紫杉醇的资源、生物活性和化学合成

紫杉醇是近30年来发现的一种广谱抗癌新药,已成为当前国内外的研究热点。本文介绍了含有紫杉醇的主要植物——红豆杉科和红豆杉近缘科属植物在中国的分布情况,综述了紫杉醇的生物活性和化学合成,并详细讨论了紫杉醇的构效关系。     

不同树龄、不同地理种源云南红豆杉紫杉醇含量变化的研究

系统采集了10个龄级和12个地理种源的云南红豆杉样品,用高效液相色谱(HPLC)测定树皮、3年生小枝和当年生叶的紫杉醇含量,其平均值分别为0.0048%、0.0040%和0.0151%,3年生枝和叶的紫杉醇含量相近,差异不显著。树皮的紫杉醇含量与年龄存在回归关系:Y=0.0316×e0.0067x;3年生小枝和当年生叶的紫杉醇含量与树龄不相关,但树龄小于72a时其含量随树龄增加而递增,树龄超过72a和114a后,3年生小枝和当年生叶的紫杉醇含量逐渐减少。12个云南红豆杉地理种源中,新平、宁蒗和泸水种源当年生叶的紫杉醇含量最高,在0.0077%～0.0098%间;兰坪、宁蒗和新平种源3年生小枝紫杉醇的含量最高,在0.0059%～0.0076%间;景东、木里和宁蒗种源树皮的含量最高,在0.0243%～0.0331%间。主成分分析表明,“温度因子”、“营养因子”和“光照因子”对云南红豆杉紫杉醇含量的影响最大。     

红豆杉山地造林技术

红豆杉又名紫杉,属红豆杉科红豆杉属常绿针叶植物,是第四纪冰川遗留下来的古老树种。其枝、叶、皮、根可提取抗癌药物——紫杉醇,此药全世界年需量4800kg以上,而实际年 生产量250kg左右。我国北京、上海、辽宁、云南、四川相继建成了紫杉醇制药厂，但原料缺乏，大力发展红豆杉山地造林，是山区农民致富的一条有效途径。     

紫科1号红豆杉生长量生物量和紫杉醇含量的相关研究

以紫科1号红豆杉为材料,对其不同年份的生长量、生物量和紫杉醇含量进行观测和检测。结果表明:结果分析得出存在显著差异,其中5年生紫科1号红豆杉无论是生长量、生物量还是紫杉醇含量都具有明显优势;生长量方面其株高平均122.37 cm,分支数与6、7年生苗没明显差异,地径虽不是最大,与6年生苗相比没有差异;生物量达3.35 kg;根与枝叶紫杉醇含量没明显差异,紫杉醇含量都较高平均0.005 2%。确定了紫科1号红豆杉采收的最佳时间和部位:5年生枝叶。     

创新技术

我国科研人员在世界上首次找到一种可“无限制地生产”稀缺型抗癌特效药物——紫杉醇的极佳途径,有望使癌症患者最终获得廉价、有效治疗药物成为可能。 黑龙江大学生命科学院教授周东坡和他的一个研究小组经过8年的时间,找到了一种利用生物工程的方法大规模生产紫杉醇的可行途径,解决了此药物获取源严重匮乏的难     

栽培措施对南方红豆杉紫杉醇含量的影响

选择不同年龄、不同生长季节的南方红豆杉人工栽培幼树及通过不同海拔地和不同施肥措施的栽培试验,研究不同采收年龄、器官、部位和季节及不同栽培措施对南方红豆杉短周期药用林紫杉醇含量的影响。研究结果表明:南方红豆杉不同年龄幼树及其不同器官和部位的紫杉醇含量差异很大。1、2年生幼树枝叶紫杉醇含量明显高于3 - 4年生幼树;在不同器官中,根皮紫杉醇含量最高,树皮和枝条皮部次之,叶片和树干木质部含量最低;在树冠不同部位中,以上部枝叶的紫杉醇含量最高,中部次之,下部最低。在一年中,以气候条件适宜的5月及秋冬季的1月与9—12月时的枝叶紫杉醇含量较高,而在气温高、光照辐射强的7—8月幼树枝叶紫杉醇含量低;考虑到截干促萌需要,南方红豆杉适宜的采收季节为11—12月及次年的1月。栽植地的海拔高度对幼树枝叶的紫杉醇含量影响显著,较高海拔地因夏季气候条件适宜而有利于紫杉醇生物合成。在生产上提倡使用有机肥以促进南方红豆杉幼林的生长和生物量积累,同时不影响紫杉醇的合成。     

3年生南方红豆杉生物量和紫杉醇含量的积累分配研究

对人工栽培的3年生南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)的生物量和紫杉醇含量进行取样分析,结果表明,株平均鲜重达382.43 g,平均干重为143.00 g;各部位生物量当年生嫩梢叶＞主茎木质部＞根系＞2年生枝叶＞主茎嫩皮;紫杉醇含量以主茎嫩皮最高,达0.000 788%,根系次之,梢叶最低.从保护和合理开发红豆杉资源角度,建议提取紫杉醇应以南方红豆杉枝叶为原料.     

