JP7133812B2 - How to treat Madagascar periwinkle to increase vinblastine - Google Patents

How to treat Madagascar periwinkle to increase vinblastine Download PDF

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Description

本発明は、ビンブラスチンを増量させるためのニチニチソウの処理方法に関する。 The present invention relates to a method of treating Madagascar periwinkle to increase the amount of vinblastine.

ニチニチソウ(Catharanthus roseus)(特に、その葉)に含まれるビンブラスチンは、抗悪性腫瘍剤又は抗癌剤として利用されている。
しかし、ニチニチソウが天然に含有するビンブラスチンの量は極めて少ない(乾燥重量当たり0.01wt%のオーダー)ため、ニチニチソウからの(抽出・精製による)取得には大量のニチニチソウを必要とし、高コストとなっている。
ニチニチソウは、ビンブラスチンの合成前駆体であるビンドリン及びカタランチンを、ビンブラスチンより多く含有している。そこで、ニチニチソウから抽出したこれら前駆体を用いてビンブラスチンを合成する方法(半合成法)が考案され、更に、合成に際して紫外(UV)光を照射することでビンブラスチン収量を高める技術も提案されている(特許文献1、2)。
Vinblastine contained in Catharanthus roseus (particularly its leaves) is used as an antineoplastic or anticancer agent.
However, since the amount of vinblastine naturally contained in Madagascar periwinkle is extremely small (on the order of 0.01 wt% per dry weight), obtaining it from Madagascar periwinkle (by extraction and purification) requires a large amount of Madagascar periwinkle, resulting in high costs. there is
Madagascar periwinkle contains more vindoline and catharanthine, the synthetic precursors of vinblastine, than vinblastine. Therefore, a method of synthesizing vinblastine using these precursors extracted from Madagascar periwinkle (semi-synthetic method) has been devised, and a technique for increasing the yield of vinblastine by irradiating with ultraviolet (UV) light during synthesis has also been proposed. (Patent Documents 1 and 2).

例えば、特許文献1は、カタラチンとビンドリンとの反応に際してUV/可視スペクトル内の光(好ましくは254nmより大きい、特に400nmより大きい波長の光)を照射することにより、ビンブラスチンを効率的に生成する方法を記載している。同文献の実施例において用いられた光は、波長λ>400nmの光、λ>345nmの光及びλ>360nmの光である。
特許文献2は、ビンドリンとカタランチンとを酸性水溶液中で波長180~400nm(主に、254、265、297及び366nm)のUV光照射下に反応させることにより、生成されるビンブラスチンの収率を高めることが可能であることを記載している。
For example, US Pat. No. 6,200,001 discloses a method for efficiently producing vinblastine by irradiating light within the UV/visible spectrum (preferably light with a wavelength greater than 254 nm, especially greater than 400 nm) during the reaction of cataratine and vindoline. is described. The light used in the examples of this document is light with wavelengths λ>400 nm, light with λ>345 nm and light with λ>360 nm.
Patent document 2 increases the yield of vinblastine produced by reacting vindoline and catharanthine in an acidic aqueous solution under UV light irradiation with a wavelength of 180 to 400 nm (mainly 254, 265, 297 and 366 nm). It states that it is possible.

他方で、ニチニチソウの植物体又は培養物において、紫外線ランプなどの近紫外(UVA)光の照射により、ビンブラスチン含量を増加させ得ることが知られている(特許文献3、非特許文献1、2)。
例えば、特許文献3は、400nm以下の近紫外部の光照射下、あるいは通常の培養に用いている光に近紫外部の光を補強した条件でニチニチソウの茎葉器官培養を行い、アルカロイド含量の高い株を得るニチニチソウの器官培養法を記載している。
非特許文献1は、ピーク波長370nmの近紫外光の照射下で、マルチプルシュート培養物中のビンブラスチンレベルが上昇することを記載している。
非特許文献2は、UVA光(ピーク波長370nmの人工光や自然光のうち290nm~380nmの波長域の光)がニチニチソウの完全植物体において二量体インドールアルカロイドの合成を刺激することを記載している。
On the other hand, it is known that vinblastine content can be increased by irradiation with near-ultraviolet (UVA) light such as an ultraviolet lamp in plants or cultures of Madagascar periwinkle (Patent Document 3, Non-Patent Documents 1 and 2). .
For example, in Patent Document 3, under the irradiation of light in the near-ultraviolet region of 400 nm or less, or under the conditions in which the light used in normal culture is supplemented with the light in the near-ultraviolet region, the foliar organs of Catharanthus periwinkle are cultured, and the alkaloid content is high. An organ culture method of Catharanthus roseus to obtain strains is described.
Non-Patent Document 1 describes that vinblastine levels in multiple shoot cultures increase under irradiation with near-ultraviolet light with a peak wavelength of 370 nm.
Non-Patent Document 2 describes that UVA light (light in the wavelength range of 290 nm to 380 nm among artificial light with a peak wavelength of 370 nm and natural light) stimulates the synthesis of dimeric indole alkaloids in whole plants of Madagascar periwinkle. there is

国際公開第WO99/62912号International Publication No. WO99/62912 国際公開第WO89/12056号International Publication No. WO89/12056 特開平01-252229号公報JP-A-01-252229

J. Ferment. Bioeng., 74(4): 222-225, 1992J. Ferment. Bioeng., 74(4): 222-225, 1992 Planta Med., 59(1): 46-50, 1993Planta Med., 59(1): 46-50, 1993

上記のとおり、UVA光照射によりニチニチソウ中のビンブラスチン量が増加することは知られている。しかし、前述のような先行技術においては、紫外光として、幅広な波長の光が用いられている。例えば、特許文献2において特に挙げられた主ピーク波長は、用いた水銀ランプ(幅広の波長域スペクトルを有するもの)の紫外光領域内のピーク波長に相当するものと推測される。
よって、紫外光のうち、ニチニチソウにおけるビンブラスチンの増量に真に寄与する波長域を特定することができれば、特定された波長の光を用いることで、ニチニチソウ中のビンブラスチンを効率的及び/又は飛躍的に増量させることができ、結果として、ビンブラスチン及びその誘導体を比較的低コストで提供することが可能となる。
このように、ニチニチソウ中のビンブラスチン量を効率的に増加させることのできる方法が依然として望まれている。
As described above, it is known that UVA light irradiation increases the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle. However, in the prior art as described above, light with a wide range of wavelengths is used as ultraviolet light. For example, the main peak wavelength mentioned in Patent Document 2 is presumed to correspond to the peak wavelength in the ultraviolet light region of the mercury lamp used (having a wide wavelength band spectrum).
Therefore, if it is possible to identify a wavelength range of ultraviolet light that truly contributes to increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle, vinblastine in Madagascar periwinkle can be efficiently and / or dramatically increased by using light of the identified wavelength. The dosage can be increased, and as a result, vinblastine and its derivatives can be provided at relatively low cost.
Thus, there is still a need for a method that can efficiently increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.

本発明者らは、ニチニチソウにおいてビンブラスチンの増量に寄与する波長を鋭意検討した結果、特定の波長域の光がニチニチソウにおけるビンブラスチン増量に顕著に有効である一方、該波長域外の波長の光はビンブラスチン増量にほとんど寄与しないことを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have extensively studied the wavelengths that contribute to increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle. The present invention was completed by discovering that it hardly contributes to

本発明によれば、ニチニチソウの全体又は少なくとも葉部を含む部分に、370nm以上400nm以下の波長域の光を、該ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量で照射する一方、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とするニチニチソウの処理方法が提供される。
本発明によれば、また、上記処理方法により処理したニチニチソウにからビンブラスチンを抽出及び/又は精製することを特徴とするビンブラスチンの取得方法が提供される。
According to the present invention, the whole of Madagascar periwinkle or at least a portion including leaves is irradiated with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less in an amount effective to increase the amount of vinblastine in the Madagascar periwinkle, A method of treating Madagascar periwinkle, wherein the irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm irradiated to the Madagascar periwinkle is less than 20% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. provided.
According to the present invention, there is also provided a method for obtaining vinblastine, which comprises extracting and/or purifying vinblastine from Madagascar periwinkle treated by the above treatment method.

本発明によれば、更に、主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出することができ、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が前記370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%未満である光源と;ニチニチソウに対する370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記光源を制御する制御部と を備え、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるために用いることを特徴とする照明装置が提供される。 Further, according to the present invention, it is possible to mainly emit light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and the radiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is the light emission in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. A light source that is less than 20% of the amount of light; the illuminance of light in the wavelength range of 370 nm to 400 nm for Madagascar periwinkle is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or the irradiation amount of the light is 150 kJ/m 2 or more and a controller for controlling the light source so that the light source is 150000 kJ/m 2 or less, and is used to increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.

本発明によれば、更に、ニチニチソウの植物体の全体又は少なくとも葉部を含む部分を収容する容器と、前記容器中のニチニチソウに370nm以上400nm以下の波長域の光を照射するための第1の光源であって、370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する一方、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%未満である第1の光源と、前記容器中のニチニチソウに対する370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記第1の光源を制御する第1の制御部と、前記容器中のニチニチソウに赤色光を含んでなる光を照射するための第2の光源と、前記容器中のニチニチソウに対する光合成有効放射束密度(PPFD)が100μmol/m2/s以上400μmol/m2/s以下となるように前記第2の光源を制御する第2の制御部と を備えることを特徴とする、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるための装置が提供される。 According to the present invention, there is further provided a container for containing the whole plant of Madagascar periwinkle or at least a portion including leaves, and a first device for irradiating the Madagascar periwinkle in the container with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. A light source that emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and the amount of light emitted in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is less than 20% of the light emission amount of the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. The first light source and the illuminance of light in a wavelength range of 370 nm to 400 nm for the capsicum in the container is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or the irradiation amount of the light is 150 kJ/m 2 or more. a first control unit for controlling the first light source so that the intensity is 150,000 kJ/m 2 or less; a second light source for irradiating the periwinkle in the container with light containing red light; and the container. and a second control unit for controlling the second light source so that the photosynthetically active radiant flux density (PPFD) for Catharanthus roseus in the plant is 100 μmol/m 2 /s or more and 400 μmol/m 2 /s or less. A device for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle is provided.

本発明によれば、ニチニチソウにおいてビンブラスチン合成量の増加に顕著に有効な特定波長域の光を比較的高い照射量で照射することができる一方、専ら有害なより短い波長の光への曝露による組織への悪影響を回避できるため、ニチニチソウ中のビンブラスチンの効率的及び/又は飛躍的な増量が可能となる。 According to the present invention, it is possible to irradiate light in a specific wavelength range, which is remarkably effective in increasing the amount of vinblastine synthesized in Madagascar periwinkle, at a relatively high irradiation dose, while tissue by exposure to harmful shorter wavelength light exclusively Since the adverse effect on the periwinkle can be avoided, the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle can be increased efficiently and/or dramatically.

実施例(実験1~3)で用いたLEDの発光スペクトルを示す。The emission spectra of LEDs used in Examples (Experiments 1 to 3) are shown. 種々の波長のLED光(5W/m2)を5日間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量を示す。サンプル数:n=1~2。「ND」はビンブラスチン濃度が検出限界以下であったこと示す。The amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (leaf discs) irradiated with LED light of various wavelengths (5 W/m 2 ) for 5 days is shown. Number of samples: n=1-2. "ND" indicates that the vinblastine concentration was below the limit of detection. 種々の照度でLED光(ピーク波長:385nm)を5日間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量を示す。「Cont.」は白色蛍光灯のみの照射であることを表す。The amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (leaf disc) irradiated with LED light (peak wavelength: 385 nm) at various illuminances for 5 days is shown. "Cont." indicates that only the white fluorescent lamp was used. LED光(ピーク波長:385nm;50W/m2)を種々の期間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量を示す。Vinblastine content in Madagascar periwinkle (leaf discs) irradiated with LED light (peak wavelength: 385 nm; 50 W/m 2 ) for various periods. LED光(ピーク波長:385nm;50W/m2)を種々の期間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン合成率を示す。Vinblastine synthesis rate in Madagascar periwinkle (leaf disc) irradiated with LED light (peak wavelength: 385 nm; 50 W/m 2 ) for various periods. 実施例(実験4及び5)で用いたLED及びLDの発光スペクトルを示す。The emission spectra of LEDs and LDs used in Examples (Experiments 4 and 5) are shown. ピーク波長375nm又は396nmのLED光(50W/m2)を5日間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量を示す。The amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (leaf discs) irradiated with LED light (50 W/m 2 ) with a peak wavelength of 375 nm or 396 nm for 5 days is shown. ピーク波長375nmのLED光(50W/m2)又はピーク波長376nmのLD光(50W/m2)を5日間照射したニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量を示す。The amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (leaf disc) irradiated with LED light (50 W/m 2 ) with a peak wavelength of 375 nm or LD light (50 W/m 2 ) with a peak wavelength of 376 nm for 5 days is shown. 実験3で用いたニチニチソウ(リーフディスク)中のビンブラスチン量(A)及びビンクリスチン量(B)を示す。The amounts of vinblastine (A) and vincristine (B) in Madagascar periwinkle (leaf disc) used in Experiment 3 are shown.

