抗菌肽的应用及存在的问题

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2 抗菌肽转基因的研究
天然抗菌肽由于分子量小, 直接从动植物组织中提取 时 , 分 离 提 纯 存 在 一 定 的 困 难 , 合 成 肽 价 格 昂 贵 。因 此 将 抗 菌肽基因利用基因工程转化进微生物表达系统或导入动 植物体内, 不仅可获得量丰的抗菌肽, 而且为改造物种获 得 优 良 抗 病 品 种 提 供 了 有 效 途 径 。以 下 分 别 从 动 物 和 植 物 两个方面总结抗菌肽在转基因方面的应用。 2.1 转抗菌肽基因动物
1985 年 , 由 广 州 星 群 制 药 厂 、广 东 省 农 科 院 及 华 南 农 业大学合作, 以五龄家蚕熟蚕为材料, 经热激诱导后制成 的干燥粉末, 装入胶囊作口服药物治疗肝炎。经广州市传 染 病 院 ( 52 例 ) 、暨 南 大 学 华 侨 医 院 ( 64 例 ) 、广 州 中 医 院 ( 20 例 ) 及 其 它 临 床 单 位 共 132 例 肝 炎 临 床 试 验 表 明 , 五 龄丸具有改善肝炎病人的蛋白代谢的功能[3] 。
抗菌肽成分为易消化吸收的氨基酸, 可作为畜禽饲料 添加剂取代或部分取代目前饲喂动物所用的抗生素, 减少 抗 生 素 对 动 物 体 的 危 害 。目 前 广 东 省 应 用 抗 菌 肽 基 因 转 化 酵母进行高效表达, 经发酵条件优化, 生产抗菌肽酵母制 剂, 用作畜禽及水产饲料添加剂, 代替抗生素预防及治疗 仔猪白痢和雏鸡白痢有明显效果。
WACHINGER 等 [ 13] 的 研 究 结 果 表 明 , 天 蚕 素 和 蜂 毒 素 可 以 在 亚 毒 性 浓 度 下 抑 制 艾 滋 病 毒 HIV- 1 的 基 因 表 达 。 从 而 减 少 HIV-1 的 增 殖 。 1.4 抗寄生虫作用
DIAZ-ACHIRICA 等 [14] 发 现 一 种 合 成 的 天 蚕 素- 蜂 毒 素 杂 合 体 对 莱 仕 曼 原 鞭 毛 虫 有 损 伤 作 用 。 SHAHABUDDIN[ 15] 研究发现昆虫抗菌肽对感染蚊子的疟原虫的卵囊期和 孢子期有明显的损伤, 而且该抗菌肽浓度对蚊子本身没
以柞蚕蛹为材料制成的胶囊肾肝宁, 经大连水产制药 厂 139 例 治 疗 慢 性 肾 炎 临 床 试 验 , 治 愈 率 31.0% , 好 转 率 55.4%, 有 效 率 86.4%[ 3] 。 1.2 抗肿瘤作用
JAYNES[4] 首 次 报 道 抗 菌 肽 对 肿 瘤 细 胞 有 杀 伤 作 用 。韩 献 萍 等 [5] 报 道 了 柞 蚕 抗 菌 肽 对 人 宫 颈 癌 细 胞 也 有 杀 伤 作 用 。贾 红 武 等 [ 6] 从 家 蚕 蛹 血 淋 巴 中 分 离 纯 化 的 抗 菌 肽 B 组 分 对 体 外 培 养 的 巨 噬 细 胞 淋 巴 瘤 U937 细 胞 、 人 髓 样 白 血
基 金 项 目 : 广 东 省 医 药 卫 生 基 金 ( No.A2006371) 。 作 者 简 介 : 林 承 德 ( 1983~) , 男 , 医 学 检 验 专 业 , 本 科 实 习 生 。 * 通讯作者: 彭鸿娟, 女, 副教授, 主要从事基因组学与蛋白质组学
方 面 研 究 , E- mail: floriapeng@hotmail.com
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[文章编号] 1672-3619(2007)01-0086-05
Journal of Tropical Medicine Vol.7 No.1 Jan.2007 · 科学论坛 ·
抗菌肽的应用及存在的问题
林承德, 彭鸿娟* , 王衍海 ( 南方医科大学公共卫生与热带医学学院病原生物学系, 广州 510515)
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力 。李 乃 坚 等 [ 24] 于 1993~1996 年 间 应 用 花 粉 管 通 道 技 术 将 天蚕抗菌肽 B 基因导入烟草子房, 获得的抗青枯病转基因 株系与对照组相比, 明显推迟了发病, 病害程度及死苗率 均显著降低。 2.3 农业和畜牧领域
