三阴性乳腺癌（TNBC）是乳腺癌中最为凶险的亚型，它非常“狡猾”，缺乏明确的治疗靶点，容易转移和复发，患者的生存率也因此大打折扣。而二甲双胍，原本是糖尿病治疗领域的明星药物，近年来却在癌症治疗中崭露头角。近期，一项发表于cell子刊cell reports medcine（11.7）的研究“Biguanides antithetically regulate tumor properties by the dose-dependent mitochondrial reprogramming-driven c-Src pathway”揭示了二甲双胍通过脂肪酸β氧化驱动的 Src途径对肿瘤特性的剂量依赖性对立调节机制，并提出了二甲双胍和达沙替尼的协同组合，通过重新利用两种FDA批准的药物，可以为快速临床转化治疗转移性TNBC患者提供机会。

研究方法

1.细胞实验

克隆形成实验：评估二甲双胍对TNBC细胞增殖能力的影响。

划痕愈合实验：通过实时成像分析细胞迁移能力，评估二甲双胍对肿瘤侵袭性的影响。

软琼脂集落形成实验：检测二甲双胍对肿瘤细胞干性（自我更新能力）的影响。

Western blot和免疫组化：检测AMPK、ACC、Src等关键蛋白的磷酸化水平，验证二甲双胍对信号通路的调控机制。

CPT1活性测定：通过光谱法分析脂肪酸β氧化（FAO）关键酶CPT1的活性，评估二甲双胍对FAO的调控作用。

RNA测序：分析二甲双胍处理后TNBC细胞的转录组变化，揭示关键信号通路的调控机制。

2.动物实验

PDX模型：利用TNBC患者源性异种移植模型，评估不同剂量二甲双胍（临床相关剂量和高剂量）对肿瘤生长的影响。

细胞系移植模型：将TNBC细胞系（如SUM159、MDA-MB-231）移植到免疫缺陷小鼠中，验证二甲双胍的抗肿瘤效果。

药物浓度测定：通过质谱法测定肿瘤组织中二甲双胍的实际浓度，验证体内药物浓度是否与体外实验条件一致。

高脂饮食干预：设置高脂饮食组，评估饮食脂肪含量对二甲双胍抗肿瘤效果的影响。

3.联合用药实验

体外联合用药：将二甲双胍与Src抑制剂达沙替尼联合使用，通过克隆形成实验、划痕愈合实验和软琼脂集落形成实验评估联合用药的协同抗肿瘤效果。

体内联合用药：在PDX模型中验证二甲双胍与达沙替尼联合治疗对肿瘤生长和转移的抑制效果，通过肿瘤体积测量和生存期分析评估联合治疗的临床潜力。

机制解析：通过RNA测序、代谢组学分析和免疫组化验证联合用药对AMPK-FAO-Src信号轴的调控机制。

高脂饮食影响：在小鼠模型中评估高脂饮食对联合治疗效果的潜在影响，揭示饮食因素在治疗中的作用。

研究结果

二甲双胍的剂量依赖性双重作用（图1、图2）：研究发现，低剂量的二甲双胍会激活TNBC细胞中的AMPK-ACC-FAO信号通路，进而激活Src激酶，促进肿瘤细胞的生长和增殖；而高剂量的二甲双胍则能够抑制线粒体电子传递链复合物I的活性，降低ATP产生，从而抑制肿瘤生长。

图1 低剂量双胍类药物可激活TNBC中的AMPK-ACC通路

图2 低剂量双胍类药物激活线粒体FAO和TNBC细胞生长

抑制FAO增强二甲双胍的抗癌效果（图3、图4）：通过使用FAO抑制剂（如etomoxir）或敲低CPT1/2基因，能够显著增强二甲双胍对TNBC细胞的抑制作用，减少细胞克隆形成、迁移和肿瘤干细胞特性。

图3 抑制FAO可增强双胍类药物的抗癌作用

图4  FAO的遗传或体内抑制增强了双胍类药物的抗癌作用

Src信号的代谢调控机制（图5）：FAO通过SrcY419位点自磷酸化激活肿瘤促侵袭信号。低剂量二甲双胍诱导的FAO激活与Src通路呈正相关（TCGA数据库验证），高剂量二甲双胍通过抑制ETC复合体I直接阻断Src激活。

图5 双胍诱导的FAO激活Src激酶

联合用药的协同抗癌作用（图6、图7）：二甲双胍与达沙替尼联合使用时，在细胞实验中显著抑制了TNBC细胞的增殖、迁移、侵袭和肿瘤干细胞特性（图6）；在动物实验中，联合用药组的肿瘤生长速度明显减缓，小鼠的生存期显著延长，且这种联合用药的效果在正常饮食和高脂饮食条件下均表现出了优势（图7）。

图6达沙替尼增强双胍类药物的抗癌作用

图7  MET和DAS联合协同消退肿瘤生长和转移

参考资料：

[1]Park JH, Jung KH, Jia D, Yang S, Attri KS, Ahn S, Murthy D, Samanta T, Dutta D, Ghidey M, Chatterjee S, Han SY, Pedroza DA, Tiwari A, Lee JV, Davis C, Li S, Putluri V, Creighton CJ, Putluri N, Dobrolecki LE, Lewis MT, Rosen JM, Onuchic JN, Goga A, Kaipparettu BA. Biguanides antithetically regulate tumor properties by the dose-dependent mitochondrial reprogramming-driven c-Src pathway. Cell Rep Med. 2025 Feb 18;6(2):101941. doi: 10.1016/j.xcrm.2025.101941. Epub 2025 Feb 10. PMID: 39933530; PMCID: PMC11866546.

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