喜树及其相关生物技术

喜树及其相关的生物技术生物与制药工程学院中国死亡率排行榜首八大疾病根据最新的调查结果，显示如下：

1、脑血管病22.63%2、恶性肿瘤22.17%3、心脏病16.77%4、呼吸系统疾病14.09%5、损伤、中毒6.18%6、消化系统疾病3.10%7、内分泌,营养代谢系统2.66%8、泌尿、生殖系病1.49%其中在我国城市前五位死亡原因依次是：恶性肿瘤、脑血管病、心脏病、呼吸系统疾病、损伤和中毒；农村依次是：脑血管病、恶性肿瘤、呼吸系统疾病、心脏病、损伤和中毒。

正是由于这一次的抗癌活性的测试计划，喜树以不同于景观树的角色进入了我们的视野。一、关于喜树二、关于喜树碱三、与喜树相关的生物技术四、展望目录一、关于喜树

喜树原名旱莲，始记载于《植物名实图考》木类，现在的别名有水桐树、天梓树、野芭蕉、旱莲木、水漠子、南京梧桐、水栗子、水冬瓜、秋青树、圆木、土八角、千丈树等。为山茱萸目，蓝果树科喜树属落叶乔木。

喜树是一种暖地速生树种。花期7月，果熟期11月，喜光，不耐严寒干燥。需土层深厚，湿润而肥沃的土壤，在干旱瘠薄地种植，生长痩长，发育不良。深根性，萌芽率强。较耐水湿，在酸性、中性、微碱性土壤均能生长，在石灰岩风化土及冲积土生长良好。

喜树亦可作庭荫树、行道树，主干通直，树冠宽展，本种生长迅速，为优良的庭园树和行道树，可作为绿化城市和庭园的优良树种。且其为我国特有。分布于长江以南、海拔1000m以下的林边和溪边。是【国家Ⅱ级重点保护野生植物】：（国务院1999年8月4日批准）

蓝果树科植物喜树的果实或根及根皮均是中药材。喜树根喜树果采收和储藏：果实于10-11月成熟时采收，晒干。根及根皮全年可采，但以秋季采剥为好，除去外层粗皮，晒干或烘干。喜树果

果实披针形，长2～2.5cm，宽5～7mm，先端尖，有柱头残基；基部变狭，可见着生在花盘上的椭圆形凹点痕，两边有翅。表面棕色至棕黑色，微有光泽，有纵皱纹，有时可见数条角棱和黑色斑点。质韧，不易折断，断面纤维性，内有种子1粒，干缩成细条状。味苦。【化学成分】：含喜树碱、喜树次碱、10-羟基喜树碱、10-甲氧基喜树碱、白桦脂酸、长春甙内酰胺等。【性味】：性寒，味苦、涩；有毒。【功能主治】：抗癌，散结，破血化瘀用于多种肿瘤，如胃癌、肠癌、绒毛膜上皮癌、淋巴肉瘤等。二、喜树碱

其来自于珙桐科植物喜树的果实、叶。喜树碱(Camptothecin，CPT)，是一种细胞毒性喹啉类生物碱，能抑制DNA拓扑异构酶(TOPOI)。

1966年由M.E.Wall和M.C.Wani通过有系统的筛选天然物质，也是继紫杉醇之后的另一种天然植物来源的最重要的抗癌药物，其疗效显著、毒副作用小，已经成为世界范围内的研究热点。

分子式:C20H16N2O4

相对分子质量：348.34理化性质：浅黄色针状结晶(甲醇-乙腈)，分解点：264℃～267℃，[α]25D+31.3。(氯仿-甲醇)。在紫外光下表现强烈的蓝色荧光，和酸不能生成稳定的盐。药理作用：抗肿瘤，免疫抑制，抗病毒，抗早孕，改变皮肤表皮的角化过程。临床应用：用于恶性肿瘤，银屑病，治疣，急慢性白血病以及血吸虫病引起的肝脾肿大等。喜树碱喜树碱的衍生物10-羟基喜树碱的抗癌活性超过喜树碱，对肝癌和头颈部癌也有明显疗效，而且副作用较少。它主要作用于S期，对G1期、G2期、M期细胞有轻微的杀伤力，对G0期细胞无作用。通过抑制DNA拓扑异构酶I（TopoI）而阻碍DNA复制，使DNA链不可逆破坏，从而导致细胞死亡。三、与喜树相关的生物技术

