生物技术手段生产抗疟药——青蒿素

中药材青蒿（Artemisia annua L.）中提取的青蒿素（artemisinin）是杀死疟疾寄生虫的高效药物之一,目前供不应求。     

青蒿素生产研究进展

青蒿素是我国利用传统中医自主开发的抗疟特效药.对青蒿人工栽培、离体培养生产青蒿素、青蒿素生物合成与调控等的最新研究进展作了综述,并认为青蒿规模化种植是满足青蒿素现实需求的主要途径,同时应努力运用现代生物技术开启另一条高质高产的青蒿素生产途径.     

真菌诱导子对青蒿发根细胞生长和青蒿素积累的影响

３种真菌诱导子（大菌丽花轮枝孢（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄａｈｉａｅ Ｋｌｅｂ．）、葡枝根霉（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｔｏｌｏｎｉｆｅｒ（Ｅｈｒｅｎｂ．ｅｘＦｒ．）Ｖｕｉｌｌ）和束状刺盘孢（Ｃｏｌｌｅｔｏｒｉｃｈｕｍ ｄｅｍａｔｉｕｍ（Ｐｅｒｓ．）Ｇｒｏｖｅ）处理青蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ａｎｎｕａＬ．）的发根,均能促进发根中青蒿素的积累,其中以大丽花轮枝孢的诱导效果最好;对细胞生长均没有明显影响,     

青蒿素生物合成分子调控研究进展

青蒿素是目前世界上最有效的疟疾治疗药物。通过对青蒿素的生物合成途径,青蒿素生物合成途径的关键酶,青蒿素生物合成的分子调控的介绍,综述了青蒿素生物合成分子调控的最新研究进展。     

柱前衍生-RP-HPLC法测定青蒿中青蒿素的含量

采用柱前衍生-RP-HPLC法测定10个不同产地的青蒿药材中青蒿素的含量.采用Lichrospher 100 RP-18e(250 mm×4.6 mm,5μm,Merck KgaA,Germany)色谱柱,甲醇-0.01 mol/L醋酸钠-醋酸缓冲液(pH 5.8)(体积比62:38)为流动相;检测波长:260 nm;流速:0.5 mL/min;柱温:25℃.结果表明该法准确重现性好,可以为青蒿质量标准的制订提供科学依据.     

温度对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响

本实验研究了不同温度(15℃～35℃)对青蒿毛状根生长和青蒿素生物合成的影响,发现25℃有利于毛状根生长,30℃促进了青蒿素生物合成。通过温度改变的二步培养技术(培养前20d温度控制在25℃,后10d温度提高到30℃),青蒿素的产量得到明显提高,高于在恒温培养时(25℃或30℃)的结果。     

Ri质粒转化的青蒿发根培养及青蒿素的生物合成

用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)转化药用植物青蒿(Artemisia annua L．)并建立了发根体外培养系统。Southern杂交、NPT Ⅱ酶的检测证明Ri质粒的T—DNA转移并整合到植物的核基因组上。在发根培养系统中,检测了青蒿的重要次生代谢物一青蒿素的含量,检测了不同理化因子对发根生长及青蒿素含量的影响。结果表明：光照(日光灯,12h光周期,20001x)有利于次生产物青蒿素的积累。培养基的pH值为5．4。蔗糖浓度为3％不仅促进发根的生长,而且促进青蒿素的积累。低浓度萘乙酸(NAA)对发根生长具有促进作用,但抑制青蒿素的合成。赤霉素GA,对发根的生长及次生产物的合成都具有促进作用,其最适浓度为4．8mg／L。     

青蒿发根生长及青蒿素生物合成动态的研究

从747条发根农杆菌ATCC15834转化的青蒿株系025发根中,筛选出7个生长较快的发根系,这7个系在生长速度和青蒿素含量上均有显著差异,其中发根系HR9青蒿素产率最高,达到每月3325mg/L。青蒿发根的生长量和青蒿素含量极显著高于未转化根和愈伤组织。青蒿发根在分批培养中没有明显的迟滞期,接种后第7天进入指数生长期,第11天生长最快,第20天进入稳定期。青蒿发根中青蒿素含量呈明显的“与生长相关”特性,在指数生长期,青蒿素含量缓慢下降,生长速度减缓后,青蒿素含量上升,发根生长停止后,继续延长培养时间,青蒿素含量也不再提高。在分批培养中,青蒿发根适宜的培养时间为21d。     

