CN113425752A - 复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,步骤1:红豆杉离体材料的制备。有益效果在于:本发明所制备的细胞系提取物中不存在任何化学残留,且提取物中细胞很少破坏,不仅对刺激和激活受损及细胞功能紊乱有较好的修补并促使其功能化的作用,而且对提高患者各免疫细胞活力松驰血管内皮细胞Ca*‑N0‑.GMP的途径,还能够有效的清除体内DPPH、02、NO等强氧化自由基,多次重复试验证明本发明细胞系提取物,对脂质过氧化的现象明显减轻,还能够养心、护心、强心的作用,同时对抵抗乙肝病毒生长与复制,抗放射作用、抗血栓、杭血凝、降脂、降压、降血糖、降低胆固醇及甘油三酯有显著的功效。
Description
技术领域
本发明涉及到红豆杉干细胞与抗癌物提取技术领域,尤其涉及复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺。
背景技术
红豆杉无毒提取紫杉醇比其它植物生物碱要好的多,但紫杉醇中含有等量的有毒成分“豆杉精油”虽然患者注射或口服后其能够耐受,但必定会给患者造成不安全隐患。多年的实验证明,口服或注射10天后,患者体内的细胞量值会逐步下降因而会引起免疫力低下,贫血等其它疾病。
癌细胞之所以能够在体内生成和飞快的生长,主要是体内细胞DNA突变,导致细胞变异,紫杉醇虽然抗癌作用较好,但仍然解决不了基因变异致癌的有效性,同时,在有关癌症的发生机制的药物研发及治疗的研究上,世界各国高端研究机构己经付出了高昂的研究费用,至目前世界各国临床治癌方面表明,癌症还仍然被示为不可治愈的恶性疾病,并且包括白血病在内的各种癌症的治疗,都会引起一系列的毒副作用反应,因此,己经付出了极大努力来研究并开发用于抵制癌症的新药和各种制剂,特别是中国的中医药具有多方面调节而副作用小,来自天然材料的抗癌物质的开发已经引起了世界各国的兴趣。
本发明提供能够必免去分化而引起的变异问题,也就是形成层细胞系的解决方法,其可使细胞稳定增殖并具有较高的遗传稳定性,当对这些细胞系中红豆杉的内皮细胞系进行培养时,并以很高产量得到紫杉醇。
因此,本发明多年来付出了极大的努力研发来自天然植物干细胞的抗癌组合物,其与从红豆杉中提取紫杉醇的其它植物抗癌药物相比具有副作用小,能够佼正人细胞基因电子频率的紊乱并能修复受损的细胞DNA,显示出了强烈的抗癌细胞杀死活性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,它包括以下步骤:
步骤1:红豆杉离体材料的制备
收集红豆杉茎,切成4-5cm长的段4-5块,立即浸泡在210mg/2L的抗氧化剂、L-抗坏血酸溶液中5分钟,在放入1%的苯菌灵、1%的百菌清、1%的头孢氨苄的混合溶液中,将离体材料灭菌预处理20小时,然后用无菌磁化水洗涤30分钟,在放入75%的乙醇液中杀菌2分钟,取出在放进30%的过氧化氢液中在杀菌16分钟,在用蒸馏水冲洗10分钟;
步骤2:从离体材料中分离形成层及培养
(1)将灭菌的离体材料用接种刀沿着离体材料的长度方向将皮层切开,除去外皮组织和木质茎芯,将外皮内的最内侧内皮组织,也就是韧皮部取下,放入固态培养基上,在受控暗室内培养,培养温度25±1度;
(2)形成层细胞的诱导,在整个培养过程中保持25土1度的恒温,瓶外培养的空间湿度在86±1左右,形成层细胞诱导29天;
步骤3:固态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化钾0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钻0.023mg/L,硼酸3.1mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇452mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)l.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸114mg/L,光氨酸170mg/L,酪蛋白水解物510mg/L,蔗糖30.100mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.6mg/L,琼脂39.000mg/L,活性碳3000mg/L,磁化水1升;
