壳聚糖酶 D 是一种由真菌产生的天然化合物，因其在各种细胞类型中的细胞毒性作用和抗癌活性而受到认可。它甚至在表达与多药耐药性相关的蛋白质的细胞中也表现出强大的活性，引起了全球的广泛研究兴趣。壳聚糖酶 D 通过破坏 DNA 来促进细胞死亡，这一过程可能依赖于细胞色素 P450 (CYP) 加氧酶。值得注意的是，壳聚糖酶 D 对 CYP 表达增加的癌细胞表现出显著的活性。然而，CYP2J2 酶在壳聚糖酶 D 的细胞毒性中的具体作用和功能仍有待确定。
在此背景下，日本东京理科大学的一组研究人员成功揭示了涉及 CYP2J2 的 austocystin D 的作用机制。研究团队包括来自日本东京理科大学理工学院应用生物科学系的 Yukiko Kojima 女士和 Mahito Sadaie 教授等。他们采用了一种创新的研究方法，将基因沉默技术与细胞系模型中的生长抑制试验相结合。他们的开创性发现于 2024 年 7 月 15 日在《癌症科学》杂志上在线发表。
最初，研究人员利用日本癌症研究基金会 39 的数据来分析癌细胞中 austocystin D 敏感性与 CYP 表达之间的相关性。通过分析这些细胞中的基因标记，他们发现一种特定的 CYP 基因（即 CYP2J2）的表达与对 austocystin D 的敏感性呈正相关。此外，Sadaie 和他的团队通过相关性研究验证了他们的发现，使用 11 种人类骨肉瘤 (OS)-骨癌细胞系，证实了 CYP2J2 表达水平与 austocystin D 敏感性之间的关联。
为了揭示 austocystin D 的潜在作用机制，研究人员采用了 U-2 OS 细胞，这种细胞表达 CYP2J2 水平较高。他们观察到，用 austocystin D 处理的 U-2 OS 细胞表现出明显的 DNA 损伤，而 CYP2J2 表达较低的 HOS（骨癌）细胞对该化合物的敏感性较低。Sadaie 教授将 CYP2J2 机制的发现归功于研究人员的共同努力，并分享道：“这项研究工作是一个合作项目，涉及东京理科大学应用生物科学系、京都大学的 Ishikawa 博士团队、日本国家先进工业科学技术研究所的 Shin-ya 博士团队以及日本癌症研究基金会的 Dan 博士和 Tomida 博士团队。”
此外，研究人员还进行了一系列实验，分析了CYP2J2过表达和缺失对Austocystin D介导的细胞毒性的影响。他们的研究结果证实，CYP2J2的过表达增强了Austocystin D的细胞毒性作用，而CYP2J2的缺失导致癌细胞对Austocystin D的敏感性降低，细胞毒性显著降低。
为了进一步了解参与介导 CYP2J2 功能的基因集，该团队利用了 CRISPR-Cas9 技术。他们确定了 POR 和 PGRMC1 是调节 CYP2J2 并诱导 austocystin D 细胞毒性的两个重要基因。此外，基因组测序数据表明赖氨酸乙酰转移酶 7 (KAT7) 上调并促进了 CYP2J2 的转录。这些发现为支持 austocystin D 的 CYP2J2 依赖性细胞毒活性提供了重要证据。
我们希望我们关于 austocystin D 及其与 CYP2J2 的关联的新发现能够为癌症患者，特别是 CYP2J2 表达水平高的患者开发出安全有效的治疗药物。”
东京理科大学理工学院应用生物科学系教授 Mahito Sadaie
总之，天然真菌化合物 austocystin D 有可能成为抗癌领域改变游戏规则的药物。
