全 文 ：·专论与综述·
桃儿七的研究进展
刘海军1, 徐　艳2, 苏国庆1, 李春燕3, 王　莉3, 刘玉军1, 3Ξ
(11 北京林业大学生物科学与技术学院, 北京　100083; 　21 北京林业大学园林学院, 北京　100083;
31 西藏农牧学院 林学系, 西藏 林芝　860000)
摘　要: 主要综述了国内外对桃儿七的研究进展。介绍了桃儿七的地理分布、系统发育、化学成分、生物学特性、资
源现状及解决办法, 特别介绍了利用植物组织培养、细胞培养、生物反应器、毛状根培养等生物技术方法来生产鬼
臼毒素的研究新进展。
关键词: 桃儿七; 鬼臼毒素; 细胞培养; 组织培养
中图分类号: R 282. 2　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 01 0098 03
Research progress in S inop odop hy llum em od i
L IU H ai2jun1, XU Yan2, SU Guo2qing1, L I Chun2yan3, W AN G L i3, L IU Yu2jun1, 3
(1. Co llege of B io logical Science and T echno logy, Beijing Fo restry U niversity, Beijing 100083, Ch ina; 2. Co llege
of L andscape A rch itectu re, Beijing Fo restry U niversity, Beijing 100083, Ch ina; 3. Fo restry D epartm ent,
T ibet A gricu ltu ral and A nim al H usbandry Co llege, L inzh i 860000, Ch ina)
Key words: S inop od op hy llum em od i (W all. ) Y ing; podophyllo tox in; cell cu ltu re; t issue cu ltu re
　　桃儿七S inop od op hy llum em od i (W all. ) Y ing 是小檗科
桃儿七属多年生草本植物, 为我国珍稀的药用植物, 其根和
根茎中含有大量的具有抗癌活性的木脂素类物质, 其中鬼臼
毒素 (podophyllo tox in ) 抗癌活性最高, 是合成 GP7, V P216
(etopo side) 和 VM 226 ( ten ipo side) 等抗癌药物的起始物
质[1 ]。由于过度的采挖使原本稀少的野生桃儿七植物资源遭
到了严重的破坏, 直至濒临灭绝, 早在 1992 年桃儿七就被
《中国植物红皮书》收录。
1　地理分布与系统发育
　　桃儿七主要分布在我国甘肃、陕西、云南、四川和西藏等
地, 锡金、不丹、印度北部、巴基斯坦、阿富汗东部和克什米尔
也有分布。主要生长在喜马拉雅山及附近, 海拔多在2 700～
4 500 m 的高原地区。桃儿七在系统分类学上是有争议的,
原来属于足叶草属 (P od op hy llum L. ) , 但自第 3 纪以来的长
期分化, 应俊生发现亚洲的 S. em od i 的根状茎节状、叶非盾
状、先花后叶、雄蕊 6、四合花粉与足叶草属足叶草 P. p elta2
tum L. 的特征表现出显著的差异, 因此在 1979 年将 P. em o2
d i 从足叶草属中分立出来建立了一个新属——桃儿七属
(S inop od op hy llum Y ing)。在鬼臼类植物中, 以山荷叶属 (D i2
p hy lleia M ichx. ) 最为原始, 它通过两个方向进行演化: 一是
保持其原来的异花授粉方向演化为足叶草属; 另一方向是转
向自花授粉, 演化为八角莲属 (Dy sosm a W oodson ) , 然后再
演化为桃儿七属。桃儿七属与足叶草属不具有直接的亲缘关
系, 它们在形态上的相似只是平行进化的结果 [2 ]。
2　化学成分
211　小叶莲的成分研究: 小叶莲为桃儿七的干燥果实, 为藏
族人民常用的中草药, 已被《中华人民共和国药典》收载。味
甘, 性平, 有小毒, 具有活血化瘀、调经的功能, 主要用于治疗