藏东南云南红豆杉的药用成分含量研究

在藏东南地区林芝县、波密县和察隅县系统采集样品的基础上,通过高效液相色谱(HPLC)测定了野生云南红豆杉(Taxus yunnanensis)树皮、3年生小枝和当年生叶中紫杉醇、巴卡亭Ⅲ、10-去乙酰巴卡亭Ⅲ、三尖杉宁碱、10-去乙酰-7-表紫杉醇、7-表紫杉醇的含量.研究表明:紫杉醇与7-表紫杉醇,巴卡亭Ⅲ与7-表紫杉醇正相关水平极显著(P＜0.001),相关系数分别为0.852和0.827.紫杉醇与巴卡亭Ⅲ呈显著(P＜0.05)正相关,相关系数为0.716.紫杉醇含量与7-表紫杉醇含量,巴卡亭Ⅲ含量与7-表紫杉醇含量之间存在线性回归关系,回归系数分别为0.852和0.827.紫杉醇含量在3年生小枝与当年生叶中的差异达显著水平(P＜0.05),而在树皮与3年生小枝、当年生叶中的差异却不显著,树皮、3年生小枝和当年生叶中其它成分含量的差异均未达显著水平.     

不同种源南方红豆杉幼林生长和紫杉醇含量的研究

利用在福建明溪和浙江龙泉农田庇荫设施栽培的24个种源的2年生南方红豆杉种源试验林,研究幼林收获期生长、分枝、生物收获量和枝叶紫杉醇含量的种源差异和地理变异模式,并综合选育出一批药用优良种源。结果表明:南方红豆杉幼树树高、当年抽梢长、地径、冠幅、最长侧枝长、当年侧枝数、侧枝总数和鲜枝叶紫杉醇含量等在种源间差异显著,不存在明显的地理变异模式。来自气候温暖但年降水量较少地区的种源生长快、分枝多、树冠浓密。与生长和分枝性状不同,产地年均温低、≥10 ℃积温小的种源其鲜枝叶紫杉醇含量较高,产地年降水量对种源鲜枝叶紫杉醇含量影响较小。南方红豆杉生长和分枝性状不仅存在显著的种源效应,而且存在明显的地点效应和种源×地点互作,栽植地水热资源丰富及适宜栽植密度可显著促进植株的树高和分枝生长及生物收获量的提高。种源生长和分枝性状间呈显著的正相关,而种源鲜枝叶紫杉醇含量与生长、分枝性状和生物收获量则不显著负相关或不显著正相关,有利于生物收获量大、紫杉醇含量高的优良种源选择。依据鲜枝叶紫杉醇含量和产量筛选出安徽黄山、福建柘荣、湖南桑植、贵州黎平、云南石屏5个药用优良种源,其单株鲜枝叶紫杉醇产量大于种源总体平均值的17.65%-25.77%,鲜枝叶紫杉醇含量皆在97 mg·kg^-1以上。     

红豆杉细胞培养生产紫杉醇研究进展

紫杉醇是目前最新的具有很好疗效的抗癌药物,本文介绍了红豆杉细胞培养生产紫杉醇及其衍生物的研究现状,包括：１．高产优良细胞系的选育;２．培养基的优化和主要营养元素利用的动力学;３．紫杉醇的合成调控和培养方法的优化;４．细胞培养生产紫杉醇的展望。１高产优...     

中国保护红豆杉与发展产业“备忘”

一红豆杉在全世界分布有11个种,大多分布于北半球。我国是红豆杉的主要分布国。目前,野生红豆杉资源主要分布在我国横断山脉和秦岭地区及缅甸西北部、尼泊尔北部,其中最集中分布于缅甸与我国云南省交界的西北部地区。红豆杉是第四纪孑遗古老树种。其木材是优良的家具用材。但对红豆杉的真正认识,是1972年由美国科学家从红豆杉中提取高效抗癌活性物质——紫杉醇开始的。紫杉醇是红     

塞罕坝林场紫杉规模繁殖及产业化资源培育可行性分析

通过对国内外紫杉资源及抗癌活性最强的天然药物——紫杉醇资源解决途径的研究分析,总结出塞罕坝机械林场产业化培育、规模繁殖紫杉的可行性。     

桂林“晖昂”紫杉醇行业发展报告

桂林晖昂公司是一家民营高科技企业,现有员工143人。大专以上学历员工占员工总数的38%。紫杉醇项目于1994年立项,经过2年的市场调查,于1996年投资科研,历时3年。1999年底扩大生产以及对设备和工艺进行整改,2001年正式规模化生产。到现在,紫杉醇这个项目在晖昂公司已经做了11年。晖昂公司现在具备了年生产400公斤,纯度为99.5%紫杉醇原料药的能力,从树粉到第一批产品出厂只需24天。为了紫杉醇原料药产业链早日成型,晖昂公司2003年     

