CN102925372B - 一株海洋真菌小红酵母及其在制备抗肿瘤药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有抗肿瘤活性的海洋真菌——小红酵母(Rhodotorula minuta)MNP100101A,及其在制备抗肿瘤药物中的应用。该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,430072,保藏编号:CCTCC No:M 2012289,保藏日期2012年7月18日。本发明的有益效果主要体现在:提供了一株新的具有抗肿瘤活性的海洋真菌小红酵母(Rhodotorula minuta)MNP100101A,对肿瘤细胞HepG2(肝癌细胞)、PC-12(神经癌细胞)均具有一定的细胞毒性,为新药筛选提供了基础。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一株新的具有抗肿瘤活性的海洋真菌——小红酵母(Rhodotorula minuta )100101A,及其在制备抗肿瘤药物中的应用。
(二)背景技术
从陆地微生物中寻找新的抗肿瘤药物的成功率已大大降低,而海洋微生物作为新的药物来源正越来越受到世界关注。海洋环境苛刻,具有低温、低照、高盐、高压和寡营养等特点,海洋微生物由于栖息于这样的极限环境下, 产生了与陆地生物完全不同的代谢系统和机体防御系统,所以能产生许多结构新颖、活性特异的次级代谢产物,并且许多特异的化学结构类型是在陆地微生物中难以发现的。同时据研究,海洋微生物产生的次级代谢产物具有抗肿瘤、抗氧化、抗菌等生物活性也是陆生微生物所无法比拟的。
海洋微生物作为抗肿瘤活性物质的新来源,受到了全世界海洋研究工作者的关注。
(三)发明内容
本发明的目的即是为了在海洋微生物中寻找具有抗肿瘤活性的物质,提供一株抗肿瘤活性海洋真菌——小红酵母(Rhodotorula minuta)100101A及其应用,为研究开发新型抗肿瘤药物提供先导化合物。
本发明采用的技术方案是:
一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——小红酵母(Rhodotorula minuta )100101A,保藏于中国典型培养物保藏中心, 地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC No:M 2012289,保藏日期:2012年7月18日。
该菌株的菌落特征如下:涂布或划线接种于平板培养基上生长迅速,28℃培养48 h后长出圆形、湿润、淡红色、易挑起,直径约为0.5-0.8cm的菌落;所述小红酵母Rhodotorula minuta 100101A细胞特征如下:椭圆形,单球菌,大小为2.3-5.0μm×4.0-10.0μm。
本发明小红酵母100101A是从浙江省东海海域采集的海水中筛选分离得到。
菌株的筛选纯化方法为:将采集的海水运用稀释涂布法涂于土豆平板培养基上,多次平板划线至出现单菌落,再挑取单菌落至新鲜土豆斜面培养基上,28℃培养48 h,以菌株形态特征区别进行挑选,即得该菌株,并对该菌株进行菌种鉴定。
将所述的小红酵母Rhodotorula minuta 100101A的18sRNA部分核苷酸序列与美国国立生物信息中心(National Center for Biotechnology Information USA,NCBI)的基因库中的微生物18sRNA序列比对,将其命名为海洋小红酵母Rhodotorula minuta 100101A。所述小红酵母Rhodotorula minuta 100101A的18sRNA的部分核苷酸序如下:
CTTCCGTAAGGGTAACCTGCGGAAGGATCATTAATGAATTTTAGGACGTTCTTTTTAGAAGTCCGACCATTTCATTTTCTTACACTGTGCACACACTTCTTTTTACACACACTTTTAACACATTAGTATAAGAATGTAATAGTCTCTTAATTGAGCATAAACAAAAATAAAACTTTCAGCAACGGATCTCTTGGCTCTCGCATCGATGAAGAACGCAGCGAATTGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACCTTGCACTCTTTGGTATTCCGAAGAGTATGTCTGTTTGAGTATCATGAAACTCTCAACCCCCCTATTTTGTAATGAAATGGGCGTGGGCTTGGATTATGGTTGTCTGTCGGCGTAATTGCCGGCTCAACTGAAATACACGAGCAACCCTATTGAAATAGACGGTTTGACTTGGCGTAATAATTATTTCGCTAAGGACGTCTTCTTCAAATATAAGAGGTGCTTCTAATGCGCTTTATAGCACTTTAAGCTTTAGATCTCAAATCAGTCAGGACTACCCGCTGAACTTAAGCATATCAATAGGCGGAGGAAGA。
