二甲雙胍在卵巢癌治療中的研究進展

鄒 歌 陳 燕

華北理工大學研究生學院；①附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科 河北唐山 063000

二甲雙胍在卵巢癌治療中的研究進展

鄒 歌 陳 燕①

華北理工大學研究生學院；①附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科 河北唐山 063000

二甲雙胍 卵巢癌 細胞周期 增殖 凋亡 自噬 侵襲轉(zhuǎn)移

在我國卵巢癌的發(fā)病率居婦科惡性腫瘤的第三位，死亡人數(shù)居第二位，病死率居首位[1]。盡管在臨床上多數(shù)卵巢癌有較好的療效，但超過70%的患者復發(fā)、轉(zhuǎn)移、死亡。因此，有必要研究新的藥物或治療方法提高療效，延緩復發(fā)。二甲雙胍作為一線降糖藥物廣泛應用于臨床，20世紀70年代Dilman首次提出雙胍類降糖藥有抗癌作用的潛在可能，此后學者們做了大量二甲雙胍與腫瘤關(guān)系的臨床、基礎(chǔ)研究，證明二甲雙胍對乳腺癌、胰腺癌、大腸癌、卵巢癌等均有抑制作用。本文對二甲雙胍抗卵巢癌作用研究進展做一綜述。

1 二甲雙胍抗卵巢癌作用的相關(guān)流行病學研究

Bodmer等進行的研究[2]中，選取1 611例已確診的卵巢癌患者為病例組，9 170例非卵巢癌糖尿病患者為對照組進行病例回顧研究，統(tǒng)計結(jié)果表明長期使用二甲雙胍治療(≥30張?zhí)幏?的糖尿病患者，相較于未使用二甲雙胍治療的患者卵巢癌發(fā)病風險降低(OR值0.61,95%,CI為0.30～1.25)。Tseng[3]等在臺灣進行了一項類似的病例回顧研究，其中服用二甲雙胍患者193 369例，未服用過二甲雙胍的患者286 106例，發(fā)病率分別為49.4/10萬、146.4/10萬，二甲雙胍顯著降低糖尿病患者卵巢癌發(fā)病率。在Sanjeev Kumar等進行的另一項病例對照研究中[4]表明，應用二甲雙胍治療的卵巢癌患者和未應用二甲雙胍治療的患者五年無進展生存率分別為73%、44%(P=0.0002)，說明二甲雙胍與卵巢癌患者五年無進展生存有關(guān)聯(lián)。同樣Romero等[5]對341例卵巢癌患者進行研究，其中使用二甲雙胍治療的糖尿病并發(fā)卵巢癌患者、未使用二甲雙胍的單純卵巢癌患者、未使用二甲雙胍治療的糖尿病并發(fā)卵巢癌患者5年無進展生存率分別為51%、23%和8%(P=0.03)，這三者的5年總生存率分別是63%、37%和23%(P=0.03)。這些研究表明二甲雙胍能降低糖尿病患者卵巢癌發(fā)病率，延緩腫瘤的進展與復發(fā)，但由于此類臨床研究較少，樣本量小，缺乏說服力。另外，研究中多以應用磺脲類藥物和胰島素作對比，難以說明是二甲雙胍的抑癌作用還是其他藥物的促癌作用；由于降糖方式的選擇與糖尿病的類型及嚴重程度相關(guān)，并非隨機選擇，可能有糖尿病本身與卵巢癌關(guān)系混雜其中。

2 二甲雙胍對抗腫瘤的作用機制

盡管一些臨床研究表明了二甲雙胍有對抗卵巢癌的作用，但二甲雙胍對抗腫瘤的機制仍不明了，目前國內(nèi)外研究主要集中在這幾方面。有研究[6]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍的抗癌作用體現(xiàn)在多個方面：調(diào)節(jié)細胞周期，促進細胞凋亡，抑制侵襲和轉(zhuǎn)移，而最新的研究還發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍抑制血管生成的作用，此外二甲雙胍激活蘇氨酸依賴蛋白激酶(Adenosine 5'-monophosphate (AMP)-activated protein kinase,AMPK)通路，細胞自噬和PERK/eIF2α途徑[7]、抑制線粒體復合體(complex I)，殺滅腫瘤干細胞(cancer stem cell，CSC)等都與其抗腫瘤作用相關(guān)。本文對其具體機制綜述如下。