在我国，喜树的野生资源已经处于濒危状态，在某些地方已经绝迹，现存的少量野生资源也存在灭绝的危险。现今全世界喜树碱的生产能力仅为600kg，远远不能满足市场的需要，而且喜树碱仍不能化学合成，所以喜树资源仍是喜树碱及其类似物的唯一来源。因此，喜树资源的严重不足已经引起供求之间的严重矛盾。目前，人们利用一些生物技术，在扩大喜树资源研究方面已经有了一些成果。被砍的喜树喜树的多倍体诱导研究研究人员：王跃华，胡水君，张海强，韩海洋，尹国胜材料：喜树枝条和种子采于成都大学校园内栽种的喜树。选取生长健康、无病虫害的喜树枝条和种子为供试外植体。方法：不同浓度的秋水仙素溶液处理喜树顶芽及种子。结果与分析：得到最适于用来处理喜树枝条与种子的秋水仙素溶液浓度及处理时间：根据经处理过的枝条与种子的存活率和诱导率。如：从成活率看，Al、A2的成活率最高，成活率为100％，A6的成活率最低为0％；从诱导率的角度看，A1、A6的诱导率最低为o％，A5的诱导率最高为100％．得到经过多倍体诱导的枝条或各种形式的嵌合体植株。未经秋水仙素溶液处理的顶芽已经完全展开，颜色鲜绿，叶片伸直，叶缘正常，生长速度快；经秋水仙素溶液处理过的顶芽，部分顶芽不展开，外表变为黑色，呈现死亡的状态，部分顶芽已展开的叶片产生弯曲现象，叶片较肥厚，叶缘不规则，生长速度慢。

对叶片进行切片观察，发现经过秋水仙素溶液处理过的叶片叶脉增多，撅取叶片下表皮在显微镜下观察，可见单位面积内的气孔数目减少，但每个气孔的直径增大。

从上表可以看出，经过秋水仙素处理的喜树种子萌发后形成的植物具有明显的多倍体特征，而对于多倍体，由染色体上基因调控的有效化学成分含量往往比正常二倍体高。转基因提高喜树愈伤组织中喜树碱含量发明人：孙小芬，皮妍，蒋科技，唐克轩专利申请公布号：CN101831456A技术领域：生物技术领域，涉及一种提高喜树愈伤组织中喜树碱含量的方法，特别是一种采用转化丙二稀氧化物环化酶基因（alleneoxidecyclase,aoe）提高喜树愈伤组织中喜树碱含量的方法。步骤：把aoc基因可操作性地连于表达调控序列，形成含aoc基因的植物表达载体；将含aoc基因的植物表达载体转化根癌农杆菌，获得用于转化喜树的含aoc基因植物表达载体的根癌农杆菌菌株；采用基因克隆的方法获得喜树关键酶基因aoc；利用所构建的根癌农杆菌菌株转化喜树细胞，获得经PCR检测的转基因愈伤组织；半定量RT-PCR测定喜树愈伤组织中aoe基因的表达；对获得的转基因愈伤组织中喜树碱含量进行HPLC测定，筛选喜树碱含量显著提高的转基因喜树愈伤组织。Cu2+诱导刺激对喜树悬浮培养细胞喜树碱生物合成的影响研究人员：董妍玲，潘学武材料：喜树悬浮细胞系为笔者潘学武的研究小组从喜树诱导培养而来的一个普通细胞系。方法：在悬浮细胞系培养建立与优化后，用不同的剂量的Cu2+或不同的时间加入Cu2+为变量分别进行处理（其中Cu2+以过滤除菌的硫酸铜溶液的形式在细胞接种后加入）细胞培养到第21天时收获，测定生长速率和喜树碱含量。结果与分析：不同剂量的Cu2+对喜树悬浮培养细胞生长及其喜树碱含量和产量的影响极大。0．5μmoL／L的最终Cu2+浓度在第8天加入时可使细胞干重达到最大值，同时也诱导喜树碱的积累，而40．0μmol／L的最终Cu2+浓度在第18天加入时可获得喜树碱的最大产量。高浓度的Cu2+主要作为诱导子而起作用，而且在培养的中后期，即次生代谢产物开始大量合成的时期加入最有效。通过不同细胞生长时间段的重复刺激，即早期添加Cu2+主要作为营养因子，中后期添加Cu2+主要作为诱导子，这样既可以显著地促进喜树碱的积累，又可以不影响细胞的生长。能影响喜树碱含量的物质还有：黑曲霉真菌诱导子、壳聚糖诱导子、一种双关键酶基因共转化、真菌诱导子和抗褐变剂等。促进羟喜树碱合成的多种生物技术喜树碱生物合成途径及其代谢调控、相关酶等的研究进展不同化学因子对喜树细胞悬浮培养生长效应的研究

这些化学因子有：NAA单因子、6-BA单因子、KT单因子、2，4-D单因子、NAA与KT组合、NAA与6-BA组合等。四、展望

进入21世纪以来，癌症已经成了人类健康的一大隐患，严重威胁着人类的