李漢兵，趙旭琴，王心怡，戚佳夢，王 燦，姚元發(fā)

（1.浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院藥理學(xué)系，浙江 杭州310014；2.浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，浙江 杭州310027）

二甲雙胍是臨床上使用非常廣泛的一線抗2型糖尿病藥物。18 世紀(jì)70 年代，歐洲地區(qū)已有文獻(xiàn)記錄豆科植物中的山羊豆（Galega officinalis Linn）可治療糖尿病[1-2]。1844-1878 年，Strecker 和Rathke 確定有效成分為胍類化合物并人工合成[3]。1918年，人工合成的二甲雙胍問世[4]。隨后大量的動物和人體研究證實(shí)二甲雙胍的降血糖作用[5-6]。1958年，二甲雙胍被英國和歐洲其他國家批準(zhǔn)用來治療糖尿病。由于其合成工藝簡單、成本低廉、具有優(yōu)越的抗高血糖效果和較低的副作用，迅速成為臨床上抗2型糖尿病的“首選藥”。公認(rèn)的二甲雙胍抗高血糖機(jī)制是抑制肝葡萄糖異生作用和增加外周組織對葡萄糖的利用達(dá)到降血糖的效果[7]。進(jìn)一步研究揭示，二甲雙胍通過激活腺苷酸活化蛋白激酶（adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）抑制轉(zhuǎn)錄因子環(huán)腺苷酸反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP-response element binding protein，CREB）上的結(jié)合蛋白Ser436磷酸化[8]。此外，二甲雙胍激活A(yù)MPK，促進(jìn)骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）囊泡向細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)，提高外周組織對葡萄糖的攝取。在肝細(xì)胞中，二甲雙胍激活的AMPK進(jìn)一步激活其下游底物乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）1/2，促進(jìn)脂質(zhì)代謝進(jìn)而改善肝細(xì)胞的胰島素敏感性[9]。因此，二甲雙胍被廣泛認(rèn)為是AMPK的激動劑，其藥理作用與AMPK的激活緊密相關(guān)。

目前，多個流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，相比使用磺酰脲類藥物或胰島素類藥物的患者，使用二甲雙胍治療糖尿病的患者具有更低的患癌風(fēng)險[10-13]。大部分的研究認(rèn)為，二甲雙胍抗腫瘤機(jī)制主要表現(xiàn)為磷酸化激活A(yù)MPK：①通過結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物（tuberous sclerosis complex，TSC）抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號通路，介導(dǎo)蛋白質(zhì)合成[14]；②磷酸化激活A(yù)CC，抑制脂肪的合成[9]；③減少纖溶酶原激活物，抑制因子和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，抑制腫瘤血管的生成[15]；④磷酸化CREB 轉(zhuǎn)錄因子，減少糖異生[8]；⑤激活轉(zhuǎn)錄因子P53蛋白，抑制參與上皮間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的Slug、Snail 和神經(jīng)型鈣黏附蛋白表達(dá)，影響腫瘤的轉(zhuǎn)移[16]。但也有一些新的證據(jù)發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍不通過激活A(yù)MPK 仍然可以抑制腫瘤細(xì)胞的生長和遷移。本文將著重闡述二甲雙胍不依賴AMPK激活的抗腫瘤作用機(jī)制。

1 改善胰島素敏感性

Welzel 等[17]、Jinjuvadia 等[18]和Simon 等[19]3 個團(tuán)隊(duì)臨床調(diào)查和meta 分析均發(fā)現(xiàn)，2 型糖尿病患者的患癌風(fēng)險比正常人高。例如，2 型糖尿病患者患肝癌風(fēng)險比正常人高3～5 倍。胰島素抵抗是2 型糖尿病的主要病理基礎(chǔ)。近年來，也有新觀點(diǎn)認(rèn)為，高胰島素血癥（2 型糖尿病的典型臨床癥狀）是胰島素抵抗重要原因之一[20-23]。而胰島素作為刺激細(xì)胞生長和增殖的重要信號因子，又與腫瘤的發(fā)生有密切關(guān)系[24]。Wang等[25]在研究子宮內(nèi)膜癌時發(fā)現(xiàn)，患者體內(nèi)胰島素水平和胰島素受體（insulin receptor，IR）表達(dá)水平均有升高，通過磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）信號通路促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂和抗凋亡，促進(jìn)子宮內(nèi)膜瘤的發(fā)生。在各亞型的乳腺癌中，IR 磷酸化激活降低了患者生存率，受體抑制劑可顯著抑制乳腺癌細(xì)胞MCF-7的生長[26]。因此，過高的胰島素水平具有一定的致癌作用，降低癌癥患者胰島素水平或減少IR表達(dá)和激活，改善胰島素敏感性，對腫瘤的治療具有積極作用。

