二甲双胍联合 CB-839 或成 KRAS 突变卵巢癌克星，开启抗癌新征程

为解决 KRAS 突变卵巢癌治疗难题，郑州大学第一附属医院的研究人员开展相关研究。发现 KRAS 突变促进卵巢癌代谢重编程，二甲双胍联合 CB - 839 可抑制肿瘤生长。该研究为 KRAS 突变卵巢癌治疗提供新思路，强烈推荐科研读者阅读。

　　

在女性健康的 “战场” 上，卵巢癌（OC）可谓是一颗 “狠角色”。它是妇科恶性肿瘤中最致命的存在，每年全球大约有 31.4 万新发病例，20.7 万人因此失去生命 。在女性恶性肿瘤的 “排行榜” 里，它的发病率位居第四，死亡率更是高居第三，5 年生存率还不到 50%。即便现代医学在卵巢癌治疗方面取得了一些进展，像是用上了靶向疗法、抗血管生成药物和免疫检查点抑制剂，但患者的总体生存情况并没有明显改善，这主要是因为卵巢癌的临床表现、生物学特征和分子机制都太复杂啦。

基因变异常常伴随着癌症的发展，而在众多致癌基因中，KRAS 的突变率可是相当高的。它和多种致命癌症都有关系，比如胰腺癌、非小细胞肺癌和结直肠癌。在卵巢癌患者中，携带 KRAS 突变的癌细胞往往增殖、侵袭和转移能力更强，预后也更差，这意味着 KRAS 突变的卵巢癌可能有着独特的能量代谢途径。要是能针对这个独特的能量代谢途径进行治疗，说不定能为卵巢癌患者带来新的希望。

肿瘤的生长离不开能量，就像汽车跑起来需要汽油一样。肿瘤细胞在生长过程中需要大量的生物能量，还要满足合成和氧化还原的需求，这样才能快速增殖、让肿瘤不断发展，并且提高对放化疗的抵抗力。为了满足这些需求，肿瘤细胞会进行代谢重编程，其中比较常见的就是增加葡萄糖摄取，通过无氧糖酵解把葡萄糖转化为乳酸，这就是著名的 Warburg 效应。另外，肿瘤细胞还会利用谷氨酰胺来维持三羧酸循环（TCA）的正常运转。

之前已经有研究发现，KRAS 突变会影响癌细胞的能量代谢，不过在卵巢癌方面，相关研究还不够深入。而且针对 KRAS 突变的卵巢癌，目前也缺乏明确有效的治疗方案。同时，虽然二甲双胍（MET）的抗癌作用受到了广泛关注，在一些癌症治疗中展现出了潜力，但它在 KRAS 突变的卵巢癌治疗中的效果还不明确。还有谷氨酰胺酶 1 抑制剂（CB - 839），虽然在治疗某些肿瘤方面有一定潜力，但在卵巢癌治疗中的应用也有待进一步探索。

为了弄清楚这些问题，郑州大学第一附属医院的研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为 “KRAS mutations promote metabolic reprogramming in ovarian cancer and metformin combined with CB - 839 inhibits tumor growth” 的论文。他们发现，KRAS 突变会让卵巢癌细胞的葡萄糖和谷氨酰胺代谢增强，而二甲双胍联合 CB - 839 可以有效抑制这种代谢增强，进而抑制肿瘤生长。这一发现为 KRAS 突变的卵巢癌患者找到了一种新的治疗方案，为攻克卵巢癌带来了新的曙光。

研究人员在这项研究中用到了好几种关键技术方法。首先是全基因组测序，通过分析患者的基因，找出常见基因突变的类型和频率，看看 KRAS 在卵巢癌中的突变情况。然后是转录组测序，对不同的卵巢癌细胞系进行测序，研究基因的表达变化，了解代谢相关酶的基因表达情况。还有蛋白质免疫印迹法（Western blotting），用来检测细胞中蛋白质的表达水平，看看代谢相关酶的蛋白质表达有什么变化。另外，细胞增殖实验（CCK8）和细胞毒性实验可以评估药物对细胞增殖和存活的影响，而 Seahorse 实验则能检测细胞的有氧氧化能力，看看细胞的能量代谢情况有没有改变。最后，通过体内实验，在小鼠模型上验证药物的治疗效果。