步骤4:传代培养
将培养29天的形成层细胞用接种铲将其移入烧瓶液态培养基内,在受控暗室中,用旋转摇床,以100rpm,25±1度下培养,传代时间设定为20天,使用的培养液见下表;
步骤5:液态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化铆0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钴0.023mg/L,硼酸3mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇200mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)1.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸148mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.1mg/L,天冬氨酸134mg/L,精氨酸180mg/L,脯氨酸118mg/L,甘氨酸60mg/L,色氨酸80mg/L,蔗糖21.000mg/,麦饭石2000mg/L,锗石2000mg/L,磁化水1升;
步骤6:气升式生物反应器中放大培养
将传代培养20天的细胞系移入3升的气升式生物反应器中继续放大培养,不间断搅拌,培养液使用烧瓶液态培养基相同的培养液,培养温度为25±1度,培养12天后,在向生物反应器内加入蔗糖10g,甲基茉莉酮酸酯50mg,N-苯酰甘氨酸50mg以及0.5升无菌磁化水的混合,在继续培养10天;
步骤7:细胞系的提取物制备
(3)将培养22天的细胞系通过分子质量截留值4万的中空纤维超滤柱进行超滤,将截留的大分子团取出,放入一玻璃容器内,注入含量为75%的乙醇0.5升,放入40HZ的超声波清洗机内,超声粉碎大分子团细胞系,然后二次超滤,然后再用95%的乙醇4升冲洗超滤柱;
将滤过的全部乙醇、细胞混合液,经另一容器内快速搅拌3小时,在进行间接加热80度进行旋转吸空蒸发,浓缩至小于原体液五分之一时取出,在放入真空冷冻干燥机内真空冷冻干燥,30小时后,在含水分小于3%以下时取出,粉碎100目,装入铝泊袋内真空封口,冷藏存放,待用,即成为复方(红互杉)植物干细胞与抗癌物的功能性产品。
进一步的,本发明无机盐类包括植物细胞生长所需的氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素及铁、锰、锌、铜、硼、碘、钼、钴等微量元素,大量元素几乎在任何配方培养基中都是不可缺少的,它们是植物生长所需的最基木的矿物质营养,其中氮元素是植物细胞合成蛋白质的主要成分,又是细胞生长多种酶的重要组成部分,常用的氮源有硝酸氮(硝酸钾)和胺态氨(如硫酸铵),蛋白质水解物(如水解酪蛋白等)也可以作为植物形成层细胞组织中氮源的补充,当单独使用铵态氮时,其离子浓度应<7毫摩尔/升,当单独使用硝态氮时,硝酸根的离子浓度以≤25毫摩尔/升为宜。
进一步的,磷元素是植物细胞的主要成分之一,许多的重要生理活性物质如磷脂,核酸、酶及维生素中都含有酶,磷在植物碳水化合物的移动和代谢中起到极其重要的作用,磷能直接参与呼吸和发酵过程,提高植物体及细胞蛋白氮的含量;钾元素在植物离体内对维持原生质体系统和细胞液的缓冲系统具有重要作用,钾与培养基中的碳水化合物的合成和运转有着极密切的关系,钾还具有活化许多种酶的功能以及调节PH值的作用;钙、镁、硫这些大量的元素常影响培养物中酶的活性和方向,影响新陈代谢过程,常用的钙有硝酸钙、氮化钙、磷酸钙等,常用的镁是硫酸镁,硫为各种硫酸镁,硫为各种硫酸盐。
进一步的,本发明中微量元素,微量元素用量一般在105-107克分子浓度以下,植物细胞对这些元素的需要量极微,稍多即发生毒害作用,微量元素包括铁、锌、锰、铜、硼、钼、钴等;其中铁元素是极为重要的一种微量元素,它是多种氮化酶的组成部分,与离体材料及细胞的氧化一还原过程有着密切的关系;其中铜元素具有促进离体不定根生长作用与愈伤组织愈合后,能促使细胞快速生长与萌发;其中锰元素是细胞许多氧化原酶的重要成分,参与体内氧化还原过程;其中硼元素是细胞参与各养分及碳水化合物的过程,与蛋白质合成有一定的关系;其中锌元素是细胞合成某种氨基酸所必需的元素,也是间接合成生长素的元素;其中钴元素能抑制离体材料褐化,是许多单化合物细胞可交换的化合反应本发明中固态培养基中和有机物质;在培养中应用的有机物质,有维生素和氨基酸两大类,另外还有肌醇、盐酸胺(VB1)、尼克酸(烟酸)、吡哆醇)(VB6)以及其它附加物;其中维生素可直接参与植物细胞生命活动最重要的过程,如醇的合成,细胞蛋白质和脂肪的代谢等等,植物离体材料的培养物自身虽有合成维生素的能力,但还不能满足其细胞快速生长需求,因此,在培养基中常添加一些维生素以保证培养物形成层细胞的快速生长和一些器管的分化。