一項(xiàng)對2713 例臨床病例跟蹤調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，長期服用二甲雙胍均能提高胰島素抵抗高風(fēng)險人群和普通人群的胰島素敏感性[27]。Dowling等[28]通過對患者乳腺癌組織免疫組化染色發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍治療后反而顯著降低AMPK 及其底物ACC 的磷酸化，同時觀察到與細(xì)胞生長相關(guān)的IR表達(dá)及其下游的Akt 磷酸化、胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化均有顯著性降低。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在用二甲雙胍治療煙草誘導(dǎo)的肺癌模型中，肺癌組織中胰島素樣生長因子受體和IR磷酸化受到抑制，但并未發(fā)現(xiàn)AMPK被激活[29]，這提示二甲雙胍可能通過非AMPK途徑降低循環(huán)中胰島素水平且抑制由IR 介導(dǎo)的細(xì)胞生長。葡萄糖刺激胰島素的分泌與肝糖異生是一對相互拮抗的生理反應(yīng)，糖異生重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子CREB Ser133 磷酸化后，激活肝分泌神經(jīng)肽吻素（kisspeptin）可抑制胰腺cAMP 合成和中和胰高糖素樣肽促胰島素分泌作用[30]。二甲雙胍作為糖異生的重要抑制劑，在AMPK 未激活狀態(tài)下，可非競爭性抑制甘油磷酸鹽脫氫酶活性和穿梭至線粒體，減少線粒體呼吸作用，使胞漿NADH累積。受抑制的甘油磷酸鹽脫氫酶直接影響甘油進(jìn)入糖異生途徑，且累積的NADH抑制乳酸在乳酸脫氫酶的作用下氧化成丙酮酸，二者均可減少糖異生[31]。簡而言之，二甲雙胍可激活A(yù)MPK磷酸化CREB抑制其調(diào)節(jié)糖異生相關(guān)基因表達(dá)，也可非競爭性抑制甘油磷酸鹽脫氫酶和抑制乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸徇M(jìn)而減少進(jìn)入糖異生途徑的中間體。糖異生的減少在一定程度上抑制葡萄糖刺激的胰島素分泌，降低血液中胰島素水平，改善胰島素敏感性，營造一個不利于腫瘤細(xì)胞生長的環(huán)境。此外，脂肪酸刺激NLR 家族Pyrin域蛋白3介導(dǎo)的炎癥激活，促使脂肪細(xì)胞中白細(xì)胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和IL-6 表達(dá)，這2種炎癥因子均可抑制IR底物激活，如磷酸化其Ser307 位點(diǎn)，抑制后續(xù)Akt 的激活，導(dǎo)致胰島素抵抗，而在飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的脂肪細(xì)胞中，二甲雙胍抑制IL-1β 和IL-6 的表達(dá)及其介導(dǎo)的VEGF 基因的表達(dá)，改善胰島素抵抗并減少VEGF水平，這對肥胖型腫瘤患者的抗腫瘤治療也有積極影響[32-34]。

2 抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路

mTOR 是細(xì)胞代謝過程的重要一環(huán)，主要受生長因子（包括VEGF、氨基酸和葡萄糖）、細(xì)胞能量狀態(tài)和多種形式的應(yīng)激（如DNA損傷等）激活[35]，控制細(xì)胞的生長、增殖和代謝。mTOR一般通過形成復(fù)合物即mTOR 復(fù)合物1（mTOR complex 1，mTORC1）和mTORC2 發(fā)揮功能，2 種復(fù)合物均有mTOR、攜SEC13哺乳動物致命因子8 和mTOR 互作的DEP結(jié)構(gòu)域3 個元件。mTORC1 還包括mTOR 調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白（regulatory-associated protein of mTOR，Raptor）和富脯氨酸的Akt底物，其下游底物真核生物翻譯起始子結(jié)合蛋白可啟動多種致癌蛋白的表達(dá)涉及細(xì)胞周期蛋白、原癌基因激活、血管生成、細(xì)胞存亡、細(xì)胞與環(huán)境交流及細(xì)胞侵襲等[36]；另一下游底物核糖體蛋白S6 激酶1（ribosomal protein S6 kinase 1，S6K1）被Raptor 磷酸化Thr389 激活促進(jìn)核糖 體 的蛋白質(zhì)合 成[37]。mTORC2 特有mTOR對雷帕霉素（西羅莫司）遲鈍元件、應(yīng)激刺激的蛋白激酶互作蛋白1和乳腺癌抑制基因Protor-1。mTORC2主要參與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞骨架重組和自噬等生理過程[38]，也有學(xué)者提出mTORC2 促進(jìn)脂肪酸、鞘磷脂和甘油磷脂的合成，誘導(dǎo)肝癌發(fā)生[39]。

