glibenclamide通过靶向SUR1-p70S6K调控细胞代谢酶表达抑制非小细胞肺癌作用机制的研究

Targeting cancer metabolism attracts great interests. A novel strategy is the application of oral antidiabetic drugs. Recently, glibenclamide was reported to reduce cancer risk and mortality. However, its effect and mechanism have not been clarified. We found that glibenclamide inhibited the growth, the EMT, and the migration of non-small cell lung carcinoma. Glibenclamide inhibited p70S6K signaling pathway and regulated the metabolic enymes expression, such as GLS2, ASNS, HSD17B12. Moreover, glibenclamide reduced the phosphorylation of SUR1 and p70S6K, and their physical binding. It suggests that glibenclamide exhibits anticancer effects. In this study, we will evaluate the anticancer effect of glibenclamide, clarify its mechanism of interfere p70S6K-regulated metabolic enzymes expression, and explore its inhibitor effects on phosphorylation of SUR1, p70SK6, and their physical binding both in cell lines, animal models, and in human tissue samples. Our findings will suggest new diagnostic markers and therapeutic targets for cancer therapy.

代谢异常在肿瘤的发生发展中起重要作用，是肿瘤研究的新热点。降糖药为肿瘤治疗提供了新方向。磺脲类降糖药glibenclamide与降低癌症的发病率和死亡率相关，但是关于它抗肿瘤的作用机制却不明确。我们预实验发现glibenclamide可抑制非小细胞肺癌的生长；抑制p70S6K信号通路；调控细胞内代谢酶GLS2、ASNS、HSD17B12的表达；并抑制其受体SUR1的磷酸化和SUR1-p70S6K的结合，提示glibenclamide有抗肿瘤作用。在本课题中，我们将从分子、细胞、整体动物水平，及在人肺癌组织标本上，明确glibenclamide靶向SUR1的抗肿瘤作用，阐明其通过抑制p70S6K信号通路调控细胞内代谢酶表达的作用机制，并探索glibenclamide抑制SUR1磷酸化、SUR1-p70S6K的结合、p70S6K磷酸化和活性的分子基础。为肿瘤诊断提供新指标，为治疗提供新靶点。

肺癌是第一大高发肿瘤，也是癌症相关死亡中占第一位的恶性肿瘤。磺脲类降糖药glibenclamide对非小细胞肺癌（non-small cell lung carcinoma，NSCLC）的作用和机制尚未见研究报道。本课题中，我们在人组织样品上的研究发现磺脲受体1（sulphonylurea receptor 1, SUR1）在肿瘤组织的表达高于癌旁正常组织；对网上公用数据库中数据的分析发现，SUR1在NSCLC高表达，并与患者不良预后相关。在细胞和裸鼠动物模型上，SUR1结合并激活p70S6K，下调抑癌基因KLF4（Krüppel-like factor 4）的转录表达，促进NSCLC的生长；glibenclamide抑制p70S6K的活性，通过解除KLF4启动子的DNA甲基化，上调KLF4的表达，抑制肿瘤的生长、EMT和迁移。结果说明SUR1在NSCLC发挥促癌作用，glibenclamide有抑制NSCLC的作用，其分子机制与调控p70S6K活性和KLF4的转录表达有关。我们还发现，SUR1上调PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路，发挥促癌作用。但是gibenclamide没有抑制反而激活这两条促进细胞存活和恶性转化的信号通路，这可能削弱了glibenclamide的抗肿瘤作用。联合应用表皮生长因子受体（EGFR）的抑制剂erlotinib可下调这两条信号通路，增强glibenclamide的抗肿瘤作用。综上所述，本课题从SUR1，p70S6K，KLF4等新角度阐明了抗糖尿病的临床用药glibenclamide在NSCLC的抗肿瘤作用和机制，为NSCLC的诊断及治疗提供了新思路。