呂欣陽 陳燕

摘要 卵巢癌是婦科最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率僅次于宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌，由于其對傳統(tǒng)化療方案存在耐藥復(fù)發(fā)等問題，病死率高，急切的需要尋求新的行之有效的治療方法。近年來不少研究人員發(fā)現(xiàn)二甲雙胍作為一線降糖藥物，可能有抗腫瘤作用。其主要通過依賴腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）或非依賴AMPK介導(dǎo)的雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途徑抑制細(xì)胞代謝、細(xì)胞周期阻滯、自噬、凋亡從而抑制癌細(xì)胞增殖。為進(jìn)一步求證和探索二甲雙胍對卵巢癌的治療作用，使更多的卵巢癌患者在治療中獲益，現(xiàn)對二甲雙胍抑制腫瘤的機(jī)制進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 二甲雙胍;AMPK;mTOR;卵巢癌

中圖分類號? R737.31? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? A? ? 文章編號? 1671-0223（2020）18-020-04

卵巢癌是女性生殖器官最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率僅次于宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌，且三分之二的患者在診斷時已達(dá)卵巢癌晚期，即：國際婦產(chǎn)科協(xié)會（FIGO） 卵巢癌分期的III、IV 。腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)和化療藥物的聯(lián)合應(yīng)用使晚期腫瘤患者的病情發(fā)展得到了控制，然而由于存在耐藥等問題，晚期卵巢癌患者大多會在18個月內(nèi)復(fù)發(fā)[1]，因此尋找對卵巢癌新的治療策略成為當(dāng)務(wù)之急。近年來隨著人們對二甲雙胍（一種臨床一線降糖藥物）研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)二甲雙胍具有抗腫瘤作用，如子宮內(nèi)膜癌、骨髓瘤、非小細(xì)胞肺癌[2-4]等。ZHENG等人[5]發(fā)現(xiàn)上皮性卵巢癌患者使用二甲雙胍組較非二甲雙胍組無進(jìn)展生存期和無病生存期延長。目前二甲雙胍抗卵巢癌的具體機(jī)制尚不清楚，從而引起了人們對二甲雙胍抗腫瘤增殖機(jī)制的廣泛關(guān)注及探索，為進(jìn)一步求證和探索二甲雙胍對卵巢癌的治療作用，本文將對二甲雙胍可能的抗卵巢癌機(jī)制進(jìn)行闡述。

1 二甲雙胍的降糖機(jī)制

二甲雙胍是一種雙胍類藥物，由于其不良反應(yīng)少且降糖效果好，在臨床上被廣泛用于Ⅱ型糖尿病的一線治療方案。二甲雙胍最嚴(yán)重的不良反應(yīng)是乳酸中毒，但乳酸中毒是一種罕見的情況[6]。二甲雙胍的降糖機(jī)制一直是人們研究的重點(diǎn)，近年來發(fā)現(xiàn)二甲雙胍的降糖機(jī)制可能有以下幾種：①糖異生是一個能源密集的過程，每合成一摩爾葡萄糖需要消耗6個三磷酸腺苷（ATP），能量的需求和供應(yīng)主要由線粒體提供，二甲雙胍可以抑制線粒體呼吸復(fù)合物Ι，從而抑制ATP產(chǎn)生;除抑制呼吸鏈ATP的產(chǎn)生，NAD+：NADH比率的變化，可能也有助于二甲雙胍對糖異生的影響，從而減少葡萄糖輸出。②二甲雙胍激活能量傳感器，AMPK可能會抑制線粒體功能，一旦AMPK被磷酸腺苷（AMP）：三磷酸腺苷（ATP）激活，AMPK則通過打開ATP的分解代謝過程抑制ATP的合成代謝過程來恢復(fù)能量穩(wěn)態(tài)[7]。③MILLER提出[8]禁食期間糖原合成和分解部分由胰高血糖素控制，胰高血糖素與其肝細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)合，通過AMPK/AMP/環(huán)磷酸腺苷（cAMP）/PKA途徑，協(xié)同增加肝葡萄糖輸出，二甲雙胍可以抑制胰高血糖素的這一過程，從而抑制葡萄糖產(chǎn)生。④晚期糖尿病患者主要的問題是高胰島素血癥和胰島素抵抗，二甲雙胍能夠降低高胰島素血癥，增加胰島素受體的敏感性，降低全身胰島素水平[9]。