AMPK通過激活TSC2與TSC1形成復(fù)合物，抑制位于溶酶體上的腦內(nèi)Ras同源蛋白（Ras homolog enriched in brain，Rheb）對mTORC1的激活，也可直接磷酸化Raptor 抑制mTORC1 活性，這些信號通路已被詳細(xì)闡明。因而，二甲雙胍通過AMPK的激活抑制mTOR信號通路也被廣泛認(rèn)可。但Adem等[40]研究TSC2 敲除的小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（mouse embryonic fibroblasts，MEF）發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍5 mmol·L-1和苯乙雙胍5 mmol·L-1處理后，AMPK底物ACC Ser79磷酸化增多，但mTORC1仍受到抑制，這可能與二甲雙胍濃度相關(guān)，二甲雙胍0.5 mmol·L-1（低濃度）刺激的mTOR 抑制依賴于TSC 復(fù)合物。因此，AMPK 不依賴TSC 復(fù)合物仍可以負(fù)調(diào)控mTOR 信號通路。在AMPK α1/α2 敲除的MEF 細(xì)胞中，2 種雙胍類藥物同等程度抑制AMPK α1/α2敲除的MEF 細(xì)胞和野生型MEF 細(xì)胞中mTORC1的底物S6K1 T389磷酸化，提示二甲雙胍存在抑制mTOR信號通路的其他靶點(diǎn)。

2.1 通過DNA損傷反應(yīng)調(diào)節(jié)基因1抑制mTOR激活

DNA損傷反應(yīng)調(diào)節(jié)基因1（regulated in devel?opment and DNA damage responses 1，Redd1）是低氧誘導(dǎo)因子1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）的靶基因，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞存活[41]，同時也受DNA 損傷、營養(yǎng)消耗、糖皮質(zhì)激素和胰島素的調(diào)控[42-43]。Redd1是mTOR的負(fù)調(diào)節(jié)因子，它是通過影響mTOR活性和線粒體來抑制腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵代謝調(diào)節(jié)劑[44]。Ben Sahra等[45]用二甲雙胍5 mmol·L-1處理前列腺淋巴結(jié)癌（lymph node carcinoma of prostate，LNCaP）細(xì)胞后，Redd1 蛋白和mRNA 表達(dá)水平都明顯增加，該現(xiàn)象在MCF-7和人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞A549 中也得到驗(yàn)證。用二甲雙胍處理后，攜帶野生型p53 基因的LNCaP 細(xì)胞，Redd1 表達(dá)增加，而在p53 基因異常的2 種前列腺癌細(xì)胞DU145（p53基因突變）和PC3（p53基因缺失）中無變化，提示二甲雙胍可能通過p53 基因上調(diào)Redd1表達(dá)。隨后用p53基因敲除實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了該結(jié)論。

Brugarolas 等[44]在研究低氧誘導(dǎo)的HEK293和HeLa 細(xì)胞中mTOR 信號通路時，發(fā)現(xiàn)Redd1 抑制mTORC1 的下游底物S6K1 Thr389 位點(diǎn)的磷酸化，TSC2敲除可消除Redd1對S6K1的磷酸化，提示Redd1可能以TSC 依賴的方式負(fù)調(diào)控mTOR信號通路。Redd1被誘導(dǎo)激活后可與14-3-3蛋白（一類介導(dǎo)誘導(dǎo)基因的組蛋白磷酸化作用的蛋白質(zhì)[46]）結(jié)合，導(dǎo)致TSC2/14-3-3復(fù)合物解離，暴露磷酸化位點(diǎn)，TSC1/2被激活從而抑制mTORC1[47]。Ben Sahra等[45]將LNCaP 細(xì)胞和MEF 細(xì)胞中Redd1 敲低，不影響二甲雙胍對AMPK的磷酸化程度，同時也觀察到S6（S6K1 的底物）磷酸化水平增加。AMPKα1/α 2亞基敲低，只能輕微減弱二甲雙胍對細(xì)胞增殖的抑制，但Redd1敲低后基本消除了二甲雙胍抑制作用，提示二甲雙胍通過Redd1抑制mTOR。