本発明は、或る観点からは、ニチニチソウの処理方法であって、ニチニチソウの全体又は少なくとも葉部を含む部分に、370nm以上400nm以下の波長域の光を、該ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量で照射する一方、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とする方法を提供する。
換言すれば、本発明は、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量方法であって、ニチニチソウに、370nm以上400nm以下の波長域の光を照射する一方で、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とする方法を提供する。
本発明は、別の観点からは、ビンブラスチンの含有量が増加したニチニチソウを生産する方法であって、ニチニチソウに、370nm以上400nm以下の波長域の光を照射する一方で、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とする方法を提供する。
From a certain point of view, the present invention is a method for treating Madagascar periwinkle, in which the whole or at least a part including leaves of Madagascar periwinkle is irradiated with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less to increase the amount of vinblastine in the Madagascar periwinkle. While irradiating in an effective amount, the irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm irradiated to the Madagascar periwinkle during the irradiation is less than 20% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. To provide a method characterized by:
In other words, the present invention is a method for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle, wherein Madagascar periwinkle is irradiated with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, while the 200 nm or more irradiated to the Madagascar periwinkle during the irradiation. The method is characterized in that the irradiation amount of light in the wavelength range of less than 370 nm is less than 20% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less.
From another aspect, the present invention provides a method for producing Madagascar periwinkle with an increased vinblastine content, wherein Madagascar periwinkle is irradiated with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and during the irradiation, Provided is a method characterized in that the dose of light in the wavelength region of 200 nm or more and less than 370 nm with which Catharanthus roseus is irradiated is less than 20% of the dose of light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less.

本発明は、後述する実施例により示されるとおり、波長域約370nm~約400nm付近の光がニチニチソウにおけるビンブラスチンの増量に顕著に有効である一方、波長370nm未満の紫外光及び波長400nmを超える光はニチニチソウにおいてビンブラスチンの増量に寄与しないという新たな知見に基づく。波長370nm未満の光のような短波長光が植物組織に損傷を与え得る(よって、ビンブラスチンの収量が低下し得る)ことを考慮すれば、本発明によれば、ニチニチソウにおけるビンブラスチンの増量に有効な特定の波長/波長域の光を効果的/効率的に照射することが可能となり、その結果、ニチニチソウ中のビンブラスチンを効率的及び/又は飛躍的に増量させることができる。 In the present invention, as shown by the examples described later, light in the wavelength range of about 370 nm to about 400 nm is remarkably effective in increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle, while ultraviolet light with a wavelength of less than 370 nm and light with a wavelength of more than 400 nm It is based on the new knowledge that it does not contribute to the increase of vinblastine in Catharanthus roseus. Considering that short-wavelength light, such as light with a wavelength of less than 370 nm, can damage plant tissue (thus reducing the yield of vinblastine), according to the present invention, a method effective for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle It becomes possible to effectively/efficiently irradiate light of a specific wavelength/wavelength range, and as a result, the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle can be efficiently and/or dramatically increased.

本発明において、ニチニチソウには、ビンブラスチンの増量に有効である特定波長域の光、すなわち370nm以上400nm以下、より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下の波長域の光を照射する。
370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照度は、照射したニチニチソウ中でビンブラスチンを増量させるに効果的な量であれば限定されないが、例えば0.2W/m2以上500W/m2以下、好ましくは0.5W/m2以上500W/m2以下、より好ましくは1W/m2以上500W/m2以下、より好ましくは1W/m2以上300W/m2以下、より好ましくは3W/m2以上200W/m2以下、より好ましくは5W/m2以上150W/m2以下、より好ましくは10W/m2以上150W/m2以下、より好ましくは20W/m2以上100W/m2以下、より好ましくは25W/m2以上80W/m2以下、より好ましくは25W/m2以上50W/m2以下である。0.2W/m2未満の場合や500W/m2を超える場合には、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量を効率的に達成できないことがある。
In the present invention, Catharanthus roseus has a specific wavelength range effective for increasing the amount of vinblastine, that is, 370 nm or more and 400 nm or less, more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less. Irradiate with light.
The illuminance of light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less) should be an amount effective to increase the amount of vinblastine in the irradiated Madagascar periwinkle. However, for example, 0.2 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, preferably 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, more preferably 1 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, more preferably 1 W /m 2 or more and 300 W/m 2 or less, more preferably 3 W/m 2 or more and 200 W/m 2 or less, more preferably 5 W/m 2 or more and 150 W/m 2 or less, more preferably 10 W/m 2 or more and 150 W/m 2 or more 20 W/m 2 or more and 100 W/m 2 or less, more preferably 25 W/m 2 or more and 80 W/m 2 or less, and more preferably 25 W/m 2 or more and 50 W/m 2 or less. If it is less than 0.2 W/m 2 or more than 500 W/m 2 , it may not be possible to efficiently increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.

370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射時間は、照射したニチニチソウ中でビンブラスチンを増量させるに効果的な時間であれば限定されないが、例えば1時間以上480時間以下、好ましくは1時間以上320時間以下、より好ましくは1時間以上168時間以下、より好ましくは24時間以上168時間以下、より好ましくは36時間以上160時間以下である。1時間未満の場合や480時間を超える場合には、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量を効率的に達成できないことがある。
370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光は、連続光であってもよいし、間欠光(例えば、パルス光)であってもよい。
The irradiation time of light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less) is an effective time for increasing the amount of vinblastine in the irradiated Madagascar periwinkle. For example, 1 hour to 480 hours, preferably 1 hour to 320 hours, more preferably 1 hour to 168 hours, more preferably 24 hours to 168 hours, more preferably 36 hours to 160 hours. less than an hour. If it is less than 1 hour or more than 480 hours, it may not be possible to effectively increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.
The light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less) may be continuous light or intermittent light (for example, pulsed light). There may be.

例えば、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量は、下限が150、300、600、1200、2000、2500、3000、4500、6000、7000又は8000kJ/m2の照射量であり得、上限が150000、90000、60000、45000、30000、25000、20000又は15000kJ/m2の照射量であり得る。照射量が50kJ/m2未満の場合や300000kJ/m2を超える場合には、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量を効率的に達成できないことがある。ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量は、具体的には、150 kJ/m2以上150000 kJ/m2以下、好ましくは150 kJ/m2以上90000 kJ/m2以下、より好ましくは150 kJ/m2以上60000 kJ/m2以下、より好ましくは300 kJ/m2以上60000 kJ/m2以下、より好ましくは600 kJ/m2以上60000 kJ/m2以下、、より好ましくは1200 kJ/m2以上60000 kJ/m2以下、より好ましくは1200 kJ/m2以上45000 kJ/m2以下、より好ましくは2000 kJ/m2以上45000 kJ/m2以下、より好ましくは2000kJ/m2以上30000kJ/m2以下、より好ましくは2500kJ/m2以上30000kJ/m2以下、より好ましくは2500kJ/m2以上25000kJ/m2以下、より好ましくは3000kJ/m2以上25000kJ/m2以下、より好ましくは4500kJ/m2以上25000kJ/m2以下、より好ましくは6000kJ/m2以上25000kJ/m2以下、より好ましくは7000kJ/m2以上25000kJ/m2以下の照射量であり得る。 For example, an effective dose-boosting amount of vinblastine in Madagascar periwinkle may have a lower limit of irradiation dose of 150, 300, 600, 1200, 2000, 2500, 3000, 4500, 6000, 7000 or 8000 kJ/m 2 and an upper limit of can be a dose of 150000, 90000, 60000, 45000, 30000, 25000, 20000 or 15000 kJ/ m2 . If the irradiation dose is less than 50 kJ/m 2 or more than 300000 kJ/m 2 , it may not be possible to effectively increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle. Specifically, the effective amount for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less, preferably 150 kJ/m 2 or more and 90000 kJ/m 2 or less, more preferably 150 kJ/m 2 or more and 60,000 kJ/m 2 or less, more preferably 300 kJ/m 2 or more and 60,000 kJ/m 2 or less, more preferably 600 kJ/m 2 or more and 60,000 kJ/m 2 or less, more preferably 1200 kJ/ m2 or more and 60000 kJ/ m2 or less, more preferably 1200 kJ/ m2 or more and 45000 kJ/ m2 or less, more preferably 2000 kJ/ m2 or more and 45000 kJ/ m2 or less, more preferably 2000 kJ/m2 2 or more and 30000 kJ/ m2 or less, more preferably 2500 kJ/ m2 or more and 30000 kJ/ m2 or less, more preferably 2500 kJ/ m2 or more and 25000 kJ/ m2 or less, more preferably 3000 kJ/ m2 or more and 25000 kJ/ m2 or less, More preferably 4500 kJ/m 2 or more and 25000 kJ/m 2 or less, more preferably 6000 kJ/m 2 or more and 25000 kJ/m 2 or less, more preferably 7000 kJ/m 2 or more and 25000 kJ/m 2 or less.

370nm以上400nm以下の特定波長域の光は、単独でニチニチソウに照射してもよく、当該特定波長域以外の波長/波長域の光を含む光としてニチニチソウに照射してもよい。ニチニチソウに照射する光が、200nm以上370nm未満の波長域の光を含む場合、200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量は、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満、好ましくは10%未満、より好ましくは5%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1%未満となるようにする。ニチニチソウにビンブラスチン増量に有効な波長/波長域の光を照射する一方で、ビンブラスチン増量に寄与せず、植物組織に(例えば枯死に至る)悪影響を与え得るより短波長/波長域の光の照射量を低減することにより、収量/生産性の観点から効率的にニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させる(換言すれば、ビンブラスチン含有量が増加した多数のニチニチソウを得る)ことができる。 Madagascar periwinkle may be irradiated with light in a specific wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less alone, or may be irradiated as light containing light in a wavelength/wavelength range other than the specific wavelength range. When the light irradiated to Madagascar periwinkle contains light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm, the irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more Specifically, less than 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, preferably less than 2%, preferably less than 1% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 375 nm or more and 395 nm or less) do. While irradiating Catharanthus roseus with light of a wavelength/wavelength range that is effective for increasing vinblastine dosage, irradiation doses of light of shorter wavelengths/wavelength ranges that do not contribute to increasing vinblastine dosage and may adversely affect plant tissues (e.g., lead to death) can efficiently increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle from the viewpoint of yield/productivity (in other words, obtain a large number of Madagascar periwinkle with increased vinblastine content).

他方、405nm付近の波長の光は、上記特定の波長域に近接する波長を有するにもかかわらず、ビンブラスチンの増量にほぼ全く寄与しない。よって、エネルギー効率性の観点から、370nm以上400nm以下の波長域の光は、主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源からの光であることが好ましい。
本明細書において、「主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源」とは、発出される370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量が、発出される全波長域の光の放射量の50%以上、より具体的には60%以上、より具体的には70%以上、より具体的には80%以上である光源をいう。主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源からの200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量は、好ましくは、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には、375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満であり、より好ましくは10%未満、より好ましくは5%未満、より好ましくは2%未満、より好ましくは1%未満である。主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源からの400nmを超え430nm以下の波長域の光の放射量は、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には、375nm以上395nm以下)の波長域の光の放射量の40%未満であることがエネルギー効率性の観点から更に好ましく、より好ましくは30%未満、より好ましくは20%未満、より好ましくは10%未満である。
主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源は、好ましくは、シングルピークを370nm以上400nm以下の波長域に有する光源である。
On the other hand, light with a wavelength around 405 nm contributes almost no increase in vinblastine, even though it has a wavelength close to the specific wavelength range. Therefore, from the viewpoint of energy efficiency, the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is preferably light from a light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less.
As used herein, the term “light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less” means that the amount of emitted light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is equal to the amount of light emitted in the entire wavelength range. A light source that emits 50% or more, more specifically 60% or more, more specifically 70% or more, more specifically 80% or more. The radiation amount of light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm from a light source that mainly emits light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is preferably 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically Specifically, it is less than 20%, more preferably less than 10%, more preferably less than 5%, more preferably less than 2%, more preferably 1% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 375 nm or more and 395 nm or less) is less than The radiation amount of light in the wavelength range of more than 400 nm and less than 430 nm from a light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically is more preferably less than 40% of the radiation amount of light in the wavelength range of 375 nm or more and 395 nm or less) from the viewpoint of energy efficiency, more preferably less than 30%, more preferably less than 20%, more preferably 10 %.
The light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is preferably a light source that has a single peak in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less.

