红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展

紫杉醇是一种四环二萜酰胺类化合物,是从红豆杉科红豆杉属植物中提取分离出来的次生代谢物,是世界公认广谱、活性强的天然抗癌新药。但直接从植物中提取紫杉醇的传统生产方式,不仅产量低,且会对野生红豆杉资源造成严重破坏,同时紫杉醇的化学全合成也由于其结构复杂而不具备商业价值。与之相反,细胞培养技术具有受外界影响少、生产成本低、次生代谢产物多、细胞生长周期短的优势,是目前最具前景的紫杉醇生产方式。近年来随着科研水平的不断提升,紫杉醇无论在生理代谢调控、关键基因挖掘,还是新药物制剂与剂型及其类似物的开发和运用等方面,都取得了进展,但要建立紫杉醇商业化高产体系,还必须和前人的研究经验相结合。该文对红豆杉高产悬浮细胞系建立及其紫杉醇诱导的研究进展进行了综述,主要包括前人对红豆杉属植物组织与细胞培养相关的外植体、培养基、激素、培养条件、褐化等问题的研究,以及从代谢调节、培养方式、基因工程等多方面提高紫杉醇含量的最新进展,最后总结了当前研究的不足,并对今后通过多种组合方式来提高紫杉醇含量的生产途径进行了展望。以期促进红豆杉组织培养技术的进步,为药用资源保护和利用提供一定的理论基础与生产指导。     

云南红豆杉细胞的悬浮培养

在云南经豆杉细胞悬浮培养中,适宜的增减基为Ｂ５,接种量为０．５－０．８ｇ干重细胞／１００ｍｌ培养基,２,４－Ｄ浓度为１．０ｍｇ／Ｌ;培养细胞的生长周期约３０ｄ;增减基中较高浓度的蔗糖（４０ｇ／Ｌ）可提高紫杉醇含量;添加的椰子汁（ＣＭ）、酪蛋白氨基酸（ＣＡ）和水解乳蛋白（ＬＨ）３种有机添加剂均能提高培养细胞中紫杉醇的含量,但只有ＣＭ和ＣＡ能促进细胞的生长。于Ｂ５培养基中添国不同浓度的ＮＨ４ＮＯ３对培     

曼地亚红豆杉细胞系的建立与评价

红豆杉(Taxus)细胞内紫杉醇的含量低且不稳定,限制了利用细胞培养大规模生产紫杉醇的产业化进程。以紫杉醇含量较高的曼地亚红豆杉(Taxus m edia)为试材,诱导得到了曼地亚红豆杉愈伤组织,在添加抗坏血酸(VC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、活性炭(activated carbon)的改良B5培养基上,15次反复继代培养后获得了高产紫杉醇的细胞系。对新建立的曼地亚红豆杉细胞系(MC)与同期诱导的东北红豆杉细胞系(NC)及实验室继代多年的中国红豆杉细胞系(SC)在细胞生长周期、紫杉醇含量和细胞死亡率等方面进行了分析比较。结果表明,SC的生长量达5.9倍,高于MC和NC的3.6和4.2倍。在初始接种量相近的情况下,MC的悬浮培养细胞在一个周期内紫杉醇产量可达9.5 mg/L,经过茉莉酸甲酯(M J)诱导后可达到41 mg/L。     

红豆杉单细胞克隆的建立

本文报道了红豆杉单细胞克隆的建立过程,在红豆极细胞克隆中使用悬浮培养１０－１５天的细胞培养物分离单细胞进行看护培养的效果最好。     

红豆杉高产细胞系快速建立和更新的新方法

目的：通过优化培养基和培养条件,建立太行红豆杉速生细胞系,为红豆杉细胞工厂化生产提供原种细胞系和繁殖技术。方法：以太行红豆杉为材料,筛选B5、WPS、MS等3种培养基和6-卞基嘌呤（6-BA）、萘乙酸（NAA）、2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）等3种激素组合,采用液体、半固体、纸桥共3种培养方法继代培养并筛选高产细胞系。结果：B5＋NAA（1.0mg/L）＋6-BA（0.5mg/L）＋2,4-D（1.0mg/L）为最适愈伤组织诱导培养基,诱导率达100%;B5＋NAA（1.0～1.5mg/L）＋2,4-D（1.5～2.0mg/L）＋6-BA（0.5mg/L）为最佳继代培养基,生长量最高可达0.30g/（g·d）（鲜重）。结论：初步建立了红豆杉细胞系快速建立和繁殖新方法,用半固体培养产生初代细胞系、液体培养将细胞系同步化、纸桥培养快速繁殖细胞系,并通过检测紫杉醇含量不断更新细胞系。该细胞系体系建立方法简单,纯化速度快,易更新,产物细胞系可作为工厂化生产的原种细胞系。     

