天然产物通过影响组蛋白甲基化/去甲基化来调节表观遗传机制：靶向癌细胞

遗传信息由组蛋白包装在细胞核中，这允许DNA分子在有限的核空间内进行必要的紧凑。组蛋白的八聚体(由两个拷贝的H_2A、H_2B、H_3和H_4组成)构成核小体的核心，核小体被DNA螺旋的~146个碱基片段包裹。

组蛋白的球状部分构成了每个核小体的核心，然而每个组蛋白都有一个非结构化的N-末端片段(所谓的“尾”)，可以进行广泛的翻译后修饰(PTM)。开放染色质(常染色质)由伸展开的核小体组成，使DNA暴露于蛋白质结合。另一方面，很难接触到的异染色质是由核小体凝聚成高阶纤维形成的。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37700551/

近日，来自波兹南医科大学的研究者们在Br J Pharmacol.杂志上发表了题为“Natural products modulating epigenetic mechanisms by affecting histone methylation/demethylation: targeting cancer cells”的文章，该研究揭示了天然产物通过影响组蛋白甲基化/去甲基化来调节表观遗传机制。

许多天然产物可以通过干扰细胞表观遗传机制发挥抗癌或化学预防作用。虽然大量的研究表明影响DNA甲基化和组蛋白乙酰化的相关性，但对组蛋白甲基化相关机制的影响往往被忽视。这可能与滞后的证据有关，即组蛋白甲基化写入者和擦除者的行为变化以及随后组蛋白甲基化特征的变化与癌症的发生有因果关系。然而，最近的动物研究表明，靶向组蛋白甲基化/去甲基化影响实验诱导的致癌过程。

现有数据表明，来自不同化学基团的许多天然化合物，包括绿茶多酚和其他黄酮类、姜黄素类、二苯乙烯类、酚酸、异硫氰酸酯、生物碱和萜类，可以影响组蛋白赖氨酸和精氨酸残基甲基化和去甲基化过程中关键酶的表达和活性。这些活性与肿瘤相关基因表达和功能变化的调节有关，包括减少细胞增殖和迁移，以及在各种癌症模型中促进细胞凋亡。

大多数研究集中于两种蛋白质-EZH2(H3K27甲基转移酶)和LSD1(H3K4/9去甲基酶)的表达和/或活性的调节，或者植物化学物质对组蛋白甲基化标志的全球水平的影响，而关于其他组蛋白甲基转移酶或去甲基酶的数据很少。虽然这一领域仍然相对未被探索，但本文旨在探讨天然产物对组蛋白甲基化/去甲基化相关酶的影响，以显示它们与癌症发生和癌症进展的相关性。

机制总结图

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37700551/

综上所述，许多天然产物的活性与影响组蛋白甲基化和去甲基化相关的机制有关。然而，这一主题仍然非常未被探索，需要在这一领域进行进一步的研究。然而，组蛋白甲基化/去甲基化改变在肿瘤发生中的生物学意义是毋庸置疑的，这为癌症的预防和治疗提供了机制机会。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Dawid Dorna et al. Natural products modulating epigenetic mechanisms by affecting histone methylation/demethylation: targeting cancer cells. Br J Pharmacol. 2023 Sep 12. doi: 10.1111/bph.16237.