摘要
背景：作为全球恶性肿瘤之首的癌症肺癌（Lungcancer,LCA），是世界范围内肿瘤相关性死亡的主要原因，其发病率在过去几十年中上升。根据最新的研究报告，肺癌患者的预后与五年生存率极低，近几年还呈现出了年轻化趋势。在肺癌的病理分型中，非小细胞肺癌（Non-smallcellcarcinoma,NSCLC）亚型占比最大，约占所有肺癌的85%，并且在NSCLC的患者中，肺腺癌（Lungadenocarcinoma,LUAD）的发病率是最高的。二甲双胍是Ⅱ型糖尿病的一线用药，其药学原理是通过增强胰岛素敏感性从而控制患者的血糖水平。近年来，越来越多的研究表明二甲双胍除了降血糖的功效以外，还具有潜在的抗肿瘤作用。已有大量研究证实二甲双胍可以有效的抑制多种癌细胞的生长活性，但其机制还未取得共识。铁死亡是一种铁依赖的程序性坏死，目前被广泛认为是影响多种癌症发生和进展的关键因素。其主要机制可能是通过调节经典的铁死亡通路xCT(SLC7A11)-GPX4，同时影响谷胱甘肽（Glutathione,GSH）、细胞内活性氧（ROS）等水平来诱导铁死亡从而抑制肺腺癌细胞活性。 目的：随着医学科研以及医疗技术的高速发展，肺腺癌的早期诊断以及治疗技术都有显著提高，但其患者的预后依然较差,昂贵的化疗药物也为患者带来了不小的经济压力。因此，找到一种经济实惠的药物并能有效的作用于目标靶点刻不容缓。本研究首先预探究铁死亡关键分子SLC7A11、GPX4在包括肺腺癌的多种肿瘤组织的表达情况以证实肺腺癌是否存在铁死亡抵抗，最后证实二甲双胍是否可以通过调节SLC7A11、GPX4抑制肺腺癌细胞活性。 方法：1、使用TCGA（Thecancergenomeatlas，癌症基因组图谱）、TIMER(TumorImmuneEstimationResource)数据库检测铁死亡相关的重要分子SLC7A11、GPX4在不同肿瘤组织中的表达情况。2、采用同上生物信息学方法，将肺腺癌患者与健康人群血清中铁死亡靶分子SLC7A11、GPX4的表达差异及对其生存率的影响进行了比较。3、采用倒置相差显微镜，对各实验组（0、10、20、40mmol/L）肺腺癌A549细胞进行形态学观察。4、采用CCK-8试验测定了肺腺癌A549细胞在不同药物浓度（0、5、10、20、30、40mmol/L）治疗24小时后,细胞活力变化，以证实二甲双胍是否能抑制肺腺癌A549细胞的活力。5、使用GSH试剂盒检测各实验组（0、10、20、40mmol/L）肺腺癌A549细胞内的GSH水平。6、使用DCFH-DA探针（流式细胞术）检测各实验组（0、10、20、40mmol/L）肺腺癌A549细胞中ROS水平。7、使用Westernblot法（免疫印迹技术）检测SLC7A11和GPX4在不同实验组（0、10、20、40mmol/L）肺腺癌A549细胞中的蛋白表达量。 结果：1、应用生物信息学研究发现，SLC7A11、GPX4在各种肿瘤组织中都表现出较高的表达，并且我们发现在肺腺癌患者与正常人群中，SLC7A11、GPX4在肺腺癌患者体内表现出高表达，并且其表达差异具有统计学意义（P＜0.05）。同时本研究还发现具有高表达SLC7A11和GPX4基因的肺腺癌患者相较于其低表达的患者生存率明显降低。2、使用相差倒置显微镜观察不同二甲双胍药物浓度作用后的肺腺癌A549细胞，相较于对照组，形态不规则、变小皱缩并且呈现出离散状，其视野中数量明显减少。3、CCK8测定结果显示，二甲双胍对肺腺癌A549细胞有明显的抑制作用，其抑制作用与其浓度呈显著正相关。4、不同浓度二甲双胍处理各实验组肺腺癌A549细胞后，各组GSH的水平随着药物浓度的增高而下降。其中，各实验组（0、10、20、40mmol/L）中GSH产生的相对含量分别为1.00±0.00、0.96±0.00、0.94±0.00和0.65±0.00。5、使用不同浓度二甲双胍处理各实验组肺腺癌A549细胞后，各组ROS产生的量随着药物浓度的增高而上升。其中，各实验组（0、10、20、40mmol/L）中ROS生成的相对含量分别为1.00±0.00、5.06±0.93、6.92±0.95、31.63±6.07。6、通过Westernblot实验提示目标蛋白SLC7A11表达的量随二甲双胍药物作用的浓度增高而降低，且低、中、高剂量组均与对照组存在表达差异（P＜0.05）。然而，GPX4蛋白的表达只有高剂量组与对照组有统计学意义（P＜0.05）。提示高剂量的二甲双胍可能抑制了SLC7A11、GPX4的表达。 结论：本研究发现二甲双胍可促进ROS的生成以及抑制GSH的产生抑制了肺腺癌细胞的增殖活性，并且二甲双胍处理后的肺腺癌A549细胞中铁死亡关键分子SLC7A11、GPX4蛋白表达含量降低。因此，我们提出二甲双胍可能通过下调了铁死亡分子SLC7A11、GPX4抑制了肺腺癌细胞活性。
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