在肺部由於感染、放療或化療而受到損傷之後，肺纖維化就有可能發生。但是有時候肺纖維化的發生沒有明顯的原因，比如特發性肺纖維化 (idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)。IPF 是一種慢性、進行性，而且最終致命的纖維化肺疾病。它在中老年人中更為常見，全世界有超過 500 萬名患者。雖然科學家們對纖維化的病理機制的瞭解越來越深入，但是他們仍然缺乏有效的療法來逆轉纖維化的過程。
在這項研究中，UAB 的 Jaroslaw Zmijewski 和 Victor Thannickal 教授共同研究如何逆轉 IPF 的纖維化過程。在纖維化過程中，肌成纖維細胞 (myofibroblast) 會在細胞間質中存積過多的膠原蛋白纖維。研究人員發現，IPF 患者纖維化組織部位的肌成纖維細胞中的 AMP 激活的蛋白激酶 (AMP-activated protein kinase, AMPK) 的活性偏低。這會導致這些肌成纖維細胞的新陳代謝非常活躍，並且對細胞凋亡產生抗性。細胞凋亡是人體內清除受損或不需要的細胞的天然機制。這些逃避清除機制並且過度產生膠原蛋白纖維的肌成纖維細胞可能是導致纖維化的重要原因。
為了檢驗 AMPK 活性對纖維化過程的影響，研究人員用 metformin 和名為 AICAR 的 AMPK 激動劑在細胞培養環境下激活從 IPF 患者組織中獲取的肌成纖維細胞中 AMPK 的活性。他們發現 AMPK 活性的提高能夠降低細胞的纖維化能力，同時，激活 AMPK 還可以增加新線粒體的產生，並且恢復肌成纖維細胞對細胞凋亡的敏感性。
在體外實驗中驗證了 AMPK 激動劑對纖維化過程的效果後，研究人員利用小鼠的肺纖維化模型對 metformin 在體內逆轉纖維化的效果進行了檢驗。研究人員先使用化療藥物讓小鼠產生肺纖維化，在服用化療藥物三週之後小鼠肺部已經產生嚴重的纖維化。這時，研究人員讓小鼠服用 metformin。服用 metformin 5 周之後，研究人員發現 metformin 可以加快已經產生的纖維化組織的消融速度。而如果小鼠體內 AMPK 缺失，纖維化組織的消融則不會出現。這意味著 metformin 的療效是基於 AMPK 介導的信號通路。
[1] Metformin reverses established lung fibrosis
[2] Metformin reverses established lung fibrosis in a bleomycin model
[3] Metaformin - 維基百科
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