2.2 通過Ras 相關(guān)GTP 結(jié)合蛋白抑制mTORC1轉(zhuǎn)位

氨基酸激活的mTOR 通路牽涉一種特異性蛋白即Rag蛋白[48]，Gator1復(fù)合物在氨基酸刺激下會被降解，解除對Rag 的抑制作用[49]，Rag 將結(jié)合到mTORC1 上并招募更多的mTORC1，位于溶酶體上的Rheb 完成mTORC1 的活化[50]。二甲雙胍通過抑制Rag A和Rag C蛋白酶活性，阻止mTORC1復(fù)合物向溶酶體聚集，抑制mTOR 信號通路。即在氨基酸刺激的mTOR 信號啟動時，二甲雙胍-Rag-mTORC1-S6K1 軸是二甲雙胍-AMPK-TSCmTORC1-S6K1軸功能有效的保障[51]，這一現(xiàn)象也符合Klubo-Gwiezdzinska 等[52]在研究骨髓甲狀腺癌細(xì)胞時觀察到AMPK 催化位點(diǎn)失活并不影響二甲雙胍對S6K1的抑制。

因此，二甲雙胍不依賴AMPK抑制mTOR信號通路達(dá)到抗腫瘤作用是存在理論基礎(chǔ)的。

3 抑制腫瘤遷移相關(guān)因子

細(xì)胞要遷移時，必須改變其形狀和韌性，方便其與周圍的細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）相互作用。ECM 提供了細(xì)胞黏附和爬行的附著點(diǎn)，同時也是細(xì)胞向前運(yùn)動以及影響生長因子發(fā)揮作用的天然屏障。腫瘤細(xì)胞運(yùn)動形式主要可分為間葉細(xì)胞狀運(yùn)動和偽足狀運(yùn)動。單細(xì)胞爬行是由相互依存的幾個步驟（細(xì)胞極化并形成突出物、突出物和整合素附著到ECM、ECM降解和細(xì)胞收縮、細(xì)胞尾部解黏附）連續(xù)循環(huán)而成的[53]。在偽足狀運(yùn)動中，細(xì)胞呈圓形，較少依賴蛋白酶，需要高的Rho 激酶信號來驅(qū)動更高水平的肌球蛋白收縮。2 種運(yùn)動狀態(tài)受外界條件刺激可相互轉(zhuǎn)換，當(dāng)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）、絲氨酸蛋白酶和組織蛋白酶等蛋白酶在進(jìn)行間葉遷移的細(xì)胞中被阻斷時，這些細(xì)胞可通過不依賴蛋白酶的偽足狀運(yùn)動爬行。小GTP 酶家族的成員包括Rho/ROCK、Ras 相關(guān)C3 肉毒桿菌毒素底物（Ras-related C3 botulinum toxin substrate，Rac）和細(xì)胞分裂周期蛋白42（cell division cycle 42，CDC42）等都是細(xì)胞運(yùn)動的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，這些蛋白與整合素、肌動蛋白纖維和肌球蛋白等相互作用，調(diào)節(jié)癌細(xì)胞爬行[54]。

3.1 抑制Ras相關(guān)C3肉毒桿菌毒素底物

當(dāng)細(xì)胞開始爬行時，Rho 富集于細(xì)胞偽足尖端，激活ROCK1/2 促進(jìn)肌動蛋白形成應(yīng)激纖維和肌動蛋白收縮，Rac 負(fù)責(zé)肌動蛋白聚集形成板狀偽足[54-55]，其中，Rac 將會受到多種上游信號如P-Rex1，CXCL12，ROCK和DOCK3等調(diào)控。敲低Rac 及其上游的ROCK 將顯著抑制腫瘤細(xì)胞侵襲能力[54]。雖然Cerezo 等[16]報道，二甲雙胍可調(diào)控黑素瘤細(xì)胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，且該過程依賴于AMPK 的激活，但在腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲過程中，二甲雙胍則是通過抑制P-Rex1 和減少化學(xué)因子CXCL12，顯著抑制Rac活性，阻礙細(xì)胞形成板狀偽足，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移[56]。早些年研究認(rèn)為，Rac 是AMPK 的下游底物，細(xì)胞骨架的重排需要AMPK參與并激活Rac蛋白，且AMPK抑制劑化合物（Compound C）可逆轉(zhuǎn)此現(xiàn)象[57]，但化合物C是一類易脫靶的工具藥，可造成假陽性結(jié)果。Sylow等[58]發(fā)現(xiàn)，Rac 激活不需要AMPK 參與，也非其下游底物，AMPKα 亞基失活不會影響Rac 對肌動蛋白的調(diào)控。

