微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用培訓(xùn)課件

微生物與中藥在中藥家族中有一類特殊的成員---微生物。中藥材:中藥現(xiàn)代化研究的工具:中藥二次開發(fā)、拓展中藥資源、中藥藥理研究。

7/24/20231微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用微生物相關(guān)中藥的形成方式

一、以腐生生活方式形成的大型藥用真菌:如靈芝、猴頭、木耳、香菇等。這些真菌基本上都可以實(shí)現(xiàn)人工栽培。7/24/20232微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20233微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20234微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20235微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20236微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20237微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用二、由天然微生物發(fā)酵植物性中藥材料形成，如神曲、紅曲等，主要是酵母和絲狀真菌。7/24/20238微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/20239微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用三、植物和微生物共生形成的中藥，如天麻是蜜環(huán)菌和天麻植物的共生體，天麻植物依靠蜜環(huán)菌提供營(yíng)養(yǎng)；豬苓也是由于蜜環(huán)菌侵入豬苓菌核形成的共生體，由蜜環(huán)菌提供營(yíng)養(yǎng)。7/24/202310微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/202311微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓[Grifolaumbellata(Pers.)Pilát]是一種藥用真菌。隸屬于真菌門、擔(dān)子菌綱、多孔菌目、多孔菌科。豬苓菌核生于地下，多年生，是傳統(tǒng)的中藥材。豬苓子實(shí)體俗稱“豬苓花”或“千層蘑菇”，味道鮮美，可食。7/24/202312微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓菌核有利水滲濕、祛痰、解毒的功能?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)它有抗癌作用。生產(chǎn)商品化藥物“豬苓多糖注射劑”和“豬苓多糖膠囊”的原藥材是豬苓菌核。7/24/202313微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用藥材現(xiàn)狀：用量增長(zhǎng)產(chǎn)量銳減人口的增加和老齡化加快，導(dǎo)致豬苓用量大增。環(huán)境惡化和無序采挖，導(dǎo)致天然豬苓產(chǎn)量銳減。7/24/202314微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓人工栽培技術(shù)有待完善

人工栽培豬苓技術(shù)早已實(shí)驗(yàn)成功。但由于栽培技術(shù)要求高，工序繁雜，需要3-4年方能采收，且單產(chǎn)低、收益少，因此發(fā)展緩慢。由菌絲形成菌核的關(guān)鍵技術(shù)沒有解決，種苓來源問題成為豬苓大規(guī)模栽培的瓶頸問題。7/24/202315微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用3～5年收獲，老苓做藥材，灰苓和部分生活力較強(qiáng)的黑苓留作種苓。還無法象其它食用菌可以由菌絲開始制種栽培。豬苓人工栽培示意圖7/24/202316微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓菌核生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律白苓、灰苓和黑苓:一般情況下，分別代表當(dāng)年、次年和第三年三個(gè)生長(zhǎng)年限。豬苓與蜜環(huán)菌：豬苓菌核與蜜環(huán)菌之間存在較特殊的真菌間的共生關(guān)系，蜜環(huán)菌侵入豬苓菌核以后,二者之間發(fā)生侵染與防御的斗爭(zhēng)，最終結(jié)果是豬苓菌核從蜜環(huán)菌獲得營(yíng)養(yǎng)，得以生長(zhǎng)繁殖。豬苓與伴生菌：郭順星教授曾經(jīng)從野生豬苓菌核的穴中分離到一株與豬苓菌核形成密切相關(guān)的伴生菌。伴生菌作為一種生物調(diào)節(jié)因子，與豬苓共培養(yǎng)時(shí)可以促進(jìn)豬苓菌絲形成菌核。7/24/202317微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓菌的次生代謝產(chǎn)物

豬苓酮類成分：是豬苓的特征性成分,根據(jù)報(bào)道有毛發(fā)再生活性和抗癌活性。對(duì)豬苓酮A～G的細(xì)胞毒作用研究結(jié)果表明，豬苓酮A～G對(duì)白血病1210（L-1210）細(xì)胞的增殖均有劑量依賴性的抑制作用。7/24/202318微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓酮A(PolyporusteroneA)2,3,14,20,22-Pentahydroxyergost-7-en-6-one

