肝脏通过糖原分解和糖异生作用来产生葡萄糖。糖异生是维持生存所必需的生理功能,但异常激活的糖异生也是导致糖尿病患者空腹高血糖主要原因。与应激反应密切相关的转录因子FOXO1在肝脏糖异生调节中起主导作用。正常情况下胰岛素通过磷酸化FOXO1来抑制肝脏糖异生。在胰岛素信号阻断的小鼠的肝脏中特异性敲除Foxo1基因能使小鼠保持正常糖异生水平。在糖尿病小鼠和胰岛素抵抗患者的肝脏中均能观察到Foxo1基因表达的升高。抑制Foxo1转录可能是不依赖胰岛素的新型糖尿病治疗方法。因此,阐明Foxo1转录调节机制并发现有效地Foxo1转录抑制剂有重要的基础意义。本文首先建立多种应激刺激模型,分析了应激下小分子腺嘌呤核苷代谢物的变化规律。发现小鼠在毒素应激（辣椒素和四氯化碳）、缺氧应激、损伤应激和饥饿应激等多种状态下,表现出两个共同特征:一是应激小鼠肝脏的糖异生水平升高;二是血浆5’-AMP,腺苷和尿酸浓度的增大并伴随着胞内腺苷和尿酸的增加。因为在2型糖尿病小鼠肝脏糖异生的激活和嘌呤代谢产物的变化趋势与应激状态下类似。提示应激性糖异生可能与2型糖尿病异常糖异生有相似的发生机制。转录组分析发现5’-AMP处理显著刺激Foxo通路基因的表达。5’-AMP增加了肝脏内Foxo1的转录水平以及下游糖异生相关基因磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（Pepck）和葡糖-6-磷酸酶（G6Pc）的基因表达。在以丙酮酸、甘油、乳酸,果糖和谷氨酰胺作为糖异生底物时,5’-AMP使小鼠出现更剧烈的血糖升高。转录抑制剂可以阻断5’-AMP引起的Foxo1基因水平增加。5’-AMP不影响Foxo1 m RNA的降解速率。结果表明5’-AMP在转录水平上调控Foxo1的基因表达。5’-AMP可以被细胞膜上CD73降解成腺苷。在培养的肝脏细胞中,非特异性腺苷受体拮抗剂茶碱不能抑制5’-AMP刺激的Foxo1转录。腺苷转运体抑制剂双密达莫有效阻断5’-AMP引起的Foxo1基因水平的增加。这些结果表明5’-AMP是通过增加胞内腺苷的浓度来刺激Foxo1表达的。腺苷是S-腺苷半胱氨酸（SAH）分解酶的抑制剂。腺苷的增加导致胞内S-腺苷甲硫氨酸（SAM）/SAH比例的下降,降低胞内甲基化潜力。采用甜菜碱和环亮氨酸,改变小鼠SAM/SAH比例,能够改变Foxo1的表达。在2型糖尿病小鼠上,甜菜碱升高了SAM/SAH比例,并减少了Foxo1的表达。5’-AMP的处理降低的SAM/SAH比例导致了肝脏组蛋白H3K9甲基化水平的变化,特别是在Foxo1、G6Pc和Pepck启动子区域的组蛋白H3K9甲基化水平显著下降,可能与这些基因的转录增强有关。转录组的进一步分析指出5’-AMP处理和应激状态下的小鼠肝脏生物钟基因表达都发生了显著变化,特别表现在Per1表达的上升。定量PCR分析确认Per1在四氯化碳、db/db小鼠以及5’-AMP处理过的小鼠的肝脏中表达量的增加。Per1的缺失降低了小鼠的糖异生水平。但是Per1的缺失不影响Foxo1以及其他的糖异生相关基因Pepck和G6Pc表达。研究发现Per1缺失的小鼠中肝脏的丙酮酸转运体基因（Mpc1和Mpc2）的表达升高,乳酸脱氢酶（Ldha）表达降低。正常小鼠上肝脏丙酮酸和乳酸浓度呈现一致的早晚节律变化,而Per1的缺失减少了肝脏丙酮酸浓度,增加了乳酸浓度并失去早晚节律变化。这些结果建议Per1对糖异生的影响是独立于Foxo1信号的,降低应激下Per1基因的表达可能是一个改善糖异生的新的策略。结论:（1）血浆5’-AMP、腺苷和尿酸浓度增大,胞内腺苷和尿酸增多是包括2型糖尿病等多种应激反应的典型特征;（2）腺苷通过促进Foxo1转录提高糖异生水平;（3）应激下腺苷刺激生物钟基因Per1表达,降低Per1的表达独立于Foxo1信号方式降低糖异生水平。