2.1 調(diào)節(jié)細胞周期 細胞周期共分為G1、S、G2、M四期，二甲雙胍可誘導腫瘤細胞周期停滯[8]，R.Rattan的研究[9]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能使卵巢癌A2780，SKOV3ip及鉑類耐藥細胞系CP70，C200細胞G1期增多，S期細胞減少，且具有劑量依賴性，研究還表明其可能與降低細胞周期蛋白D1的表達，增加P21的表達有關(guān)。細胞周期蛋白D1是周期G1中合成的一種蛋白，二甲雙胍通過激活AMPK途徑，繼而活化p53-p21軸，使細胞周期G1/S期受阻[10]。同時二甲雙胍還可通過活化AMPK途徑降低有絲分裂中相關(guān)基因的表達，如微管蛋白、驅(qū)動蛋白、組織蛋白等，使腫瘤細胞的有絲分裂減少，導致細胞周期停滯。也有研究結(jié)果與之存在差異，Patel[11]等人用取自患者的原代卵巢癌細胞進行的研究表明，二甲雙胍誘導卵巢細胞周期停滯在G0/G1和S期。Amber Yasmeen[12]等的試驗中，細胞周期停滯在S期，且細胞周期蛋白D表達的變化不大，導致這種不同實驗結(jié)果的原因可能是不同種類的卵巢癌細胞有機陽離子轉(zhuǎn)運體1(organic cation transporters 1，OCT1)存在多態(tài)性。但在卵巢癌細胞中OCT1的作用機制尚未明確，仍待研究。

2.2 抑制細胞增殖 相似于Wu[6]等人的研究，Ernst Lengyel[13]等進行的動物實驗中，實驗組以二甲雙胍處理2周(250mg/kg/day,n=9),以PBS作為對照 (100μLsterilePBS,n=9)，2周后植入卵巢癌細胞SKOV3ip，最終實驗組和對照組移植瘤平均個數(shù)分別為116、47(P<0.005)。ErnstRattan[9]等學者進行的體外研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能抑制卵巢癌A2780、CP70、C200細胞系的增殖，且呈時間劑量依賴性，并且對包括CP70、C200在內(nèi)的許多耐藥株細胞有長久的抑制增殖作用。二甲雙胍調(diào)節(jié)細胞增殖的機制主要表現(xiàn)在三方面，第一，胰島素生長因子受體(insulin-likegrowthfactor1receptor，IGF-1R)與腫瘤發(fā)展相關(guān)。二甲雙胍通過減少肝糖的產(chǎn)生,增加周圍組織對胰島素的敏感性和抑制腸道細胞攝取葡萄糖等途徑，有效降低患者血液胰島素水平，降低IGF-1R水平，抑制下游的PI3K-Akt通路，激活AMPK途徑，從而影響蛋白質(zhì)合成和細胞增殖[10]。第二，AMPK通道作為細胞能量感受器，在細胞增殖中起重要作用，而細胞中存在的原癌基因絲氨酸/蘇氨酸-蛋白激酶抑制劑(LiverkinaseB1，LKB1)作為AMPK的三個上游調(diào)控因子之一，可被二甲雙胍活化。二甲雙胍激活AMPK途徑，AMPK可磷酸化結(jié)節(jié)性硬化蛋白2，抑制其下游的真核細胞生長正調(diào)節(jié)因子(mammaliantargetofrapamycincomplex1,mTORC1)[10]，mTORC1可通過控制mRNA翻譯和核糖體生物合成等細胞活動，抑制蛋白合成來調(diào)控增殖，實驗中的動物模型部分同樣驗證了這一觀點，還提出了二甲雙胍可通過影響炎癥因子(MCP-1、IL-6)和血管內(nèi)皮生長因子抑制腫瘤增殖。第三，Nam-yiKim等[14]提出二甲雙胍通過介導受體酪氨酸亞家族(Anexelekto，Axl)和Tyro3受體酪氨酸蛋白激酶(TYRO3proteintyrosinekinase，Tyro3RTKs)下游信號分子失調(diào)影響增殖，試驗中為驗證這一假說，敲低Axl和Tyro3RTKs的表達，達到了與二甲雙胍作用相同的抑制癌細胞增殖效果，這為探索二甲雙胍作用機制提供了新線索。