本发明还涉及所述的小红酵母100101A在制备抗肿瘤药物中的应用。
所述抗肿瘤药物为治疗神经癌或肝癌的药物。
具体的,所述应用为所述小红酵母100101A提取物在制备抗肿瘤药物中的应用。
优选的,所述提取物为正丁醇提取物,由如下方法获得:小红酵母100101A接种至液体发酵培养基,于25~35℃、150~250r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液,发酵液经细胞破碎,离心取滤液用正丁醇萃取,萃取液浓缩得浸膏,浸膏以甲醇:水体积比为2:8~10:0为流动相,进行HP-20大孔树脂层析过柱,梯度洗脱,收集甲醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物;所述液体培养基组成为:葡萄糖15~25g/L,蛋白胨5~15g/L ,酵母浸出粉8~15 g/L,磷酸铁0.05~0.15 g/L, 溶剂为人工海水,pH 6~7。
所述人工海水每100 ml组成为:NaCl 2.448 g,Na2SO4 0.3917g,KCl 0.0664 g,KBr 0.0096 g,SrCl2 0.0024 g,MgCl·6H2O 0.4981 g, CaCl2·H2O 0.1102 g,NaHCO3 0.0192 g,H3BO3 0.0026 g, NaF 0.0004 g, 蒸馏水100 ml。具体的,所述正丁醇提取物可按如下方法获得:
(1)将保藏的小红酵母Rhodotorula minuta 100101A菌株接种于斜面培养基,于25-35℃培养24-48 h,得到活化后的菌种;所述的斜面培养基组成为:葡萄糖15~25g/L,蛋白胨5~15g/L,酵母浸出粉8~15g/L,磷酸铁0.05~0.15 g/L,琼脂 15~25 g/L,溶剂为人工海水,pH 6~7;
(2)将步骤(1)活化培养后的海洋真菌小红酵母Rhodotorula minuta 100101A菌体接种至液体种子培养基中,于25~35℃条件下培养16~48h,得到种子液;所述液体种子培养基组成为:葡萄糖15~25g/L,蛋白胨5~15g/L ,酵母粉8~15 g/L,磷酸铁0.05~0.15 g/L,溶剂为人工海水,pH 6~7;
(3)将步骤(2)种子液以1%~10%的体积比的接种量,移种到液体发酵培养基中,25~35℃、150~250r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液;所述液体培养基组成为:葡萄糖15~25g/L,蛋白胨5~15g/L,酵母粉8~15 g/L,磷酸铁0.05~0.15 g/L,溶剂为人工海水,pH6~7;
(4)将步骤(3)的发酵液于4℃条件下细胞破碎,离心分离除去菌体,所得发酵液用正丁醇萃取后收集上层萃取液,旋蒸浓缩挥干制得的油状提取物总浸膏;
(5)将步骤(4)的油状提取物总浸膏以甲醇:水体积比为2:8~10:0的溶液为流动相(10:0时即全部为甲醇),进行HP-20大孔树脂层析过柱,梯度洗脱,收集甲醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物。
本发明的有益效果主要体现在:提供了一株新的具有抗肿瘤活性的海洋真菌小红酵母(Rhodotorula minuta )100101A,对肿瘤细胞HepG2(肝癌细胞)、PC-12(神经癌细胞)均具有一定的细胞毒性,为新药筛选提供了基础。
(四)附图说明
图1为斜面培养基上海洋小红酵母100101A的菌体形态;
图2 为光学显微镜(40倍)下海洋小红酵母100101A的菌体形态。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:
海洋小红酵母菌株的分离纯化及菌种鉴定
(1)菌株的分离纯化方法为:将采集的海水运用稀释涂布法涂于马铃薯平板培养基上,多次平板划线至出现单菌落,挑取单菌落至新鲜马铃薯平板培养基上,28℃培养48 h,以菌株形态特征区别进行挑选,即得该菌株。
(2)对筛选获得的菌株100101A进行18sRNA的PCR产物扩增,并与美国国立生物信息中心(NCBI)的基因库中的微生物18sRNA核苷酸序列比对,将其命名为海洋小红酵母Rhodotorula minuta 100101A,提交中国典型培养物保藏中心,保藏号:CCTCC No:M2012289,保藏日期2012年7月18日。
实施例2:海洋小红酵母的菌种活化及大量发酵培养
(1)将实施例1中筛选获得的菌株接种于斜面培养基,于28℃培养48h,得到活化后的菌株,所述斜面培养基按如下组成配制:葡萄糖20g,蛋白胨20g,酵母粉10g,磷酸铁0.1g,琼脂20g,人工海水1L,pH6.0。
