研究揭示二甲双胍抑制胰腺癌转移新机制中

文章来源于丁香学术，作者Summer

胰腺癌是一种恶性程度极高，诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤。在全球范围内，胰腺癌的发病率与死亡率几乎相同，5年生存率仅为8%，因此被称为「癌中之王」，著名的苹果创始人乔布斯便是因胰腺癌病逝。

二甲双胍是治疗Ⅱ型糖尿病最常用的处方药，因为它可以它通过抑制肝脏葡萄糖的产生而具有降低血糖的作用。二甲双胍最早于年在英国被正式应用于临床。在我国也已经有20多年的临床应用经验，是目前全球应用最广泛的口服降糖药之一。

作为一个老药，与“神药”阿司匹林一样，人们对于二甲双胍的研究从未停止过，研究热度也是日益高涨，而二甲双胍也总是不断地刷新我们对它的认知，并持续给人们带来一个又一个的惊喜。

近年来，许多研究显示，二甲双胍除了具有降血糖作用外，还有减肥的功效。许多临床前研究和临床研究还观察到二甲双胍在抗衰老、治疗认知障碍、癌症，以及心血管疾病等方面具有有益作用。

近期，我国学者更是接连发表论文，揭示二甲双胍在治疗食管鳞癌、前列腺癌，及结直肠癌中的作用和机制。

近日，中国医学科学院北京协和医学院的赵玉沛院士、吴晨教授、林东昕院士团队合作在ProteinCell上在线发表了题为：MetformininhibitspancreaticcancermetastasiscausedbySMAD4deficiencyandconsequentHNF4Gupregulation的研究论文。

该研究发现二甲双胍可抑制由SMAD4缺乏和HNF4G上调介导的胰腺癌转移。

SMAD4缺陷导致HNF4G过表达进而促进胰腺癌转移

通过对已发表的8份GWAS数据进行联合分析，作者筛选得到36个与胰腺导管腺癌（PDAC）显著相关的基因。对这36个基因进行高通量siRNA筛选，作者发现下调其中9个基因的表达可显著抑制PDAC细胞的侵袭性，进一步的实验发现沉默HNF4G的表达对PDAC细胞迁移和侵袭的抑制效果最好，且HNF4G在PDAC中显著高表达并与患者不良预后相关，因此作者选择HNF4G进行进一步的研究。

为了寻找HNF4G在PDAC中过表达的原因，作者分析了HNF4G启动子和增强子序列，发现有个转录因子结合位点。SMAD4是PDAC中一个频繁功能缺失的驱动基因，此前已在肠上皮细胞中报道可调节HNF4G的表达。TCGA数据库分析显示，SMAD4缺失的PDAC肿瘤的HNF4GRNA水平高于无SMAD4缺失的肿瘤。荧光素酶报告分析和ChIP-qPCR实验证实SMAD4可通过结合HNF4G启动子抑制其转录。

那HNF4G又是如何促进PDAC转移（下游机制）的呢？

通过分析ChIP-seq和RNA-seq数据，作者发现可能受HNF4G调控的基因有个，其中与HNF4G显著共表达的基因有个。在个基因中，有32个富集于细胞-细胞连接通路，这是一个与细胞连接完整性和肿瘤转移密切相关的通路，细胞实验也证实HNF4G可显著影响这个通路中基因的表达，提示HNF4G过表达促进PDAC转移可能是通过调节细胞-细胞连接通路实现的。

SMAD4缺陷的胰腺癌中，二甲双胍抑制癌转移

前面讲述了HNF4G过表达促进PDAC转移的机制，下面该轮到神药二甲双胍出手了。

通过分析HNF4G蛋白序列，作者发现有29个基序可以被包括PK3R1和PRKAA1在内的多种激酶磷酸化。作者用异丙肾上腺素（PIK3R1激动剂）或二甲双胍（PRKAA1激动剂）处理PDAC细胞，发现二甲双胍而非异丙肾上腺素显著增强了HNF4G的磷酸化和泛素化降解，且这一效应正是通过激活二甲双胍主要靶点AMPK而实现的。

接下来作者发现二甲双胍显著抑制HNF4G过表达诱导的细胞侵袭和转移，且该作用只在SMAD4蛋白缺陷时才体现出来。

值得一提的是，为了研究二甲双胍对PDAC的疗效，作者还招募了名同时患有Ⅱ型糖尿病的患者，这些患者在诊断为PDAC之前便在服用二甲双胍或其他药物。结果发现二甲双胍治疗可抑制SMAD4缺陷PDAC患者的肿瘤进展，并提高患者生存率，但对于SMAD4正常的患者并没有显著作用。

总的来说，这些结果表明二甲双胍是一种针对HNF4G治疗SMAD4缺陷PDAC的有效治疗药物。

本研究证实HNF4G作为一种癌基因，在PDAC的侵袭和转移中起关键作用。HNF4G过表达激活细胞-细胞连接通路可能是促进PDAC侵袭和转移的潜在分子机制。

SMAD4是一种肿瘤抑制基因，在PDAC中经常发生删除或突变，在本研究首次证实HNF4G的过表达可能是由SMAD4缺失引起的。

此外，作者发现二甲双胍通过激活AMPK介导HNF4G蛋白磷酸化偶联泛素降解来抑制HNF4G活性。应用二甲双胍治疗小鼠PDAC移植瘤和临床PDAC患者，可对SMAD4缺陷的PDAC有一定疗效。

这些发现为临床试验检测包括二甲双胍在内的HNF4G通路抑制剂在SMAD4缺陷/HNF4G过表达PDAC中的作用提供了可能。

将基础研究紧密结合临床是本研究的一大亮点，从一开始的临床样本数据中筛选得到目的基因HNF4G，到最后招募患者验证二甲双胍的抗癌效果，这种从临床中来最终应用到临床中去的研究思路值得我们学习。

特别说明：本文仅如实解读最新科研进展，不构成用药建议。