2.3 誘導細胞凋亡 二甲雙胍另一抑制卵巢癌的可能機制是誘導細胞凋亡。細胞凋亡是指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主有序的死亡，涉及到一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等作用。Yasmeen等[12]進行的實驗中，二甲雙胍通過調(diào)節(jié)Bcl-2家族表達誘導卵巢癌細胞OVCAR-3和OVCAR-4凋亡，Bcl-2家族分為抗凋亡和促凋亡基因兩部分，在二甲雙胍作用下，促凋亡因子如bax、bad表達增多，使線粒體外膜形成孔洞，釋放凋亡蛋白激活含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspases)，相應的抗凋亡因子磷酸化Bcl-2,Bcl-2,Bcl-xL和Mcl-1表達減少，共同達到促進卵巢癌細胞凋亡作用。SeemaPatel[11]的研究也證實了二甲雙胍可下調(diào)Bcl-2因子，上調(diào)bax因子表達而誘導凋亡。Rogalska等[15]進行的研究同樣證實了二甲雙胍誘導卵巢癌凋亡的作用，且存在劑量時間依賴性，研究探索到二甲雙胍長時間作用可調(diào)控凋亡抑制因子5(BaculoviralIAPrepeatcontaining5，BIRC5)表達，BIRC5 能夠與含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶結(jié)合，并抑制其活性，從而抑制凋亡[16]，二甲雙胍可抑制BIRC5表達誘導細胞凋亡。

2.4 誘導細胞自噬 最新研究表明二甲雙胍還可能誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導的未折疊蛋白反應和自噬[7]，二甲雙胍可增加卵巢癌PA-1和OVCAR-3細胞中自噬基因共軛復合體表達，形成自噬空泡，同時增加與之結(jié)合的自噬相關(guān)因子(LightChain3，LC3)的表達，形成成熟的自噬小體，誘導細胞自噬凋亡。目前關(guān)于二甲雙胍誘導自噬的研究較少，具體機制尚未明了，是一個新的研究方向。

2.5 抑制侵襲和轉(zhuǎn)移 侵襲轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的一大特性，二甲雙胍對侵襲遷移影響的研究極少，BuChuWu等[6]，二甲雙胍能降低卵巢癌細胞SKOV3和HO-8910PM的細胞粘附力，相較于對照組，二甲雙胍濃度為20mM時兩種細胞粘附力下降50%，侵襲能力下降60%和40%，遷移率下降超過80%。但目前無論在流行病學還是實驗室研究中，關(guān)于二甲雙胍與侵襲遷移之間關(guān)系的研究都很少見。

2.6 對CSC的作用CSC是既具備高度增殖能力與自我更新能力，也具備多向分化潛能的細胞，它是腫瘤復發(fā)轉(zhuǎn)移的重要因素，傳統(tǒng)化療藥物對抗CSC作用并不明顯，二甲雙胍的抗CSC作用給抗腫瘤研究帶來了驚喜，待更深入的實驗研究闡明其機制。研究CSC的生物學特性對了解卵巢癌有重要意義，近年學者們進行一系列此方向的研究。JessicaJ.Shank[17]的研究表明，二甲雙胍抑制乙醛脫氫酶陽性(Aldehydedehydrogenase，ALDH+)CSC生長，并且進行動物實驗證實了這一觀點，試驗中對比單用順鉑治療小鼠，順鉑合并二甲雙胍的治療組中ALDH+ 細胞減少4.4倍，證明二甲雙胍可影響CSC生長。RongrongZhang等[18]進行的研究同樣表明，低濃度二甲雙胍(0.1～0.3mM)可能通過減少上皮細胞-間質(zhì)化而阻止CSC的永生化進而抑制卵巢癌發(fā)生，同時二甲雙胍選擇性抑制CSC(CD44+CD117+)凋亡抑制基因(Survivin)的表達，也可能達到促進CSC凋亡的效果。