豬苓酮B(PolyporusteroneB)2,3,14,20,22-Pentahydroxyergost-7,24(28)-dien-6-one

豬苓酮B豬苓酮A7/24/202319微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用豬苓的次生代謝產(chǎn)物豬苓多糖：近年來研究的很多，并成功地商業(yè)化應(yīng)用(豬苓多糖注射劑,豬苓多糖膠囊)。7/24/202320微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行豬苓研究的國(guó)家生物學(xué)研究：中國(guó)、南韓、日本。栽培研究：中國(guó)、南韓?；瘜W(xué)成分研究：日本、中國(guó)、南韓。7/24/202321微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用四、寄生真菌侵染活體昆蟲形成的蟲菌復(fù)合體，其實(shí)質(zhì)是昆蟲的致病菌。如冬蟲夏草、僵蠶、蛹蟲草等。7/24/202322微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/202323微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用五、微生物侵染植物后，植物抵抗微生物的侵染而形成的植物抗毒素，如龍血竭、沉香等。

7/24/202324微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用血竭的形成機(jī)制

龍血樹受到外部機(jī)械損傷，蟲蛀的木質(zhì)和年老髓部中空的內(nèi)輪木質(zhì)，年長(zhǎng)日久，細(xì)胞中的樹脂就會(huì)不斷積累，使木質(zhì)部硬化形成一不易透水和通氣的保護(hù)層，這一富含樹脂的紫紅色木質(zhì)部可供中藥直接應(yīng)用。血竭形成與真菌侵入有關(guān)，龍血竭的形成是因?yàn)辇堁獦錁涓赏獠渴艿綑C(jī)械或蟲蛀損傷后感染真菌等微生物，從而引起的龍血樹植物體的防御作用，產(chǎn)生次生代謝物質(zhì)。特異性真菌作用于龍血樹材質(zhì)可促成血竭的形成。

7/24/202325微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用沉香:沉香樹在遭受到雷擊、風(fēng)折、蟲害感染或人畜危害等各種傷害時(shí)，自身會(huì)分泌樹脂修補(bǔ)受傷部位。某些傷口由于在開放期感染真菌，受傷部位難以完成真正意義上的愈合，因此開啟了為治療創(chuàng)傷持久的、奇妙的沉香制造與累積的過程。甚至經(jīng)歷數(shù)百年漫長(zhǎng)歲月，才誕生了珍惜的沉香。

7/24/202326微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用中藥的微生物轉(zhuǎn)化研究可以借助不同真菌產(chǎn)生的豐富酶系來炮制中藥，達(dá)到產(chǎn)生新的藥用成分、提高有效成分含量、降低不良反應(yīng)的目的。薏苡仁的微生物轉(zhuǎn)化研究結(jié)果表明，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的薏苡仁不僅原有抗癌組分的量提高，還出現(xiàn)了新的抗癌組分。7/24/202327微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用天然藥物的生物轉(zhuǎn)化研究與組合化學(xué)理論相結(jié)合，提出“中藥生物組合化學(xué)”的概念，并建議將其用于復(fù)雜天然藥物的篩選和研制，開發(fā)具有中國(guó)特色的、新的高效活性先導(dǎo)化合物。利用微生物對(duì)延胡索中鎮(zhèn)痛成分延胡索乙素進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，有兩個(gè)菌株的轉(zhuǎn)化物活性高于底物，經(jīng)進(jìn)一步分離，最終得到了兩個(gè)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，活性明顯高于延胡索乙素。7/24/202328微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用以不同的中藥材料為固體基質(zhì)，通過接種不同的真菌獲得不同的“藥性菌質(zhì)”，通過對(duì)“藥性菌質(zhì)”進(jìn)行藥理模型篩選后，可以獲得不同的中藥產(chǎn)品，達(dá)到對(duì)中藥增效、擴(kuò)用、減毒的作用。培養(yǎng)槐耳菌發(fā)酵中藥，獲得的發(fā)酵菌質(zhì)藥用效果比常規(guī)培養(yǎng)的槐耳菌質(zhì)明顯增強(qiáng)，使乙型肝炎e抗原臨床轉(zhuǎn)陰率由33％提高到50％。7/24/202329微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用微生物應(yīng)用于藥理研究

由于一些微生物具有與動(dòng)物和人相類似的代謝途徑，能產(chǎn)生相同或類似的代謝產(chǎn)物，利用這些微生物對(duì)中藥的一些有效成分進(jìn)行藥理和毒理研究就變得十分可行，特別是可以在難合成藥物和輔助確定代謝途徑方面發(fā)揮重要作用，在藥物開發(fā)的早期階段提供藥物代謝的可能途徑。

