二甲双胍及其转运体调控肿瘤微环境免疫浸润的生物信息学研究与实验验证

为解决二甲双胍(OCTs)在肿瘤微环境(TME)中免疫调节机制不明确的问题，研究人员通过生物信息学分析结合实验验证，发现二甲双胍通过有机阳离子转运体(OCT1/OCT3)促进M1型巨噬细胞浸润，抑制乳腺癌转移关键因子uPA表达。该研究为二甲双胍抗肿瘤作用提供了新靶点，发表于《Discover Oncology》。

　　

在癌症治疗领域，肿瘤微环境(TME)的免疫调控一直是研究热点。传统降糖药二甲双胍近年被发现具有抗肿瘤特性，但其通过有机阳离子转运体(OCTs)影响TME免疫细胞浸润的机制尚不明确。尤其在不同癌症类型中，二甲双胍与OCTs的协同作用如何调控免疫景观，以及是否通过特定靶点抑制肿瘤转移，这些关键问题亟待解答。

来自埃及Al-Azhar大学和Badr大学的研究团队通过整合TCGA数据库分析和实验验证，首次系统揭示了二甲双胍-OCTs轴在乳腺癌(BRCA)微环境中的免疫调节作用。研究发现，在32种TCGA肿瘤类型中，BRCA表现出OCT1/OCT3高表达、低突变率的特征，且与M1型巨噬细胞浸润呈显著正相关。TIMER2.0分析显示M1型巨噬细胞在BRCA中具有最佳预后价值，而分子对接预测uPA是二甲双胍潜在作用靶点。实验证实二甲双胍能以浓度依赖性方式抑制MDA-MB-231细胞uPA表达(IC₅₀=7702.7μM)，这为理解二甲双胍抑制转移的机制提供了新视角。

研究采用多组学技术策略：通过TIMER2.0分析TCGA中32种肿瘤的OCTs表达与14种免疫细胞浸润的关联；使用Venny工具交叉验证免疫细胞临床预后数据；SwissTargetPrediction预测二甲双胍靶点；Schr?dinger软件进行分子对接和动力学模拟；最后通过MTT法、qRT-PCR和Western Blot在乳腺癌细胞系验证。

Modulatory effect of metformin and its transporters部分揭示OCT1/OCT3在BRCA中显著高表达，与M1型巨噬细胞等免疫细胞浸润正相关。Mutation module显示BRCA中OCTs突变率最低，保障了转运体功能稳定性。Bioinformatic intersection analyses证实M1型巨噬细胞是BRCA中最重要的抗肿瘤免疫群体。Prediction of metformin target发现uPA是潜在作用靶点，但分子动力学模拟显示直接结合不稳定，提示可能通过间接途径调控。Experimental validation证实二甲双胍能剂量依赖性抑制uPA mRNA和蛋白表达(20% IC₅₀时降低约60%)。

这项研究创新性地建立了"二甲双胍-OCTs-免疫浸润"调控网络：在BRCA微环境中，OCT1/OCT3高表达促进二甲双胍蓄积，进而招募M1型巨噬细胞增强抗肿瘤免疫，同时通过抑制uPA表达阻断转移进程。研究为二甲双胍的肿瘤免疫治疗应用提供了理论依据，特别为三阴性乳腺癌治疗策略开发指明了新方向。局限性在于仅使用MDA-MB-231细胞系验证，未来需拓展更多模型。该成果发表于《Discover Oncology》，为代谢干预联合免疫治疗提供了重要科学参考。