日本的甲南大学研究生院自然科学研究科的久原笃教授、冈畑美咲客座研究员、太田茜特任研究讲师、武田药品工业的中尾贤治研究员（研究当时）等人组成的研究团队发表研究成果称，利用线虫（C.elegans）发现抗癌药物来普霉素B（Leptomycin B）和喜树碱（Camptothecin）可以增强身体的耐寒性。该研究确立了利用线虫在短时间内以低成本筛选与耐寒性有关药物的实验系统。如果人类也存在类似的现象，那么未来在运送重症患者时，有望在低温环境下起到延长生命的作用。相关成果于3月5日刊登在国际学术杂志《Scientific Reports》上。
图１. 利用线虫的耐寒性进行药物筛选。（供图：甲南大学）
约有4,000种化学物质暴露于线虫，以测量其耐寒性。利用线虫在22.5℃生长时无法在2℃生存的现象，筛选出了能增强耐寒性的化学物质。（本图取自Okahata et al., Scientific Reports, 14, 5401, 1-14, 2024）
线虫饲养成本低，且拥有许多与人类相同的基因。此次，为了筛选对耐寒性有帮助的药物，将约4,000种药物逐一暴露于线虫之中，以测量其耐寒性。研究人员进行了转录组学分析，以检查每种药物影响的基因。
在低温刺激下暴露来普霉素B，导致包括参与应激反应的基因在内的1,166种基因的表达量升高，553种基因的表达量降低。表达量降低的Cadherin家族cdh-10和二价阳离子转运体smf-3的变异体表现出了耐寒性的异常。
在低温刺激下暴露喜树碱，导致包括参与应激反应的基因在内的695种基因的表达量升高，包括与细胞外物质和转录因子相关的基因在内的734种基因的表达量显著降低。表达量降低的烷基甘油单加氧酶（alkylglycerol monooxygenase）agmo-1和丝氨酸苏氨酸激酶（Serine threonine kinase）sad-1基因的变异体表现出了耐寒性的异常。
此外，在肠道中与耐寒性相关的胰岛素受体DAF-2被证明能在来普霉素B或喜树碱的下游调节耐寒性。
久原教授表示：“利用线虫的耐寒性，我们成功地从大量药物中短时间、低成本筛选出了增强人体耐寒性的药物。同时，我们还找到了药物影响的基因。药物进入临床实践需要大量的时间和成本，但通过使用本研究的实验系统，有望高通量实现从药物筛选到作用机制的基础研究。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Scientific Reports
论文：Screening for cold tolerance genes in C. elegans, whose expressions are affected by anticancer drugs camptothecin and leptomycin B
DOI：doi.org/10.1038/s41598-024-55794-z