下面咱们来详细看看研究结果。

1. KRAS 在 OC 患者中高频突变：研究人员对 150 名卵巢癌患者进行了全基因组测序，发现 KRAS 突变在卵巢癌患者中占比 14%（21/150），在所有突变基因里排前五。其中，外显子 2 的 G12D 突变是最常见的，其次是外显子 4 的 A146T 突变。这说明 KRAS 突变在卵巢癌中很常见，探索针对 KRAS 突变卵巢癌的治疗方法刻不容缓。
2. KRAS 突变的 OC 与葡萄糖和谷氨酰胺代谢相关酶的表达增强有关：为了研究 KRAS 突变的卵巢癌和野生型卵巢癌的代谢差异，研究人员选择了 KRAS 突变的 HeyA8 细胞系和 KRAS 野生型的 OVCAR8 细胞系进行转录组测序。结果发现，和野生型细胞相比，KRAS 突变的卵巢癌细胞中葡萄糖代谢相关酶（如 PFKFB3、HK2、GLUT1 和 PDK2）和谷氨酰胺代谢相关酶（如 GLS1）的表达都显著升高。
3. KRAS 突变增强 OC 细胞的有氧氧化能力和相关酶的表达：研究人员又构建了稳定表达 KRAS G12D 突变和野生型的细胞系，用 Seahorse 实验检测有氧氧化能力。结果显示，KRAS 突变的 HeyA8 细胞以及新构建的 OVCAR8KRASG12D 细胞的有氧氧化能力、基础呼吸能力和 ATP 生成能力都明显高于野生型细胞。同时，在蛋白质水平上，KRAS 突变的卵巢癌细胞中葡萄糖代谢相关酶（HK2、PFKFB3 和 GLUT1）和谷氨酰胺代谢相关酶（KGA 和 ASCT2）的表达也显著增强。
4. MET 对 KRAS 突变的 OC 细胞增殖和有氧氧化的抑制作用更明显：由于 KRAS 突变的卵巢癌细胞系中葡萄糖代谢相关酶的表达较高，研究人员推测二甲双胍对 KRAS 突变的卵巢癌抑制作用会更显著。通过用不同浓度的二甲双胍处理细胞，发现浓度越高，对卵巢癌细胞增殖的抑制作用越强。而且相同浓度的二甲双胍对 HeyA8 细胞（KRAS 突变）的抑制作用比对 OVCAR8 细胞（KRAS 野生型）更强，对 OVCAR8KRASG12D 细胞的抑制作用也比对 OVCAR8WT 细胞更强。Seahorse 实验也表明，二甲双胍对 KRAS 突变的卵巢癌细胞有氧氧化能力的抑制作用更明显。
5. MET 进一步抑制 KRAS 突变的 OC 细胞中葡萄糖代谢相关酶的表达，并增强谷氨酰胺代谢相关途径：研究人员用 20mM 的二甲双胍处理细胞 24 小时后发现，二甲双胍能显著降低 HeyA8 细胞中葡萄糖代谢相关酶（HK2、PKM2、PFKFB3 和 GLUT1）的蛋白质表达，对 OVCAR8 细胞则没有明显影响。同时，二甲双胍会使 KRAS 突变的卵巢癌细胞（HeyA8 和 OVCAR8KRASG12D）中谷氨酰胺代谢相关酶（KGA、ASCT2、GLUD1 和 GPT2）的表达升高，而对 OVCAR8 和 OVCAR8WT 细胞没有明显作用。这表明二甲双胍对 KRAS 突变的卵巢癌细胞的葡萄糖代谢抑制作用更强，还会使谷氨酰胺代谢增强，可能是细胞的一种自我保护机制。
6. MET 联合 CB - 839 特异性抑制 KRAS 突变的 OC 细胞的有氧氧化和增殖：考虑到癌细胞对谷氨酰胺的需求增加，且二甲双胍会增强 KRAS 突变的卵巢癌细胞中谷氨酰胺代谢相关酶的表达，研究人员推测抑制谷氨酰胺相关代谢酶可能会进一步抑制 KRAS 突变的卵巢癌细胞的有氧氧化和增殖能力。他们设置了四个处理组，对细胞进行 Seahorse 实验和增殖抑制实验，结果发现二甲双胍和 CB - 839 都能显著降低 HeyA8 细胞的有氧氧化能力，联合使用效果更明显。细胞毒性实验也表明，联合用药对 KRAS 突变的卵巢癌细胞的抑制作用更强。在小鼠模型上的实验也验证了这一结果，二甲双胍联合 CB - 839 能更有效地抑制肿瘤生长。

总的来说，这项研究通过对临床数据和体外实验的综合分析，证实了 KRAS 突变的卵巢癌细胞和野生型卵巢癌细胞在葡萄糖代谢、谷氨酰胺代谢、增殖和有氧氧化能力方面存在差异。二甲双胍对 KRAS 突变的卵巢癌细胞的葡萄糖代谢、有氧氧化和增殖能力的抑制作用更强，而且二甲双胍联合谷氨酰胺酶 1 抑制剂（CB - 839）对 KRAS 突变的卵巢癌治疗效果更好。这为临床上使用二甲双胍联合 CB - 839 治疗 KRAS 突变的卵巢癌提供了重要的理论依据，让我们在对抗卵巢癌的道路上又迈出了坚实的一步。不过研究也存在一些局限性，比如二甲双胍选择性抑制 KRAS 突变的卵巢癌细胞中相关酶和细胞功能的具体机制还不清楚，这也是未来研究需要重点关注的方向。相信随着研究的不断深入，我们对卵巢癌的认识会越来越深刻，治疗方法也会越来越有效，最终战胜这一威胁女性健康的 “恶魔”。