3.2 抑制細(xì)胞分裂周期蛋白42

CDC42 在惡性腫瘤中調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架和微管動力學(xué)、細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)外基質(zhì)黏附中都起到了非常重要的作用[59]。有文獻(xiàn)報道，CDC42 失活導(dǎo)致胃癌細(xì)胞凋亡和G1期阻滯[60]，抑制乳腺癌細(xì)胞生長和運(yùn)動[61]。CDC42 與其效應(yīng)器MRCK（Rac/CDC42結(jié)合激酶）α 亞基結(jié)合，磷酸化肌動蛋白Ⅱ輕鏈上Thr18 和Ser19 位點(diǎn)，啟動細(xì)胞收縮運(yùn)動[62]。二甲雙胍可下調(diào)胰腺癌細(xì)胞SU86和高轉(zhuǎn)移乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231 中CDC42 的mRNA 水平和蛋白表達(dá)，細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲均受到顯著抑制。有趣的是，AMPK 的下調(diào)也會引起CDC42 下調(diào)，AMPK 敲除并不能逆轉(zhuǎn)二甲雙胍對CDC42 的影響，提示二甲雙胍并非通過AMPK 發(fā)揮功能。RNA-seq篩選并驗(yàn)證，二甲雙胍通過下調(diào)組氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶1（histone acetyltransferase 1，HAT1）、轉(zhuǎn)錄延長因子β 多肽2（transcription elongation factor β polypeptide 2，TCEB2）和酪氨酸3-單加氧酶/色氨酸5-單加氧酶激活蛋白β（tyrosine 3-monooxygenase/tryptophan 5-monooxygenase acti?vation protein β，YWHAβ）轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子抑制cdc42基因表達(dá)[63]。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Hadad 等[64]開展的二甲雙胍對乳腺癌治療作用的臨床隨機(jī)雙盲研究結(jié)果一致。他們發(fā)現(xiàn)，服用二甲雙胍的糖尿病乳腺癌癥患者的癌組織中CDC42顯著下調(diào)。

因此，二甲雙胍可干預(yù)2 種與細(xì)胞運(yùn)動密切相關(guān)的蛋白Rac和CDC42，抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲，且該途徑不需要AMPK的參與。

3.3 抑制基質(zhì)金屬蛋白酶

MMP 是一類降解細(xì)胞外基質(zhì)多種成分的蛋白水解酶。細(xì)胞收縮前，MMP和組織蛋白酶將ECM的組分膠原、纖連蛋白和層連蛋白降解成較小的碎片，還可將無活性的前基質(zhì)金屬蛋白（pro-MMP）剪切生成具有活性MMP。這些較小的片段再由明膠酶（MMP2 和MMP9）或絲氨酸蛋白酶完全降解[53]。ECM 的降解促使腫瘤生成和遷移相關(guān)因子更加便捷地作用到靶細(xì)胞，創(chuàng)造一個趨化性的微環(huán)境。MMP9在宮頸癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、前列腺癌和乳腺癌等多種癌癥中表達(dá)增高[65-66]。Hwang 等[67]研究發(fā)現(xiàn)，在人成纖維肉瘤細(xì)胞HT-1080 細(xì)胞中，二甲雙胍通過抑制佛波醇誘導(dǎo)MMP9 的轉(zhuǎn)錄啟動因子激活蛋白1活化，來抑制MMP9的mRNA和蛋白的表達(dá)水平。同時，AMPK 抑制劑化合物C 和AMPK 催化亞基失活并不能改變二甲雙胍對MMP9 和其轉(zhuǎn)錄啟動因子激活蛋白1 的抑制作用，表明此通路并不依賴AMPK。