2.7 二甲雙胍與抗腫瘤藥物合用的效果 二甲雙胍與抗腫瘤藥物合用抗腫瘤作用主要體現(xiàn)在增強化療敏感性和逆轉(zhuǎn)耐藥上，這一作用或可增強化療藥效果，降低化療藥劑量，降低癌細胞耐藥性。RomeroIrisL[5]等人的臨床研究表明，二甲雙胍可增加紫杉醇的敏感性。ErnstLengyel[16]等進行的動物實驗中，把小鼠分為二甲雙胍(5mM)聯(lián)合紫杉醇處理組，單用紫杉醇或二甲雙胍組，安慰劑組，對比安慰劑組，實驗各組小鼠體內(nèi)種植瘤重量分別減小60%、42%和40%。同樣RamandeepRattan[19]等人進行的動物實驗中，二甲雙胍可增加順鉑的細胞毒作用，實驗組裸鼠移植腫瘤重量、腫瘤血管數(shù)、腫瘤細胞分化比例都明顯減少，其機制可能與AMPK磷酸化增強有關(guān)。LiCuilan[20]等的研究表明二甲雙胍聯(lián)合LY294002(PI3K抑制劑)能激活AMPK/ACC通路，同時抑制AMPK下游PI3K/Akt/mTOR通路，上調(diào)p53、p27和p21，調(diào)節(jié)caspase3 和多聚ADP-核糖聚合酶活性，以達到抑制卵巢癌細胞增殖、促進細胞周期停滯，誘導凋亡的目的。YaXie[21]的研究認為卵巢癌耐藥性與P38蛋白激酶相關(guān)，二甲雙胍聯(lián)合蛋白激酶抑制劑SB20358可有效逆轉(zhuǎn)SOV3/DDP細胞耐藥，RafaelaErices[22]等的體外實驗證實，糖尿病治療濃度的二甲雙胍單獨使用不影響卵巢癌細胞的死亡率，與卡鉑合用可增加卡鉑的細胞毒作用。Nam-yiKim的研究認為[14]二甲雙胍作用于Axl和Tyro3RTKs，抑制順鉑和紫杉醇耐藥細胞的增殖，抑制耐藥性產(chǎn)生。DanielKChan[23]的研究表明二甲雙胍和苯乙基異硫氰酸酯聯(lián)合可有效殺傷卵巢癌細胞，并逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥細胞的耐藥性。最近M.Hijaz[24]的研究還表明，卵巢癌遺傳與乳腺癌易感基因(breastcancersusceptibilitygene，BRCA)相關(guān)，二甲雙胍能增強奧拉帕尼抗BRCA突變細胞增殖作用，還可減少BRCA基因突變，最終可能改變卵巢癌的遺傳性。

3 展望

雖然二甲雙胍作為降糖藥物應用已非常成熟，但其作為抗腫瘤新藥應用于臨床還有一段距離。非糖尿病卵巢癌患者是否可以應用降糖藥物二甲雙胍，二甲雙胍的最佳給藥途徑及給藥劑量等問題亟待解決。此外，我們需要大量臨床實驗證實二甲雙胍抗腫瘤作用效果及其安全性。如果以上問題能妥善解決，二甲雙胍必將成為腫瘤治療和輔助化療領(lǐng)域的新星。

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(2016-09-06 收稿)(庫雪飛 編輯)

鄒 歌(1991-)，女，碩士研究生。研究方向：婦科腫瘤學。

陳 燕。

R 737.31

A

2095-2694(2017)02-160-5