Prostate cancer에서 metformin의 성장 억제 효과

Abstract

Metformin은 제 2형 당뇨병의 대표적인 항 당뇨병 제제로써 인슐린 저항성 개선을 통한 혈당 조절 목적으로 사용되고 있다. 그러나 그 세포내 작용 기전은 정확히 알려져 있지 않은 가운데 최근 보고에서 metformin의 일부 인슐린 저항성 개선효과는 AMPK의 활성화를 통해 일어나는 것으로 알려지고 있다. AMPK는 세포 내 에너지 조절에 관여하는 인자로서 세포 내 AMP/ATP 비율에 의하여 활성화되며 최근 연구에 따르면 AMPK는 tumor suppressor 기능도 가지는 것으로 보고되어지고 있다. AMPK 활성에는 Peutz-Jeghers Syndrome 발병 유전자인 LKB-1이 관여하며 LKB-1이 AMPK를 활성화시키면 세포성장 조절 유전자(cell growth regulator gene)의 하나로 알려져 있는 TSC2가 활성화 된다는 사실도 확인된 바 있다. TSC2는 mTOR pathway와 관련 되는데 mTOR을 억제함으로 세포의 translation regulation에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 이에 이 연구에서는 metformin의 AMPK 활성화 효과가 암세포에서 mTOR/p70S6K/RPS6 신호전달계 억제를 통하여 암세포 성장을 억제할 수 있는지 여부를 알아보고자 전립선암 세포주인 LNCaP 세포를 사용하여 실험하였다. MTS assay 결과 LNCaP 세포는 metformin에 의해 농도 의존적으로 성장이 억제 되었으며 세포주기분석에서는 S기가 감소, sub-G1기 증가되는 결과를 보였다. LNCaP 세포에서 metformin의 처리는 AMPK의 인산화와 p70S6K/RPS6/4E-BP1의 탈 인산화를 유도하였으며 AMPK 억제제인 Compound C는 이러한 효과를 상쇄시켰다. 또한 metformin은 합성 androgen (R1881)에 의해 유도되는 LNCaP 세포의 성장과 p70S6K/RPS6의 활성화를 억제하는 효과도 보였다. 이 실험들의 결과로 미루어 보아 metformin은 새로운 암 치료제로서의 가능성이 있을 것으로 생각되며 이러한 항암 효과는 p70S6K/RPS6의 활성 억제와 관련이 있을 것으로 사료된다.

Metformin (1,1-dimethylbiguanide hydrochloride) is widely used in the treatment of type 2 diabetes as an insulin sensitizer. In the present study I show that metformin inhibits proliferation of LNCaP cells, a prostate cancer cell line. The growth inhibition was associated with metformin-induced dephosphorylation of p70S6K and RPS6. The phosphorylation state of p70S6K and RPS6 were increased by AMP kinase activator AICAR but decreased by AMP kinase inhibitor Compound C. The metformin-induced dephosphorylation of p70S6K and RPS6 were reversed by Compound C. These results suggest that AMP kinase pathway activation by metformin, recently shown to be necessary for metformin inhibition of gluconeogenesis in hepatocyte, is involved in metformin induced growth inhibition of LNCaP cells. In addition, metformin blocked the ability of a synthetic androgen R1881 to increase cell proliferation. Metformin inhibited the phosphorylation of p70S6K and RPS6 induced by R1881 in LNCaP cells. These results provide evidence for a mechanism that may contribute to the antineoplastic effects of metformin.