Organizmy wielokomórkowe zawierają różne strukturalnie i funkcjonalnie odrębne typy komórek, ale DNA we wszystkich komórkach pochodzi z tych samych komórek macierzystych. Różnice w komórkach można przypisać zróżnicowanej ekspresji genów. Komórki wątroby, których funkcje obejmują detoksykację krwi, produkcję żółci do metabolizowania tłuszczów i syntezę białek niezbędnych do metabolizmu, muszą wyrażać określony zestaw genów, aby wykonywać swoje funkcje. Ekspresja genów zmienia się również w zależności od etapów rozwoju. Przed różnicowaniem się w komórki wątroby komórki wyrażają geny zaangażowane w cykl komórkowy, replikację DNA i proliferację. W późniejszym okresie rozwoju geny zaangażowane w różnicowanie nabłonka i krzepnięcie krwi są wysoce eksprymowane. Gdy komórki różnicują się w hepatocyty, zwiększa się ekspresja genów zaangażowanych w funkcje specyficzne dla wątroby, takich jak te zaangażowane w metabolizm lipidów i regulację poziomu cholesterolu.

Ekspresja genów może być regulowana w wielu punktach, w tym podczas transkrypcji, translacji, przetwarzania i transportu RNA oraz modyfikacji potranslacyjnych. Powszechnymi metodami regulacji ekspresji są czynniki, które wiążą się bezpośrednio z DNA w celu regulacji transkrypcji określonego genu. Ekspresja genów w wątrobie może być regulowana między innymi przez czynniki transkrypcyjne C / EBPα, C / EBPβ i czynnik jądrowy hepatocytów-1. Regulacja może nastąpić przed transkrypcją poprzez zmianę histonów zawartych w chromatynie. Modyfikacje te skutkują rozluźnieniem lub zaostrzeniem struktury DNA, uniemożliwiając w ten sposób lub umożliwiając regulatorom transkrypcji dostęp do DNA. Różne typy komórek mają różne modyfikacje kowalencyjne i warianty histonów, co powoduje różnice w dostępności genów.

Komórki podlegają zmianom środowiskowym i wyrażają różne geny w odpowiedzi na te bodźce zewnątrzkomórkowe. Glukoza jest ważnym źródłem energii, a ponieważ jej stężenie w krwiobiegu ulega wahaniom, organizm musi zareagować odpowiednimi zmianami w ekspresji genów i białek. Kiedy poziom glukozy we krwi spada, trzustka wydziela hormon glukagon. Hormon ten sygnalizuje wątrobie, aby zainicjowała produkcję karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej (PEPCK), białka niezbędnego do produkcji glukozy z prekursorów niewęglowodanowych. Glukagon indukuje transkrypcję tego genu poprzez pośrednią stymulację czynników transkrypcyjnych C/EBPα i C/EBPβ do wiązania się z promotorem PEPCK. Kiedy poziom glukozy we krwi jest wysoki, trzustka wydziela hormon insulinę; gen PEPCK ma sekwencję reagującą na insulinę, która hamuje jej transkrypcję.