二甲双胍促进食管鳞癌细胞凋亡及其机制-肿瘤学专业论文.docxVIP

摘 要 背 景 和 目 的 在2型糖尿病患者中，治疗糖尿病药物二甲双胍降低了多种肿瘤的发生风险及改善其 预后，并有良好的安全用药记录，因此对二甲双胍的化学疗效和抗肿瘤作用已直接在部分 肿瘤中进行II期和III期的临床试验。随着流行病学调查和临床前研究的增多，提示了二甲 双胍抗肿瘤存在多种不同的潜在机制，在不同组织和肿瘤类型中起着重要作用。 食管鳞状细胞癌（Esophageal squamous cell carcinoma ，ESCC）是消化道常见恶性肿 瘤，是全球六大致死性癌症之一，临床治疗效果不佳。ESCC是一种炎症信号通路异常的炎 症性恶性肿瘤，Stat3是多种致癌和炎症信号通路包括细胞因子、生长因子和癌基因等的聚 集点。此外，Stat3及其下游靶基因Bcl-2通过调控细胞凋亡影响了肿瘤细胞的存活。Stat3 已经作为癌症治疗的一种有前途的分子靶向目标。 许多对二甲双胍抗肿瘤作用的研究集中于诱导凋亡效应。也有报道证明二甲双胍可以 引起自噬作用。二甲双胍通过识别肿瘤治疗的新靶点，从而诱导细胞凋亡作用。 因此，我们研究了二甲双胍对ESCC细胞在体内和体外的效应，特别是证实了二甲双胍 失活Stat3/Bcl-2信号通路介导的细胞凋亡对食管鳞癌的治疗作用，并通过干预自噬效应增 强二甲双胍的抗肿瘤作用。 方 法 食管鳞癌细胞用不同浓度二甲双胍处理，利用 Annexin V-FITC 和 PI 双染实验、JC-1 染色、TUNEL 染色检测细胞凋亡情况，并验证凋亡相关蛋白变化情况。 并通过干扰 Stat3 或过表达 Bcl-2 验证二甲双胍作用通路。 用二甲双胍处理食管鳞癌细胞，并使用药物自噬抑制剂，或者使用 siRNA 干扰自噬相 关基因，抑制细胞自噬的发生，检测细胞增殖和凋亡情况，并验证凋亡相关蛋白的变化情 况。 裸鼠腹股沟皮下注射食管鳞癌细胞观察成瘤，一周后连续腹腔注射单纯二甲双胍或二 甲双胍联合自噬抑制剂 4 周，连续监测小鼠体重及肿瘤体积，实验终点时剥离肿瘤进行凋 亡检测，并绘制生长曲线图。 IV 结 果 1. 二甲双胍诱导食管鳞癌细胞发生凋亡性细胞死亡。细胞凋亡是二甲双胍诱导食管 鳞癌细胞死亡的主要方式。 2. 二甲双胍作用于食管鳞癌细胞可以有效降低 p-Stat3 及其下游靶基因 Bcl-2 表达并 诱导凋亡。人为干扰 Stat3 表达时，细胞凋亡也随之增加，而过表达 Bcl-2 时二甲双胍对食 管鳞癌的促凋亡作用被减弱。 3. 二甲双胍可以诱导食管鳞癌细胞发生凋亡和自噬，二者相互影响。药物抑制细胞 自噬可以增强二甲双胍对食管鳞癌细胞的促凋亡作用。 4. 使用 siRNA 在基因水平干扰自噬的发生，也可以增强二甲双胍对食管癌细胞的促 凋亡作用。 5. 在体内实验，与单独使用二甲双胍对比，二甲双胍与自噬抑制剂 CQ 联合运用，对 裸鼠皮下 ESCC 细胞成瘤的抑制效应更加明显。 结 论 1. 二甲双胍能以时间和剂量依赖的方式诱导食管鳞癌细胞发生凋亡性细胞死亡。 2. 二甲双胍通过失活Stat3/Bcl-2信号通路诱导食管鳞癌细胞凋亡，对此通路的研究是二 甲双胍治疗肿瘤的核心。 3. 使用药物抑制剂或者基因水平抑制细胞自噬都可以增强二甲双胍对食管鳞癌的凋亡 作用。 4. 二甲双胍可以作为抗肿瘤治疗的新型辅助药物，并且在联合自噬抑制剂时二甲双胍 对肿瘤细胞的凋亡作用得到增强，这也是研究二甲双胍临床抗肿瘤作用研究新方向。 关键词：食管鳞癌；二甲双胍；细胞凋亡；Stat3 ；Bcl-2 V Abstract Background and Objective Because the antidiabetic drug metformin is associated with reduced risk of and improved prognosis of many cancers in type II diabetes patients and has an excellent safety record in diabetic patients, the clinical evaluation of metformin for its chemopreventive and antineoplastic effects has bypassed the traditional phase I assessment and has directly moved forward to phase II and phase III trials in several cancers. A growing body of epidemiological investigations and preclinical st