抗 菌 肽 对 一 些 农 作 物 和 经 济 作 物 病 原 菌 亦 有 作 用 。美 国 的 R&D 报 道 , 抗 菌 肽 可 作 为 饲 料 防 霉 剂 ; 温 刘 发 等 [ 25] 应 用含抗菌肽的柞蚕免疫血淋巴粉添加于断奶仔猪饲料中, 饲喂试验表明, 柞蚕抗菌肽可减轻断奶仔猪的腹泻。他们 又将抗菌肽的发酵制剂制作为饲料添加剂喂粤黄鸡, 研究 表 明 该 制 剂 可 促 进 小 鸡 生 长 和 减 少 排 泄 物 氮 含 量 [ 26] 。
肽的存在问ห้องสมุดไป่ตู้及应用前景。
【关键词】 抗菌肽; 生产方法; 应用
中 图 分 类 号 : Q516
文献标识码: A
抗菌肽是一类广泛存在于生物体中的小分子多肽, 具 有广谱抗菌性, 理化性质稳定, 微生物不易对其产生抗药 性 , 是 生 物 体 自 身 防 御 系 统 的 一 部 分 。自 1972 年 瑞 典 科 学 家 Boman 首 先 发 现 抗 菌 肽 以 来 , 科 学 家 们 已 经 在 昆 虫 、被 囊 动 物 ( tunicate) 、两 栖 动 物 、鸟 类 、鱼 类 、哺 乳 动 物 、植 物 乃 至 人 类 等 多 种 生 物 体 中 发 现 并 分 离 获 得 了 300 多 种 内 源 性 抗 菌 肽 [ 1] 。由 于 其 能 抗 革 兰 氏 阳 性 菌 、革 兰 氏 阴 性 菌 、 真 菌 , 抑 杀 多 重 耐 药 性 菌 株 和 肿 瘤 细 胞 , 并 且 对 病 毒 、原 虫 及 癌 细 胞 也 有 作 用 [ 1] , 近 二 十 年 来 , 抗 菌 肽 在 医 药 、转 基 因 应 用 、农 业 和 畜 牧 业 、食 品 和 化 妆 品 等 领 域 均 显 示 了 广 泛 的应用前景。
【摘要】 抗菌肽是生物体抵御外源性病原微生物入侵而产生的一类多肽, 从细菌到高等哺乳动物都普遍
存 在 。 和 传 统 的 抗 生 素 相 比 , 抗 菌 肽 分 子 量 小 、热 稳 定 性 好 , 具 有 抗 细 菌 、真 菌 、病 毒 、原 虫 及 抑 癌 活 性 等 广 谱 杀
菌 作 用 , 对 动 物 安 全 、无 毒 、无 副 作 用 。 本 文 介 绍 了 目 前 抗 菌 肽 在 生 产 和 应 用 领 域 方 面 的 研 究 状 况 , 并 探 讨 抗 菌
由辽宁省农科院大连生物技术研究所等研究而成的 柞 蚕 素 , 对 100 例 乙 型 肝 炎 临 床 试 验 结 果 : 临 床 治 愈 率 60%、显 效 率 29%、有 效 率 6%、总 有 效 率 95%。主 要 表 现 为 临 床 症 状 消 失 , 体 重 、体 征 及 肝 功 能 均 有 明 显 改 善 , HBeAg 转 阴 率 达 62%, 100 例 临 床 观 察 未 发 现 任 何 毒 副 作 用 [ 3] 。
李 丹 青 等 [ 20] 用 合 成 的 柞 蚕 Cecropin D 基 因 通 过 三 亲 法 导 入 根 癌 农 杆 菌 后 感 染 烟 草 叶 盘 或 水 稻 、桑 树 等 植 物 , 获 得 一 定 的 进 展 。 DESTENFANO-BELTAN[ 21] 报 道 构 建 的 Shiva-1 植 物 表 达 载 体 导 入 烟 草 后 , 在 转 Shiva-1 基 因 的 烟 草 上 青 枯 病 发 病 延 迟 , 病 情 指 数 低 , 植 株 死 亡 率 降 低 。贾 士 荣 等 [ 22] 自 1986 年 开 始 选 定 昆 虫 ( 蚕 ) 细 胞 产 生 的 抗 菌 肽 cecropin 进 行 马 铃 薯 抗 青 枯 病 基 因 工 程 的 研 究 , 改 造 并 合 成 了 比 cecropin 抗 菌 力 更 强 的 Cecropin B、Mcecropin B、 mncecropin B、Shiva A 及 WHD 等 抗 菌 肽 基 因 并 导 入 我 国 七 个 马 铃 薯 栽 培 品 种 中 , 转 化 出 1050 个 转 基 因 株 系 。通 过 田间试验, 筛选出 3 个株系, 其抗病性比起始品种提高 1~ 3 级 。黄 大 年 等 [ 23] 以 抗 菌 肽 B 基 因 受 控 于 水 稻 A 组 成 一 个 嵌 合 基 因 , 新 构 建 成 载 体 PCB1 后 用 基 因 枪 法 导 入 水 稻 , 转基因水稻植株增强了对水稻白叶病和细条病的抵抗