昆虫细胞系的培养和建立技术

迄今已经报道的昆虫细胞系有800株以上。昆虫细胞系在昆虫病理学、寄生虫学、内分泌学、遗传学和分子生物学等基础和应用研究中得到越来越广泛的应用。本文结合我们研究的结果和实践经验,概括了国内外昆虫细胞系建立技术的研究进展,包括昆虫细胞培养的发展、昆虫细胞系建立技术、不同昆虫组织来源细胞系的建立方法和过程,以及对昆虫细胞系特征的鉴定等方面。     

云南红豆杉细胞培养中紫杉醇的代谢调控

云南红豆杉细胞培养中紫杉醇的代谢调控甘烦远彭丽萍郑光植（中国科学院昆明植物研究所,昆明６５０２０４）ＭＥＴＡＢＯＬＩＣＲＥＧＵＬＡＴＩＯＮＯＮＴＡＸＯＬＯＦＣＥＬＬＣＵＬＴＵＲＥＦＲＯＭＴＡＸＵＳＹＵＮＮＡＮＥＮＳＩＳＧＡＮＦａｎ－Ｙｕａｎ,ＰＥＮ...     

红豆杉细胞培养的研究

从红豆杉（Ｔａｘｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｐｉｌｇ）Ｒｅｈｄ）的嫩茎及针叶诱导的出愈伤组织,对愈伤组织培养及细胞悬浮培养进行了研究,利用ＨＰＬＣ方法测定它们合成紫杉醇的能力,发现了能够提高培养细胞生长速率及紫杉醇含量的一些因子,红豆杉愈伤组织及悬浮培养细胞的生长速率已分别达到０．２５ｇ／Ｌ．ｄ和０．２８ｇ／Ｌ．ｄ。而他们的紫杉醇含量分别是０．００２６％和０．０１２％。     

红豆杉抗苯丙氨酸细胞系的筛选及悬浮培养特性

通过胁迫筛选法筛选红豆杉抗－苯丙氨酸细胞变异系,并比较了该细胞系与同步培养的原型细胞系悬浮培养的几项生理指标,结果表明,抗苯丙氨酸细胞系的紫杉醇含量显著高于原型细胞系的3－5倍,并且抗性细胞系的生长速率,细胞活性,pH值,胞内可溶性糖含量及褐变强度均与原型细胞系存在显著差别。     

红豆杉属植物的组织,细胞及胚培养

介绍了从红豆杉属植物中提取的抗癌新药紫杉醇的临床作用和供应问题;综述了近几年来红豆杉属植物的意伤组织、细胞和胚培养的研究状况。     

云南红豆杉离体胚的培养

在MS培养基上生长的云南红豆杉离体胚的萌发率较高,达80％;成熟种子胚的萌发率高于未成熟胚;胚的萌发率随着种子贮存时间的延长而下降;胚乳有助于胚的萌发。胚培养1个月左右可获得正常的红豆杉幼苗,成苗率15％～20％。幼苗中的紫杉醇含量为0.004％,远远低于成年树皮中紫杉醇的含量(0.02％)。     

云南红豆杉细胞的悬浮培养

在云南红豆杉细胞悬浮培养中,适宜的培养基为B5,接种量为0．5～0．8g干重细胞／100ml培养基,2,4－D浓度为1．0mg／L;培养细胞的生长周期约30d;培养基中较高浓度的蔗糖（40g／L）可提高紫杉醇含量;添加的椰子汁（CM）、酪蛋白氨基酸（C）和水解乳蛋白（LH）3种有机添加剂均能提高培养细胞中紫杉醇的含量,但只有CM和CA能促进细胞的生长。于B5培养基中添加不同浓度的NH4NO3对培养细胞无明显影响。     

几种真菌诱导子对云南红豆杉细胞产生紫杉醇的影响

自１９９３年以来,紫杉醇（Ｔａｘｏｌ）已成为临床上治疗乳腺癌和卵巢癌的重要药物。由于其药源植物—红豆杉属植物（ＴａｘｕｓＬ．）生长非常缓慢,体内紫杉醇含量很低,且资源有限,所以人们一直在寻找解决紫杉醇药源短缺的方法。用红豆杉属植物组织培养技术生产紫杉醇被认为是一种有潜力的方法之一,受到人们的高度重视。虽然有关这方面的报道较多［１］,但该研究仍处在试验阶段,还未见用此方法商业化生产紫杉醇的报道。其重要原因是目前红豆杉属植物离体细胞的紫杉醇产量还比较低,而且不稳。人们仍在继续寻找提高紫杉醇产量的方法…     