青蒿过氧化物酶的克隆及其在体外对青蒿素生物合成的影响

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个过氧化物酶。将此基因在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS细胞中进行原核表达得到重组蛋白(APOD1),表达的蛋白分别以抗坏血酸、愈创木酚为底物进行过氧化反应,结果显示,APOD1催化愈创木酚的活力是抗坏血酸的1.8倍左右,由此表明,克隆的APOD1类属于植物经典过氧化物酶(第三大类过氧化物酶)。经与其他植物过氧化物酶同源性比较分析,推测APOD1的氨基酸序列与白羽扇豆(Lupinus albus)、辣根菜(Armoracia rusticana)、小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotiana tabacum)和蕃茄(Lycopersicon esculentum)的一致性分别为42.0％、36.2％、38.9％、33.6％和32.8％。Northern杂交分析表明,此基因在青蒿的根、茎和叶中均有表达。加入APOD1至青蒿细胞提取液有利于青蒿酸向青蒿素的生物转化,但APOD1并不能直接以青蒿酸作为氧化底物。     

青蒿过氧化物酶的克隆及其在体外对青蒿素生物合成的影响

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个过氧化物酶.将此基因在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS细胞中进行原核表达得到重组蛋白(APOD1),表达的蛋白分别以抗坏血酸、愈创木酚为底物进行过氧化反应,结果显示,APOD1催化愈创木酚的活力是抗坏血酸的1.8倍左右,由此表明,克隆的APOD1类属于植物经典过氧化物酶(第三大类过氧化物酶).经与其他植物过氧化物酶同源性比较分析,推测APOD1的氨基酸序列与白羽扇豆(Lupinus albus)、辣根菜(Armoracia rusticana)、小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotiana tabacum)和蕃茄(Lycopersicon esculentum)的一致性分别为42.0%、36.2%、38.9%、33.6%和32.8%.Northern杂交分析表明,此基因在青蒿的根、茎和叶中均有表达.加入APOD1至青蒿细胞提取液有利于青蒿酸向青蒿素的生物转化,但APOD1并不能直接以青蒿酸作为氧化底物.     

青蒿毛状根合成青蒿素的培养条件研究

对影响青蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ．）毛状根生长及青蒿素合成的培养条件进行了研究,确定最适的培养条件为：初始ｐＨ５．８～６．０,摇瓶转速１３０～１５０ｒ／ｍｉｎ,摇瓶装液量体积分数为２５％,光照周期为１６ｈ／ｄ,温度为３０℃。在此条件下,经过２５ｄ培养获得青蒿素产量为２２３．３ｍｇ／Ｌ。     

适于青蒿芽生长和青蒿素积累的光,温和培养方式探讨

探讨了光照,温度和培养方式对青蒿芽生长和青蒿素合成的影响。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强度约为３０００ｌｘ,照光时间为２０ｈ／ｄ,芽生长和青蒿素积累的最适温度为２５℃和３０℃,通过先２５℃（２５ｄ）后３０℃（５ｄ）的温度转变二步培养法可以提高青蒿素的产量;青蒿芽生长和青蒿素积累的最佳培养方式为非浸没代转速摇瓶培养。     

适于青蒿芽生长和青蒿素积累的光、温和培养方式探讨

探讨了光照、温度和培养方式对青蒿芽生长和青蒿素合成的影响。适宜芽生长和青蒿素积累的光照强度约为３ ０００ ｌｘ,照光时间为２０ ｈ／ｄ ;芽生长和青蒿素积累的最适温度分别为２５ ℃和３０ ℃,通过先２５ ℃（２５ ｄ）后３０ ℃（５ ｄ） 的温度转变二步培养法可以提高青蒿素的产量;青蒿芽生长和青蒿素积累的最佳培养方式为非浸没低转速摇瓶培养。     

