A NEW LINKAGE BETWEEN THE METFORMIN DERIVATIVE HL156A INDUCED APOPTOSIS AND AUTOPHAGY IN ORAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA

Abstract

Metformin, an antidiabetic drug, exerts antitumoral effects in many cancers, including oral squamous cell carcinoma (OSCC). Despite these recent advances, the underlying molecular mechanisms have not been clearly elucidated. Interestingly, our recent studies have reported that metformin derivative HL156A can inhibit the growth of different oral cancer cells. In this study, we examined the antiproliferative role and mechanism of action of HL156A in oral cancer cells. Using MTT and colony formation assay, we found that HL156A has an antiproliferative effect in oral cancer cells that occurred in a concentration-dependent manner. Flow cytometry was used to analyze cell cycle and apoptosis. Exposure to HL156A induced cell cycle arrest in G2/M phase and increased cell apoptosis, which were associated with increased caspase3/PARP activity. On the other hand, HL156A also induced autophagy as demonstrated by acridine orange, autophagic vacuoles staining, and by quantification of the autolysosome-associated LC3 proteins. Interestingly, inhibition of autophagy by autophagy inhibitor chloroquine (CQ) increased the extent of apoptosis, and promoted the antiproliferative effect of HL156A in oral cancer cells, suggesting that autophagy inhibits HL156A-induced apoptosis. The relevance of these observations was confirmed in vivo system, as we showed that co-treatment with HL156A and CQ treatment strongly inhibited the tumor growth in oral cancer cell xenograft mice. These results showed that HL156A has an antiproliferative effect associated with cell cycle arrest and apoptosis, while is induced autophagy for cell protecting. Taken together, we proved a novel mechanistic insight into antiproliferative effect of HL156A and its therapeutic approach in oral cancer cells.|항 당뇨 치료제 인 메트포르민은 구강 편평 세포 암종 (OSCC)을 포함한 많은 암에서 항 종양 효과를 발휘한다. 이러한 최근의 발전에도 불구하고 근본적인 분자 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않았다. 흥미롭게도, 우리의 최근 연구는 메트포민 유도체 HL156A가 다른 구강암 세포의 성장을 억제 할 수 있다고 보고했다. 본연구 에서는 구강암 세포에서 HL156A의 항 증식 역할과 작용 기전을 조사하였다. MTT 및 콜로니 형성 분석을 사용하여 HL156A가 농도 의존적으로 발생한 구강암 세포에 서 항 증식 효과가 있음을 발견하였다. 유세포 분석을 사용하여 세포주기 및 세포 사멸을 분석하였고, HL156A에 대한 노출은 G2 / M 단계에서 세포주기 정지를 유도하고 세포 apoptosis를 증가시켰다. 이는 증가 된 caspase3 / PARP 활성과 관련이 있다. 다른 한편으로, HL156A는 또한, autophagic vacuoles을 염색하는 acridine orange염색 및 자가 리소좀 관련 LC3 단백질의 정량화에 의해 확인된 바와 같이 자가 포식을 유도했다. 흥미롭게도, autophagy 억제제 chloroquine (CQ)에 의한 autophagy의 억제는 apoptosis를 증가시키고 구강암 세포에서 HL156A의 antiproliferation 효과를 촉진하여 autophagy가 HL156A에 의한 apoptosis를 억제한 다. 이러한 관찰의 관련성은 HL156A 및 CQ 처리와의 공동 처리가 구강암 세포 이 종 이식 마우스에서 종양 성장을 강력하게 억제한다는 것을 보여 주었기 때문에 생체 내 시스템에서 확인되었다. 이러한 결과는 HL156A가 세포주기 정지 및 세포사멸과 관련된 항 증식 효과가있는 반면, 세포 보호를 위해 자가 포식을 유도함을 보여 주었다. 종합하여, 우리는 HL156A의 anti proliferation 효과와 구강암 세포에서의 치료 접근법에 대한 새로운 기계론적 통찰력을 증명했습니다.