进一步的,本发明中的氨基酸中水解蛋白和精氨酸是植物离体材料培养的补充氨源,能够促进蛋白质的合成,同时各种氨基酸都各有特定的作用,如水解酪蛋白用在固态或液态培养基中,用于植物细胞的繁殖,能不同层度地替代酪氨酸,对培养物的胚状体和不定芽的分化能起良好的促进作用,同时用于液态培养基中可有效的使紫杉醇化合物的转化合。
进一步的,其中肌醇(环乙六醇)本身虽没有什么直接的生长促进作用,但能协助其它活性物质发挥出作用的效果,并能参与糖的代谢,间接促进不定胚细胞的生长;其中糖类为蔗糖,糖作为碳源在植物材料组织层培养中是不可少的,常用的糖有蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨等,但本发明中的培养基采用蔗糖为好,它对红豆杉组织培养时能增进细胞生长的作用要好于其它糖种。
进一步的,植物生长素赤霉素(GS)2.4-D是本发明中培养基内促进植物细胞生长至关重要的激进元素,尤其对细胞形态健成起着极其重要而明显的作用,其中活性碳,植物离体配料的,形成层细胞系的形成,这一培养过程似乎比较简单,但是在某些木本植物尤期是红豆杉离体料的内皮组织培养过程中常会出现许多困难,这里需要特别加以红豆杉离体内皮组织容易褐化主要原因是通过含铜的氧化酶如多酚氧化酶和酪氨酸酶等起作用所致,其作用的底物通常是酪氨酸和邻位羟酚尖化合物如绿原酸等,酶和底物在植物正常生长的情况下是在组织的不同部位,当细胞受伤组织垂死时,酶和底物就会聚集在一起发生作用,当酚被氧化为活性酸化物和环形多聚体氧化蛋白时便会形成深色的化合物,这些物质又很快被氧化和变成复杂的抑制性物质,从而导致红豆杉离体内皮材料变褐死亡并导致培养诱导失败,本发明中的固化剂-琼脂是从海藻中提取出来的一种凝胶性物质,植物及细胞并不能利用它,但由于具有无毒、可塑、遇热溶化、冷却后固形化,可使各种养分均匀地扩散分布等特性。
进一步的,本发明中磁化水是一种普通自来水经4600高斯NS极磁场通过后,形成的一种带有磁记忆的小分子活性水,利用磁化水制备固态培养基或液态培养基具有比自来水,山泉水等水源的活性,张力、渗透性压要强十几倍,磁化后的小分子活性水,能够激活受损的组织细胞修复再生能力,能够佼正受损的细胞电子频率的紊乱,带有磁记忆的小分子活性水包含着培养基中各营养物质快速渗透到培养组织中,对促进细胞生长,形成层形成具有较好的作用。
进一步的,本发明在分离组织细胞系之后,用于诱导来自离体材料形成层细胞系的优选固态培养基在下表1所示:
表1:优选用于曼地亚红豆杉离休材料诱导细胞系的固态培养基
通过在表1的培养基中培养29天后,组织细胞系增量放大,形成层细胞系与韧皮组织分离,细胞系组织有大量的液泡存在,并且接触后易碎,这时,将形成层细胞群体用接种铲轻轻将其移入烧瓶液态培养基内,在暗室中,用旋转摇床,以100rpm、25±1度下培养,传代时间设定为20天,使培养基的干细胞指数在生长期内始终从保持极高的活力。
在如上所述形成层细胞系移入烧瓶中液态培养基的组合成分在下表2所示。
通过培养基表2烧瓶内的形成层细胞系观查,使用生物学显微镜观查细胞聚集的程度,结果,如下表3所示,可以看到悬浮液培养时细胞系超过94%的细胞是以单细胞形式存在,而细胞系的形态特征存在大量的液泡,处在未分化状态;
表3:红豆杉经长期培养的细胞聚集状
结果,从表3中可以看出,烧瓶内悬浮培养液中的细胞系的细胞没有出现大细胞群和中等细胞群团块连接的状态,仅有小量的小细胞聚集,而绝大部分细胞均呈单个细胞状态下生长在培养液中,说明,培养状态良好;
同时,为了实施大规模细胞培养的可能性,将来自曼地亚红豆杉愈伤组织形成层的烧瓶内的细胞系移入3升的气升式生物反应器中放大培养;
