二甲双胍通过COX-2/PGE2/STAT3途径抑制结直肠癌的机制研究

目的 探讨二甲双胍对结直肠癌的抑制作用及相关机制.方法 在体外培养小鼠结肠癌细胞系MC38和人结肠癌细胞系SW480,同时在体内使用氧化偶氮甲烷(AOM)与葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结直肠癌小鼠模型,使用二甲双胍进行干预,通过CCK-8、细胞凋亡试验、Western blotting、苏木精-伊红(HE)染色、免疫组织化学检测、酶联免疫吸附试验(ELISA)、粪便16S rDNA测序来分析二甲双胍是否可抑制结直肠癌的发生、发展,并阐明其机制.结果 不同浓度的二甲双胍分别处理MC38细胞和SW480细胞24 h可在镜下看到,随着二甲双胍浓度的增加,肿瘤细胞数量明显减少.CCK-8法检测结果表明,随着二甲双胍浓度的增加,两种结直肠癌细胞细胞活性率受到抑制.两种结直肠癌细胞加入0、20 mmol/L二甲双胍的细胞凋亡率比较,差异有统计学意义(P＜0.05).Western blotting结果可见,二甲双胍干预可抑制COX-2蛋白的表达,且随着浓度的增加,COX-2蛋白表达呈药物剂量依赖性减低.两种结直肠癌细胞添加不同浓度二甲双胍后PGE2蛋白水平比较,差异有统计学意义(P＜0.05).AOM+DSS组较NaCl组肿瘤数量增多、体积增大、结肠长度缩短(P＜0.05),AOM + DSS + Met组较Nacl组结肠肿瘤数量增多、体积增大、结肠长度缩短(P＜0.05),AOM + DSS + Met组较AOM + DSS组结肠肿瘤数量减少、肿瘤体积减小(P＜0.05).AOM+DSS+Met组PGE2蛋白水平较AOM + DSS组低,但高于NaCl组和Met组(P＜0.05).AOM + DSS + Met组Sobs指数、Shannon指数较AOM + DSS组高(P＜0.05).各组放线菌门、变形菌门、髌骨细菌门、内脏臭气杆菌属、普雷沃菌属、双歧杆菌属、粪厌氧棒杆菌属、埃希氏-志贺氏菌属群落丰度比较,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 在体内外二甲双胍均可以通过下调COX-2/PGE2/STAT3途径抑制结直肠癌的发生、发展,且二甲双胍可以促使结直肠癌模型小鼠的肠道菌群向对照组小鼠肠道菌群改变.