PNAS:糖尿病藥物的免疫抗癌作用
日期:2015-01-27 08:49:59
二甲雙胍是一類雙胍類口服降血糖藥,特別適合于用單純飲食控制及體育鍛煉治療無效的II型糖尿病,也就是肥胖II型糖尿病。近年來的研究表明二甲雙胍與某些抗癌特性有關(guān)聯(lián),回訪調(diào)查也表明這種廣泛應(yīng)用的糖尿病藥物可以使某些癌癥患者受益。
但是為何二甲雙胍如何能抗擊癌癥,科學(xué)家們至今還不是十分清楚。近期來自日本岡山大學(xué)免疫學(xué)系等處的研究人員發(fā)表了題為“Immune-mediated antitumor effect by type 2 diabetes drug, metformin”的文章,發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能增加CD8+腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)的數(shù)量,從而阻止了之后CD8+腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)的免疫耗盡,表現(xiàn)出了對(duì)小鼠的腫瘤的一種抗癌效應(yīng)。
這一研究成果公布在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)雜志上。
二甲雙胍(metformin)不會(huì)抑制乳酸的釋放和氧化,導(dǎo)致的乳酸酸中毒發(fā)生率遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品,而且價(jià)格低廉,因此備受糖尿病醫(yī)師和患者的喜愛。除了治療糖尿病之外,二甲雙胍在臨床中還可常規(guī)治療多囊卵巢綜合征(一種困擾育齡期婦女的常見疾病,常伴隨胰島素抵抗)。此外許多研究發(fā)現(xiàn),II型糖尿病患者的癌癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增高,盡管機(jī)制不明,但二甲雙胍可以降低糖尿病患者的腫瘤風(fēng)險(xiǎn),或許將來它可以被用來進(jìn)行癌癥預(yù)防和治療。一些研究還發(fā)現(xiàn)二甲雙胍具有改善非酒精性脂肪肝的癥狀,預(yù)防并治療常見的致盲疾病葡萄膜炎,降低帕金森病患病率等等潛在的作用。
多年來科學(xué)家們一直都希望能解析這種藥物在抗癌方面的作用機(jī)制,去年來自Whitehead研究所的研究人員確定了一條使得癌細(xì)胞能夠在低葡萄糖環(huán)境中存活的重要線粒體信號(hào)通路。他們通過尋找這一信號(hào)通路發(fā)生缺陷或是葡萄糖利用受損的癌細(xì)胞,預(yù)測(cè)哪些腫瘤將會(huì)對(duì)已知抑制這一線粒體信號(hào)通路的抗糖尿病藥物敏感。
研究人員首先在體外對(duì)13種葡萄糖利用缺陷及線粒體DNA突變的細(xì)胞系進(jìn)行了假設(shè)測(cè)試。相比于對(duì)照細(xì)胞,這些對(duì)低葡萄糖敏感5-20倍的細(xì)胞對(duì)于苯乙雙胍(一種比二甲雙胍更有效的雙胍類藥物)更為敏感。隨后在移植低葡萄糖敏感癌細(xì)胞衍生腫瘤的小鼠中,研究人員檢測(cè)了苯乙雙胍的效應(yīng)。這一藥物抑制了腫瘤生長(zhǎng)。
而最新這項(xiàng)研究則是在免疫抗癌方面獲得了新發(fā)現(xiàn),研究顯示二甲雙胍能增加CD8+腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞(TILs)的數(shù)量。腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞是一種特殊的腫瘤攻擊性免疫細(xì)胞,在很多癌癥類型中TILs直接地攻擊腫瘤細(xì)胞,其存在及數(shù)量與患者生存率增高密切相關(guān)。TILs數(shù)量增多,就防止了之后TILs的免疫耗盡,這也是二甲雙胍抗癌的一種途徑。
免疫抗癌已經(jīng)成為了一種流行,比如上一年的一項(xiàng)研究就表明,一種抗體的精確形態(tài)發(fā)生巨大變化,將能刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)向癌癥開戰(zhàn),這將能為研發(fā)更有效的治療方法鋪平道路。最新治療癌癥的方法是通過開啟免疫系統(tǒng),令病人自身的免疫細(xì)胞能攻擊和殺死癌細(xì)胞,而正常情況下,這些免疫細(xì)胞通常會(huì)處于休眠狀態(tài)。
這項(xiàng)研究由英國(guó)癌癥研究中心資助,研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為IgG2B的抗體的一種特殊形態(tài),比較于其它形態(tài)來說更能刺激癌癥免疫開啟。IgG2B抗體與其它形式抗體不同,前者在沒有其它免疫細(xì)胞的幫助下能獨(dú)立的工作,因此更加活躍,在機(jī)體所有組織中都能完成任務(wù)。
通過一次去除細(xì)胞中相互作用的宿主蛋白,研究人員能夠確定它們?cè)诟腥具^程中發(fā)揮了什么功能:是宿主蛋白質(zhì)被病毒劫持并用來傳播感染?亦或它們是抗擊病毒的一部分防御機(jī)制?這表明,HCV阻止并侵占了一種新的關(guān)鍵宿主機(jī)制,來支持自身的生存和復(fù)制。
第二項(xiàng)研究是加州大學(xué)伯克利分校的Krogan和Britt Glaunsinger博士合作完成,利用皰疹病毒KSHV首次產(chǎn)生了最大的宿主-病毒蛋白相互作用組。令人吃驚的是,產(chǎn)生了50,000個(gè)病毒-宿主蛋白相互作用,其中大約500個(gè)似乎參與了病毒感染。
KSHV可引起卡波濟(jì)肉瘤——艾滋病患者中常見的一種癌癥,因此研究人員特別感興趣的是,KSHV與HIV或癌癥蛋白重疊的相互作用點(diǎn)在哪里。研究人員發(fā)現(xiàn),KSHV中的潛伏蛋白——與病毒的活性狀態(tài)有關(guān),控制著卡波濟(jì)肉瘤中突變的相同基因。此外,宿主蛋白之間的顯著重疊存在于與KSHV及HIV相互作用的宿主蛋白之間。兩種病毒之間的交叉表明,這些宿主蛋白的相互作用點(diǎn)尤其重要,因此可以成為阻止感染的新的、更普遍的治療方法的理想靶點(diǎn)。
Krogan博士說:“設(shè)計(jì)一種治療方法靶定一些這樣的細(xì)胞機(jī)制,可能為抗擊疾病提供一個(gè)良方,不僅僅是KSHV或HCV,而且還有許多病毒感染。通過識(shí)別病毒劫持和重新連接的最重要的細(xì)胞成分,我們可以設(shè)計(jì)更合理的藥物,靶定病毒的薄弱點(diǎn),以及它與宿主相互作用的地方。”