培养液使用表2中的液体培养基,在受控暗室中25±1度下不间断搅拌形式进行。结果,看到细胞培养物在生物反应器中细胞增量时间为3天,这与在烧瓶中悬浮培养增量时间12天提前了9天,而且细胞系显示了大约6-7倍的生长速度;这与生长环境放大、加_上在液态培养基中使用小分子磁化活性水、添加了具有内含几十种天然微量元素的麦饭石含有锗元素的矿石的原故有关;小分子活性水能增强细胞活力,麦饭石、锗石中固含几十种天然的微量元素,经液流不间断的冲击而冲刷下来溶于培养液中,使培养后期的细胞系细胞群得到天然、安全和足够利用的微量元素的补充;同时,植物细胞群的聚集降低也与生物反应器内钢壁对剪切细胞应力的敏感性而使细胞聚集下降有直接关连。
在生物反应器内培养12天的形成层细胞系培养液中,在加入蔗糖10g和甲基茉莉酮酸酯50mg,N-苯酰甘氨酸50mg,无菌磁化水0.5升的混合液,在暗室中不间断搅拌,继续培养10天。加入上述混合液的目的是可有效的诱导紫杉醇的形成。
进一步的,本发明的细胞系提取物抗癌效果实验如下:
采用8mg、10mg细胞系提取物干粉与0.5ml蒸馏水稀释并分别处理SGC-2961细胞后,用MTT法测定胃癌细胞的生长与抑制率,通过形态学观查及流式细胞术检测癌细胞的凋亡率。
结果,此剂量的细胞系提取物对胃癌细胞具有极为强烈的抑制作用,且呈时间依赖及剂量依赖性,光镜及流式细胞术分析表明,8mg和10mg两个含量处理24小时后观查,细胞即出现极为明显的凋亡峰;对端粒酶活性的同步检测结果显示,两种不同剂量含量的细胞系提取物浓度增大,抑癌作用也就逐步增大;当处理12小时时对端粒酶活性为76-81%,处理24小时为86-92,处理72小时时为88-99%,即起变为阴性。
本发明实验显示,只要时间延长抑制作用就会渐增强,只要时间足够,即使偏小剂量或极小含量的细胞系提取物仍能对SGC2961细胞增殖产生显著的抑制效果,其抑制率为100%,抑癌率为88-99%。
本发明的有益效果在于:
本发明所制备的细胞系提取物中不存在任何化学残留,且提取物中细胞很少破坏,不仅对刺激和激活受损及细胞功能紊乱有较好的修补并促使其功能化的作用,而且对提高患者各免疫细胞活力松驰血管内皮细胞Ca*-N0-.GMP的途径,还能够有效的清除体内DPPH、02、NO等强氧化自由基,多次重复试验证明本发明细胞系提取物,对脂质过氧化的现象明显减轻,还能够养心、护心、强心的作用,同时对抵抗乙肝病毒生长与复制,抗放射作用、抗血栓、杭血凝、降脂、降压、降血糖、降低胆固醇及甘油三酯有显著的功效。
具体实施方式
复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,它包括以下步骤:
步骤1:红豆杉离体材料的制备
收集红豆杉茎,切成4-5cm长的段4-5块,立即浸泡在210mg/2L的抗氧化剂、L-抗坏血酸溶液中5分钟,在放入1%的苯菌灵、1%的百菌清、1%的头孢氨苄的混合溶液中,将离体材料灭菌预处理20小时,然后用无菌磁化水洗涤30分钟,在放入75%的乙醇液中杀菌2分钟,取出在放进30%的过氧化氢液中在杀菌16分钟,在用蒸馏水冲洗10分钟;
步骤2:从离体材料中分离形成层及培养
(1)将灭菌的离体材料用接种刀沿着离体材料的长度方向将皮层切开,除去外皮组织和木质茎芯,将外皮内的最内侧内皮组织,也就是韧皮部取下,放入固态培养基上,在受控暗室内培养,培养温度25±1度;
(2)形成层细胞的诱导,在整个培养过程中保持25土1度的恒温,瓶外培养的空间湿度在86±1左右,形成层细胞诱导29天;
步骤3:固态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化钾0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钻0.023mg/L,硼酸3.1mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇452mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)l.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸114mg/L,光氨酸170mg/L,酪蛋白水解物510mg/L,蔗糖30.100mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.6mg/L,琼脂39.000mg/L,活性碳3000mg/L,磁化水1升;