370nm以上400nm以下の波長域の光は、少なくとも赤色光(より具体的には、波長が例えば600nm以上700nm以下の波長域の光)を含んでなる光(例えば、赤単色光又は白色光)との組合せでニチニチソウに照射してもよい。赤色光は、ビンブラスチン合成の前駆体であるビンドリン及びカタランチンの合成を促進するため、370nm以上400nm以下の波長域の光に加えてニチニチソウに照射することにより、ニチニチソウ中のビンブラスチン量が更に増加し得る。特定の実施形態において、370nm以上400nm以下の波長域の光は、少なくとも赤色光を含んでなる光と同時にニチニチソウに照射する。
少なくとも赤色光を含んでなる光は、例えば、50μmol/m2/s以上500μmol/m2/s以下、より具体的には100μmol/m2/s以上400μmol/m2/s以下の光合成有効放射束密度(PPFD)でニチニチソウに照射し得る。
The light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less includes at least red light (more specifically, light in the wavelength range of 600 nm or more and 700 nm or less) (for example, monochromatic red light or white light). Madagascar periwinkle may be irradiated with a combination of Since red light promotes the synthesis of vindoline and catharanthine, which are precursors for synthesizing vinblastine, the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle can be further increased by irradiating Madagascar periwinkle in addition to light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. . In a specific embodiment, the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is irradiated to Madagascar periwinkle at the same time as the light comprising at least red light.
The light comprising at least red light is, for example, 50 μmol/m 2 /s or more and 500 μmol/m 2 /s or less, more specifically 100 μmol/m 2 /s or more and 400 μmol/m 2 /s or less of photosynthetically active radiation. Catharanthus roseus can be irradiated at the flux density (PPFD).

370nm以上400nm以下の波長域の光が、少なくとも赤色光を含んでなる光と共にニチニチソウに照射される場合、370nm以上400nm以下の波長域の光は、少なくとも赤色光を含んでなる光を発出する光源と同じ光源から発出してもよいし、異なる光源から発出してもよい。
或る具体的実施形態においては、370nm以上400nm以下の波長域の光は、主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源(第1の光源)からニチニチソウに照射され、少なくとも赤色光を含んでなる光は、主として赤色光を発出する光源及び/又は白色光光源(第2の光源又は第2及び第3の光源)からニチニチソウに照射される。本明細書において、「主として赤色光を発出する光源」とは、発出される赤色光の放射量が、発出される全波長域の光の放射量の50%以上、より具体的には60%以上、より具体的には70%以上、より具体的には80%以上である光源をいう。
When the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is irradiated to Madagascar periwinkle together with the light containing at least red light, the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less emits light containing at least red light. may be emitted from the same light source as , or may be emitted from a different light source.
In a specific embodiment, the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is irradiated to Madagascar periwinkle from a light source (first light source) that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and at least red light is emitted. The comprising light is applied to the Madagascar periwinkle from a light source emitting primarily red light and/or a white light source (second light source or second and third light sources). As used herein, the term “light source that mainly emits red light” means that the amount of emitted red light is 50% or more, more specifically 60%, of the amount of emitted light in the entire wavelength range. Above, more specifically 70% or more, and more specifically 80% or more.

ニチニチソウに370nm以上400nm以下の波長域の光を照射するために用い得る光源としては、当該波長域の光を照射できるものであれば特に制限されず、例えば、UVランプなどの一般に使用される紫外光光源を用いることができる。UVランプとしては、例えば、メタルハライドランプや高圧水銀ランプを用いることが好ましい。また、太陽光から光学フィルターなどにより取り出した光を用いてもよい。
用いる光源が、370nm以上400nm以下の波長域の光とともに200nm以上370nm未満の波長域の光を、その放射量が370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%以上で発出するものである場合には、370nm以上400nm以下の波長域の光に対する透過率が200nm以上370nm未満の波長域の光に対する透過率より大きいフィルターを併せて用いてもよい。
The light source that can be used to irradiate the Catharanthus roseus with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is not particularly limited as long as it can irradiate the light in the wavelength range. For example, commonly used ultraviolet light such as a UV lamp A light source can be used. As the UV lamp, it is preferable to use, for example, a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp. Alternatively, light extracted from sunlight through an optical filter or the like may be used.
The light source used emits light in the wavelength range of 200 nm to less than 370 nm together with light in the wavelength range of 370 nm to 400 nm, and the amount of radiation is 20% or more of the radiation amount of light in the wavelength range of 370 nm to 400 nm. In some cases, a filter having a higher transmittance for light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less than that for light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm may be used together.

エネルギー効率の観点から、370nm以上400nm以下の波長域の光は、主ピーク波長を、例えば385±10nm内に、より好ましくは385±5nm内、より好ましくは385±2nm内に有する光として照射される。第2ピークは存在しないか(すなわちシングルピーク)、存在してもその強度が主ピークの1/10以下であることが好ましい。
主ピーク(波長が370nm以上400nm以下のもの)の半値幅は0.5nm以上15nm以下であることが好ましい。主ピークの半値幅が15nm以下であることにより、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量に寄与しない(専ら有害であり得る)より短い波長域の光のニチニチソウへの照射を回避しつつ、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量に顕著に有効な波長域の光の照射(すなわち、選択的照射)が可能となることに加え、エネルギー効率も更に向上する。主ピークの半値幅が0.5nm未満の光も、本発明に使用可能であるが、費用対効果の観点から、主ピークの半値幅が0.5nm以上の光を用いることが現時点では好ましい。好適な具体的実施形態においては、ニチニチソウに照射される光はピーク波長385±5nm及び半値幅0.5nm以上15nm以下の波長スペクトルを有する光である。
From the viewpoint of energy efficiency, the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is irradiated as light having a main peak wavelength, for example, within 385 ± 10 nm, more preferably within 385 ± 5 nm, more preferably within 385 ± 2 nm. be. Preferably, the second peak does not exist (that is, a single peak), or if it does exist, its intensity is 1/10 or less of that of the main peak.
The half width of the main peak (having a wavelength of 370 nm or more and 400 nm or less) is preferably 0.5 nm or more and 15 nm or less. The half-value width of the main peak of 15 nm or less reduces the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle while avoiding irradiation of the Madagascar periwinkle with light in a shorter wavelength region that does not contribute to increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (which can be exclusively harmful). In addition to being able to irradiate light in a wavelength range that is remarkably effective for increasing the amount (that is, selective irradiation), energy efficiency is further improved. Although light with a main peak half-value width of less than 0.5 nm can also be used in the present invention, it is currently preferred to use light with a main peak half-value width of 0.5 nm or more from the viewpoint of cost effectiveness. In a preferred specific embodiment, the light with which Madagascar periwinkle is irradiated is light having a wavelength spectrum with a peak wavelength of 385±5 nm and a half width of 0.5 nm or more and 15 nm or less.

ニチニチソウに370nm以上400nm以下の波長域の光を照射するために用いる光源としては、発光スペクトルにおいてシングルピークを有する発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)が特に好ましい。光源としてLED又はLDを用いる場合、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量に寄与しない(専ら有害であり得る)より短い波長域の光のニチニチソウへの照射を回避しつつ、ニチニチソウ中のビンブラスチンの増量に有効な波長域の光の照射が容易に実現可能となる。また、LED又はLDの使用は、エネルギー集約性、低発熱性、低消費電力や長寿命に起因して、エネルギー効率及び経済性の観点からも好ましい。加えて、照射量の制御/管理が容易になる。
370nm以上400nm以下の波長域の光を発することができるLEDは、例えばInGaN系材料やAlInGaN系材料を用いたものであり得る。このようなLEDの具体例としては、型式:NVSU233BU385(中心波長385nm;日亜化学工業)が挙げられる。また、LDの具体例としては、型式:NDU4116(中心波長375nm;日亜化学工業)が挙げられる。
Light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) having a single peak in the emission spectrum are particularly preferable as the light source for irradiating the Madagascar periwinkle with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. When using an LED or LD as a light source, it is effective to increase the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle while avoiding irradiation of the Madagascar periwinkle with light in the shorter wavelength range that does not contribute to increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle (which can be exclusively harmful). It becomes possible to easily irradiate light in the wavelength range. The use of LEDs or LDs is also preferable from the viewpoint of energy efficiency and economy due to their energy intensity, low heat generation, low power consumption, and long life. In addition, it becomes easier to control/manage the dose.
An LED capable of emitting light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less can be one using, for example, InGaN-based material or AlInGaN-based material. A specific example of such an LED is type: NVSU233BU385 (center wavelength 385 nm; Nichia Corporation). Further, as a specific example of the LD, type: NDU4116 (center wavelength 375 nm; Nichia Corporation) can be mentioned.

主として赤色光を発出する光源は、当該波長域の光を照射できるものであれば特に制限されず、例えば、赤色蛍光灯、赤色灯、高圧ナトリウムランプ、赤色LEDなどの植物栽培に用いられる任意の赤色光源を用いることができる。
白色光光源は、植物栽培に用いられる任意の白色光源、例えば、白熱電灯、白色蛍光灯、白色灯、白色メタルハライドランプ、太陽光を用いることができる。
The light source that mainly emits red light is not particularly limited as long as it can irradiate light in the relevant wavelength range, for example, red fluorescent lamp, red lamp, high pressure sodium lamp, red LED etc. A red light source can be used.
Any white light source used for plant cultivation, such as an incandescent lamp, a white fluorescent lamp, a white lamp, a white metal halide lamp, and sunlight can be used as the white light source.

本明細書において、ニチニチソウ(Catharanthus roseus)は、キョウチクトウ科ニチニチソウ属ニチニチソウ種に属するものであれば特に限定されず、任意の品種(原種、変種、栽培/園芸品種)であり得る。
ニチニチソウは遺伝子操作されていてもよく、例えば、ビンブラスチン合成系に関与する酵素、ビンブラスチンの合成前駆体であるカタラチンの輸送に関与するタンパク質やUVA領域に感受性を有する光受容体の遺伝子が操作されていてもよい。
Catharanthus roseus as used herein is not particularly limited as long as it belongs to the Catharanthus roseus species of the family Apocynaceae, and may be any variety (original species, variety, cultivated/horticultural variety).
Madagascar periwinkle may be genetically engineered, for example, genes involved in the vinblastine synthesis system, proteins involved in the transport of catalatin, the synthetic precursor of vinblastine, or photoreceptors sensitive to the UVA region. may

ニチニチソウは、370nm以上400nm以下の波長域の光の照射に際して、植物体全体の形態であってもよいし、シュート又は葉部のような植物体の部分からなる形態であってもよく、また培養物(例えば、葉茎器官培養物、カルス培養物)の形態であってもよい。ニチニチソウは、収量の観点から、好ましくは、少なくとも葉を有する植物体である。
370nm以上400nm以下の波長域の光の照射時のニチニチソウが植物体全体の形態である場合、栽培状態にあってもよいし、非栽培状態(根を通じた栄養供給がない状態)であってもよい。ここで、栽培は土壌栽培であってもよいし、養液栽培(例えば、水耕栽培や固形培地耕)であり得る。養液栽培は無菌下で行うことができる点で好ましい。
Catharanthus roseus may be in the form of the whole plant body, or may be in the form of parts of the plant body such as shoots or leaves, when irradiated with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. It may be in the form of a product (eg, leaf-stem organ culture, callus culture). Madagascar periwinkle is preferably a plant having at least leaves from the viewpoint of yield.
When the Madagascar periwinkle is in the form of the whole plant when irradiated with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, it may be in a cultivated state or in a non-cultivated state (a state in which nutrients are not supplied through the roots). good. Here, the cultivation may be soil cultivation or hydroponic cultivation (for example, hydroponics or solid medium cultivation). Hydroponic cultivation is preferable in that it can be performed under sterile conditions.

