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腺苷是生物体的自然代谢物,在众多的生理及病理过程扮演着重要的角色。胞外腺苷浓度受到许多生理病理条件的动态调控。腺苷一旦被释放到胞外,便可通过激活细胞膜表面的腺苷受体来调节细胞功能。腺苷受体与G蛋白偶联,通过改变第二信使系统活性来调节胞内蛋白激酶信号通路和调控下游靶基因表达。由于腺苷受体可介导胞内外信号传导,其作为疾病的潜在治疗靶点受到越来越多的关注。有越来越多的证据表明,腺苷受体有希望成为一系列疾病的治疗靶点,如大脑和心脏缺血性疾病,睡眠障碍,免疫和炎症性疾病,以及癌症。但是腺苷受体在肝脏疾病中的作用和临床价值还未受到充分揭示。本研究采用腺苷受体基因敲除动物作为模型,探索了腺苷—腺苷受体信号通路在肝脏重大代谢疾病中的作用,揭示了腺苷信号调节和传导机制。同时,评估了腺苷受体作为新型基因和药物靶点在治疗和预防肝脏疾病中的潜在价值。本研究发现腺苷受体A1基因参与调节肝纤维化的发展进程。证明腺苷受体A1基因在肝毒素四氯化碳(CC14)和胆管结扎(BDL)导致的肝纤维化过程中扮演了相反的角色。研究表明,在慢性CC14肝纤维化模型中,腺苷受体Al基因缺失延缓了肝纤维化进程,胶原的沉积和肝星状细胞的激活在腺苷受体A1基因敲除(A1AR-/-)小鼠中都削弱了。然而,在BDL肝纤维化模型中,腺苷受体A1基因缺失却加速了肝纤维化进程,胶原的合成和汇管区纤维母细胞的激活在A1AR-/-小鼠中都加重了。我们进一步研究了腺苷受体Al基因参与调节CCl4和BDL肝纤维化的不同分子机制。发现腺苷受体A1基因缺失减轻了单次CCl4注射产生的急性肝损伤。血清转氨酶活性和肝细胞坏死程度在A1AR-/-小鼠中都降低了,这很可能是通过下调肝脏CYP2E1和UCP2基因表达水平达到的。另外,在CCl4长期处理过程中,“致肝纤维化因子”的表达水平,包括：TGFβ2, TNFα, IL-1,和IL-6都在A1AR-/-小鼠中下调。而在BDL模型中,A1AR-/-小鼠血清胆汁酸浓度显著升高,由此加重了胆汁淤积性肝细胞梗死,并增加了胆管上皮细胞增生,最终导致了肝纤维化的恶化。我们的实验结果表明腺苷受体A1基因通过复杂的机制参与肝纤维化的进程,建议在运用腺苷及其受体作为抗肝纤维化策略时应加以仔细的评估。发现腺苷受体A1参与肝内胆汁淤积性肝损伤的发病过程,并且是潜在的治疗肝内胆汁淤积疾病的基因和药物靶点。在α-荼基异硫氰酸酯(ANIT)致肝内胆汁淤积小鼠模型中,肝内腺苷浓度显著升高并且腺苷受体A1呈高表达,这预示着腺苷-腺苷受体A1信号很可能参与了ANIT肝损伤的发病过程。接下来研究表明,小鼠腺苷受体A1基因缺失对ANIT诱导的肝损伤有保护作用,可降低血清转氨酶活性和肝细胞坏死程度。与野生型(WT)小鼠相比,A1AR-/-小鼠肝脏和血清中胆汁酸的淤积显著减轻,然而胆汁和尿液中胆汁酸的排泌却显著增强。在A1AR-/-小鼠肝脏中,胆汁酸转运体Bsep和Mdr2,以及胆汁酸羟化酶Cyp3α11的基因表达水平都显著上调。在肾脏中,腺苷受体A1基因缺失可防止ANIT造成肾小球过滤速率降低。另外,腺苷受体A1拮抗剂同样可以削弱ANIT对小鼠的肝毒性作用。我们的实验结果证实,小鼠腺苷受体A1基因缺失对肝内胆汁淤积性肝损伤有保护作用,这是通过增强具有毒性的胆汁成分从胆汁分泌途径和肾脏排泄途径排出来实现的,而且表明了腺苷受体A1作为治疗肝内胆汁淤积疾病治疗靶点的潜在价值。发现内源性腺苷受体Al激活可保护急性酒精肝损伤。与野生型小鼠相比,A1AR-/-小鼠对急性酒精导致的肝损害更加敏感,血清转氨酶活性升高,肝脏病理学改变更加严重。酒精会诱导血清和肝脏中脂质的累积,这种脂质累积在A1AR-/-小鼠中更加显著。通过对肝脏中脂质代谢相关基因表达分析发现,在A1AR-/-小鼠中肝脏脂质合成基因(包括：FAS, SCD1, ACC1, DGAT2, PPARy)表达水平都显著上调,由此加重了急性酒精性脂肪肝。另外,腺苷受体A1基因缺失加剧了酒精导致的肝脏脂质过氧化和抗氧化物的耗竭,由此加重了氧化压力。研究还发现,腺苷受体A1的药理阻断同样会加重急性酒精造成的肝损伤和早期脂肪变性。总的来讲,实验结果表明内源性腺苷受体A1激活可以削弱急性酒精诱导产生的氧化压力,并通过下调脂肪合成相关基因的表达降低肝脏脂质堆积,从而对抗急性酒精肝损伤。发现腺苷受体A1基因缺失会加重非酒精性脂肪肝和胰岛素抵抗的发生。通过建立"western diet"高脂小鼠模型,我们发现与WT小鼠相比,A1AR-/-小鼠在高脂饮食诱导后表现出一系列的代谢异常,如：体重和总脂肪含量增加,白色脂肪组织肥大,血清脂类物质增加,肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗加重等。深入研究发现,高脂饮食诱导后,A1AR-/-小鼠肝脏中脂质合成相关基因(包括FAS, SCD1, ACC1, DGAT2,和PPARy)的表达水平都显著上调,由此加强了肝内脂肪合成过程。研究还发现,小鼠腺苷受体A1基因缺失加重了白色脂肪组织炎症反应和巨噬细胞浸润,并上调了F4/80, MCP-1,和TNFa基因表达水平。脂肪组织的炎症反应和巨噬细胞浸润是胰岛素抵抗发生的重要机制。另外,腺苷受体A1基因缺失加强了脂肪细胞分化的主要转录调控因子C/EBPα和PPARγ的表达,这导致了A1AR-/-小鼠脂肪细胞分化增加,促进了肥胖的产生。总的来讲,我们的实验结果表明,小鼠腺苷受体A1基因可通过抑制肝脏脂质合成,降低脂肪细胞分化,以及削弱脂肪组织的炎症反应,来改善高脂饮食引起的导致代谢紊乱。