血瘀经闭、难产、死胎、胎盘不下等症[1 ]。尚明英等首次从小
叶莲中分离并鉴定出 6 个化合物: 鬼臼毒素、去氧鬼臼毒素
( deoxypodophyllo tox in )、4′2去 甲 去 氧 鬼 臼 毒 素 ( 4′2
dem ethyldesoxypodophyllo tox in )、82异戊烯基山柰酚 ( 82
p renylkaempfero l)、柠檬酚 (citrusino l)及 Β2谷甾醇[3 ]。
212　桃儿七的根及根茎成分研究: 桃儿七的根及根茎中主
要含有木脂素类、黄酮类、皂苷、多糖及鞣质等化学成分。木
脂素类成分主要为鬼臼毒素、去甲鬼臼毒素、鬼臼苦素 (p i2
cropodophyllin )、去氢鬼臼毒素 (dehydropodophyllo tox in )、
鬼臼 毒 酮 (podophyllo toxone )、去 氧 鬼 臼 毒 素 ( deoxy2
podophyllo tox in )、异鬼臼苦酮 ( isop icropodophyllone)、4′2去
甲鬼臼毒酮 (4′2dem ethylpodophyllo toxone)、山荷叶素 (di2
phyllin )。黄酮类成分主要为槲皮素和山柰酚 (kaempfero l)
及其苷类等。另外, 桃儿七的茎叶中也含有少量的鬼臼毒
素[1 ]。尚明英等应用R P2H PL C 法测定鬼臼类生药中鬼臼毒
素的含量结果表明: 桃儿七和南方山荷叶 (D ip hy lleia sinen2
sis L i)根茎和根中鬼臼毒素的含量较高。八角莲属除秕鳞八
角莲Dy sosm a f u rf u racea Bao 外, 其他种含量均低于 1%。鬼
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Ξ 收稿日期: 2003205215
基金项目: 西藏国际自然科学基金资助项目 (2001266) ; 北京林业大学研究生培养基金资助项目
作者简介: 刘海军 (1978—) , 男, 满族, 河北省承德市人, 现为北京林业大学生物学院植物学专业硕士研究生, 主要从事藏药组织培养与
细胞工程方面研究。T el: (010) 62390573　E2m ail: lh jaxy@ sohu. com3 通讯作者
臼毒素、去氧鬼臼毒素及鬼臼毒酮等木脂素类成分的含量高
低可作为该类中药重要的质量评价标准, 对合理开发利用鬼
臼类植物资源具有重要的参考价值。
3　生物学特性研究
　　桃儿七主要以自花授粉为主, 偶尔也进行异花授粉。徐
正尧等首次发现桃儿七具有一种适应于自花授粉的传粉机
制, 即花尚未开放或刚开放时, 雌蕊呈直立状, 而一旦花完全
开放时, 子房柄会发生弯曲, 以至整个雌蕊靠向某一花药, 从
而使柱头和花药黏合实现传粉, 当传完粉之后, 雌蕊又重新
直立, 此时受精作用也随之完成, 整个传粉受精的过程只需
4～ 6 h [4 ]。在一般条件下, 由种子萌发的桃儿七植株需要 5～
6 年的时间方可性成熟进行有性生殖, 每株平均产 60 粒种
子, 多者可达 180 粒。营养条件良好时, 桃儿七也可以通过根
茎进行营养繁殖[5 ]。
4　解决桃儿七资源短缺的途径
　　由于以鬼臼毒素为母体的衍生物具有良好的抗癌作用,
因此, 人们大量的采挖桃儿七使原本稀少的野生植物资源显
得严重不足。近几年, 国内外的学者通过引种栽培、组织培养
等手段扩繁桃儿七和应用细胞培养方法进行了生产鬼臼毒
素的大量研究。
411　引种栽培: 是目前解决桃儿七资源不足最快捷、最经济
的途径。马绍宾等发现桃儿七是一种喜氮植物, 丰富的有机
质、充足的水分对其营养繁殖是必要的。最适合桃儿七生长
的土壤为森林棕壤, 土壤条件越好, 母株年龄越大, 营养积累
越充足, 营养繁殖的系数就越高, 一株最多可分生出 60 余株
小苗[5 ]。桃儿七具有大量的须根, 将整条根或将其切成5～ 20
cm 长的小段进行根插繁殖, 成苗率达 50% , 繁殖系数可达
50～ 300[5 ]。P rasad 在进行 P. hex and rum Royle 的引种栽培
实验时发现栽培种与野生型的鬼臼毒素的含量相差不大 [6 ]。
在栽培之前, 先用 100 mmo löL IBA 处理 P. hex and rum 的