广西地形对青蒿中青蒿素含量的影响

针对广西青蒿种植中适生地选择的迫切要求,在对广西31个样地155株青蒿中青蒿素含量测定的基础上,分析了青蒿素含量地理变异,不同地形条件下青蒿素含量变异,海拔高度、坡度、坡向等地形因子对青蒿素含量的影响,不同区域内青蒿素含量变异分析,并应用GIS技术开展了基于地形因子的青蒿种植区划分析.得到如下结果和结论:①各样地间的青蒿素含量存在显著性差异(P=0.000<0.05);②海拔高度和坡度是影响青蒿素含量变化的主要地形因子,生长在海拔较高、坡度较大的丘陵、山地区域内的青蒿,青蒿素含量高于生长在海拔较低、坡度较小的平原区域内的(P=0.000<0.05);③桂西南地区内的青蒿素含量最高,桂东南平原区域内的青蒿素含量最低,二者与其他区域的青蒿素含量差异显著(P=0.000<0.05);④青蒿素含量在(0.76%～0.93%)的为最适宜区,主要包括桂东北和西南地区的阳朔、都安、大化、苹果、马山、武鸣、隆安、南宁和崇左等县市.青蒿素含量在(0.61%～0.76%)的为较适宜区域.青蒿素含量在(0.47%～0.61%)的为适宜区.青蒿素含量在(0 32%～0.47%)的为不适宜区,主要包括北海市、钦州市、贵港市、贺州市、梧州市和岑溪市的部分地区.⑤桂北地区地形复杂"小地形"、"小气候"特征明显,从小尺度范围内研究青蒿的生态适宜性,更能得到较显著的效果.     

青蒿素及其衍生物抗肿瘤的研究进展

青蒿素类药物是治疗疟疾的主要药物,其衍生物有青蒿琥酯、蒿甲醚和二氢青蒿素等.近年来研究发现,青蒿素及其衍生物具有明显的抗肿瘤作用.研究表明:青蒿素及其衍生物可以抑制或杀伤肿瘤细胞;抑制肿瘤细胞增殖与诱导肿瘤细胞凋亡;抑制血管生成;选择性杀伤肿瘤细胞;逆转肿瘤细胞的多重耐药;具有放射增敏效应.因青蒿素及其衍生物安全低毒,有望成为新型的广泛、高效、低毒的抗癌药物.     

青蒿素及其衍生物的抗肿瘤研究进展

青蒿素及其半合成衍生物(ARTs)是一类有效的抗疟药物。最近研究显示,ARTs具有抗癌作用,其主要机制是产生活性氧、诱导细胞凋亡、抑制血管生成和阻滞细胞周期等。ARTs能抑制实体肿瘤的生长,表明其可用于抗肿瘤新辅助疗法中。双氢青蒿素和青蒿琥酯在体内实验中对乳腺、肺、胰腺和神经胶质瘤癌细胞有很好的化疗效果,提示其可用于联合抗癌疗法中。现就ARTs的抗癌机制以及其作为抗癌剂的疗效、安全性和剂量范围等方面做一总结。     

浅析生物技术在药用植物中的应用及研究进展

本文通过对大量的生物技术以及药用植物研究进行讨论,从培养技术、细胞研究状况、基因以及分子各方面总结生物技术在药用植物中的应用和它的研究进展情况。     

青蒿琥酯和青蒿素抗肿瘤作用及其机制的初步研究

目的:探讨人白血病细胞株K562经青蒿琥酯和青蒿素处理后基因表达的变化及其可能机制.方法:K562细胞经不同浓度青蒿琥酯和青蒿素处理24h后,倒置相差显微镜和荧光显微镜下观察细胞形态学变化,流式细胞仪检测细胞周期变化;提取细胞总RNA,将逆转录生成的cDNA与基因芯片杂交,分析杂交结果.结果:倒置光显微镜:细胞出现不同程度的皱缩,核分裂相减少,细胞密度下降,漂浮细胞增多.荧光显微镜:染色质高度浓缩、边缘化,凝聚成明亮的团块,即凋亡小体.流式细胞仪:G2期细胞的比例明显增加.芯片杂交分析数据,青蒿琥酯处理组有10条基因表达有差异,表达上调的基因有:p21、chk1,表达下调的基因有:cyclinB1、cyclinE1、E2F1、DNA-PK、hTERT、bcl-2、jnk、VEGF;青蒿素处理组有10条基因表达下调:cyclinD1、cdk4、cdk2、cdc2、DNA-PK、DNA-TopoI、mcl-1、erk、jnk、VEGF.结论:青蒿琥酯和青蒿素可以抑制K562细胞增殖,作用机制与改变细胞周期某些调控物质的基因表达、诱导K562细胞凋亡等有关.