栝楼毛状根培养与抗艾滋病活性蛋白生产的研究

1．成果简介

栝楼（Trichosanthes Kirilowii）是一种多年生攀缘性植物，其果实、种子、根均可入药。其地下块根俗称天花粉，含淀粉、皂苷、TCN、多种氨基酸及多糖类。自古以来栝楼就作为一种中药被广泛利用, 是一种生津止渴、排脓消肿、堕胎的良药。在本世纪七十年代, 人们发现它具有抗病毒、抗肿瘤、治疗糖尿病和免疫调节等功能。尤其是发现它具有抗世纪瘟疫---艾滋病病毒的功效之后，更加激发了人们的兴趣。TCN的纯药剂制品(GLQ223)是从栝楼的块根中提取出来一种蛋白质（RIPs，27KDa），90年代初美国已进人了二期临床阶段, 遗憾的是因其细胞毒性较大，没能作为新药上市，目前正在研究其改性或解除细胞毒性的问题。可喜的是人们又发现了TAP29（Trichosanthes Anti-HIV Protein，29kDa）。它不但具有与GLQ223同样的功能，而且其医疗指标比GLQ223高出2～3个数量级。因此，不久的将来TAP29将作为治疗艾滋病和肿瘤的良药投放市场。
核酸抑制蛋白是一种单链核酸抑制蛋白(RIPs), 其分子量为24～29KD, 它能够使核糖体RNA失活。目前，除了用于中期流产、宫外孕和营养性肿瘤的治疗以外, 在体外能够抑制HIV病毒Ⅰ型在人类淋巴细胞和巨噬细胞中的反转录, 在治疗艾滋病方面具有良好的应用前景。特别是TAP29，不但可以有效地抑制艾滋病病毒的感染，而且对于正常细胞没有毒害作用。因此，是一种非常有应用前景的抗艾滋病药物。TCN具有相当高的经济价值, 试剂纯TCN的售价为153美元/mg(Sigma1998年价格)。为了追求其巨大的商业价值和社会效益, 世界各国的科学家对于TCN的研究非常深入, 已经将TCN的基因分离克隆, 并且将其转入酵母等菌体内, 试图利用发酵培养实现大量生产TCN的目的, 但是, 由于TCN具有抑制核糖体功能的活性, 对于微生物的繁殖有抑制作用, 而且TCN基因的表达水平也很低。因此，只有通过植物生产才更有竞争力。

2．研究现状
清华大学化工系生物化工研究所，利用发根农杆菌（Agrobacterium Rhizogenes）感染植物伤口，将其Ri（Root inducing）质粒上的T-DNA（Transferred DNA）转化到植物细胞，并且插人到植物基因组中的功能，成功地将LBA9402的T-DNA转入栝楼的细胞，由于其T-DNA携带的基因正常表达, 合成植物生长素。这样就破坏了原植物细胞的激素平衡，促使细胞形成了毛状根。
利用毛状根生产植物代谢产物是植物基因工程和细胞工程相结合的一项新技术, 它具有生物量增殖快, 生产性能稳定等优良特性。还可以通过添加诱导子或代谢前体的方法调控毛状根有效成分的合成, 使毛状根内的活性成分在短时间内大幅度提高。
本项研究已经完成小试实验，毛状根在4周内可以生长70~100倍，TAP29的含量可以达到0.1％左右。该项研究已经申请了国家发明专利，希望能够开发成抗艾滋病新药。

3．联系方式
项目联系人：郭志刚 通讯地址：清华大学化工系生物化工研究所
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