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研究背景:急性髓系白血病(AML)是一种造血系统的恶性疾病,其特征是骨髓和血液中髓系细胞的积累以及分化受阻,导致正常功能受损和骨髓衰竭。在过去的40年中,AML的治疗标准一直是3+7化疗方案,阿糖胞苷和蒽环类药物的诱导治疗在杀死白血病细胞方面非常有效。尽管完全缓解率很高,但由于患者复发,总体生存率非常低。代谢重新编程,如Warbug效应(无论是否在有氧条件下,癌细胞比非增殖细胞消耗更多的葡萄糖,并且是通过糖酵解消耗葡萄糖产生乳酸),这是一种常见的癌症细胞的表型特征,是为了让它们满足高增殖所需的强烈的代谢需要。因此,从能量代谢的角度治疗白血病,或许会成为改善白血病预后、减少复发的一个契机。二甲双胍是一种广泛应用的抗糖尿病药物,作为一种可能的新型抗癌分子,在过去10年中引起了广泛的关注。世界范围内的大量研究表明,二甲双胍对各种肿瘤模型有直接抗癌作用。在体外,二甲双胍对乳腺癌、结肠癌、卵巢、胰腺、肺和前列腺的癌细胞系具有很强的抗增殖作用。已有研究表明,二甲双胍可诱导K-562细胞凋亡,并且阻滞细胞周期,二者共同作用抑制K-562细胞的增殖。但是二甲双胍通过糖酵解能量代谢角度影响急性白血病细胞增殖及凋亡的机制国内外研究较少。目的:探讨二甲双胍对K-562细胞增殖、凋亡及糖酵解的影响及其可能的作用机制。方法:采用不同浓度二甲双胍(终浓度0、5、10、20和30 mmol/L)作用于K-562细胞,分别培养24、48和72 h,倒置光学显微镜观察细胞生长,CCK-8检测细胞活力,筛选出合适的二甲双胍处理浓度(终浓度0、10、20和30 mmol/L)及最佳作用时间(48 h)进行后续实验。Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测细胞凋亡,葡萄糖和乳酸检测试剂盒检测葡萄糖消耗和乳酸分泌,荧光定量PCR检测糖酵解相关基因表达,Western blot检测蛋白表达。结果:与对照组比较,随着二甲双胍浓度的升高,K-562细胞皱缩,密度减小,死亡增多;二甲双胍抑制K-562细胞增殖,呈剂量依赖性(r=0.92),72h时30mmol/L组细胞相对存活率低至19.84%。二甲双胍处理K-562细胞48 h,0、10、20、30mmol/L组细胞凋亡比例分别为5.14%、12.19%、26.29%、35.5%。与对照组比较,二甲双胍处理K-562细胞可见到葡萄糖消耗和乳酸分泌均明显减少(P<0.05),且呈剂量依赖性(分别为r=0.94,r=0.93)。二甲双胍抑制K-562细胞糖酵解相关基因GLUT1、LDHA、ALDOA、PDK1、PGK1基因的表达(P<0.05),且随着二甲双胍浓度升高,基因表达量减少。二甲双胍抑制K-562细胞P-Akt、P-S6、GLUT1、LDHA蛋白的表达(P<0.05),且随着二甲双胍浓度升高,蛋白表达量减少。结论:二甲双胍可通过抑制糖酵解能量代谢,抑制K-562细胞生长增殖,促进K-562细胞凋亡,其机制可能与抑制PI3K/Akt/mTOR通路有关。