步骤4:传代培养
将培养29天的形成层细胞用接种铲将其移入烧瓶液态培养基内,在受控暗室中,用旋转摇床,以100rpm,25±1度下培养,传代时间设定为20天,使用的培养液见下表;
步骤5:液态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化铆0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钴0.023mg/L,硼酸3mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇200mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)1.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸148mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.1mg/L,天冬氨酸134mg/L,精氨酸180mg/L,脯氨酸118mg/L,甘氨酸60mg/L,色氨酸80mg/L,蔗糖21.000mg/,麦饭石2000mg/L,锗石2000mg/L,磁化水1升;
步骤6:气升式生物反应器中放大培养
将传代培养20天的细胞系移入3升的气升式生物反应器中继续放大培养,不间断搅拌,培养液使用烧瓶液态培养基相同的培养液,培养温度为25±1度,培养12天后,在向生物反应器内加入蔗糖10g,甲基茉莉酮酸酯50mg,N-苯酰甘氨酸50mg以及0.5升无菌磁化水的混合,在继续培养10天;
步骤7:细胞系的提取物制备
(1)将培养22天的细胞系通过分子质量截留值4万的中空纤维超滤柱进行超滤,将截留的大分子团取出,放入一玻璃容器内,注入含量为75%的乙醇0.5升,放入40HZ的超声波清洗机内,超声粉碎大分子团细胞系,然后二次超滤,然后再用95%的乙醇4升冲洗超滤柱;
(2)将滤过的全部乙醇、细胞混合液,经另一容器内快速搅拌3小时,在进行间接加热80度进行旋转吸空蒸发,浓缩至小于原体液五分之一时取出,在放入真空冷冻干燥机内真空冷冻干燥,30小时后,在含水分小于3%以下时取出,粉碎100目,装入铝泊袋内真空封口,冷藏存放,待用,即成为复方(红互杉)植物干细胞与抗癌物的功能性产品。
本实施例中,本发明无机盐类包括植物细胞生长所需的氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素及铁、锰、锌、铜、硼、碘、钼、钴等微量元素,大量元素几乎在任何配方培养基中都是不可缺少的,它们是植物生长所需的最基木的矿物质营养,其中氮元素是植物细胞合成蛋白质的主要成分,又是细胞生长多种酶的重要组成部分,常用的氮源有硝酸氮(硝酸钾)和胺态氨(如硫酸铵),蛋白质水解物(如水解酪蛋白等)也可以作为植物形成层细胞组织中氮源的补充,当单独使用铵态氮时,其离子浓度应<7毫摩尔/升,当单独使用硝态氮时,硝酸根的离子浓度以≤25毫摩尔/升为宜。
本实施例中,磷元素是植物细胞的主要成分之一,许多的重要生理活性物质如磷脂,核酸、酶及维生素中都含有酶,磷在植物碳水化合物的移动和代谢中起到极其重要的作用,磷能直接参与呼吸和发酵过程,提高植物体及细胞蛋白氮的含量;钾元素在植物离体内对维持原生质体系统和细胞液的缓冲系统具有重要作用,钾与培养基中的碳水化合物的合成和运转有着极密切的关系,钾还具有活化许多种酶的功能以及调节PH值的作用;钙、镁、硫这些大量的元素常影响培养物中酶的活性和方向,影响新陈代谢过程,常用的钙有硝酸钙、氮化钙、磷酸钙等,常用的镁是硫酸镁,硫为各种硫酸镁,硫为各种硫酸盐。