370nm以上400nm以下の波長域の光の照射時のニチニチソウは、生存状態にある限り、収穫された植物体又はその部分であり得る。本明細書において、ニチニチソウについて「生存状態にある」とは、ビンブラスチン合成系が機能している状態をいう。
ニチニチソウの植物体の部分(特には、葉を含む部分)は裁断されていてもよい。裁断方法は任意の方法が可能であるが、裁断面はシャープであることが好ましく、裁断面積が大きくなるように裁断することがより好ましい。この実施形態によれば、ビンブラスチン増量に顕著に有効な波長の光の(ビンブラスチンを比較的多く含む葉組織への)効率的な照射及び/又は大量処理が可能となるため、ビンブラスチン増量を更に効率的に達成することができる。
本発明による370nm以上400nm以下の波長域の光の照射を、非栽培状態のニチニチソウの植物体又はその部分(好ましくは裁断された部分)に対して行う場合、老化の防止及び/又は光源からの受熱の低減の観点から、当該植物体又は部分は水中に配置されているか又は水を噴霧されていることが好ましい。水は、任意の水であり得るが、純水が好ましい。水には、添加物として、例えば、殺菌目的のアルコール、水揚げ向上のための界面活性剤、抗菌/静菌のための食酢やクエン酸などの酸、エネルギー源としての糖、ビタミン、無機塩など、植物老化ホルモン阻害剤などを加えてもよい。
Madagascar periwinkle when irradiated with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less may be harvested plants or parts thereof as long as they are in a viable state. As used herein, the phrase "in a viable state" with respect to Madagascar periwinkle refers to a state in which the vinblastine synthesis system is functioning.
The plant parts of Madagascar periwinkle (in particular, the parts containing leaves) may be cut. Any cutting method can be used, but it is preferable that the cutting surface is sharp, and it is more preferable to cut so that the cutting area is large. According to this embodiment, it is possible to efficiently irradiate and/or mass-process light of a wavelength that is remarkably effective for increasing the amount of vinblastine (to leaf tissue containing a relatively large amount of vinblastine), thereby increasing the amount of vinblastine more efficiently. can be achieved effectively.
When irradiation of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less according to the present invention is performed on a non-cultivated plant body of Madagascar periwinkle or a part thereof (preferably a cut part), it prevents aging and / or removes light from the light source. From the viewpoint of reducing heat reception, the plant body or part is preferably placed in water or sprayed with water. The water can be any water, but pure water is preferred. Additives to water include alcohol for sterilization purposes, surfactants to improve landing, acids such as vinegar and citric acid for antibacterial/bacteriostatic purposes, and sugars, vitamins, and inorganic salts as energy sources. , plant aging hormone inhibitors and the like may be added.

本発明による370nm以上400nm以下の波長域の光の照射時のニチニチソウは、いずれの生育段階のものであってもよいが、収量の観点からは成植物体又はその部分であることが好ましい。
ニチニチソウが栽培又は培養状態にある場合、本発明による370nm以上400nm以下の波長域の光の照射は、明期及び暗期のいずれに行なってもよいが、ビンブラスチン増量に寄与する合成前駆体の供給という観点から、明期に行うことが好ましい。
The Madagascar periwinkle at the time of irradiation with light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less according to the present invention may be at any stage of growth, but from the viewpoint of yield, it is preferably a mature plant or a part thereof.
When Madagascar periwinkle is cultivated or cultured, irradiation with light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less according to the present invention may be performed in either the light period or the dark period, but it is necessary to supply a synthetic precursor that contributes to increasing the amount of vinblastine. From this point of view, it is preferable to perform it in the light period.

ニチニチソウの栽培又は培養は、露地栽培であってもよいし、制御環境下での栽培又は培養であってもよい。制御される環境条件には、例えば、明暗周期、温度、湿度、自然光及び/又は人工光の照射量、二酸化炭素濃度が含まれる。これら条件は、用いるニチニチソウの栽培/成長に適するものであれば特に制限されない。
明暗周期は、栽培するニチニチソウ及び生育段階に応じて適切に選択することができる(例えば明期14~18時間の長日条件、又は例えば明期6~10時間の短日条件)。人工光の光源としては、従来使用されている白熱電灯、蛍光灯、白色灯、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、LEDなどを用いることができる。人工光は、栽培するニチニチソウ及び成長段階などに応じて適宜設定されるPPFDで照射される。PPFDは、例えば50μmol/m2/s以上500μmol/m2/s以下、より具体的には100μmol/m2/s以上400μmol/m2/s以下であり得る。
温度は例えば20~30℃であり得、湿度は例えば50~80%であり得る。
二酸化炭素濃度は例えば約1000~1500ppmであり得る。
肥料/液肥は、栽培するニチニチソウに応じて適切に選択することができる。一般には、肥料/液肥は、窒素、リン、カリウムを含む。
Cultivation or culture of Madagascar periwinkle may be open field cultivation or cultivation or culture under a controlled environment. Environmental conditions to be controlled include, for example, light-dark cycle, temperature, humidity, natural and/or artificial light exposure, and carbon dioxide concentration. These conditions are not particularly limited as long as they are suitable for cultivation/growth of Madagascar periwinkle to be used.
The light-dark cycle can be appropriately selected according to the Madagascar periwinkle to be cultivated and the stage of growth (for example, long-day conditions with a light period of 14-18 hours, or short-day conditions with a light period of 6-10 hours, for example). As a light source for artificial light, conventionally used incandescent lamps, fluorescent lamps, white lamps, high-pressure sodium lamps, metal halide lamps, LEDs, and the like can be used. The artificial light is applied by PPFD, which is appropriately set according to the Madagascar periwinkle to be cultivated, the stage of growth, and the like. PPFD can be, for example, 50 μmol/m 2 /s or more and 500 μmol/m 2 /s or less, more specifically 100 μmol/m 2 /s or more and 400 μmol/m 2 /s or less.
The temperature can be eg 20-30° C. and the humidity can be eg 50-80%.
Carbon dioxide concentration can be, for example, about 1000-1500 ppm.
Fertilizer/liquid fertilizer can be appropriately selected according to the Madagascar periwinkle to be cultivated. Fertilizers/liquids generally contain nitrogen, phosphorus and potassium.

本明細書において、「ビンブラスチンの増量」又は「ビンブラスチン(の)含有量の増加」又は「ビンブラスチン量の増加」とは、本発明による370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射を行っていないニチニチソウと比較して、ビンブラスチン量が増加していること、例えば非照射ニチニチソウ中のビンブラスチン量の2倍以上、好ましくは3倍以上、より好ましくは4倍以上、より好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上、より好ましくは30倍以上、より好ましくは40倍以上、より好ましくは50倍以上に増加していることをいう。
ビンブラスチンの定量は、公知の方法のいずれを用いて行ってもよく、例えばクロマトグラフィーにより行うことができる。クロマトグラフィーとしては液体クロマトグラフィー(例えばHPLC)が挙げられる。液体クロマトグラフィーは逆相クロマトグラフィーであり得る。
As used herein, "increased amount of vinblastine" or "increased content (of) vinblastine" or "increased amount of vinblastine" refers to 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more Specifically, the amount of vinblastine is increased, for example, twice or more the amount of vinblastine in non-irradiated Madagascar periwinkle, preferably at least 2 times the amount of vinblastine in non-irradiated Madagascar periwinkle. 3 times or more, more preferably 4 times or more, more preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, more preferably 20 times or more, more preferably 30 times or more, more preferably 40 times or more, more preferably 50 times This means that it has more than doubled.
Quantitation of vinblastine may be performed using any known method, for example by chromatography. Chromatography includes liquid chromatography (eg, HPLC). Liquid chromatography can be reverse phase chromatography.

別の観点から、本発明に従う370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射により、非照射のものと比較して、ビンブラスチン量が2倍以上、例えば3倍以上、より好ましくは4倍以上、より好ましくは5倍以上、好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上、より好ましくは30倍以上、より好ましくは40倍以上、より好ましくは50倍以上であるニチニチソウを生産することができる。よって、この観点から、本発明は、ニチニチソウに、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を照射する一方で、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とする、ビンブラスチンの含有量が増加したニチニチソウを生産する方法を提供する。
本発明のニチニチソウ生産方法によれば、ニチニチソウからのビンブラスチンの抽出効率が飛躍的に高まる。結果として、ビンブラスチンを安価に提供することもできる。
本発明のニチニチソウ生産方法に関しては、本発明のニチニチソウの処理方法(すなわち、ビンブラスチン増量方法)について上述した事項の全てが全て当てはまる。
From another point of view, irradiation with light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less) according to the present invention, compared with the non-irradiated one. , the amount of vinblastine is 2 times or more, for example 3 times or more, more preferably 4 times or more, more preferably 5 times or more, preferably 10 times or more, more preferably 20 times or more, more preferably 30 times or more, more preferably Catharanthus roseus that is 40 times or more, more preferably 50 times or more can be produced. Therefore, from this point of view, the present invention irradiates Catharanthus roseus with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less). The amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm that is irradiated to the Madagascar periwinkle during irradiation is reduced to the above 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less). Provided is a method for producing Madagascar periwinkle with increased vinblastine content, characterized in that the irradiation dose of light in the wavelength range is less than 20%.
According to the method for producing Madagascar periwinkle of the present invention, the extraction efficiency of vinblastine from Madagascar periwinkle is dramatically increased. As a result, vinblastine can also be provided at low cost.
With respect to the method for producing Madagascar periwinkle of the present invention, all of the matters described above for the method of treating Madagascar periwinkle of the present invention (that is, the method for increasing the amount of vinblastine) are all applicable.

本発明の上記方法により生産されたニチニチソウは、ビンブラスチン又はその塩を生産するための原料として好適である。
したがって、本発明は、ビンブラスチン又はその塩の製造方法であって、
ニチニチソウに、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を照射する工程であって、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量が前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満である、工程
該ニチニチソウからビンブラスチン又はその塩を取得する工程
を含んでなることを特徴とする方法も提供する。
Madagascar periwinkle produced by the above method of the present invention is suitable as a raw material for producing vinblastine or a salt thereof.
Accordingly, the present invention provides a method for producing vinblastine or a salt thereof, comprising:
A step of irradiating the Madagascar periwinkle with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less), wherein the Madagascar periwinkle is irradiated during the irradiation. The irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is less than the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less). A process comprising obtaining vinblastine or a salt thereof from said Madagascar periwinkle which is less than 20%.

ニチニチソウに、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を照射する一方で、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満とすることにより、上述のとおり、ビンブラスチンの含有量が増加したニチニチソウを効率的に生産/取得することができる。
本発明のニチニチソウ生産工程に関しては、本発明のビンブラスチン増量方法について上述した事項の全てが全て当てはまる。
Madagascar periwinkle is irradiated with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less), while the Madagascar periwinkle is irradiated during the irradiation. The irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is 20% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less). By making it less than, as described above, Madagascar periwinkle with an increased vinblastine content can be efficiently produced/obtained.
With respect to the Madagascar periwinkle production process of the present invention, all of the above statements regarding the method of increasing the amount of vinblastine of the present invention apply.

ビンブラスチンの塩は、例えば、塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酒石酸塩又はクエン酸塩であり得、好ましくは硫酸塩である。
ニチニチソウからのビンブラスチン又はその塩の取得工程は、例えば、抽出により行うことができる。抽出は、公知の方法のいずれかにより行なうことができ、例えば溶媒抽出又は超臨界抽出による。
溶媒抽出に用いる溶媒は、公知の有機溶媒から適宜選択することができる。有機溶媒は、例えば、メタノール、エタノール、n-若しくはイソ-プロパノール、ブタノール、アセトニトリル、アセトン、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン、ヘキサン、トルエン、ベンゼンなどが挙げられる。有機溶媒には酸が加えられていてもよい。酸は、例えば、塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、リン酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸又は過塩素酸であり得る。酸は、有機溶媒に、例えば0.1~10%、好ましくは1~3%の重量比で含まれ得る。
抽出は加温(例えば80~90℃)及び/又は加圧下で行なってもよい。抽出は還流抽出であってもよい。抽出時間は特に制限されず、抽出効率の観点から適切に決定できる。
The salt of vinblastine may be, for example, hydrochloride, sulfate, acetate, tartrate or citrate, preferably sulfate.
The step of obtaining vinblastine or a salt thereof from Madagascar periwinkle can be performed, for example, by extraction. Extraction can be performed by any known method, for example by solvent extraction or supercritical extraction.
The solvent used for solvent extraction can be appropriately selected from known organic solvents. Organic solvents are, for example, methanol, ethanol, n- or iso-propanol, butanol, acetonitrile, acetone, dioxane, ethyl acetate, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, ethylene glycol, tetrahydrofuran, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, chloroform, Examples include trichlorethylene, hexane, toluene, and benzene. An acid may be added to the organic solvent. Acids can be, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid, phosphoric acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid or perchloric acid. The acid may be contained in the organic solvent in a weight ratio of eg 0.1-10%, preferably 1-3%.
Extraction may be performed at elevated temperature (eg, 80-90° C.) and/or under pressure. The extraction may be reflux extraction. The extraction time is not particularly limited and can be determined appropriately from the viewpoint of extraction efficiency.

抽出には、ニチニチソウの植物体全体を用い得るが、少なくとも葉を含む植物体の部分であってもよい。ビンブラスチンは葉に多く含まれるため、効率性の観点から、抽出には葉を用いることが好ましい。植物体(全体又は部分)は、そのまま抽出に用いてもよいが、粉砕して用いてもよい。抽出又は粉砕の前に、植物を乾燥及び/又は凍結させてもよい。乾燥は、任意の方法によるが、例えば、熱風乾燥、常温乾燥、減圧乾燥又は凍結乾燥であり得る。
抽出液は、例えば、夾雑物を除去するため、適切なフィルターにより濾過してもよく、遠心分離に供されてもよい。
ビンブラスチンの具体的抽出法は、例えば、米国特許第4,749,787号明細書に記載されている。
For extraction, the whole plant of Madagascar periwinkle can be used, but a part of the plant including at least the leaves may also be used. Since vinblastine is abundantly contained in leaves, it is preferable to use leaves for extraction from the viewpoint of efficiency. The plant body (whole or part) may be used for extraction as it is, or may be used after pulverization. The plant may be dried and/or frozen prior to extraction or grinding. Drying may be performed by any method, such as hot air drying, normal temperature drying, reduced pressure drying, or freeze drying.
The extract may be filtered through an appropriate filter or subjected to centrifugation, for example, to remove contaminants.
A specific extraction method for vinblastine is described, for example, in US Pat. No. 4,749,787.