WANG等人[1]第一次證明了患有糖尿病的卵巢癌患者持續(xù)應(yīng)用二甲雙胍者較未持續(xù)應(yīng)用二甲雙胍者疾病復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險明顯下降。有學(xué)者提出二甲雙胍的一些非降血糖作用，如對抗腫瘤增殖可能與降糖作用有相同的機(jī)制。盡管二甲雙胍影響多種癌癥的機(jī)制尚不明確，但其抑制AMPK依賴和AMPK非依賴途徑，從而影響能量代謝、細(xì)胞周期阻滯、凋亡和自噬已成為抑制腫瘤增殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。AMPK是連接多項(xiàng)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵橋梁，是最重要的環(huán)節(jié)，接下來將詳盡闡述AMPK的作用。

2 二甲雙胍的抗腫瘤機(jī)制

2.1 依賴AMPK的抗腫瘤機(jī)制

AMPK是一種重要的能量傳感器，負(fù)責(zé)能量穩(wěn)態(tài)。在低糖低氧、氧化應(yīng)激的情況下，細(xì)胞內(nèi)AMP/ATP比值上升，激活A(yù)MPK，促進(jìn)ATP產(chǎn)生的分解代謝過程而抑制消耗ATP的合成代謝過程，從而對正常細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生保護(hù)作用。由于腫瘤細(xì)胞對葡萄糖的需求、營養(yǎng)缺乏更為敏感，二甲雙胍可以利用這一點(diǎn)抑制腫瘤的發(fā)展。二甲雙胍能夠抑制線粒體呼吸復(fù)合物Ι，抑制ATP產(chǎn)生，使AMP/ATP比值上升;此外呼吸復(fù)合物Ι能通過產(chǎn)生活性氮（ONOO-）磷酸化LKB1，進(jìn)而磷酸化AMPK，從而發(fā)揮多種抗腫瘤作用[10]。

2.1.1 通過AMPK-mTOR途徑誘導(dǎo)細(xì)胞自噬和細(xì)胞周期阻滯

自噬是一種分解代謝過程，它通過溶酶體機(jī)制自我破壞細(xì)胞成分，為重要的細(xì)胞過程分配營養(yǎng)，并限制不必要的能量消耗[10]。雷帕霉素靶蛋白（mTOR）包括兩種不同的信號復(fù)合物，mTORC1和mTORC2。mTORC1整合了各種刺激和信號通路，促進(jìn)合成代謝，如蛋白質(zhì)合成和脂質(zhì)合成，并抑制分解代謝途徑，如自噬。大多數(shù)抑制自噬的條件被證明能抑制mTORC1，說明自噬與mTORC1的激活可能是相反的過程[11]。自噬是一把雙刃劍，既能抑制癌癥發(fā)展也能促進(jìn)癌癥發(fā)展，然而其具體機(jī)制仍不明確?？赡艿臋C(jī)制是基礎(chǔ)水平的自噬能夠通過減少損傷細(xì)胞的成分核蛋白，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)來抑制腫瘤發(fā)展。而當(dāng)腫瘤細(xì)胞存在于壓力條件下如：缺氧、營養(yǎng)剝奪，就會導(dǎo)致自噬激活幫助癌細(xì)胞存活，自噬也增加了RAS突變的癌細(xì)胞[12]。有研究表明增強(qiáng)自噬活性與卵巢癌耐藥有關(guān)，BAO等人發(fā)現(xiàn)自噬通過重塑ERK通路并過表達(dá)Beclin1導(dǎo)致卵巢癌順鉑耐藥[13]。但是李丹丹[14]探究二甲雙胍與卵巢癌耐藥細(xì)胞自噬的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可以增強(qiáng)卵巢癌耐藥細(xì)胞的自噬活性，說明二甲雙胍不是通過降低自噬來提高對化療藥物敏感性的，因此二甲雙胍治療卵巢癌的機(jī)制仍有待探究。

