红豆杉细胞培养与紫杉醇生产(一)_PPT幻灯片

细胞培养生产紫杉醇的方法研究
1.培养基的组成
培养物生物量的增加是获得代谢产物的前提,除 通常使用的B5培养基外，对于不同种的红豆杉 培养基需摸索最适的培养基。用包含B5的大量 元素和复杂的维生素混合成分的TM5培养基可 使愈伤组织比以前报道的培养基生长速度提高 4.3倍。
有报道称用一种改良的WR培养基，愈伤 组织生长增长5.8倍。在培养基中单独使 用硝酸盐作为N源比单独使用铵盐要好， 降低N或P的浓度抑制细胞的生长，但可 促进紫杉醇的产生。
光对细胞培养物影响研究较多，普遍认为，黑 暗条件对细胞的生长与紫杉醇合成都较有利， 生长量与含量均能比光培养条件下提高3倍左 右。
从1991年Christen等获得通过红豆杉细胞培养 提取紫杉醇的第一个专利以来，细胞工程学在 此方面的研究日益深入。已有许多较全面的综 述性文章从紫杉醇培养物的建立到大规模培养
及含量检测等方面进行了论述。
为解决紫杉醇的药源问题，人们从以下几个方 面进行了研究:全合成、半合成、人工栽培、真 菌生产和植物细胞培养等方法。其中细胞培养 法由于具有下述优点成为人们进行商业生产的 优选方法:
称为悬浮培养。
紫杉醇的介绍
紫杉醇是70年代首次从短叶红豆杉树皮中分离 到的具有抗癌活性的二枯烯类化合物。后证实， 紫杉醇具有特殊的抗癌机理，它能与微管蛋白 结合，并促进其聚合、抑制癌细胞有丝分裂， 阻止癌细胞的增殖。作为新型的抗癌药物，紫 杉醇不仅对卵巢癌、乳腺癌、肺癌有较好的作 用，近年来，临床研究表明紫杉醇对其他疾病 治疗也有一定潜力，如类风湿性关节炎、早老 性痴呆和先天性多囊肾病等，因此紫杉醇日益 成为许多国家研究的热点。
单独使用某些氨基酸可以起到特殊效果，而某 些氨基酸与激素一起使用效果却不佳.例如：用 5mg/L IAA-苯丙氨酸可使紫杉醇的含量提高到 0.05%，IAA-甘氨酸也可提高培养物中紫杉醇 的浓度，但同时在培养基中加入2,4-D与IAA-苯 丙氨酸，却没有效果。有机添加物如椰子汁、
水解酪蛋白和水解乳蛋白等可提高紫杉醇含量， 但仅有椰子汁和水解酪蛋白可促进细胞的生长。
(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产，不 易遭受病虫害、季节等因素的影响。
(2)可以在生物反应器中进行大规模培养，并且 通过控制环境条件提高紫杉醇产量。
(3)所得产物比从植物体内直接提取简单，可以 大大简化分离和纯化步骤。
(4)除提供紫杉醇外，还可以生产出前体及其他 有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
该文从培养基组成、培养条件、培养基中不同 添加物对红豆杉细胞培养和细胞中紫杉醇产量 的影响,以及在提高紫杉醇产量中有关酶代谢 调节、细胞株系选择和培养方法的改进等方面, 着重介绍了近几年来的研究成果。
植物细胞培养
植物细胞培养是指在无菌条件下，将离体的植 物器官（如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果 实种子等）、组织（如形成层、花药组织、胚 乳、皮层等）、细胞（如体细胞、生殖细胞 等）、胚胎（如成熟和未成熟的胚）、原生质 体（如脱壁后仍具有生活力的原生质体），培 养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条 件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或成长完 整的植株，统称为植物细胞培养技术。将诱导 形成的愈伤组织转移到液体培养基中进行培养
对于红豆杉细胞培养中常遇的褐变现象，在培 养基中加入具有衰老，促 进细胞生长，效果较好。
除此之外，培养基中加入某些前体物质，使用 条件培养液，以及某些激素与条件培养液的协 同作用，均使紫杉醇的产量有显著提高。
其他条件
培养温度对红豆杉细胞生长及紫杉醇的合成， 发现在24℃培养一段时间后，升高温度到29℃， 14~21 d后，紫杉醇含量可达137mg/L的最大 值，如果21d后仍持续保持29℃，紫杉醇含量 可在这一峰值保持42d。由此可见，温度与紫 杉醇合成途径之间有明显的相关性