得られた抽出物から、ビンブラスチンを精製してもよい。
精製は、例えばクロマトグラフィーにより行なうことができる。クロマトグラフィーは例えばカラムクロマトグラフィー(特にHPLC)であり得、逆相モードで行うことが好ましい。
カラムクロマトグラフィーに用いるカラムは、分離モードに応じて公知のものから適宜選択できる。逆相クロマトグラフィーには、一般にはオクタデシル化シリカゲル(ODS)カラム(C18カラムとも呼ばれる)を用い得るがこれに限定されない。
Vinblastine may be purified from the resulting extract.
Purification can be performed, for example, by chromatography. Chromatography can be, for example, column chromatography (especially HPLC), preferably in reversed-phase mode.
The column used for column chromatography can be appropriately selected from known columns according to the separation mode. For reversed-phase chromatography, octadecylated silica gel (ODS) columns (also called C18 columns) can generally be used, but are not limited thereto.

クロマトグラフィー(例えば、グラジエント法)では、溶離液として、水、極性有機溶媒、又はこれらの混合溶媒(水と1以上の極性有機溶媒との混合溶媒、2以上の極性有機溶媒の混合溶媒)を用いることができる。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n-若しくはイソ-プロパノール、アセトニトリル、アセトン、ジオキサン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、エチレングリコール、テトラヒドロフランが挙げられる。溶離液には、トリフルオロ酢酸、ギ酸、酢酸、リン酸、トリクロロ酢酸などの酸を、例えば0.01~10M加えてもよい。
流速は特に限定されないが、例えば0.1~2ml/分であり得る。
ビンブラスチンの検出は、例えば250~300nmでの吸光度の測定により行うことができる。
ニチニチソウからビンブラスチンを単離する具体的方法は、例えば、米国特許第4,749,787号明細書に記載されている。
In chromatography (e.g., gradient method), water, a polar organic solvent, or a mixed solvent thereof (a mixed solvent of water and one or more polar organic solvents, a mixed solvent of two or more polar organic solvents) is used as an eluent. can be used. Polar organic solvents include, for example, methanol, ethanol, n- or iso-propanol, acetonitrile, acetone, dioxane, ethyl acetate, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, ethylene glycol, tetrahydrofuran. Acids such as trifluoroacetic acid, formic acid, acetic acid, phosphoric acid and trichloroacetic acid may be added to the eluent, for example 0.01-10M.
Although the flow rate is not particularly limited, it can be, for example, 0.1-2 ml/min.
Vinblastine can be detected, for example, by measuring absorbance at 250-300 nm.
A specific method for isolating vinblastine from Madagascar periwinkle is described, for example, in US Pat. No. 4,749,787.

本発明の上記方法により生産されたビンブラスチン又はその塩は、医薬品その他の工業製品の原料として用いることができる。よって、本発明によれば、生産されたビンブラスチンを医薬品その他の工業製品の原料として安価に提供することができる。
本発明の上記方法により生産されたビンブラスチン又はその塩はまた、ビンクリスチンやビンデシンなどのビンブラスチン誘導体又はその塩を(半)合成するための原材料としても好適である。
Vinblastine or a salt thereof produced by the above method of the present invention can be used as a raw material for pharmaceuticals and other industrial products. Therefore, according to the present invention, the produced vinblastine can be inexpensively provided as a raw material for pharmaceuticals and other industrial products.
Vinblastine or a salt thereof produced by the above method of the present invention is also suitable as a raw material for (semi)synthesizing vinblastine derivatives such as vincristine and vindesine, or salts thereof.

したがって、本発明は、下記式(1):

Figure 0007133812000001
(1)
で表されるビンブラスチン誘導体又はその塩の製造方法であって、
ニチニチソウに、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を照射する工程であって、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量が前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照射量の20%未満である工程、
該ニチニチソウからビンブラスチン又はその塩を取得する工程、及び
該ビンブラスチン又はその塩を化学的に修飾して前記ビンブラスチン誘導体又はその塩を合成する工程
を含むことを特徴とする方法も提供する。 Accordingly, the present invention provides the following formula (1):
Figure 0007133812000001
(1)
A method for producing a vinblastine derivative or a salt thereof represented by
A step of irradiating the Madagascar periwinkle with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less), wherein the Madagascar periwinkle is irradiated during the irradiation. The irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is less than the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less). a process that is less than 20%,
A method is also provided, comprising the steps of: obtaining vinblastine or a salt thereof from Madagascar periwinkle; and chemically modifying the vinblastine or salt thereof to synthesize the vinblastine derivative or salt thereof.

式(1)において、
n個のRは各々独立して、ハロゲン(好ましくはフッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選択されるハロゲン)、C1~C4(好ましくはC1~C3、より好ましくはC1~C2)のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルオキシカルボニル若しくはアルキルチオ、アリール(好ましくは置換を有していてもいなくてもよいフェニル)、シアノ、ニトロ、又はホルミルであり、
nは0~4の整数であり、好ましくは0~3の整数であり、より好ましくは0~2の整数であり、より好ましくは0又は1の整数であり;
1及びR3は各々独立して、C1~C4(好ましくはC1~C3、より好ましくはC1~C2)のアルキルオキシカルボニル、アミノカルボニル、メチルアミノカルボニル又はヒドラジノカルボニルであり、好ましくはCH3OCO-又はNH2CO-であり;
2は水素、メチル又はホルミルであり、好ましくはメチル又はホルミルであり、
4は水素又はC1~C4(好ましくはC1~C3、より好ましくはC1~C2)アルキルカルボニルであり、好ましくは水素又はCH3CO-である。
In formula (1),
n Rs are each independently halogen (preferably halogen selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine), C1-C4 (preferably C1-C3, more preferably C1-C2) alkyl, alkenyl, alkynyl, alkyloxycarbonyl or alkylthio, aryl (preferably substituted or unsubstituted phenyl), cyano, nitro, or formyl;
n is an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 0 to 2, more preferably an integer of 0 or 1;
R 1 and R 3 are each independently C1-C4 (preferably C1-C3, more preferably C1-C2) alkyloxycarbonyl, aminocarbonyl, methylaminocarbonyl or hydrazinocarbonyl, preferably CH 3 OCO- or NH2CO- ;
R 2 is hydrogen, methyl or formyl, preferably methyl or formyl,
R 4 is hydrogen or C1-C4 (preferably C1-C3, more preferably C1-C2) alkylcarbonyl, preferably hydrogen or CH 3 CO-.

式(1)で表されるビンブラスチン誘導体の具体例は、ビンクリスチン若しくはビンデシン又はそれらの塩であり得る。
前記ビンブラスチン誘導体の塩は、薬学的に受容可能な塩であれば特に制限されず、例えば塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酒石酸塩又はクエン酸であり得、好ましくは硫酸塩である。
A specific example of the vinblastine derivative represented by formula (1) may be vincristine or vindesine, or a salt thereof.
The salt of the vinblastine derivative is not particularly limited as long as it is a pharmaceutically acceptable salt, and may be, for example, hydrochloride, sulfate, acetate, tartrate or citric acid, preferably sulfate.

本発明のビンブラスチン誘導体又はその塩の製造方法におけるニチニチソウからビンブラスチン又はその塩を取得する工程に関しては、本発明のビンブラスチン又はその塩の製造方法について上述した事項の全てが全て当てはまる。
化学的修飾は、例えば、脱アセチル化、酸化、エステル基若しくはカルボキシル基のアミド基への置換、及び/又はエステル交換などであり得る。化学的修飾の具体的方法は、例えば、Molecules 17, 5893-5914, 2012や米国特許第4,203,898号に記載されている。
本発明のビンブラスチン誘導体又はその塩の製造方法におけるニチニチソウ生産工程に関しては、本発明のビンブラスチン増量方法について上述した事項の全てが全て当てはまる。
Regarding the step of obtaining vinblastine or a salt thereof from Madagascar periwinkle in the method for producing a vinblastine derivative or a salt thereof of the present invention, all of the matters described above for the method of producing vinblastine or a salt thereof of the present invention apply.
Chemical modification can be, for example, deacetylation, oxidation, substitution of an ester or carboxyl group with an amide group, and/or transesterification. Specific methods of chemical modification are described, for example, in Molecules 17, 5893-5914, 2012 and US Pat. No. 4,203,898.
All of the matters described above regarding the method for increasing the amount of vinblastine of the present invention apply to the Catharanthus roseus production step in the method for producing a vinblastine derivative or salt thereof of the present invention.

本発明はまた、
主として370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を発出することができ、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の放射量の20%未満である光源と、
ニチニチソウに対する370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記光源を制御する制御部と
を備え、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるために用いることを特徴とする照明装置に関する。
本発明の照明装置は、上述した、本発明に係るニチニチソウの処理方法(又は本発明に係るニチニチソウ中のビンブラスチンの増量方法)、ビンブラスチンの含有量が増加したニチニチソウの生産方法、ビンブラスチン又はその塩の製造方法、及びビンブラスチン誘導体又はその塩の製造方法(以下、まとめて「本発明の方法」と呼ぶ)における使用に好適である。
The present invention also provides
It can mainly emit light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less), and the amount of light emitted in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm. is less than 20% of the radiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less);
The illuminance of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less) for Catharanthus roseus is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or and a controller for controlling the light source so that the irradiation amount of the light is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less, and is used to increase the amount of vinblastine in Catharanthus roseus.
The lighting device of the present invention includes the method for treating Madagascar periwinkle according to the present invention (or the method for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle according to the present invention), the method for producing Madagascar periwinkle with increased vinblastine content, and the production of vinblastine or a salt thereof. It is suitable for use in a method of production and a method of producing a vinblastine derivative or a salt thereof (hereinafter collectively referred to as "the method of the present invention").

主として370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光を発出する光源については、本発明の方法に関して上述した事項の全てが当てはまる。
この光源は、200nm以上370nm未満(好ましくは100nm以上370nm未満、より好ましくは10nm以上370nm未満、さらに好ましくは1nm以上370nm未満)の波長域の光の放射量が、370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の放射量の20%未満であり、好ましくは10%未満、より好ましくは5%未満、より好ましくは2%未満、より好ましくは1%未満である光源である。
幾つかの実施形態において、この光源は、エネルギー効率性の観点から、好ましくは、400nmを超え430nm以下の波長域の光の放射量が、前記370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には、375nm以上395nm以下の波長域)の波長域の光の40%未満、より好ましくは30%未満、好ましくは20%未満、より好ましくは10%未満である光源である。より具体的に実施形態において、この光源は、シングルピークを370nm以上400nm以下の波長域に有する光源である。
主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源の好適な具体例としては、LED若しくはLD又は(必要なフィルター(上記参照)を備えた)メタルハライドランプ若しくは高圧水銀ランプ等が挙げられるが、LED又はLDがより好ましく、ピーク波長を375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下の波長域に有するLED又はLDがより好ましく、ピーク波長385±5nm及び半値幅0.5nm以上15nm以下の波長スペクトルを有するLED又はLDがより好ましい。
本発明の照明装置は、主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源を1つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。後者の場合(複数有する場合)、光源は、LDやLEDのアレイ又はLEDクラスタとして提供され得る。
For a light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically 375 nm or more and 395 nm or less), all of the matters described above with respect to the method of the present invention apply. .
This light source emits light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm (preferably 100 nm or more and less than 370 nm, more preferably 10 nm or more and less than 370 nm, still more preferably 1 nm or more and less than 370 nm). is less than 20%, preferably less than 10%, more preferably less than 5%, more preferably 2% less than, more preferably less than 1%.
In some embodiments, from the viewpoint of energy efficiency, the light source preferably emits light in a wavelength range of more than 400 nm and less than or equal to 430 nm. Below, more specifically, less than 40%, more preferably less than 30%, preferably less than 20%, more preferably less than 10% of the light in the wavelength range of 375 nm or more and 395 nm or less. . In a more specific embodiment, this light source is a light source having a single peak in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less.
Suitable specific examples of light sources that mainly emit light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less include LEDs, LDs, metal halide lamps (with necessary filters (see above)), high-pressure mercury lamps, etc. LED or LD is more preferable, and LED or LD having a peak wavelength of 375 nm or more and 396 nm or less, more specifically, a wavelength range of 375 nm or more and 395 nm or less is more preferable. LEDs or LDs with a wavelength spectrum are more preferred.
The illumination device of the present invention may have only one light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, or may have a plurality of light sources. In the latter case (with more than one), the light sources may be provided as LDs, arrays of LEDs or clusters of LEDs.