細(xì)胞周期是一個由物質(zhì)準(zhǔn)備到細(xì)胞分裂高度受控、周而復(fù)始的過程。通常將從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開始，經(jīng)過物質(zhì)準(zhǔn)備，直到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止，稱為一個細(xì)胞周期[15]。細(xì)胞周期是一個十分復(fù)雜而精密的過程，涉及到DNA的精確復(fù)制，DNA在復(fù)制過程中精確分布到兩個子細(xì)胞，物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂的調(diào)控，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤都可能導(dǎo)致細(xì)胞周期調(diào)控紊亂，導(dǎo)致腫瘤產(chǎn)生[16]。在二甲雙胍應(yīng)用于卵巢癌的探索中，F(xiàn)U等人[17]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可以通過PI3K/Akt/m-TOR途徑誘導(dǎo)卵巢癌G2/M期細(xì)胞周期阻滯。而Rattan等人[16]在體外治療發(fā)現(xiàn)二甲雙胍導(dǎo)致卵巢癌G1期阻滯，這可能是由于體外培養(yǎng)環(huán)境不同導(dǎo)致的。二甲雙胍能夠通過多種途徑抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，涉及到腫瘤細(xì)胞的代謝自噬、細(xì)胞周期阻滯。然而卵巢癌與自噬的具體機(jī)制以及二甲雙胍使細(xì)胞周期阻滯停留在不同時期的條件仍有待探究。此外，二甲雙胍對于卵巢癌細(xì)胞周期阻滯和自噬的研究不甚眾多， 仍需要更多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)為二甲雙胍應(yīng)用于卵巢癌提供支持。

2.1.2 通過AMPK激活多種途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

已有大量研究表明二甲雙胍具有促進(jìn)腫瘤凋亡的作用。ZOU等人[18]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍以劑量依賴的方式誘導(dǎo)卵巢癌凋亡。Gwak等人[19]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍不僅能通過AKT/mTOR/GSK3β誘導(dǎo)cyclin D1降解導(dǎo)致G1期細(xì)胞周期阻滯還能誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞凋亡。此外，二甲雙胍還能夠通過MAPK/JNK途徑誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞凋亡，ZHU[20]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍和2-脫氧葡萄糖（2-DG）糖酵解的抑制劑，可以通過AMPK/JNK促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡，且聯(lián)合使用增強(qiáng)了卵巢癌的凋亡。二甲雙胍不僅能夠通過多種途徑促進(jìn)卵巢癌凋亡，還能夠增強(qiáng)化療藥物的敏感性。

PATEL等人[21]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍單獨(dú)使用可以發(fā)揮促凋亡作用，與紫杉醇和卡鉑聯(lián)用均能增強(qiáng)促上皮性卵巢癌凋亡作用。ZHENG等人[22]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍和順鉑單獨(dú)應(yīng)用都可以促進(jìn)卵巢癌凋亡，并首次發(fā)現(xiàn)二甲雙胍通過非依賴AMPK的轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）途徑影響腫瘤細(xì)胞代謝。TGF-β信號途徑在各種生物學(xué)功能中起著關(guān)鍵作用，包括干細(xì)胞更新、免疫系統(tǒng)抑制、傷口修復(fù)和腫瘤進(jìn)展[23]。大量的研究似乎都表明二甲雙胍能夠誘導(dǎo)凋亡這一事實(shí)，然而一項(xiàng)來自 LENGYEL等人的研究發(fā)現(xiàn)[24]，單用二甲雙胍不能誘導(dǎo)卵巢癌凋亡，與紫杉醇聯(lián)用可以增強(qiáng)其促凋亡效應(yīng)。雖然大量的研究讓我們確定二甲雙胍能夠抑制卵巢癌增殖，然而其對于卵巢癌細(xì)胞凋亡的影響卻存在矛盾的地方，什么原因?qū)е铝诉@一矛盾的產(chǎn)生仍需要更多針對卵巢癌的實(shí)驗(yàn)給出確切的答案。