云南红豆杉(Taxus Yunnanensis)内生真菌中产紫杉醇真菌的筛选

报道了从云南红豆杉（Taxus Yunnanensis)树皮和枝条中分离得到的52株内生真菌中,有19株菌的发酵产物经TLC分析和HPLC检测验证后产紫杉醇或紫杉烷类物质。其中紫杉醇含量在1‰以上的菌株有8株。TAX-47（茎点霉属）和TAX-49（组丝核菌属）的紫杉醇得率分别为47.302μg/L和31.06μg/L,TAX-25（茎叶核菌属）巴可亭Ⅲ得率为744.2μg/L,这些菌株值得进一步研究。     

南方红豆杉组织培养及紫杉醇的产生

南方红豆杉茎段愈伤组织在不同基本培养基及激素组合的培养基上,其平均鲜重生物量具显著差异,而干重生物量无差异。适宜浓度的ＮＡＡ可以取代常用的、但致癌活的２,４－Ｄ。     

云南红豆杉中紫杉醇和四种紫杉烷类化合物含量

云南红豆杉中紫杉醇和四种紫杉烷类化合物含量项伟张宏杰阮德春孙汉董（云南省林业科学院,昆明６５０２０４）（中国科学院昆明植物研究所,昆明６５０２０４）Ｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔａｘｏｌａｎｄｏｔｈｅｒ４ｔａｘａｎｅｄｉｔｅｒｐｅｎｏｉｄｓｉｎＴａｘｕｓｙｕ...     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物

云南红豆杉(Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过8年多的继代培养,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力.从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到8个紫杉烷类化合物,经核磁共振光谱和质谱数据分析,它们的化学结构分别是2,5,10-三乙酰氧基-14-丙酰氧基紫杉二烯(1)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基丙酰氧基)紫杉二烯(2)、 2,5,10,14-四乙酰氧基紫杉二烯(3)、 2,5,10-三乙酰氧基-14-(2′-甲基-3′-羟基丁酰氧基)紫杉二烯及其差向异构体(4和5)、巴卡亭Ⅳ(6)、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇(8).化合物3、 5-7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到.定性分析表明,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似.另外,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达0.3%,可用来进行大规模培养.     

一株产紫杉醇内生真菌YN6的分离及鉴定

从云南红豆杉（Taxus yunnanensis）树皮内表皮中分离得到75株内生真菌,采用基于紫杉醇合成关键酶10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-O-乙酰基转移酶（10-deacetylbaccatin Ⅲ-10-O-acetyl transferase,DBAT）和C-13苯丙氨基侧链CoA乙酰基转移酶（C-13-phenylpropanoid side chain-CoA acyltransferase,BAPT）基因为标志分子的快速筛选方法获得一株可产紫杉醇的内生真菌YN6,并通过高效液相色谱法和质谱法对其紫杉醇进行分析.同时,通过对内生真菌YN6的形态特征分析以及18S rDNA序列分析将其初步鉴定为拟盘多毛孢属（Pestalotiopsis sp.）真菌. 拟盘多毛孢YN6的紫杉醇产量约为120~140 μg/L,是目前已报道的紫杉醇产量较高的野生菌株之一. 拟盘多毛孢YN6的发现为微生物发酵生产紫杉醇提供了潜在的优良种质资源.     

利用云南红豆杉悬浮细胞生产紫杉醇和紫杉烷类化合物(英文)

云南红豆杉 (TaxusyunnanensisChengetL .K .Fu)的一株紫杉醇高产细胞系经过 8年多的继代培养 ,仍保持较稳定的紫杉烷类化合物的生物合成能力。从此株紫杉醇高产细胞系的悬浮培养物中分离到 8个紫杉烷类化合物 ,经核磁共振光谱和质谱数据分析 ,它们的化学结构分别是 2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_丙酰氧基紫杉二烯 (1)、2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_(2′_甲基丙酰氧基 )紫杉二烯 (2 )、2 ,5 ,10 ,14_四乙酰氧基紫杉二烯 (3)、2 ,5 ,10_三乙酰氧基_14_(2′_甲基_3′_羟基丁酰氧基 )紫杉二烯及其差向异构体 (4和 5 )、巴卡亭Ⅳ (6 )、巴卡亭Ⅲ (7)和紫杉醇 (8)。化合物 3、5 - 7为首次从云南红豆杉细胞培养物中分离到。定性分析表明 ,云南红豆杉细胞悬浮培养液中的化学成分与培养细胞中的相似。另外 ,此株紫杉醇高产细胞系的紫杉醇含量可高达 0 .3% ,可用来进行大规模培养     

超声波对红豆杉悬浮细胞生长及紫杉醇释放的研究

分析了超声波对中国红豆杉悬浮细胞培养的生长,紫杉醇合成及释放的影响,细胞对不同强度及作用时间的超声波反应不同,用38kHz,120s的超声强度处理悬浮细胞,紫杉醇胞外释放率由对照的10％左右提高到40－50％,总产量提高了47％,超声波处理植物细胞,提供了在保持细胞生长的前提下有效刺激胞内次生代谢物的简易操作方法。