制御部は、ニチニチソウに対する370nm以上400nm以下(より具体的には375nm以上396nm以下、より具体的には375nm以上395nm以下)の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下(より好ましくは0.5W/m2以上100W/m2以下、より好ましくは0.5W/m2以上50W/m2以下)となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下(より好ましくは1200kJ/m2以上60000kJ/m2以下、より好ましくは2000kJ/m2以上30000kJ/m2以下)となるように前記光源を制御する。より具体的には、制御部は光源の調光を制御し、加えて光源の点灯及び消灯のタイミングを制御してもよい。制御部は、例えば、パルス幅変調回路又はパルス幅変調回路及びタイマーであり得、例えばマイコン、リレー及び/又はスイッチング素子などで構成され得る。例えば、タイマーは、光源の点灯時間を8~16時間又は1時間以上、例えば1時間以上480時間以下、より具体的には24時間以上168時間以下に設定し得る。 The control unit controls the illuminance of light in the wavelength range of 370 nm to 400 nm (more specifically, 375 nm to 396 nm, more specifically 375 nm to 395 nm) for Madagascar periwinkle so that the illuminance is 0.5 W/m 2 to 500 W/m 2 . (more preferably 0.5 W/m 2 or more and 100 W/m 2 or less, more preferably 0.5 W/m 2 or more and 50 W/m 2 or less), or the light irradiation amount is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 The light source is controlled so as to achieve the following (more preferably 1200 kJ/m 2 or more and 60000 kJ/m 2 or less, more preferably 2000 kJ/m 2 or more and 30000 kJ/m 2 or less). More specifically, the controller may control the dimming of the light source, and additionally control the timing of turning on and off the light source. The control unit can be, for example, a pulse width modulation circuit or a pulse width modulation circuit and a timer, and can be configured with, for example, a microcomputer, relays and/or switching elements. For example, the timer can set the lighting time of the light source to 8 to 16 hours or 1 hour or more, for example 1 hour or more and 480 hours or less, more specifically 24 hours or more and 168 hours or less.

また、本発明の照明装置は、主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源(第1の光源)に加えて、少なくとも赤色光(より具体的には、波長が例えば600nm以上700nm以下の波長域の光)を含んでなる光を発出する光源(第2の光源)を更に備えていてもよい。第2の光源は、例えば、白熱電灯、白色又は赤色蛍光灯、白色又は赤色灯、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、赤色LED、太陽光などであり得る。この場合、本発明の照明装置は更に、第2の光源の調光並びに/又は点灯及び消灯のタイミングを制御する第2の制御部を備えていてもよいし、第1の制御部が第2の光源を制御してもよい。
第2の光源からの光は、PPFDが、例えば、50μmol/m2/s以上500μmol/m2/s以下、より具体的には100μmol/m2/s以上400μmol/m2/s以下であり得る。本発明の照明装置は、第2の光源を1つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。
或る実施形態において、本発明の照明装置は、複数の第1の光源としてのLED又はLDと、複数の第2の光源としてのLED又はLDとから構成されるLED若しくはLDアレイ又はLEDクラスタを備え得る。
In addition to the light source (first light source) that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, the lighting device of the present invention includes at least red light (more specifically, a wavelength of 600 nm or more and 700 nm or less) A light source (second light source) that emits light containing light in the wavelength range of . The second light source can be, for example, an incandescent lamp, a white or red fluorescent lamp, a white or red lamp, a high pressure sodium lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a red LED, sunlight, or the like. In this case, the lighting device of the present invention may further include a second control unit that controls the timing of dimming and/or lighting and extinguishing of the second light source. light source may be controlled.
The light from the second light source has a PPFD of, for example, 50 μmol/m 2 /s or more and 500 μmol/m 2 /s or less, more specifically 100 μmol/m 2 /s or more and 400 μmol/m 2 /s or less. obtain. The lighting device of the present invention may have only one second light source, or may have a plurality of second light sources.
In one embodiment, the lighting device of the present invention comprises an LED or LD array or an LED cluster composed of a plurality of LEDs or LDs as first light sources and a plurality of LEDs or LDs as second light sources. be prepared.

本発明の照明装置は、上記本発明の方法において、ニチニチソウに、370nm以上400nm以下の波長域の光を照射する一方で、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることに好適に用いられる。
本発明の照明装置は、ニチニチソウの植物体(特に葉)に対して370nm以上400nm以下の波長域の光を照射可能な態様であれば任意の態様で(例えば、ニチニチソウの上方、下方、側方、斜上方及び/又は斜下方に)設置し得る。
本発明の照明装置は、栽培状態のニチニチソウに対しても、非栽培状態又は収穫後のニチニチソウに対しても使用し得、したがって、例えば、植物栽培施設や植物工場などで使用されてもよいし、収穫後のニチニチソウの保管施設や、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるための専用施設内などで使用されてもよい。
In the above method of the present invention, the illumination device of the present invention irradiates the catharanthus with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and irradiates the Catharanthus roseus with light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm during the irradiation. to less than 20% of the light irradiation amount in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less.
The lighting device of the present invention can be used in any manner as long as it can irradiate a plant body (especially leaves) of Catharanthus roseus with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (e.g., above, below, or to the side of Catharanthus roseus). , obliquely upward and/or obliquely downward).
The lighting device of the present invention can be used for Madagascar periwinkle in a cultivated state as well as for Madagascar periwinkle in a non-cultivated state or after harvesting, and thus may be used, for example, in plant cultivation facilities, plant factories, and the like. , in post-harvest storage facilities for Madagascar periwinkle and in dedicated facilities for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.

本発明はまた、
ニチニチソウの植物体の全体及び/又はその部分を収容する容器と、
前記容器中のニチニチソウに370nm以上400nm以下の波長域の光を照射するための第1の光源であって、370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する一方、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%未満である第1の光源と、
前記容器中のニチニチソウに対する370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記第1の光源を制御する第1の制御部と、
前記容器中のニチニチソウに赤色光を含んでなる光を照射するための第2の光源と、
前記容器中のニチニチソウに対する光合成有効放射束密度(PPFD)が50μmol/m2/s以上500μmol/m2/s以下となるように前記第2の光源を制御する第2の制御部と
を備えることを特徴とする、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるための装置を提供する。
The present invention also provides
a container for containing the whole plant and/or parts thereof of Madagascar periwinkle;
A first light source for irradiating the periwinkle in the container with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, which emits light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and emits light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm. a first light source emitting less than 20% of the light emission in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less;
The illuminance of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less to the Catharanthus roseus in the container is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or the light irradiation amount is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less. a first control unit that controls the first light source so that
a second light source for irradiating the periwinkle in the container with light comprising red light;
and a second control unit that controls the second light source so that the photosynthetically active radiant flux density (PPFD) for Catharanthus roseus in the container is 50 μmol/m 2 /s or more and 500 μmol/m 2 /s or less. A device for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle is provided.

前記容器は、ニチニチソウの植物体の全体及び/又はその部分(好ましくは葉を含む部分)(以下、単に「ニチニチソウ」と呼ぶ)を収容できる内部空間を有するものであれば特に限定されず、例えば、少なくとも1つの開口部を有するタンク形状、ドラム形状であり得、開口部は例えば蓋などにより閉鎖可能であってもなくてもよい。開口部は容器の任意の位置(例えば、容器の上部又は側部に)に設けられていてもよい。
容器は直立状態に設置されていてもよいし、傾斜状態で設置されていてもよい。或いは、容器は、直立状態及び傾斜状態(垂直に対して0°~90°)のいずれもとり得るように支持機構に支持されていてもよい。
容器は、その内部に水を貯留可能な構造であってもよく、及び/又は、容器中のニチニチソウに水を供給する水供給部を備えていてもよい。水供給部は、任意のタイプのものあり得、例えば、水を注ぎ込むタイプや噴霧するタイプのものであり得る。水供給部はまた、その途中に濾過機構を有する水循環機構であってもよい。水循環機構にはポンプが含まれ得る。
容器は、その内部に収容したニチニチソウを撹拌するように、該容器自体が回転してもよいし(回転軸:垂直に対して0°(垂直軸)~90°(水平軸))、撹拌機構が取り付けられていてもよい。撹拌機構は、例えば、回転翼又はバブリング機構(バブリングガス:例えば、ドライエアやCO2ガス)であり得る。
The container is not particularly limited as long as it has an internal space capable of accommodating the whole and/or part of the Catharanthus roseus plant (preferably the part including the leaves) (hereinafter simply referred to as "Catharanthus roseus"), for example , tank-shaped, drum-shaped with at least one opening, which may or may not be closable, eg by a lid or the like. The opening may be provided anywhere on the container (eg, at the top or side of the container).
The container may be placed in an upright position or may be placed in an inclined position. Alternatively, the container may be supported by a support mechanism so that it can be both upright and tilted (0° to 90° with respect to the vertical).
The container may have a structure capable of storing water therein and/or may include a water supply section for supplying water to Madagascar periwinkle in the container. The water supply can be of any type, for example of the pouring or spraying type. The water supply may also be a water circulation system having a filtration system along the way. A water circulation mechanism may include a pump.
The container itself may be rotated (rotating axis: 0° (vertical axis) to 90° (horizontal axis) relative to the vertical) so as to stir the Madagascar periwinkle contained therein, or the stirring mechanism may be attached. The stirring mechanism can be, for example, a rotating blade or a bubbling mechanism (bubbling gas: dry air or CO 2 gas, for example).

第1の光源については、本発明の方法に関連して「主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する光源」について上述した事項の全てが当てはまる。第1の光源は、好ましくはLED又はLDであり、より好ましくはピーク波長385±10nm及び半値幅5nm以上20nm以下の波長スペクトルを有する光を発出するLED又はLDである。
第2の光源については、本発明の方法に関連して「少なくとも赤色光を含んでなる光」について上述した事項の全てが当てはまる。第2の光源は、例えば、白熱電灯、白色又は赤色蛍光灯、白色又は赤色灯、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、赤色LED、太陽光である。
第1及び第2の光源は、容器中のニチニチソウに対して所定の光を照射可能な態様であれば任意の態様で設置し得る。例えば、第1及び第2の光源は、所定の光が容器の開口部からニチニチソウに照射されるように設けられ得る。
第1及び第2の制御部については、本発明の照明装置に関して上述した事項の全てが当てはまる。
Regarding the first light source, all of the matters described above in connection with the method of the present invention for the "light source that mainly emits light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less" apply. The first light source is preferably an LED or LD, more preferably an LED or LD that emits light having a wavelength spectrum with a peak wavelength of 385±10 nm and a half width of 5 nm or more and 20 nm or less.
For the second light source, all that has been said above for "light comprising at least red light" in relation to the method of the invention applies. The second light source is, for example, an incandescent lamp, a white or red fluorescent lamp, a white or red lamp, a high pressure sodium lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a red LED, sunlight.
The first and second light sources can be installed in any manner as long as the manner is such that predetermined light can be applied to the Catharanthus roseus in the container. For example, the first and second light sources may be provided such that predetermined light is emitted from the opening of the container to the Madagascar periwinkle.
For the first and second controls, all that has been said above with respect to the lighting device according to the invention applies.

本発明のビンブラスチン増量装置は、例えば、温度調節器、pH調整器、O2及び/又はCO2供給器を備えていてもよく、容器内部の環境をモニターするセンサを更に備えていてもよい。センサは、例えば、水温センサ、pHセンサ、導電センサ、吸光度センサ、ガスセンサ(例えばO2及び/又はCO2センサ)であり得る。本発明のビンブラスチン増量装置は、これらセンサからの情報に基いて、容器内部の環境を所定の条件に自動的に維持するように構成されていてもよい。 The vinblastine bulking device of the present invention may include, for example, a temperature controller, a pH controller, an O2 and/or CO2 supply, and may further include sensors to monitor the environment inside the container. The sensors can be, for example, water temperature sensors, pH sensors, conductivity sensors, absorbance sensors, gas sensors (eg O2 and/or CO2 sensors). The vinblastine bulking device of the present invention may be configured to automatically maintain the environment inside the container at predetermined conditions based on information from these sensors.