2.2 不依賴AMPK的抗腫瘤機(jī)制

2.2.1 降低胰島素和胰島素樣生長因子

與非糖尿病相比，Ⅱ型糖尿病患癌癥風(fēng)險更高，Ⅱ型糖尿病與癌癥風(fēng)險的密切關(guān)系可能有幾個原因：例如Ⅱ型糖尿病主要與胰腺代償作用引起的高胰島素狀態(tài)以及胰島素抵抗導(dǎo)致的慢性高胰島素血癥有關(guān)。流行病學(xué)和體內(nèi)研究表明高胰島素血癥通過誘發(fā)突變效應(yīng)和刺激DNA合成和/或增加IGF-1信號系統(tǒng)間接增加癌癥風(fēng)險[25]。近來IGF-1信號通路被證明與二甲雙胍誘導(dǎo)癌癥凋亡和增殖有關(guān)，然而仍然存在一些爭議，YANG等人[26]采用Meta分析發(fā)現(xiàn)，在兒童二甲雙胍應(yīng)用大于12周有效減少了胰島素樣生長因子-1（IGF-1）水平，而在大于18歲的成年人中，有效增加了IGF-1水平，導(dǎo)致這一結(jié)果可能是因?yàn)闃颖玖窟^少，另外目前還沒有二甲雙胍在卵巢癌患者中影響IGF-1的研究，因此二甲雙胍對于卵巢癌患者中IGF-1的變化仍有待探究。

2.2.2 抗血管生成、炎癥因子和腫瘤干細(xì)胞作用

二甲雙胍的抗血管生成作用可能在腫瘤發(fā)生的血管生成途徑中有重要作用。血管生成在腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移中是至關(guān)重要的。二甲雙胍能夠抑制血管生成因子的表達(dá)，ABO-ELMATTY等人[25]證明了二甲雙胍聯(lián)用卡鉑不僅降低了IGF-1及其受體的高水平表達(dá)，還具有明顯的減少抗凋亡蛋白bcl-2的效應(yīng)及減弱炎癥介質(zhì)的強(qiáng)度，并降低了促血管生成介質(zhì)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)，抑制新生血管形成和增殖過程。另一項(xiàng)來自GUIMARAES等人[27]的研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能顯著降低EOC細(xì)胞炎性細(xì)胞因子和NF-kB信號通路的mRNA表達(dá)。腫瘤干細(xì)胞（CSC）具有無限更新的能力，近來被認(rèn)為是多種治療方法后腫瘤發(fā)生耐藥和復(fù)發(fā)的主要原因，二甲雙胍能通過多種途徑對其產(chǎn)生抑制作用，包括Hh、Wnt、TGF-β通路。在卵巢癌的異種移植模型中，觀察到低劑量的二甲雙胍顯著抑制了CSC的CD44+和CD117表型，而更高劑量的二甲雙胍更有效的抑制了卵巢癌細(xì)胞，同時還抑制了ALDH1+表型[28]。

3 展望

綜上所述，二甲雙胍作為一種降糖藥物，不僅能通過AMPK依賴的方式以及線粒體和IGF信號通路調(diào)節(jié)血糖的穩(wěn)定，還能以AMPK依賴和AMPK非依賴的形式抑制卵巢癌的發(fā)展，包括通過AMPK-mTOR途徑調(diào)節(jié)的細(xì)胞周期阻滯和自噬，以及通過AKT/mTOR/GSK3β、AMPK/JNK途徑誘導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞凋亡，此外，還發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能夠通過抑制血管生成因子抑制新生血管形成。近年來越來越多的研究發(fā)現(xiàn)腫瘤干細(xì)胞與卵巢癌耐藥、復(fù)發(fā)有關(guān)，因此對于干細(xì)胞的研究激起了人們的興趣。盡管已經(jīng)有大量二甲雙胍對于惡性腫瘤治療的研究，為二甲雙胍應(yīng)用于臨床提供了證據(jù)，然而二甲雙胍應(yīng)用于卵巢癌的研究還相對較少，且自噬在什么條件下發(fā)揮促進(jìn)或抑制卵巢癌的機(jī)制仍不明確，二甲雙胍單獨(dú)應(yīng)用能否促進(jìn)卵巢癌也存在矛盾的地方。盡管二甲雙胍應(yīng)用于卵巢癌的治療存在諸多不解的地方有待探究，但是二甲雙胍的出現(xiàn)的確將糖代謝和腫瘤聯(lián)系在一起，引起了人們對糖代謝和腫瘤之間關(guān)系的研究興趣，靶向糖代謝通路可能成為二甲雙胍治療卵巢癌的有效方法，二甲雙胍能否靶向糖代謝通路上的某個因子，從而使細(xì)胞周期阻滯、凋亡，自噬朝著抑制卵巢癌的方向發(fā)展，并改變腫瘤細(xì)胞耐藥的情況可能是未來研究的方向。

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[2020-09-25收稿]