喜樹及其相關生物技術

喜樹及其相關的生物技術生物與制藥工程學院中國死亡率排行榜首八大疾病根據(jù)最新的調(diào)查結(jié)果，顯示如下：

1、腦血管病22.63%2、惡性腫瘤22.17%3、心臟病16.77%4、呼吸系統(tǒng)疾病14.09%5、損傷、中毒6.18%6、消化系統(tǒng)疾病3.10%7、內(nèi)分泌,營養(yǎng)代謝系統(tǒng)2.66%8、泌尿、生殖系病1.49%其中在我國城市前五位死亡原因依次是：惡性腫瘤、腦血管病、心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病、損傷和中毒；農(nóng)村依次是：腦血管病、惡性腫瘤、呼吸系統(tǒng)疾病、心臟病、損傷和中毒。

正是由于這一次的抗癌活性的測試計劃，喜樹以不同于景觀樹的角色進入了我們的視野。一、關于喜樹二、關于喜樹堿三、與喜樹相關的生物技術四、展望目錄一、關于喜樹

喜樹原名旱蓮，始記載于《植物名實圖考》木類，現(xiàn)在的別名有水桐樹、天梓樹、野芭蕉、旱蓮木、水漠子、南京梧桐、水栗子、水冬瓜、秋青樹、圓木、土八角、千丈樹等。為山茱萸目，藍果樹科喜樹屬落葉喬木。

喜樹是一種暖地速生樹種?；ㄆ?月，果熟期11月，喜光，不耐嚴寒干燥。需土層深厚，濕潤而肥沃的土壤，在干旱瘠薄地種植，生長痩長，發(fā)育不良。深根性，萌芽率強。較耐水濕，在酸性、中性、微堿性土壤均能生長，在石灰?guī)r風化土及沖積土生長良好。

喜樹亦可作庭蔭樹、行道樹，主干通直，樹冠寬展，本種生長迅速，為優(yōu)良的庭園樹和行道樹，可作為綠化城市和庭園的優(yōu)良樹種。且其為我國特有。分布于長江以南、海拔1000m以下的林邊和溪邊。是【國家Ⅱ級重點保護野生植物】：（國務院1999年8月4日批準）

藍果樹科植物喜樹的果實或根及根皮均是中藥材。喜樹根喜樹果采收和儲藏：果實于10-11月成熟時采收，曬干。根及根皮全年可采，但以秋季采剝?yōu)楹?，除去外層粗皮，曬干或烘干。喜樹?/p>

果實披針形，長2～2.5cm，寬5～7mm，先端尖，有柱頭殘基；基部變狹，可見著生在花盤上的橢圓形凹點痕，兩邊有翅。表面棕色至棕黑色，微有光澤，有縱皺紋，有時可見數(shù)條角棱和黑色斑點。質(zhì)韌，不易折斷，斷面纖維性，內(nèi)有種子1粒，干縮成細條狀。味苦?！净瘜W成分】：含喜樹堿、喜樹次堿、10-羥基喜樹堿、10-甲氧基喜樹堿、白樺脂酸、長春甙內(nèi)酰胺等。【性味】：性寒，味苦、澀；有毒。【功能主治】：抗癌，散結(jié)，破血化瘀用于多種腫瘤，如胃癌、腸癌、絨毛膜上皮癌、淋巴肉瘤等。二、喜樹堿

其來自于珙桐科植物喜樹的果實、葉。喜樹堿(Camptothecin，CPT)，是一種細胞毒性喹啉類生物堿，能抑制DNA拓撲異構(gòu)酶(TOPOI)。

1966年由M.E.Wall和M.C.Wani通過有系統(tǒng)的篩選天然物質(zhì)，也是繼紫杉醇之后的另一種天然植物來源的最重要的抗癌藥物，其療效顯著、毒副作用小，已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。

分子式:C20H16N2O4

相對分子質(zhì)量：348.34理化性質(zhì)：淺黃色針狀結(jié)晶(甲醇-乙腈)，分解點：264℃～267℃，[α]25D+31.3。(氯仿-甲醇)。在紫外光下表現(xiàn)強烈的藍色熒光，和酸不能生成穩(wěn)定的鹽。藥理作用：抗腫瘤，免疫抑制，抗病毒，抗早孕，改變皮膚表皮的角化過程。臨床應用：用于惡性腫瘤，銀屑病，治疣，急慢性白血病以及血吸蟲病引起的肝脾腫大等。喜樹堿喜樹堿的衍生物10-羥基喜樹堿的抗癌活性超過喜樹堿，對肝癌和頭頸部癌也有明顯療效，而且副作用較少。它主要作用于S期，對G1期、G2期、M期細胞有輕微的殺傷力，對G0期細胞無作用。通過抑制DNA拓撲異構(gòu)酶I（TopoI）而阻礙DNA復制，使DNA鏈不可逆破壞，從而導致細胞死亡。三、與喜樹相關的生物技術