本实施例中,本发明中微量元素,微量元素用量一般在105-107克分子浓度以下,植物细胞对这些元素的需要量极微,稍多即发生毒害作用,微量元素包括铁、锌、锰、铜、硼、钼、钴等;其中铁元素是极为重要的一种微量元素,它是多种氮化酶的组成部分,与离体材料及细胞的氧化一还原过程有着密切的关系;其中铜元素具有促进离体不定根生长作用与愈伤组织愈合后,能促使细胞快速生长与萌发;其中锰元素是细胞许多氧化原酶的重要成分,参与体内氧化还原过程;其中硼元素是细胞参与各养分及碳水化合物的过程,与蛋白质合成有一定的关系;其中锌元素是细胞合成某种氨基酸所必需的元素,也是间接合成生长素的元素;其中钴元素能抑制离体材料褐化,是许多单化合物细胞可交换的化合反应本发明中固态培养基中和有机物质;在培养中应用的有机物质,有维生素和氨基酸两大类,另外还有肌醇、盐酸胺(VB1)、尼克酸(烟酸)、吡哆醇)(VB6)以及其它附加物;其中维生素可直接参与植物细胞生命活动最重要的过程,如醇的合成,细胞蛋白质和脂肪的代谢等等,植物离体材料的培养物自身虽有合成维生素的能力,但还不能满足其细胞快速生长需求,因此,在培养基中常添加一些维生素以保证培养物形成层细胞的快速生长和一些器管的分化。
本实施例中,本发明中的氨基酸中水解蛋白和精氨酸是植物离体材料培养的补充氨源,能够促进蛋白质的合成,同时各种氨基酸都各有特定的作用,如水解酪蛋白用在固态或液态培养基中,用于植物细胞的繁殖,能不同层度地替代酪氨酸,对培养物的胚状体和不定芽的分化能起良好的促进作用,同时用于液态培养基中可有效的使紫杉醇化合物的转化合。
本实施例中,其中肌醇(环乙六醇)本身虽没有什么直接的生长促进作用,但能协助其它活性物质发挥出作用的效果,并能参与糖的代谢,间接促进不定胚细胞的生长;其中糖类为蔗糖,糖作为碳源在植物材料组织层培养中是不可少的,常用的糖有蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨等,但本发明中的培养基采用蔗糖为好,它对红豆杉组织培养时能增进细胞生长的作用要好于其它糖种。
本实施例中,植物生长素赤霉素(GS)2.4-D是本发明中培养基内促进植物细胞生长至关重要的激进元素,尤其对细胞形态健成起着极其重要而明显的作用,其中活性碳,植物离体配料的,形成层细胞系的形成,这一培养过程似乎比较简单,但是在某些木本植物尤期是红豆杉离体料的内皮组织培养过程中常会出现许多困难,这里需要特别加以红豆杉离体内皮组织容易褐化主要原因是通过含铜的氧化酶如多酚氧化酶和酪氨酸酶等起作用所致,其作用的底物通常是酪氨酸和邻位羟酚尖化合物如绿原酸等,酶和底物在植物正常生长的情况下是在组织的不同部位,当细胞受伤组织垂死时,酶和底物就会聚集在一起发生作用,当酚被氧化为活性酸化物和环形多聚体氧化蛋白时便会形成深色的化合物,这些物质又很快被氧化和变成复杂的抑制性物质,从而导致红豆杉离体内皮材料变褐死亡并导致培养诱导失败,本发明中的固化剂-琼脂是从海藻中提取出来的一种凝胶性物质,植物及细胞并不能利用它,但由于具有无毒、可塑、遇热溶化、冷却后固形化,可使各种养分均匀地扩散分布等特性。
本实施例中,本发明中磁化水是一种普通自来水经4600高斯NS极磁场通过后,形成的一种带有磁记忆的小分子活性水,利用磁化水制备固态培养基或液态培养基具有比自来水,山泉水等水源的活性,张力、渗透性压要强十几倍,磁化后的小分子活性水,能够激活受损的组织细胞修复再生能力,能够佼正受损的细胞电子频率的紊乱,带有磁记忆的小分子活性水包含着培养基中各营养物质快速渗透到培养组织中,对促进细胞生长,形成层形成具有较好的作用。
本实施例中,本发明在分离组织细胞系之后,用于诱导来自离体材料形成层细胞系的优选固态培养基在下表1所示:
表1:优选用于曼地亚红豆杉离休材料诱导细胞系的固态培养基
通过在表1的培养基中培养29天后,组织细胞系增量放大,形成层细胞系与韧皮组织分离,细胞系组织有大量的液泡存在,并且接触后易碎,这时,将形成层细胞群体用接种铲轻轻将其移入烧瓶液态培养基内,在暗室中,用旋转摇床,以100rpm、25±1度下培养,传代时间设定为20天,使培养基的干细胞指数在生长期内始终从保持极高的活力。
在如上所述形成层细胞系移入烧瓶中液态培养基的组合成分在下表2所示。
通过培养基表2烧瓶内的形成层细胞系观查,使用生物学显微镜观查细胞聚集的程度,结果,如下表3所示,可以看到悬浮液培养时细胞系超过94%的细胞是以单细胞形式存在,而细胞系的形态特征存在大量的液泡,处在未分化状态;
表3:红豆杉经长期培养的细胞聚集状
结果,从表3中可以看出,烧瓶内悬浮培养液中的细胞系的细胞没有出现大细胞群和中等细胞群团块连接的状态,仅有小量的小细胞聚集,而绝大部分细胞均呈单个细胞状态下生长在培养液中,说明,培养状态良好;
同时,为了实施大规模细胞培养的可能性,将来自曼地亚红豆杉愈伤组织形成层的烧瓶内的细胞系移入3升的气升式生物反应器中放大培养;