7/24/202330微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用中藥以口服為主，它們必然在消化道中與腸道菌接觸，腸道菌的代謝對(duì)中藥的作用不容忽視，有些中藥可能通過人體的消化酶或腸道菌的代謝后才起作用。如消化道對(duì)天然藥物中的糖苷吸收較差，糖苷首先必須經(jīng)腸道菌水解為相應(yīng)的苷元才能被吸收。柴胡皂苷在大鼠體內(nèi)經(jīng)腸道菌轉(zhuǎn)化成代謝產(chǎn)物后才能被吸收并發(fā)揮其藥理作用；淫羊藿苷的腸菌代謝產(chǎn)物對(duì)白細(xì)胞介素-6產(chǎn)生的促進(jìn)作用比原藥更強(qiáng)；7/24/202331微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用口服人參皂苷的抑瘤效應(yīng)源于人參皂苷被腸菌轉(zhuǎn)化的代謝物能抑制腫瘤新生血管的形成，抑制黑色素瘤B16-F10細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，誘導(dǎo)Lewis肺癌細(xì)胞凋亡。目前，人們已研究了腸內(nèi)細(xì)菌對(duì)苦杏仁苷類、香豆素類、黃酮類、蒽醌類以及萜類化合物的代謝作用，并鑒定了其代謝產(chǎn)物。7/24/202332微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用微生物誘生中藥有效成分

用組織培養(yǎng)方法來生產(chǎn)中藥的有效成分是解決中藥資源緊張的重要手段，是中藥現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一。在組織培養(yǎng)中用發(fā)根農(nóng)桿菌誘導(dǎo)組培物產(chǎn)生發(fā)狀根，由發(fā)狀根形成次生代謝產(chǎn)物已成為利用中藥組織培養(yǎng)物產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的常用方法。到目前為止，人們已建立了80多種植物的發(fā)狀根無性系，其中不少是藥用植物。

7/24/202333微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用Yoshikawa等的研究表明，人參的發(fā)狀根在無外源激素的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，人參皂苷含量(Rb、Rg)可達(dá)干質(zhì)量的0.95％，而天然栽培根僅為0.4％，因此人參發(fā)狀根完全有可能代替天然人參作藥用。7/24/202334微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用黃遵錫從短葉紅豆杉誘導(dǎo)出發(fā)狀根，選育出的5株無性系20天后生物量增加9倍，紫杉醇的量是愈傷組織的1.3～8.0倍。

7/24/202335微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用此外，在植物與微生物的相互作用中，真菌能誘導(dǎo)植物中特定次生產(chǎn)物的積累，使植物產(chǎn)生對(duì)這些病原微生物的抗性。例如，丹參是一種重要的藥用植物，利用丹參毛狀根和丹參轉(zhuǎn)化細(xì)胞生產(chǎn)丹參酮等次生代謝物成為研究的熱點(diǎn)，大麗輪枝菌c激發(fā)子V44和酵母提取物分別誘導(dǎo)丹參毛狀根和丹參轉(zhuǎn)化細(xì)胞后，丹參中過氧化物酶活力顯著提高，且有利于次生代謝產(chǎn)物的積累。

7/24/202336微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用微生物與中藥栽培

內(nèi)生菌主要指在其生活史的某一階段存在于健康植物的組織中、不形成明顯侵染的一類微生物。內(nèi)生菌可以促進(jìn)宿主的生長(zhǎng)、發(fā)育，增強(qiáng)對(duì)不良環(huán)境的抵抗力，甚至?xí)龠M(jìn)宿主植物某些代謝產(chǎn)物的形成。深入研究中藥內(nèi)生菌，對(duì)研究中藥的活性成分和栽培可能具有重要意義。內(nèi)生真菌與宿主植物某些活性成分的形成有密切關(guān)系，對(duì)于不同地方的相同物種來說，其內(nèi)生真菌類群是不同的，這可能是形成中藥道地性的原因之一。

7/24/202337微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用開唇蘭小菇、石斛小菇、蘭小菇等3種小菇屬內(nèi)生真菌，對(duì)蘭科瀕危藥用植物鐵皮石斛、金線蓮的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。接種3種內(nèi)生真菌后，鐵皮石斛苗的生長(zhǎng)量高于對(duì)照3～5倍，石斛小菇、蘭小菇對(duì)鐵皮石斛原球莖增殖也有明顯促進(jìn)作用；接種3種真菌的金線蓮苗，側(cè)芽及側(cè)根數(shù)均顯著高于對(duì)照。

7/24/202338微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/202339微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用7/24/202340微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用內(nèi)生真菌對(duì)鐵皮石斛苗的作用bfedac統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)36株菌株中的8個(gè)菌株對(duì)鐵皮石斛苗有促生長(zhǎng)作用。7/24/202341微生物在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用1.0cmbfedac統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)96株菌株中的36個(gè)菌株對(duì)金釵石斛苗有