基于AGEs-RAGE系统探讨二甲双胍的抗肿瘤作用及机制

Metformin has become a focus on research of the antitumor drugs, but the mechanism is still not clear. AGEs-RAGE system plays an important role in the tumors, also may be a important way of antitumor function for metformin. So this project will apply RNA interference technique to block LKB1/AMPK signaling pathways, based on the effect of metformin on AGEs-RAGE system, to discuss its anticancer mechanisms. Firstly, we will build small RNA interference (shRNA) lentivirus vector of LKB1 gene (Lenti-shRNA/LKB1)and transfecting the hepatocellular carcinoma cell HuH7 and HepG2, and detect the effects of metformin on the proliferation, growth and invasion of HuH7 and HepG2 cells under the condition of AGEs, menwhile test the expression of RAGE, NF-кB, MAPK and mTOR, etc. Then, the HuH7 and HepG2 cells will be injected subcutaneously or intraperitoneally into SCID mice to establish subcutaneous or liver tumor-burdened animal model, we will observe the effects of metformin on the tumor growth, diffusion and metastasis, and test the expression of RAGE, NF-кB, MAPK and mTOR, etc. This project will provide new experimental data for metformin antitumor mechanisms.

二甲双胍已成为目前抗肿瘤药物研究热点，但其作用机制至今尚不清楚。AGEs-RAGE系统在肿瘤中起着重要作用，也可能是二甲双胍抗肿瘤作用的重要途径。故本项目拟采用RNA干扰技术阻断LKB1/AMPK信号通路，基于二甲双胍对AGEs-RAGE系统的作用来探讨其抗肿瘤的新机制。首先，构建靶向LKB1基因小干扰RNA（shRNA）的慢病毒载体（Lenti-shRNA/LKB1）并转染肝细胞癌系HuH7和HepG2，检测二甲双胍对转染后HuH7和HepG2细胞在AGEs培养条件下的生长增殖和侵袭以及RAGE、NF-кB、MAPK和mTOR等表达情况。然后，将HuH7和HepG2细胞注入SCID小鼠皮下或肝脏以建立皮下或肝脏荷瘤动物模型，观察二甲双胍对肿瘤的生长、扩散和转移情况，同时检测RAGE、NF-кB、MAPK和mTOR等的表达情况。本项目将为二甲双胍的抗肿瘤作用机制提供新的实验数据。

二甲双胍已成为目前抗肿瘤药物研究热点，但其作用机制至今尚不清楚。晚期糖基化终末产物受体（RAGE）及其配体系统在肿瘤中起着重要作用，也可能是二甲双胍抗肿瘤作用的重要途径。本项目通过采用裸鼠皮下肝癌细胞接种的方法，进行荷瘤模型的制作。研究发现盐酸二甲双胍能够明显减少裸鼠肿瘤的生长，而对空腹血糖无明显影响；盐酸二甲双胍能够明显降低RAGE表达，同时显著激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）水平。从而提示二甲双胍可能通过RAGE途径以发挥抗肿瘤作用。另外，受体相互作用蛋白140（RIP140）作为能量代谢调节因子，很有可能在抗肿瘤效应中发挥重要作用，然而RIP140和肝细胞癌之间的作用机制还鲜为人知。本项目研究发现二甲双胍可以剂量依赖性地增加受体相互作用蛋白140（RIP140）的表达，抑制肝癌细胞增殖和诱导肝癌细胞的凋亡，而且该效应可能与激活AMPK和caspase 3、上调p53和Bax的表达水平以及下调Bcl-2的表达水平有关。但是此作用机制不完全依赖AMPK的激活来调控下游凋亡相关靶基因的表达，还存在其他的旁路途径。因此，本项目为二甲双胍的抗肿瘤作用机制提供了新的实验数据。