培养液使用表2中的液体培养基,在受控暗室中25±1度下不间断搅拌形式进行,结果,看到细胞培养物在生物反应器中细胞增量时间为3天,这与在烧瓶中悬浮培养增量时间12天提前了9天,而且细胞系显示了大约6-7倍的生长速度;这与生长环境放大、加_上在液态培养基中使用小分子磁化活性水、添加了具有内含几十种天然微量元素的麦饭石含有锗元素的矿石的原故有关;小分子活性水能增强细胞活力,麦饭石、锗石中固含几十种天然的微量元素,经液流不间断的冲击而冲刷下来溶于培养液中,使培养后期的细胞系细胞群得到天然、安全和足够利用的微量元素的补充;同时,植物细胞群的聚集降低也与生物反应器内钢壁对剪切细胞应力的敏感性而使细胞聚集下降有直接关连。
在生物反应器内培养12天的形成层细胞系培养液中,在加入蔗糖10g和甲基茉莉酮酸酯50mg,N-苯酰甘氨酸50mg,无菌磁化水0.5升的混合液,在暗室中不间断搅拌,继续培养10天。加入上述混合液的目的是可有效的诱导紫杉醇的形成。
本实施例中,本发明的细胞系提取物抗癌效果实验如下:
采用8mg、10mg细胞系提取物干粉与0.5ml蒸馏水稀释并分别处理SGC-2961细胞后,用MTT法测定胃癌细胞的生长与抑制率,通过形态学观查及流式细胞术检测癌细胞的凋亡率。
结果,此剂量的细胞系提取物对胃癌细胞具有极为强烈的抑制作用,且呈时间依赖及剂量依赖性,光镜及流式细胞术分析表明,8mg和10mg两个含量处理24小时后观查,细胞即出现极为明显的凋亡峰;对端粒酶活性的同步检测结果显示,两种不同剂量含量的细胞系提取物浓度增大,抑癌作用也就逐步增大;当处理12小时时对端粒酶活性为76-81%,处理24小时为86-92,处理72小时时为88-99%,即起变为阴性。
本发明实验显示,只要时间延长抑制作用就会渐增强,只要时间足够,即使偏小剂量或极小含量的细胞系提取物仍能对SGC-2961细胞增殖产生显著的抑制效果,其抑制率为100%,抑癌率为88-99%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤1:红豆杉离体材料的制备
收集红豆杉茎,切成4-5cm长的段4-5块,立即浸泡在210mg/2L的抗氧化剂、L-抗坏血酸溶液中5分钟,在放入1%的苯菌灵、1%的百菌清、1%的头孢氨苄的混合溶液中,将离体材料灭菌预处理20小时,然后用无菌磁化水洗涤30分钟,在放入75%的乙醇液中杀菌2分钟,取出在放进30%的过氧化氢液中在杀菌16分钟,在用蒸馏水冲洗10分钟;
步骤2:从离体材料中分离形成层及培养
(1)将灭菌的离体材料用接种刀沿着离体材料的长度方向将皮层切开,除去外皮组织和木质茎芯,将外皮内的最内侧内皮组织,也就是韧皮部取下,放入固态培养基上,在受控暗室内培养,培养温度25±1度;
(2)形成层细胞的诱导,在整个培养过程中保持25土1度的恒温,瓶外培养的空间湿度在86±1左右,形成层细胞诱导29天;
步骤3:固态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化钾0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钻0.023mg/L,硼酸3.1mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇452mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)l.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸114mg/L,光氨酸170mg/L,酪蛋白水解物510mg/L,蔗糖30.100mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.6mg/L,琼脂39.000mg/L,活性碳3000mg/L,磁化水1升;
步骤4:传代培养
将培养29天的形成层细胞用接种铲将其移入烧瓶液态培养基内,在受控暗室中,用旋转摇床,以100rpm,25±1度下培养,传代时间设定为20天,使用的培养液见下表;
步骤5:液态培养基成分的组成