病 K562 细 胞 、肉 瘤 S180 细 胞 、喉 癌 Hep-2 细 胞 和 宫 颈 癌 Hela 细 胞 有 明 显 的 选 择 性 杀 伤 作 用 。胡 云 龙 等 [ 7] 报 道 家 蚕 抗 菌 肽 对 小 鼠 S180 肉 瘤 有 抑 制 作 用 。 许 玉 澄 等 [ 8] 研 究 表 明 , 家 蚕 抗 菌 肽 能 显 著 抑 制 S180 荷 瘤 小 鼠 的 瘤 重 和 EAC 艾 氏 腹 水 瘤 荷 瘤 小 鼠 腹 水 的 积 累 , 对 S180 肉 瘤 和 U14 宫 颈 癌 的 抑 瘤 率 达 30%~50%, 但 对 外 周 血 白 细 胞 数 没 有 影 响 。张 卫 民 等 [9, 10] 报 告 柞 蚕 抗 菌 肽 对 人 肝 癌 细 胞 BEL-7402、 直 肠 癌 细 胞 HR8340 均 有 杀 伤 作 用 。 赵 东 红 等 [ 11, 12] 在 扫 描 电 镜 下 观 察 到 家 蚕 抗 菌 肽 CM4 对 离 体 U937、Hela 癌 细 胞 骨 架 及 核 骨 架 有 明 显 损 伤 作 用 。抗 菌 肽 能 特 异 性 抑 制 某 些 肿瘤的生长, 对人体正常细胞无害, 极有可能成为无毒或 低毒的抗肿瘤新药。 1.3 抗病毒作用
转 抗 菌 肽 基 因 昆 虫 : DURVASULA 等 [ 17] 成 功 地 获 得 一 个转天蚕素 A 基因共生菌。此天蚕素 A 转入昆虫长红猎 蝽 ( Rhodniusprolixus) 中 。 昆 虫 携 带 了 此 转 基 因 的 共 生 菌 后, 感染昆虫的锥虫数量明显减少或消失。
转 抗 菌 肽 基 因 鼠 : REED 等 [ 18] 将 Shiva1a 基 因 与 小 鼠 IL- 2 基 因 的 5c 端 从 - 593 到 +110 区 域 以 及 SV40 的 多 聚 腺苷酸, 剪接信号肽基因片段一起以微注射法转入小鼠 中, 结果表明转基因鼠对布鲁氏杆菌病抵抗力明显增加, 而且这个重组基因对其他哺乳动物也同样起作用。
1 医药领域
1.1 抗菌作用 SCHWAB 等 [ 2] 曾 报 道 , 用 合 成 的 家 兔 NP1( 中 性 粒 细 胞
肽 ) 可 作 为 角 膜 保 存 液 Optisol 的 杀 菌 剂 , 含 200 !g / ml NP1 的 Optisol 在 4℃、23℃、37℃下 均 能 杀 死 99.9%的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 、链 球 菌 和 绿 脓 杆 菌 , 故 认 为 是 一 种 非 常 有 前 途 的 非抗菌素角膜保存液。
转 抗 菌 肽 基 因 蚊 子 : 在 Cecropin B 基 础 上 构 建 成 杂 合 肽 Shiva-3, 以 蚊 肠 道 特 异 性 胰 蛋 白 酶 基 因 5c 端 区 域 作 启 动 子 、 融 合 基 因 GST-Shiva-3 作 报 告 基 因 构 建 质 粒 导 入 蚊 子 产 生 一 种 转 基 因 蚊 。此 蚊 子 肠 道 内 可 合 成 并 分 泌 的 融 合 蛋 白 GST-Shiva-3 对 细 菌 和 疟 原 虫 有 高 效 的 杀 伤 力 [ 19] 。 2.2 转抗菌肽植物
热带医学杂志 2007 年 1 月第 7 卷第 1 期
有毒性。 1.5 其它作用
JAYNES 等 [ 16] 曾 将 细 胞 松 驰 素 作 用 于 哺 乳 动 物 细 胞 以 抑制其细胞骨架功能, 发现这种经细胞松驰素处理后的细 胞 对 抗 菌 肽 溶 胞 作 用 的 敏 感 性 大 大 增 加 了 。这 一 方 面 说 明 细胞骨架系统在细胞对抗菌肽溶胞作用的敏感性上确实 发挥着重要的负性作用; 另一方面则提示, 针对细胞骨架 蛋白的发生和抑制可能会衍生出有关抗菌肽药用开发的 新的研究方向。
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