<実験1>
ニチニチソウ(園芸種「タイタン」ピュアホワイト)を下記条件で水耕栽培した。
<水耕栽培条件>
白色蛍光灯:100μmol/m2/s
明/暗周期:16時間/8時間
室温:23℃
水耕液:OATハウスA処方(pH:6.0;EC:1.0ds/m)
<Experiment 1>
Catharanthus roseus (cultivated variety “Titan” Pure White) was hydroponically cultivated under the following conditions.
<Hydroponic cultivation conditions>
White fluorescent lamp: 100 μmol/m 2 /s
Light/dark cycle: 16 hours/8 hours Room temperature: 23°C
Hydroponic solution: OAT house A prescription (pH: 6.0; EC: 1.0ds/m)

播種から40~60日後、ニチニチソウから葉を採取した。採取した葉を35mm角に裁断してリーフディスクを作成した。
超純水(pH:6.3;EC:0.005ds/m)に浸した状態で、リーフディスクに下記の光を5日間照射した(明/暗周期:16時間/8時間;室温:23℃)。白色蛍光灯とLED光は同時に照射した。
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)のみ
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:280nm;5W/m2)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:310nm;5W/m2)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:365nm;5W/m2)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:385nm;5W/m2)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:405nm;5W/m2)
Leaves were harvested from Madagascar periwinkle 40-60 days after sowing. Leaf discs were prepared by cutting the collected leaves into 35 mm squares.
While immersed in ultrapure water (pH: 6.3; EC: 0.005 ds/m), the leaf disc was irradiated with the following light for 5 days (light/dark cycle: 16 hours/8 hours; room temperature: 23°C). The white fluorescent lamp and the LED light were irradiated at the same time.
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) only White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 280 nm; 5 W/m 2 )
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 310 nm; 5 W/m 2 )
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 365 nm; 5 W/m 2 )
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 385 nm; 5 W/m 2 )
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 405 nm; 5 W/m 2 )

各波長のLED光の照射に用いたLEDの型式は次のとおりである。
<LED型式>
・280nm:NCSU234BU280 半値幅10nm Deep UV-LED
・310nm:NCSU234BU310 半値幅10nm Deep UV-LED
・365nm:NCSU276AU365 半値幅9nm UV-LED
・385nm:NVSU119CU385 半値幅11nm UV-LED
・405nm:NVSU119CU405 半値幅12nm UV-LED
各LEDの発光スペクトルを図1に示す。
The types of LEDs used for irradiation with LED light of each wavelength are as follows.
<LED type>
・280nm: NCSU234BU280 FWHM 10nm Deep UV-LED
・310nm: NCSU234BU310 FWHM 10nm Deep UV-LED
・365nm: NCSU276AU365 FWHM 9nm UV-LED
・385nm: NVSU119CU385 FWHM 11nm UV-LED
・405nm: NVSU119CU405 FWHM 12nm UV-LED
Figure 1 shows the emission spectrum of each LED.

光照射後、各リーフディスクを凍結粉砕し、メタノールで溶媒抽出した。得られた抽出液を下記の分析条件でLC-MS/MS分析に供して抽出液中のビンブラスチンを定量した。比較のために、光を照射しなかったリーフディスクについても同様に分析した。
<LC-MS/MS分析条件>
・LC system ACQUITY UPLC system(Waters)
・カラム ODSカラム(ACQUITY UPLC BEH C18(2.1×150mm, 1.7μm), Waters)
・カラム温度 40℃
・流速 0.3ml/分
・注入量 5μl
・移動相 溶媒A:0.1%ギ酸水溶液;溶媒B:アセトニトリル
時間(分) 0 7 9 14 14.5 19.8
溶媒B(%) 20% 30% 95% 95% 20% 20%
・検出器 SYNAPT HDMS(Waters, Q-TOF-MS)
After irradiation, each leaf disc was freeze-ground and solvent-extracted with methanol. The obtained extract was subjected to LC-MS/MS analysis under the following analysis conditions to quantify vinblastine in the extract. For comparison, a leaf disc not irradiated with light was also analyzed in the same manner.
<LC-MS/MS analysis conditions>
・LC system ACQUITY UPLC system (Waters)
・Column ODS column (ACQUITY UPLC BEH C18 (2.1×150mm, 1.7μm), Waters)
Column temperature 40℃
・Flow rate 0.3ml/min ・Injection volume 5μl
・Mobile phase Solvent A: 0.1% aqueous formic acid; Solvent B: Acetonitrile Time (min) 0 7 9 14 14.5 19.8
Solvent B (%) 20% 30% 95% 95% 20% 20%
・Detector SYNAPT HDMS (Waters, Q-TOF-MS)

結果:
LC-MS/MS分析により得られたビンブラスチン量を図2に示す。
波長が385nm付近の光を照射したニチニチソウにおいては、ビンブラスチン量は、光を照射しなかったニチニチソウ(図中の「0day」)と比較して約66倍増加した。
白色蛍光灯の光又は波長が280、310、365若しくは405nm付近の光を照射したニチニチソウにおいては、ビンブラスチン量は、光を照射しなかったニチニチソウと比較して同等又はそれ以下であった。
result:
Figure 2 shows the amount of vinblastine obtained by LC-MS/MS analysis.
The amount of vinblastine in Catharanthus roseus that was irradiated with light having a wavelength of around 385 nm increased approximately 66-fold compared to that of Catharanthus roseus that was not irradiated with light ("0 day" in the figure).
In Madagascar periwinkle irradiated with white fluorescent light or light with a wavelength of around 280, 310, 365 or 405 nm, the amount of vinblastine was equal to or less than that in periwinkle that was not irradiated with light.

この結果から、ニチニチソウにおけるビンブラスチン量の増加には、385nm付近の光の照射が有効である一方、白色光並びに280、310、365及び405nm付近の光の照射はビンブラスチン量の増加に寄与しないことが理解できる。 From these results, it was concluded that irradiation with light around 385 nm is effective for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle, whereas irradiation with white light and light around 280, 310, 365, and 405 nm does not contribute to increasing the amount of vinblastine. It can be understood.

<実験2>
実験1と同様に作成したリーフディスクに、超純水(pH:6.3;EC:0.005ds/m)に浸した状態で、白色蛍光灯(150μmol/m2/s)のみ(コントロール)又は白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:385nm)を種々の照度(5、25、50及び150W/m2)で5日間照射した(明/暗周期:16時間/8時間;室温:23℃)。白色蛍光灯とLED光は同時に照射した。用いたLEDの型式はNVSU119CU385 半値幅11nm UV-LEDである。
光照射後、実験1と同様に、各リーフディスクから抽出されたビンブラスチンをLC-MS/MS分析により定量した。
<Experiment 2>
Leaf discs prepared in the same manner as in Experiment 1 were immersed in ultrapure water (pH: 6.3; EC: 0.005 ds/m) and exposed to white fluorescent light (150 μmol/m 2 /s) only (control) or white fluorescent light. Lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 385 nm) was irradiated for 5 days at various illuminances (5, 25, 50 and 150 W/m 2 ) (light/dark cycle: 16 hours/8 hours; Room temperature: 23°C). The white fluorescent lamp and the LED light were irradiated at the same time. The type of LED used is NVSU119CU385 FWHM 11nm UV-LED.
After light irradiation, vinblastine extracted from each leaf disc was quantified by LC-MS/MS analysis in the same manner as in Experiment 1.

結果:
得られたビンブラスチン量を図3(μg/g乾燥重量)及び表1(重量%)に示す。

Figure 0007133812000002
result:
The amounts of vinblastine obtained are shown in FIG. 3 (μg/g dry weight) and Table 1 (% by weight).
Figure 0007133812000002

図3及び表1から明らかなように、波長が385nm付近の光を5日間照射したニチニチソウにおいては、5W/m2~150W/m2の照度(1440~43200mol/m2の照射量)でビンブラスチン量の顕著な増加が確認された。特に、照度25~50W/m2(照射量7200~14400mol/m2)のとき、ビンブラスチン量は、白色光のみを照射したニチニチソウ(「Cont.」)と比較して約220~約370倍増加した(乾燥重量あたりのビンブラスチン含有率:約0.32%~約0.54%)。 As is clear from FIG. 3 and Table 1, in Catharanthus roseus that was irradiated with light having a wavelength of about 385 nm for 5 days, vinblastine was obtained at an illuminance of 5 W/m 2 to 150 W/m 2 (irradiation dose of 1440 to 43200 mol/m 2 ). A significant increase in the amount was confirmed. In particular, when the illuminance is 25-50 W/m 2 (irradiance 7200-14400 mol/m 2 ), the amount of vinblastine increases by about 220- to about 370-fold compared to Madagascar periwinkle (“Cont.”) irradiated only with white light. (Vinblastine content per dry weight: about 0.32% to about 0.54%).

<実験3>
実験1と同様に作成したリーフディスクに、超純水(pH:6.3;EC:0.005ds/m)に浸した状態で、白色蛍光灯(150μmol/m2/s)のみ(コントロール)又は白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:385nm;50W/m2)を種々の期間(1時間、並びに1、3、5、7、10及び15日間)照射した(明/暗周期:16時間/8時間;室温:23℃)。白色蛍光灯とLED光は同時に照射した。用いたLEDの型式はNVSU119CU385 半値幅11nm UV-LEDである。
光照射後、各リーフディスクを凍結粉砕し、メタノールで溶媒抽出した。得られた抽出液をLC-MS/MS分析及びHCLP分析に供して抽出液中のそれぞれビンブラスチン並びにビンドリン及びカタランチンを定量した。LC-MS/MS分析条件は実験1で用いた条件と同じである。HCLP分析条件は下記のとおりである。
<Experiment 3>
Leaf discs prepared in the same manner as in Experiment 1 were immersed in ultrapure water (pH: 6.3; EC: 0.005 ds/m) and exposed to white fluorescent light (150 μmol/m 2 /s) only (control) or white fluorescent light. Lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 385 nm; 50 W/m 2 ) was irradiated (light/dark Cycle: 16h/8h; room temperature: 23°C). The white fluorescent lamp and the LED light were irradiated at the same time. The type of LED used is NVSU119CU385 FWHM 11nm UV-LED.
After irradiation, each leaf disc was freeze-ground and solvent-extracted with methanol. The resulting extract was subjected to LC-MS/MS analysis and HCLP analysis to quantify vinblastine and vindoline and catharanthine, respectively, in the extract. The LC-MS/MS analysis conditions are the same as those used in Experiment 1. HCLP analysis conditions are as follows.

<HCLP分析条件>
・カラム:ODSカラム(Triart C18 (150×4.6mm, S-5μm)、YMC)
・カラム温度:40℃
・流速:1ml/分
・注入量:5μl
・移動相:溶離液A 0.1%ギ酸水溶液
溶離液B 0.1%ギ酸アセトニトリル溶液

Figure 0007133812000003
・検出:190~800nm <HCLP analysis conditions>
・Column: ODS column (Triart C18 (150×4.6mm, S-5μm), YMC)
・Column temperature: 40℃
・Flow rate: 1 ml/min ・Injection volume: 5 μl
・Mobile phase: Eluent A 0.1% formic acid aqueous solution
Eluent B 0.1% formic acid acetonitrile solution
Figure 0007133812000003
・Detection: 190 to 800 nm

結果:
得られたビンブラスチン量を図4(μg/g乾燥重量)及び表2(重量%)に示す。

Figure 0007133812000004
result:
The amounts of vinblastine obtained are shown in Figure 4 (μg/g dry weight) and Table 2 (% by weight).
Figure 0007133812000004

図4及び表2から明らかなように、波長が385nm付近の光を50W/m2の照度で照射したニチニチソウにおいては、1時間~15日間(360時間)の照射時間で(約180~43200 kJ/m2の照射量で)、ビンブラスチン量の顕著な増加が確認された。特に、3~7日間(72~168時間)の照射期間(約8640~20160kJ/m2の照射量)のとき、ビンブラスチン量は、白色光のみを照射したニチニチソウ(「Cont.」)と比較して約240~約290倍増加した(乾燥重量あたりのビンブラスチン含有率:約0.32%~約0.39%)。 As is clear from FIG. 4 and Table 2, in Catharanthus periwinkle irradiated with light having a wavelength of about 385 nm at an illuminance of 50 W/m 2 , the irradiation time of 1 hour to 15 days (360 hours) (approximately 180 to 43200 kJ /m 2 ), a significant increase in the amount of vinblastine was confirmed. In particular, during irradiation periods of 3-7 days (72-168 hours) (irradiance of about 8640-20160 kJ/ m2 ), vinblastine doses were significantly higher than those of Madagascar periwinkle (“Cont.”) irradiated only with white light. about 240- to about 290-fold increase (vinblastine content by dry weight: about 0.32% to about 0.39%).

LC-MS/MS分析により得られたビンブラスチン量並びにHCLP分析により得られたビンドリン量及びカタランチン量から算出したビンブラスチン合成率(=ビンブラスチン量/(ビンブラスチン量+ビンドリン量+カタラチン量))を図5に示す。
図5から明らかなように、波長が385nm付近の光を50W/m2の照度で照射したニチニチソウにおいては、ビンブラスチン合成率は、5日間の照射時間(約14400 kJ/m2の照射量)まで上昇し、その後ほぼ一定であることが確認された。
なお、10日間又は15日間照射されたリーフディスクでは変色が観察された。この変色は短波長光を長時間照射したことによるものと考えられる。
The vinblastine synthesis rate calculated from the amount of vinblastine obtained by LC-MS/MS analysis and the amounts of vindoline and catharanthine obtained by HCLP analysis (= amount of vinblastine/(amount of vinblastine + amount of vindoline + amount of catarathine)) is shown in FIG. show.
As is clear from FIG. 5, in Catharanthus periwinkle irradiated with light having a wavelength of about 385 nm at an illuminance of 50 W/m 2 , the synthesis rate of vinblastine was reduced up to 5 days of irradiation (irradiation dose of about 14400 kJ/m 2 ). It was confirmed that it increased and then remained almost constant.
In addition, discoloration was observed in leaf discs irradiated for 10 days or 15 days. This discoloration is considered to be due to long-term irradiation with short-wavelength light.