硝酸钾1010mg/L,硫酸镁120mg/L,硫酸锰9.5mg/L,硫酸锌2mg/L,氯化钙113mg/L,硫酸铜0.023mg/L,碘化铆0.72mg/L,磷酸二氢钠130mg/L,氯化钴0.023mg/L,硼酸3mg/L,钼酸钠0.24mg/L,乙二胺四乙酸铁钠盐37mg/L,肌醇200mg/L,盐酸噻胺(VB)21mg/L,吡哆醇(VB)1.9mg/L,尼克酸1.9mg/L,L-抗坏血酸110mg/L,柠檬酸148mg/L,2,4-D2.5mg/L,赤霉素0.1mg/L,天冬氨酸134mg/L,精氨酸180mg/L,脯氨酸118mg/L,甘氨酸60mg/L,色氨酸80mg/L,蔗糖21.000mg/,麦饭石2000mg/L,锗石2000mg/L,磁化水1升;
步骤6:气升式生物反应器中放大培养
将传代培养20天的细胞系移入3升的气升式生物反应器中继续放大培养,不间断搅拌,培养液使用烧瓶液态培养基相同的培养液,培养温度为25±1度,培养12天后,在向生物反应器内加入蔗糖10g,甲基茉莉酮酸酯50mg,N-苯酰甘氨酸50mg以及0.5升无菌磁化水的混合,在继续培养10天;
步骤7:细胞系的提取物制备
(1)将培养22天的细胞系通过分子质量截留值4万的中空纤维超滤柱进行超滤,将截留的大分子团取出,放入一玻璃容器内,注入含量为75%的乙醇0.5升,放入40HZ的超声波清洗机内,超声粉碎大分子团细胞系,然后二次超滤,然后再用95%的乙醇4升冲洗超滤柱;
(2)将滤过的全部乙醇、细胞混合液,经另一容器内快速搅拌3小时,在进行间接加热80度进行旋转吸空蒸发,浓缩至小于原体液五分之一时取出,在放入真空冷冻干燥机内真空冷冻干燥,30小时后,在含水分小于3%以下时取出,粉碎100目,装入铝泊袋内真空封口,冷藏存放,待用,即成为复方(红互杉)植物干细胞与抗癌物的功能性产品。
2.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:本发明无机盐类包括植物细胞生长所需的氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素及铁、锰、锌、铜、硼、碘、钼、钴等微量元素,大量元素几乎在任何配方培养基中都是不可缺少的,它们是植物生长所需的最基木的矿物质营养。
3.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:其中氮元素是植物细胞合成蛋白质的主要成分,又是细胞生长多种酶的重要组成部分,常用的氮源有硝酸氮(硝酸钾)和胺态氨(如硫酸铵),蛋白质水解物(如水解酪蛋白等)也可以作为植物形成层细胞组织中氮源的补充,当单独使用铵态氮时,其离子浓度应<7毫摩尔/升,当单独使用硝态氮时,硝酸根的离子浓度以≤25毫摩尔/升为宜。
4.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:本发明中的氨基酸中水解蛋白和精氨酸是植物离体材料培养的补充氨源,能够促进蛋白质的合成,同时各种氨基酸都各有特定的作用,如水解酪蛋白用在固态或液态培养基中,用于植物细胞的繁殖,能不同层度地替代酪氨酸,对培养物的胚状体和不定芽的分化能起良好的促进作用,同时用于液态培养基中可有效的使紫杉醇化合物的转化合。
5.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:植物生长素赤霉素(GS)2.4-D是本发明中培养基内促进植物细胞生长至关重要的激进元素,尤其对细胞形态健成起着极其重要而明显的作用。
6.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:本发明中的固化剂-琼脂是从海藻中提取出来的一种凝胶性物质,植物及细胞并不能利用它,但由于具有无毒、可塑、遇热溶化、冷却后固形化,可使各种养分均匀地扩散分布等特性。
7.根据权利要求1所述的复方红豆杉干细胞与抗癌物的提取方法及工艺,其特征在于:本发明中磁化水是一种普通自来水经4600高斯NS极磁场通过后,形成的一种带有磁记忆的小分子活性水,利用磁化水制备固态培养基或液态培养基具有比自来水,山泉水等水源的活性,张力、渗透性压要强十几倍,磁化后的小分子活性水,能够激活受损的组织细胞修复再生能力,能够佼正受损的细胞电子频率的紊乱,带有磁记忆的小分子活性水包含着培养基中各营养物质快速渗透到培养组织中,对促进细胞生长,形成层形成具有较好的作用。
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