日本的甲南大學研究生院自然科學研究科的久原篤教授、岡畑美咲客座研究員、太田茜特任研究講師、武田藥物工業的中尾賢治研究員（研究當時）等人組成的研究團隊發表研究成果稱，利用線蟲（C.elegans）發現抗癌藥物來普黴素B（Leptomycin B）和喜樹鹼（Camptothecin）可以強化身體的抗寒性。該研究確立了利用線蟲在短時間内以低成本篩選與抗寒性有關藥物的實驗系統。如果人類也存在類似的現象，那麼未來在運送重症患者時，有望在低溫環境下起到延長生命的作用。相關成果於3月5日刊登在國際學術雜誌《Scientific Reports》上。
圖１. 利用線蟲的抗寒性進行藥物篩選。（供圖：甲南大學）
約有4,000種化學物質暴露於線蟲，以測量其抗寒性。利用線蟲在22.5℃成長時無法在2℃生存的現象，篩選出了能強化抗寒性的化學物質。（本圖取自Okahata et al., Scientific Reports, 14, 5401, 1-14, 2024）
線蟲飼養成本低，且擁有許多與人類相同的基因。此次，爲了篩選對抗寒性有幫助的藥物，將約4,000種藥物逐一暴露於線蟲之中，以測量其抗寒性。研究人員進行了轉錄組學分析，以檢查每種藥物影響的基因。
在低溫刺激下暴露來普黴素B，導致包括參與緊迫反應的基因在内的1,166種基因的表達量升高，553種基因的表達量降低。表達量降低的Cadherin家族cdh-10和二價陽離子轉運體smf-3的變異體表現出了抗寒性的異常。
在低溫刺激下暴露喜樹鹼，導致包括參與緊迫反應的基因在内的695種基因的表達量升高，包括與細胞外物質和轉錄因子相關的基因在内的734種基因的表達量顯著降低。表達量降低的烷基甘油單加氧酶（alkylglycerol monooxygenase）agmo-1和絲胺酸蘇胺酸激酶（Serine threonine kinase）sad-1基因的變異體表現出了抗寒性的異常。
此外，在腸道中與抗寒性相關的胰島素接受者DAF-2被證明能在來普黴素B或喜樹鹼的下游調節抗寒性。
久原教授表示：「利用線蟲的抗寒性，我們成功地從大量藥物中短時間、低成本篩選出了強化人體抗寒性的藥物。同時，我們還找到了藥物影響的基因。藥物進入臨牀實務需要大量的時間和成本，但透過使用本研究的實驗系統，有望高通量實施從藥物篩選到作用機制的基礎研究。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Scientific Reports
論文：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