<実験4>
実験1と同様に作成したリーフディスクに、超純水(pH:6.3;EC:0.005ds/m)に浸した状態で、下記の光を5日間照射した(明/暗周期:16時間/8時間;室温:23℃)。白色蛍光灯とLED光は同時に照射した。
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)のみ(コントロール)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:375nm;50W/m2)
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)+LED光(ピーク波長:396nm;50W/m2)
各波長の光照射に用いたLEDの型式は、ピーク波長375nmについては、NVSU119CU375 半値幅9nm UV-LEDであり、ピーク波長396nmについては、NVSU119CU395 半値幅12nm UV-LEDである。各LEDの発光スペクトルを図6に示す。
光照射後、実験1と同様に、各リーフディスクから抽出されたビンブラスチンをLC-MS/MS分析により定量した。
<Experiment 4>
Leaf discs prepared in the same manner as Experiment 1 were immersed in ultrapure water (pH: 6.3; EC: 0.005 ds/m) and irradiated with the following light for 5 days (light/dark cycle: 16 hours/8 time; room temperature: 23°C). The white fluorescent lamp and the LED light were irradiated at the same time.
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) only (control)
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 375 nm; 50 W/m 2 )
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) + LED light (peak wavelength: 396 nm; 50 W/m 2 )
The type of LED used for light irradiation of each wavelength is NVSU119CU375 half width 9 nm UV-LED for peak wavelength 375 nm, and NVSU119CU395 half width 12 nm UV-LED for peak wavelength 396 nm. FIG. 6 shows the emission spectrum of each LED.
After light irradiation, vinblastine extracted from each leaf disc was quantified by LC-MS/MS analysis in the same manner as in Experiment 1.

結果:
得られたビンブラスチン量を図7及び表3に示す。

Figure 0007133812000005
result:
The amount of vinblastine obtained is shown in FIG.
Figure 0007133812000005

図7及び表3から明らかなように、波長が375nm付近及び396nm付近の光を照射したニチニチソウにおいても、ビンブラスチン量の顕著な増加が確認された。特に、波長が375nm付近の光を照射したとき、ビンブラスチン量は、白色光のみを照射したニチニチソウ(「Cont.」)と比較して約800倍増加した(乾燥重量あたりのビンブラスチン含有率:約1.09%)。
この結果から、ニチニチソウにおけるビンブラスチン量の増加には、370nm以上400nm以下(より具体的には波長375nm以上396nm以下)の波長域内の光の照射が有効であることが確認された。
As is clear from FIG. 7 and Table 3, a significant increase in the amount of vinblastine was also confirmed in Catharanthus periwinkle irradiated with light having a wavelength of around 375 nm and around 396 nm. In particular, when irradiated with light having a wavelength of around 375 nm, the amount of vinblastine increased approximately 800-fold compared to that of Madagascar periwinkle (“Cont.”) irradiated only with white light (vinblastine content per dry weight: approximately 1.09 %).
From these results, it was confirmed that irradiation with light within a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less (more specifically, wavelengths of 375 nm or more and 396 nm or less) is effective for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.

<実験5>
実験1と同様に作成したリーフディスクに、超純水(pH:6.3;EC:0.005ds/m)に浸した状態で、下記の光を5日間照射した(明/暗周期:なし[連続照射];室温:25℃)。
白色蛍光灯(150μmol/m2/s)のみ(コントロール)
LED光(ピーク波長:375nm;50W/m2)
LD光(ピーク波長:376nm;50W/m2)
LED光の照射に用いた発光ダイオードの型式はNVSU119CU375 半値幅9nm UV-LEDであり、LD光の照射に用いたレーザダイオードスロットモジュールの型式はNUU102Eである。用いたLED及びLDスロットモジュールの発光スペクトルを図6に示す。
光照射後、実験1と同様に、各リーフディスクから抽出されたビンブラスチンをLC-MS/MS分析により定量した。
<Experiment 5>
Leaf discs prepared in the same manner as in Experiment 1 were immersed in ultrapure water (pH: 6.3; EC: 0.005 ds/m) and irradiated with the following light for 5 days (light/dark cycle: none [continuous irradiation ]; room temperature: 25° C.).
White fluorescent lamp (150 μmol/m 2 /s) only (control)
LED light (peak wavelength: 375nm; 50W/m 2 )
LD light (peak wavelength: 376nm; 50W/m 2 )
The type of the light-emitting diode used for the irradiation of the LED light is NVSU119CU375 9 nm half width UV-LED, and the type of the laser diode slot module used for the irradiation of the LD light is NUU102E. FIG. 6 shows the emission spectra of the used LED and LD slot module.
After light irradiation, vinblastine extracted from each leaf disc was quantified by LC-MS/MS analysis in the same manner as in Experiment 1.

結果:
得られたビンブラスチン量を図8及び表4に示す。

Figure 0007133812000006
result:
The amount of vinblastine obtained is shown in FIG. 8 and Table 4.
Figure 0007133812000006

図8及び表4から明らかなように、LD光を照射したニチニチソウにおいても、LED光を照射したニチニチソウと同様に、ビンブラスチン量の顕著な増加が確認された。LD光照射により、ニチニチソウ中のビンブラスチン量は、白色光のみの照射(「Cont.」)と比較して約280倍増加した(乾燥重量あたりのビンブラスチン含有率:約0.38%)。
この結果から、光源の種類に関わらず、本発明所定の波長域(370nm以上400nm以下)内の光を照射することにより、ニチニチソウにおけるビンブラスチン量が顕著に増加することが確認された。
As is clear from FIG. 8 and Table 4, the LD light-irradiated Madagascar periwinkle also showed a significant increase in the amount of vinblastine, as in the LED light-irradiated Madagascar periwinkle. LD light irradiation increased the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle by about 280-fold (vinblastine content per dry weight: about 0.38%) compared to irradiation with white light only (“Cont.”).
From these results, it was confirmed that the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle remarkably increases by irradiating with light within the predetermined wavelength range (370 nm or more and 400 nm or less) of the present invention, regardless of the type of light source.

<実験6>
実験3において、コントロール並びに照射時間1日及び3日のニチニチソウから得られたリーフディスクを用いて、LC-MS/MS分析によりビンクリスチンを定量した。LC-MS/MS分析条件は実験1で用いた条件と同じである。

結果:
LC-MS/MS分析により得られたビンブラスチン量及びビンクリスチン量を図9に示す。
図9から明らかなように、特定波長の光を照射したニチニチソウにおいて、ビンブラスチン量が多いほどビンクリスチン量も増加している。
この結果から、本発明所定の波長域(370nm以上400nm以下)内の光の照射は、ニチニチソウにおけるビンクリスチン量の増加にも有効であることが確認された。
<Experiment 6>
In experiment 3, vincristine was quantified by LC-MS/MS analysis using leaf discs from control and 1 day and 3 day irradiation times of Madagascar periwinkle. The LC-MS/MS analysis conditions are the same as those used in Experiment 1.

result:
Figure 9 shows the amounts of vinblastine and vincristine obtained by LC-MS/MS analysis.
As is clear from FIG. 9, the amount of vincristine increases as the amount of vinblastine increases in Madagascar periwinkle irradiated with light of a specific wavelength.
From this result, it was confirmed that irradiation with light within the predetermined wavelength range of the present invention (370 nm or more and 400 nm or less) is also effective in increasing the amount of vincristine in Madagascar periwinkle.

Claims (14)

ニチニチソウ(Catharanthus roseus)の全体又は少なくとも葉部を含む部分に、370nm以上400nm以下の波長域の光を、該ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量で照射する一方、該照射の間に該ニチニチソウに照射される200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量を前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の20%未満とすることを特徴とするニチニチソウの処理方法。 Catharanthus roseus in its entirety or at least a portion including leaves is irradiated with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less in an amount effective to increase the amount of vinblastine in the catharanthus roseus, during the irradiation A method for treating Madagascar periwinkle, wherein the irradiation amount of light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm with which said Madagascar periwinkle is irradiated is less than 20% of the irradiation amount of light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光がニチニチソウの葉部に照射される請求項1に記載の方法。 2. The method according to claim 1, wherein leaves of Madagascar periwinkle are irradiated with the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. 前記200nm以上370nm未満の波長域の光の照射量が、前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射量の10%未満である請求項1又は2に記載の方法。 3. The method according to claim 1, wherein the irradiation amount of light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm is less than 10% of the irradiation amount of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the illuminance of the light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が5W/m2以上150W/m2以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the illuminance of the light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less is 5 W/m 2 or more and 150 W/m 2 or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射時間が1時間以上480時間以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the irradiation time of the light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less is 1 hour or more and 480 hours or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光の照射時間が24時間以上168時間以下である請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the irradiation time of the light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less is 24 hours or more and 168 hours or less. 前記ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下の照射量である請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount effective for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle is an irradiation dose of 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less. 前記ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるに効果的な量が2000kJ/m2以上30000kJ/m2以下の照射量である請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount effective for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle is an irradiation dose of 2000 kJ/m 2 or more and 30000 kJ/m 2 or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光がピーク波長385±10nm及び半値幅0.5nm以上20nm以下の波長スペクトルを有する光である請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。 10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less has a wavelength spectrum with a peak wavelength of 385±10 nm and a half width of 0.5 nm or more and 20 nm or less. 前記370nm以上400nm以下の波長域の光が発光ダイオード又はレーザダイオードを光源とする光である請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the light in the wavelength region of 370 nm or more and 400 nm or less is light emitted from a light emitting diode or a laser diode. 請求項1~11のいずれか1項に記載の方法により処理したニチニチソウからビンブラスチンを抽出及び/又は精製することを特徴とするビンブラスチンの取得方法。 A method for obtaining vinblastine, which comprises extracting and/or purifying vinblastine from Madagascar periwinkle treated by the method according to any one of claims 1 to 11. 主として370nm以上400nm以下の波長域の光を発出することができ、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が前記370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%未満である光源と、
ニチニチソウに対する370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記光源を制御する制御部と
を備え、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるために用いることを特徴とする照明装置。
A light source that can emit light mainly in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and that emits less than 20% of the light in the wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm. When,
The illuminance of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less to Catharanthus roseus is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or the irradiation amount of the light is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less. and a control unit for controlling a light source, and is used for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle.
ニチニチソウの植物体の全体又は少なくとも葉部を含む部分を収容する容器と、
前記容器中のニチニチソウに370nm以上400nm以下の波長域の光を照射するための第1の光源であって、370nm以上400nm以下の波長域の光を発出する一方、200nm以上370nm未満の波長域の光の放射量が370nm以上400nm以下の波長域の光の放射量の20%未満である第1の光源と、
前記容器中のニチニチソウに対する370nm以上400nm以下の波長域の光の照度が0.5W/m2以上500W/m2以下となるか又は該光の照射量が150kJ/m2以上150000kJ/m2以下となるように前記第1の光源を制御する第1の制御部と、
前記容器中のニチニチソウに赤色光を含んでなる光を照射するための第2の光源と、
前記容器中のニチニチソウに対する光合成有効放射束密度(PPFD)が100μmol/m2/s以上400μmol/m2/s以下となるように前記第2の光源を制御する第2の制御部と
を備えることを特徴とする、ニチニチソウ中のビンブラスチンを増量させるための装置。
A container for housing the whole plant body of Madagascar periwinkle or at least a portion containing the leaves;
A first light source for irradiating the periwinkle in the container with light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, which emits light in a wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less, and emits light in a wavelength range of 200 nm or more and less than 370 nm. a first light source emitting less than 20% of the light emission in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less;
The illuminance of light in the wavelength range of 370 nm or more and 400 nm or less to the Catharanthus roseus in the container is 0.5 W/m 2 or more and 500 W/m 2 or less, or the light irradiation amount is 150 kJ/m 2 or more and 150000 kJ/m 2 or less. a first control unit that controls the first light source so that
a second light source for irradiating the periwinkle in the container with light comprising red light;
and a second control unit that controls the second light source so that the photosynthetically active radiant flux density (PPFD) for Madagascar periwinkle in the container is 100 μmol/m 2 /s or more and 400 μmol/m 2 /s or less. A device for increasing the amount of vinblastine in Madagascar periwinkle, characterized by:
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