这一次,二甲双胍抗癌解释清楚了?

博猫平台报道,两年前,巴塞尔大学Don Benjanmin研究团队在《Science Advance》杂志上发表完了一篇文章,称发现了降压药syrosingopine(昔洛舍平)可显著增强二甲双胍的抗肿瘤功效,引起了医学界的广泛热议:原来二甲双胍加昔洛舍平就是抗癌药?
 
但是两年前的研究也仅仅是一个新发现,具体作用机制还尚不清楚。
 
12月11日,该研究团队进一步揭开了这种“药物鸡尾酒”的神秘面纱:通过打破癌细胞内NAD+的再生循环机制,进一步阻断其能量供应,杀死癌细胞。
 
另外,此次研究中还有一个重大发现,原来以为辅助二甲双胍抗癌的降压药昔洛舍平竟然是癌症靶点MCT1/4双重抑制剂,可引发二甲双胍的合成致死性。
 
阻断NAD+再生循环,引发癌细胞能量危机
 
癌症的一个重要标志就是能量代谢从氧化磷酸化向糖酵解转变增加。相比氧化磷酸化,糖酵解所需的葡萄糖会显著增加,而NAD +是营养转化为能量的关键。正常情况下,癌细胞内NAD+可以循环再生。
 
研究人员发现,“药物鸡尾酒”联合抗癌的主要作用机制就在于阻断了NAD+再生通路,致使NAD+耗竭,从而引发了癌细胞的能量危机。
 
据该研究的第一作者Don Benjamin解释,“二甲双胍和昔洛舍平都可以阻止NAD +的再生,但是通过两种不同的途径实现的。”
 
还原性辅酶I(NADH)和乳酸脱氢酶(LDH)是糖酵解所需的NAD +维持再生循环的重要物质。NADH是NAD+的还原态。LDH是一种糖酵解酶。LDH存在于机体所有组织细胞的胞质内,可以催化丙酮酸向乳酸转化,伴有NADH向NAD+的氧化过程。
 
二甲双胍可以直接抑制NADH,使之无法氧化为NAD+。但是,使用常规抗糖尿病剂量(μM范围)的二甲双胍所表现出的抗癌活性微乎其微,此前已有研究证实,在临床前模型中表现出抗癌活性的二甲双胍浓度在mM范围内,这比常规抗糖尿病剂量可达到的血清二甲双胍浓度高出整整一个数量级,无疑会对机体产生非常大的毒性。
 
阻断NAD +再生的另一个主要途径是通过抑制LDH的催化反应,间接降低NAD+水平。
 
那么如何抑制LDH的催化反应呢?
 
作者表示,“通过乳酸终产物抑制可以完美的解决这个问题。”由于糖酵解生成ATP的效率较低,因此癌细胞需要增加葡萄糖摄取来补偿糖酵解速率。这会导致过量的乳酸产生,从而导致细胞内酸化。反过来,细胞溶质酸化还会通过抑制限速酶PFK1降低糖酵解速率。因此,癌细胞需要不断排除乳酸和H?+以防止细胞内酸化。
 
而昔洛舍平就是通过抑制癌细胞内乳酸转运蛋白MCT,间接阻断NAD+的再生循环。
 
昔洛舍平对MCT1/4靶点具有双重抑制作用
 
事实上,此前已有科学家证明,恶性肿瘤内乳酸的堆积能够促进肿瘤的生长和转移,而MCT是十分有价值的的癌症靶点。
 
已知有4种乳酸转运蛋白MCT1、MCT2、MCT3、MCT4。MCT1普遍表达并且对乳酸(3-6mM)具有高亲和力。在细胞内乳酸水平低的正常条件下,它是主要的乳酸转运蛋白。MCT2在脑、肝和肾小管中表达。MCT3在脉络丛和视网膜中表达。MCT4通过缺氧诱导因子1α(HIF-1α)产生低氧环境进行表达。MCT4是多种癌症预后不良的标志物。
 
由于科学界对于MCT2和MCT3的研究非常不足,MCT1/4也成为了最后的指望。此前,已有研究证明,MCT1或MCT4活性的药理学或遗传性消除可导致体外和体内癌细胞增殖减少。
 
但是,尽管科学家在开发泛MCT1或MCT4特异性抑制剂方面付出了相当大的努力,但是仍未有成功。迄今为止开发的唯一有效的小分子MCT抑制剂是针对MCT1的,该药物(AZD3965)目前正处于I临床试验阶段。而且,AZD3965对于MCT4表达无效。因此也限制其应用于MCT4过表达的肿瘤中。而降压药昔洛舍平对MCT1/4有双重抑制,可想而知,其重要性。该试验中证明昔洛舍平对于MCT4的抑制作用更加显著,相比MACT1可高出60倍。
 
对于,国外不少权威科学网站戏称,“这种1958年研发上市的降压老药syrosingopin可作为MCT1/4双重抑制剂进行使用,这可能开启了它的二次职业生涯——抗癌!”

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