(2)活化后的菌株接种于液体种子培养基中,液体种子培养基和发酵培养基配方相同:葡萄糖20g,蛋白胨20gL,酵母粉10g,磷酸铁0.1g,人工海水1L,pH6.0。
(3)将海洋小红酵母菌株液体种子液以10%的体积比的接种量接种到大规模发酵培养基中,在28℃、200r/min摇床恒温培养14d后取出发酵液,在超声波细胞破碎仪中进行菌体破碎20min,然后于4℃条件8000r/min离心15min分离菌体与发酵液,得小红酵母发酵液。
实施例3:海洋小红酵母发酵液粗提物活性成分的提取
小红酵母发酵液以等体积正丁醇萃取3次后旋蒸浓缩,得发酵液粗提物。粗提物经0.45μm滤膜过滤除杂后过HP-20大孔树脂层析柱,以甲醇-水体积比分别为2:8,4:6,6:4,8:2,10:0五个极性段进行梯度洗脱,各极性段收集洗脱液,旋蒸浓缩挥干分别对应得到A、B、C、D、E共5段极性部位。
实施例4:发酵液粗提物活性成分的体外抗肿瘤实验
具体步骤如下:选取两株肿瘤细胞,分别为肾上腺嗜铬细胞瘤PC-12细胞和人肝癌HepG2细胞,取对数期的细胞株制成细胞悬液,接种于96孔板中,培养48h,待测样品(5个极性部位A、B、C、D、E)加入0.1%DMSO10μL溶解后,用无血清的1640细胞培养基稀释,加100μL至试验组中,使得最终发酵液总浸膏的浓度分别为50μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、400μg/ml、800μg/ml,5个极性部位A、B、C、D、E的浓度均为200μg/ml,阴性对照组加等量不含样品的无血清培养基,空白对照组则为无细胞和样品的无血清培养基,依托泊苷(VP-16)作为阳性对照品,每个浓度设5个复孔,肿瘤细胞在CO2培养箱(37℃)培养48h,每孔加入5mg/ml的MTT20μL,继续培养4h后,小心移去上清,每孔加DMSO150μL,振荡10min,用酶标仪充分振荡使得MTT紫色产物完全溶解,测490nm的A值,根据公式:抑制率=(A阴性对照组-A空白对照组)-(A样品组-A空白对照组)/(A阴性对照组-A空白对照组)即可求得抑制率。
经MTT(四甲基偶氮唑蓝)比色法体外抗肿瘤实验表明:发酵液粗提物极性部位对肿瘤细胞HepG2 、PC-12均具有一定的细胞毒性,其对PC-12和HepG2两种肿瘤细胞的抑制活性分别如下表所述:
表1:不同极性部位对PC-12的抑制活性
极性部位 | A | B | C | D | E |
抑制率 | 6.32% | 10.56% | 21.82% | 79.93% | 86.24% |
表2:不同极性部位对HepG2的抑制活性
极性部位 | A | B | C | D | E |
抑制率 | 5.27% | 12.76% | 38.40% | 75.32% | 91.26% |
结论:
通过以上实验可以看出,发酵液粗提物极性部位对肿瘤细胞HepG2、PC-12具有一定的细胞毒性。D、E对2种肿瘤细胞抑制率均超过50%,其中E组分对PC-12的抑制率为86.24%,且对HepG2抑制率达到91.26%,具有较好的抗肿瘤活性,可根据活性追踪研究开发成新型抗肿瘤药物的先导化合物,具有作为抗肿瘤药物的潜在用途。
Claims (3)
1.一株海洋真菌——小红酵母(Rhodotorula minuta)MNP100101A,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC No:M2012289,保藏日期:2012年7月18日。
2.如权利要求1所述的小红酵母MNP100101A在制备抗肿瘤药物中的应用,其特征在于所述抗肿瘤药物为治疗神经癌或肝癌的药物。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述小红酵母MNP100101A提取物在制备抗肿瘤药物中的应用,其特征在于所述提取物为正丁醇提取物,由如下方法获得:小红酵母MNP100101A接种至液体发酵培养基,于25~35℃、150~250r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液,发酵液经细胞破碎,离心取滤液用正丁醇萃取,萃取液浓缩得浸膏,浸膏以甲醇:水体积比为2:8~10:0为流动相,进行HP-20大孔树脂层析过柱,梯度洗脱,收集甲醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物;所述液体发酵培养基组成为:葡萄糖15~25g/L,蛋白胨5~15g/L,酵母浸出粉8~15g/L,磷酸铁0.05~0.15g/L,溶剂为人工海水,pH6~7。
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