4 其他途徑

血管生成是腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移的重要步驟，VEGF在血管生成過程中起著重要的作用[68]。多種VEGF 與癌癥的發(fā)生和轉(zhuǎn)移相關(guān)。研究表明，VEGF-A可促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖[69]，腫瘤細(xì)胞也可利用VEGF-A 刺激的炎癥反應(yīng)誘導(dǎo)血管通透性增加，促進(jìn)腫瘤的遷移和擴(kuò)散[70]。VEGF-D 通過調(diào)節(jié)集束淋巴管內(nèi)皮產(chǎn)生的前列腺素促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[71]。二甲雙胍可通過mTOR 途徑抑制VEGF 介導(dǎo)的血管生成，同時還能降低血液循環(huán)中VEGF 水平[15]。Wang 等[72]的研究表明，二甲雙胍對VEGF介導(dǎo)的腫瘤血管生成有雙重作用：一方面，其通過靶向人表皮生長因子受體2信號途徑減少腫瘤細(xì)胞分泌VEGF，且此作用并不依賴AMPK；另一方面，二甲雙胍對VEGF信號有抑制作用。

環(huán)加氧酶2（cyclo-oxygenase-2，COX-2）是前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）生物合成途徑中的關(guān)鍵酶。Ristim?ki 等[73]取膀胱移行細(xì)胞癌患者樣本做COX-2 免疫組化，發(fā)現(xiàn)COX-2 在非侵襲性腫瘤細(xì)胞中有較高的表達(dá)。PGE2在包括膀胱癌在內(nèi)的不同癌癥的腫瘤干細(xì)胞再生中起著重要作用[74]。COX-2/PGE2 可能通過激活JAK2/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信號通路而在腫瘤干細(xì)胞再生中發(fā)揮重要作用[75]。Liu 等[76-77]研究證實(shí)，二甲雙胍能通過抑制動物和細(xì)胞模型中的COX-2/PGE2/STAT3 軸，抑制膀胱癌腫瘤干細(xì)胞再生和前列腺癌上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。

H19 是胚胎發(fā)育和胎盤發(fā)育過程中表達(dá)最高的基因之一，除骨骼肌和心臟以外，其在其他成體組織中的表達(dá)極低[78]。H19 在大多數(shù)正常成人組織中無表達(dá)，但在多種惡性腫瘤中都有表達(dá)[79]，包括乳腺癌[80]、卵巢癌[81]和子宮內(nèi)膜癌[82]等。Yan等[83]將人卵巢癌細(xì)胞A2780 和人子宮漿液性癌（子宮內(nèi)膜癌高度侵襲性變體）細(xì)胞ARK2 用二甲雙胍10 mmol·L-1刺激48 h 后，用定量甲基化特異性PCR檢測到H19啟動子甲基化增加，從而下調(diào)H19的轉(zhuǎn)錄來抑制腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲，提示這可能是二甲雙胍的一種新機(jī)制。

5 結(jié)語與展望

二甲雙胍是一種具有多種作用位點(diǎn)的藥物，它可不依賴AMPK，通過改善胰島素敏感性，下調(diào)Rag活性和Redd1 表達(dá)抑制mTOR 信號通路影響腫瘤細(xì)胞的生長和增殖，下調(diào)Rac活性、CDC42和MMP的表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲（圖1）。然而，Howell 等[84]的研究揭示了二甲雙胍抑制mTORC1有2 種作用模式：在低劑量（0.5 mmol·L-1）下，二甲雙胍需要AMPK 和TSC 復(fù)合物才能抑制mTORC1；而在高劑量（＞1 mmol·L-1）下，AMPK與TSC復(fù)合物相互獨(dú)立，即AMPK的敲除不會影響二甲雙胍對mTORC1 的抑制。提示二甲雙胍是否依賴AMPK可能與其使用劑量密切關(guān)聯(lián)。此外，也有研究表明，VEGF可通過AMPK磷酸化果糖-6-磷酸氨基轉(zhuǎn)移酶1 而減弱果糖-6-磷酸氨基轉(zhuǎn)移酶1/己糖胺途徑的生血管作用[85]。因而，二甲雙胍是否依賴AMPK 發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)值得進(jìn)一步確證。臨床上，二甲雙胍的穩(wěn)態(tài)血藥濃度＜1 mg·L-1，在最大劑量下血漿濃度也不超過4 mg·L-1（約為0.03 mmol·L-1），而在大部分研究中使用二甲雙胍的濃度為1～10 mmol·L-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出臨床指導(dǎo)劑量，這部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否只由高濃度二甲雙胍作用產(chǎn)生也值得思索。闡明二甲雙胍抗腫瘤的詳細(xì)機(jī)制將為其作為腫瘤的輔助治療[86-87]、提高癌癥患者生存率、甚至協(xié)助高患癌風(fēng)險的糖尿病患者預(yù)防癌癥提供堅(jiān)定的理論基礎(chǔ)。

圖1 二甲雙胍不依賴腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）的抗腫瘤機(jī)制.