在我國，喜樹的野生資源已經(jīng)處于瀕危狀態(tài)，在某些地方已經(jīng)絕跡，現(xiàn)存的少量野生資源也存在滅絕的危險?，F(xiàn)今全世界喜樹堿的生產(chǎn)能力僅為600kg，遠遠不能滿足市場的需要，而且喜樹堿仍不能化學合成，所以喜樹資源仍是喜樹堿及其類似物的唯一來源。因此，喜樹資源的嚴重不足已經(jīng)引起供求之間的嚴重矛盾。目前，人們利用一些生物技術，在擴大喜樹資源研究方面已經(jīng)有了一些成果。被砍的喜樹喜樹的多倍體誘導研究研究人員：王躍華，胡水君，張海強，韓海洋，尹國勝材料：喜樹枝條和種子采于成都大學校園內(nèi)栽種的喜樹。選取生長健康、無病蟲害的喜樹枝條和種子為供試外植體。方法：不同濃度的秋水仙素溶液處理喜樹頂芽及種子。結(jié)果與分析：得到最適于用來處理喜樹枝條與種子的秋水仙素溶液濃度及處理時間：根據(jù)經(jīng)處理過的枝條與種子的存活率和誘導率。如：從成活率看，Al、A2的成活率最高，成活率為100％，A6的成活率最低為0％；從誘導率的角度看，A1、A6的誘導率最低為o％，A5的誘導率最高為100％．得到經(jīng)過多倍體誘導的枝條或各種形式的嵌合體植株。未經(jīng)秋水仙素溶液處理的頂芽已經(jīng)完全展開，顏色鮮綠，葉片伸直，葉緣正常，生長速度快；經(jīng)秋水仙素溶液處理過的頂芽，部分頂芽不展開，外表變?yōu)楹谏?，呈現(xiàn)死亡的狀態(tài)，部分頂芽已展開的葉片產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，葉片較肥厚，葉緣不規(guī)則，生長速度慢。

對葉片進行切片觀察，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過秋水仙素溶液處理過的葉片葉脈增多，撅取葉片下表皮在顯微鏡下觀察，可見單位面積內(nèi)的氣孔數(shù)目減少，但每個氣孔的直徑增大。

從上表可以看出，經(jīng)過秋水仙素處理的喜樹種子萌發(fā)后形成的植物具有明顯的多倍體特征，而對于多倍體，由染色體上基因調(diào)控的有效化學成分含量往往比正常二倍體高。轉(zhuǎn)基因提高喜樹愈傷組織中喜樹堿含量發(fā)明人：孫小芬，皮妍，蔣科技，唐克軒專利申請公布號：CN101831456A技術領域：生物技術領域，涉及一種提高喜樹愈傷組織中喜樹堿含量的方法，特別是一種采用轉(zhuǎn)化丙二稀氧化物環(huán)化酶基因（alleneoxidecyclase,aoe）提高喜樹愈傷組織中喜樹堿含量的方法。步驟：把aoc基因可操作性地連于表達調(diào)控序列，形成含aoc基因的植物表達載體；將含aoc基因的植物表達載體轉(zhuǎn)化根癌農(nóng)桿菌，獲得用于轉(zhuǎn)化喜樹的含aoc基因植物表達載體的根癌農(nóng)桿菌菌株；采用基因克隆的方法獲得喜樹關鍵酶基因aoc；利用所構(gòu)建的根癌農(nóng)桿菌菌株轉(zhuǎn)化喜樹細胞，獲得經(jīng)PCR檢測的轉(zhuǎn)基因愈傷組織；半定量RT-PCR測定喜樹愈傷組織中aoe基因的表達；對獲得的轉(zhuǎn)基因愈傷組織中喜樹堿含量進行HPLC測定，篩選喜樹堿含量顯著提高的轉(zhuǎn)基因喜樹愈傷組織。Cu2+誘導刺激對喜樹懸浮培養(yǎng)細胞喜樹堿生物合成的影響研究人員：董妍玲，潘學武材料：喜樹懸浮細胞系為筆者潘學武的研究小組從喜樹誘導培養(yǎng)而來的一個普通細胞系。方法：在懸浮細胞系培養(yǎng)建立與優(yōu)化后，用不同的劑量的Cu2+或不同的時間加入Cu2+為變量分別進行處理（其中Cu2+以過濾除菌的硫酸銅溶液的形式在細胞接種后加入）細胞培養(yǎng)到第21天時收獲，測定生長速率和喜樹堿含量。結(jié)果與分析：不同劑量的Cu2+對喜樹懸浮培養(yǎng)細胞生長及其喜樹堿含量和產(chǎn)量的影響極大。0．5μmoL／L的最終Cu2+濃度在第8天加入時可使細胞干重達到最大值，同時也誘導喜樹堿的積累，而40．0μmol／L的最終Cu2+濃度在第18天加入時可獲得喜樹堿的最大產(chǎn)量。高濃度的Cu2+主要作為誘導子而起作用，而且在培養(yǎng)的中后期，即次生代謝產(chǎn)物開始大量合成的時期加入最有效。通過不同細胞生長時間段的重復刺激，即早期添加Cu2+主要作為營養(yǎng)因子，中后期添加Cu2+主要作為誘導子，這樣既可以顯著地促進喜樹堿的積累，又可以不影響細胞的生長。能影響喜樹堿含量的物質(zhì)還有：黑曲霉真菌誘導子、殼聚糖誘導子、一種雙關鍵酶基因共轉(zhuǎn)化、真菌誘導子和抗褐變劑等。促進羥喜樹堿合成的多種生物技術喜樹堿生物合成途徑及其代謝調(diào)控、相關酶等的研究進展不同化學因子對喜樹細胞懸浮培養(yǎng)生長效應的研究

這些化學因子有：NAA單因子、6-BA單因子、KT單因子、2，4-D單因子、NAA與KT組合、NAA與6-BA組合等。四、展望

進入21世紀以來，癌癥已經(jīng)成了人類健康的一大隱患，嚴重威脅著人類的