山榛子可提取抗肿瘤药物紫杉醇

1992年,科学家研究认为紫杉醇是一种有效的抗肿瘤药物。然而,紫杉醇必须从红豆杉树皮中提取,而且每公斤树皮仅能提取0.1克紫杉醇粗品。红豆杉是一种生长速度极其缓慢的树种,尤其是太平洋红豆杉需要百年才能长成大树。如按目前的紫杉醇用量,则要不了多少年,世界各地的红豆杉资源就会枯竭。有鉴于此,必须加速开发紫杉醇原料药的新来源。也就是应加速开发非红豆杉树种的其它植物资源。     

红豆杉:明天的发展前景无限

紫杉醇是一种广谱抗肿瘤药。1992年12月美国 FDA批准紫杉醇作为治疗转移性卵巢癌的药物,以后又批准可用于治疗转移性乳腺癌。国产紫杉醇注射液"紫素"是1995年10月开始生产,特别应该指出,之所以能以这样快的速度投产是得到林业部门的大力支持,也是共同合作的结果。经过10几年来的世界各国临床实践,紫杉醇可用于治疗非小细胞肺癌、食管癌、胃癌、头颈部肿瘤、黑色素瘤、膀胱癌等疾病。     

红豆杉的研究与开发

简述红豆杉的种类、分布和提取紫杉醇作为抗癌药物的研究现状;讨论了解决紫杉醇药源的研究方向及当前持续利用药源的有效途径。     

云南红豆杉紫杉醇含量变异及其相关的RAPD分子标记

从5个云南红豆杉群体中分别选取树龄与生长状况基本一致的植株各10个,按统一的取样标准采集树皮、小枝和针叶样品测定紫杉醇含量,分析其变异分布式样;同时对所有采样植株进行RAPD分析,开展RAPD标记与不同器官紫杉醇含量的关联分析.结果表明:不同云南红豆杉群体间树皮、小枝和针叶的紫杉醇含量均差异显著(P＜0.05),树皮、小枝和针叶紫杉醇含量在群体间的变异分别占其总变异的16.22%,33.90%和45.81%.通过RAPD标记与紫杉醇含量的关联分析,分别筛选出与云南红豆杉树皮、小枝和针叶紫杉醇含量相关联的位点11,13,59个,其贡献率依次为7.791%～11.509%,7.853%～24.457%,7.858%～26.729%;同时筛选出了可指示树皮、小枝和针叶低紫杉醇含量的特异标记.云南红豆杉的遗传改良应根据不同器官紫杉醇含量变异的分布特点结合叶用、枝用和皮用等培育目标采取不用的选育策略.     

响应面法优化内生真菌发酵产紫杉醇工艺

选择产紫杉醇的内生真菌EF-04和葡萄糖、豆饼粉、乙酸钠三种营养因子,在单因素试验的基础上,通过Box-Benhnken组合设计和响应曲面分析法优化内生真菌液体发酵产紫杉醇的发酵工艺条件进行紫杉醇人工生产试验。响应面分析结果表明,内生真菌液体发酵产紫杉醇的最佳培养条件为葡萄糖25.54g/L、豆饼粉7.94 g/L、乙酸钠5.64 g/L;此条件下的验证试验表明,实际紫杉醇得率为313.52μg/L,与理论值基本吻合。     

成果转化

正曼地亚红豆杉枝叶制备紫杉醇关键技术集成项目简述:曼地亚红豆杉枝叶制备紫杉醇关键技术集成项目在2012年8月中试成功结束,2013年3月已申请专利,2013年5月通过具有权威性的专家委员会进行了成果鉴定。鉴定委员会一致认为"该研究成果符合国家产业政策,工艺路线先进,紫杉醇产品达到国家2010年版药典标准,该成果居国内行业领先水平"。该项目的创新性及先进性主要在于:采用     

产紫杉醇内生真菌研究的回顾、进展及趋势

自1993年在太平洋紫杉中发现产紫杉醇的内生真菌以来,其寄主植物除红豆杉属外,在罗汉松属、榧树和松柏科植物等26种植物中亦有分布。目前,发现的产紫杉醇的内生真菌有219株,广泛分布在55个属中。内生真菌的鉴定采用基于DNA条形码的分子鉴定为主,在此基础上进行形态学鉴定。紫杉醇的鉴定和产紫杉醇内生真菌的筛选方法从薄层层析分析,逐步发展为质谱和高效液相色谱为主,以及以核磁共振,基于紫杉醇合成途径关键基因的PCR法鉴定和细胞毒性分析为辅的综合性鉴定和筛选方法。紫杉醇含量分析主要应用高效液相色谱法,竞争性抑制酶免疫分析也可用于分析紫杉醇的含量,但其稳定性和可靠性需要进一步验证。通过产紫杉醇的内生真菌实现紫杉醇的规模化生产,除需要筛选高产菌株外,还需要运用代谢工程,基因组学和基因工程方法和技术。