AMPK对食管正常上皮细胞和食管癌细胞双重调节作用的分子机制研究

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是真核细胞内与细胞能量代谢有关的激酶，现已证明服用AMPK激活的降糖药物二甲双胍，可显著降低消化系统肿瘤发病率。活化的AMPK可对其他消化系统肿瘤产生细胞毒性作用，但与食管癌的关系尚未见研究。本项目是在我们前期研究发现活化AMPK可使食管癌细胞增殖抑制及凋亡的基础上，进一步全面研究AMPK在正常食管上皮和食管癌中的双重作用。拟通过临床食管癌病理标本的研究，明确AMPK在食管正常与癌组织的不同活化程度及影响；通过体外细胞实验的研究来进一步探讨AMPK-mTOR-TGF-β信号通路在食管正常与癌细胞中的作用及分子机制；通过动物实验的研究，模拟体内复杂的生态环境进一步阐明AMPK与食管癌的关系，并重点研究AMPK对食管正常与癌细胞的双重调节作用及分子机制，为临床上预防，治疗食管癌提供新的靶向及理论基础。

二甲双胍是临床上广泛应用于治疗2型糖尿病的口服降糖药。近年来大量流行病学研究证实二甲双胍除了具有降血糖作用外，还有抗肿瘤的生物效应，并能降低肿瘤的发病率及病死率。其抗肿瘤作用机制之一是激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-ctivated protein kinase，AMPK），并诱导细胞周期停滞。当细胞内AMP／ATP值升高时，AMPK被激活，通过感应细胞能量水平的变化，协同相关细胞生长因子调节细胞周期或诱导细胞凋亡，最终影响细胞的增殖。本研究旨在为二甲双胍成为抗肿瘤药物以及临床上治疗食管癌提供新的理论基础。我们的实验内容主要是通过临床食管癌病理标本的研究，明确AMPK在食管上皮与癌组织的不同活化程度及影响；通过体外细胞实验的研究来进一步探讨AMPK信号通路在食管上皮细胞与癌细胞中的作用及分子机制；通过动物实验的研究，模拟体内复杂的生态环境进一步阐明AMPK与食管癌的关系，并重点研究AMPK通路对癌细胞的调节作用及分子机制，包括对癌细胞的增殖、凋亡，细胞周期及细胞侵袭转移等方面的影响。在研究期间，同时还将研究范围扩展到二甲双胍通过非AMPK途径对食管癌细胞的相关影响。目前相关结果：（1）临床食管癌病理标本提示，正常食管癌组织中AMPK 的活化程度较食管癌组织高；(2)在食管癌细胞移植瘤模型及人食管癌移植瘤裸鼠模型中均提示，活化的 AMPK 可诱导 p21CIP及 p27KIP 高表达，从而使细胞周期停滞在 G0/G1 期，起到体外食管癌细胞增殖抑制作用。 (3)二甲双胍通过激活 AMPK 及介导细胞周期调节蛋白表达水平来抑制 EC109 食管癌移植瘤的生长。（4）在食管癌和正常食管上皮细胞株的体外实验中，提示二甲双胍对正常食管上皮细胞株及食管癌细胞株的增殖影响无差异。（5）二甲双胍联合顺铂通过AMPK途径，促进凋亡蛋白Bax表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2表达，抑制食管癌EC109细胞增殖，诱导细胞凋亡。（6）二甲双胍通过激活AMPK，降低基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-9及N-钙粘蛋白水平，抑制食管癌EC109细胞侵袭转移。(7)二甲双胍可能通过抑制AKT信号通路，下调NF-κB、MMP-9、N-cadherin蛋白表达，上调E-cadherin蛋白水平，进而抑制食管鳞癌细胞的侵袭、转移。