[發明專利]一種利用基因共轉化策略獲取喜樹堿新型藥源的方法

有效

• 申請號: 201310139348.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103194487A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 滕小娟;開國銀;季倩;時敏;崔麗潔
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/60;C12N15/53;A01H5/06
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及生物工程技術領域，特別是一種利用基因共轉化策略獲提高短小蛇根草毛狀根中喜樹堿含量的方法，為商業化生產抗癌藥物喜樹堿提供一種新型藥源原料制備方法。

背景技術

喜樹堿（Comptothecin,CPT）是一種喹啉類生物堿，是一類最初從喜樹（Camptotheca?acuminata）中提取出的天然抗癌藥物，喜樹堿類藥物具有高效低毒和廣譜抗癌等諸多優點，是目前最有效的天然抗癌藥物之一，并且其抗癌機理非常獨特，是迄今為止發現的唯一一種通過抑制拓撲異構酶Ⅰ發揮細胞毒性的天然植物活性成分，喜樹堿及衍生物與紫杉醇、維生素甲類化合物抗腫瘤作用的發現被譽為“20世紀90年代抗癌藥物的三大發現”。目前已有多種喜樹堿衍生物類藥物如依立替康（Irinotecan）和拓撲替康（Topotecan）獲得了美國食品藥物管理局（FDA）認證，在臨床上被廣泛用于治療卵巢癌、肺癌、結腸直腸癌以及白血病等多種惡性腫瘤，全球市場需求十分巨大。目前世界上喜樹堿類藥物的生產主要是從喜樹等植株中提取，然而由于喜樹天然資源數量有限，生長十分緩慢，喜樹堿及其類似物在植物體內含量又非常低，且提取環節多、費時費力,所以從天然喜樹中提取喜樹堿的方法已遠遠不能滿足人們對喜樹堿日益增長的需求。人們十分渴望能尋找到產喜樹堿的新資源，如生長快速的草本植物，來作為研究喜樹堿生物合成及其分子調控機制的模式系統和生藥替代來源。

短小蛇根草（Ophiorrhiza?pumila）為茜草科蛇根草屬植物，全草藥用，性味苦寒，有清熱解毒之功效，民間常用全草治療外傷感染及腫毒等癥。更重要的是，早在1976年人們就發現了這種草本植物能產生天然抗癌物質喜樹堿及其衍生物（Tafur?et?al.,1976）。但令人遺憾的是，直到最近幾年人們才開始意識到蛇根草屬植物所具有的巨大藥用價值和商業開發潛力。由于短小蛇根草作為一種產喜樹堿的草本植物比木本植物喜樹具有更多的研究優勢如生長快周期短，易于遺傳轉化及植株再生等，所以，短小蛇根草是一種開展喜樹堿生物合成的分子調控和代謝工程研究的優良材料。

多年來，國內外學者圍繞著擴大喜樹堿藥源問題進行了諸多領域的研究如化學全合成，半合成及細胞培養等，并取得了一定的進展。喜樹堿的化學全合成雖然已經成功，但因成本太高、產量太低、周期太長且易造成環境污染等因素而限制了其商業化生產；半合成方法雖然是目前最有效的途徑之一，但其前體的提取分離仍然依賴于天然資源的供應；細胞懸浮培養則存在喜樹堿含量低微及穩定性較差等問題同樣難以實現工業化生產(Hengel?et?al1992)。相比之下，利用基因工程技術將喜樹堿生物合成途徑中的關鍵酶基因導入產喜樹堿的資源植物中，繼而獲得轉基因的發根系或再生植株等，并進行大規模的培養是實現從根本上提高喜樹堿含量的最佳途徑之一(Lorence?and?Nessler2004，Lu?et?al2008)。