摘要
目的：二甲双胍是临床治疗Ⅱ型糖尿病的一线用药之一，近期研究发现，二甲双胍可抑制多种恶性肿瘤的发展。二甲双胍与化疗药物联用治疗头颈部鳞状细胞癌时，可有效增强化疗疗效。本研究通过转录组测序及生物信息学等方法阐明二甲双胍对头颈鳞癌细胞抑制作用及增敏化疗疗效的相关分子机制，以期提出一种高效、低副作用的新型化疗疗法，为临床头颈鳞癌的治疗提供新的契机。 方法：1.二甲双胍对头颈鳞癌细胞生物学行为的影响：通过细胞毒性实验（CCK-8法）检测不同浓度二甲双胍（1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM、50mM、60mM）处理后头颈鳞癌细胞增殖能力的变化，并为后续实验选定二甲双胍的处理时间及最适浓度范围；细胞划痕实验验证不同浓度二甲双胍对头颈鳞癌细胞迁移能力的影响；细胞凋亡实验验证梯度浓度的二甲双胍（10mM、20mM、30mM、40mM）对人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu凋亡的影响。2.头颈鳞癌细胞经二甲双胍处理后差异表达基因分析：根据上述实验结果，选取合适实验浓度的二甲双胍预处理人舌鳞癌细胞Cal27，之后对其进行转录组测序及生物信息学分析。3.二甲双胍增强头颈鳞癌细胞对化疗敏感性的机制研究：将测序数据与GEO(GeneExpressionOmnibus)数据库中化疗后耐药的数据集取交集，筛选出二甲双胍增强头颈鳞癌细胞对化疗敏感性的相关基因，在对这些基因进行功能富集分析后预测二甲双胍的作用靶点。实时定量PCR技术验证测序结果及筛选的关键基因的可靠性。应用CCK8细胞毒性实验检测二甲双胍与顺铂联用对人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu增殖能力的影响。4.统计学分析：实验均重复三次，统计学分析使用SPSS21.0完成，任意两组间数据通过独立样本t检验进行差异显著性分析，P＜0.05具有统计学意义。 结果：1.CCK-8细胞毒性实验显示，经二甲双胍处理后，人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu的增殖活力显著下降，并呈现剂量依赖性；划痕实验结果表明二甲双胍对头颈鳞癌细胞的迁移能力具有显著抑制作用，且其痕道愈合能力显著降低，二者均呈现剂量依赖性（P＜0.05）；细胞凋亡实验显示，二甲双胍诱导人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu发生细胞凋亡，且细胞凋亡率与二甲双胍浓度呈正相关（P＜0.05）。2.通过对二甲双胍处理后的人舌鳞癌细胞Cal27转录组测序数据进行富集分析，结果显示差异表达基因中下调的部分富集于DNAreplication（P＜0.05），上调的部分富集于cytokine-cytokinereceptorinteraction（P＜0.05）。3.人舌鳞癌细胞Cal27转录组测序结果与GEO公共数据库中化疗后耐药的头颈鳞癌患者差异表达基因取交集，经过生物信息学方法分析并筛选出Flap核酸内切酶1为二甲双胍增强头颈鳞癌细胞对化疗敏感性的潜在靶标基因；实时定量PCR技术检测人舌鳞癌细胞Cal27经二甲双胍处理以后Flap核酸内切酶1及与碱基切除修复途径相关基因PCNA、POLβ、PARP1等的表达，结果显示该类相关基因转录组水平的表达均有不同程度的下调，与转录组测序结果一致；CCK-8细胞毒性实验结果表明，顺铂与二甲双胍联用对人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu增殖能力的抑制作用显著优于顺铂单独使用（P＜0.05）。 结论：二甲双胍能够显著抑制人舌鳞癌细胞Cal27、下咽癌细胞FaDu的增殖与迁移能力，并可以诱导该类细胞发生凋亡。并且，二甲双胍通过削弱肿瘤细胞内的碱基切除修复功能，破坏其受损DNA的自我修复能力而发挥化疗增敏效果。本研究通过揭示二甲双胍对头颈鳞癌细胞抑制作用及增敏化疗疗效的相关分子机制，提出一种高效、低副作用的新型化疗疗法，为临床上治疗头颈鳞癌患者提供了新的契机。
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