根茎, 生根率提高 1 倍; 用 0125 mo löL GA 3 处理种子, 萌芽
率可提高 2 倍[7 ]。
412　桃儿七的组织培养: 通过组织培养来快繁桃儿七是一
条好的途径。N adeem 将从 P. hex and rum 合子胚诱导的愈
伤组织接种到附加NAA (5 mmo löL ) 和BA (015 mmo löL )
的M S 液体培养基中, 经过 4 个月的悬浮培养, 体细胞胚胎
再生出小植株[7 ]。Sharm a 也报道了体细胞胚胎发生途径成
功地再生出 P. hex and rum 植株[8 ]。M o raes 把 P. p elta tum
的根状茎尖接种到外加 414 Λmo löL BA、01025% 活性碳的
M S 固体培养基上, 再生出的顶芽进而发育成小植株, 同时
还发现腋芽和不定芽再生顶芽的能力更强。经测定, 再生植
株的鬼臼毒素的含量和野生植株水平相当 [9 ]。
413　桃儿七的细胞培养: 应用鬼臼类植物细胞培养生产鬼
臼毒素的研究已有 20 多年的历史了。1981 年 Kadkade 首次
将 P. p elta tum 的根茎接种到附加 KT (012 m göL )、2, 42D
(1 m göL )、酪蛋白氨基酸 (500 m göL )、琼脂 (015% ) 的改良
M S 培养基上诱导出的愈伤组织, 经过 8 个星期的培养检测
到鬼臼毒素的存在, 其含量可达 0164%。研究者先后采取培
养条件的优化, 高产细胞系的筛选, 前体物质的饲喂, 诱导子
的添加等方法来提高悬浮系中目的次生代谢物——鬼臼毒
素的产量。W oerdenbag 将难溶的前体物质松柏醇 (con iferyl
a lcoho l) 用 Β2环糊精助溶后添加到 P. hex and rum 的细胞悬
浮系中, 鬼臼毒素的产量得到明显的提高 [10 ]。同时, 还发现
添加前体物质松柏苷 (con iferin ) 可使鬼臼毒素的产量增加
1218 倍, 但是松柏苷本身就是桃儿七的次生代谢产物, 成本
过高。当添加去氧鬼臼毒素 9 d 后, 鬼臼毒素的最大含量可
达到 2187% , 最高转化率可达 3312% [11 ]。在 P. hex and rum
细胞悬浮培养过程中, 细胞活性、生物量和次生代谢物的产
量常常随着培养基的褐化、细胞的聚集和 pH 值的下降而降
低。Chattopadhyay 报道果胶酶可以防止 P. hex and rum 细
胞聚集但不利于鬼臼毒素的积累。因此, 在细胞悬浮培养初
期加入 115 m göL 的果胶酶, 然后在从鬼臼毒素生产培养基
中去除。还发现 10 göL 的聚乙烯吡咯烷酮 (PV P) 不但可以
解决外植体褐化和培养基酸化等问题, 而且还有利于细胞的
生长和鬼臼毒素的生物合成 [12 ]。
414　应用生物反应器生产鬼臼毒素: 应用生物反应器进行
植物次生代谢物的生产是具有可能性的。Saurabh 等首次报
道了应用 3 L 的搅拌式生物反应器进行 P. hex and rum 细胞
培养生产鬼臼毒素的实验, 结果表明: 果糖代替蔗糖作为碳
源, 暗培养, 均有利于鬼臼毒素的生物合成, 搅拌器以 100 rö
m in 的转速足够满足细胞生长的需要。在批量生产 22 d 后,
干细胞生物量和鬼臼毒素产量分别达到 615 göL 和 4126
m göL , 总的生产率为每天 0119 m göL , 比在三角瓶中的生产
率提高了 27% [13 ]。虽然利用生物反应器来生产植物次生代
谢产物的成本相对于农业生产的成本要高得多, 但只要能筛
选出稳定性好、生产率高的细胞系来, 商业化生产价格昂贵
的鬼臼毒素还是很有可能的。
415　其他途径: 毛状根具有遗传稳定、生物合成能力强、生
长快、药用成分含量高等特点, 因此利用发根农杆菌感染桃
儿七植株诱导毛状根再生, 进行毛状根培养生产鬼臼毒素也
是一条行之有效的方法。实验表明利用黄亚麻 L inum
f lavum L. 的毛状根培养生产 5′2去氧鬼臼毒素要比细胞培
养的产量高 5～ 10 倍, 目前 Giri 等应用 P. hex and rum 的毛
状根培养生产鬼臼毒素的研究也取得了一定的进展 [14 ]。
5　结语
　　目前, 一种源于鬼臼毒素而研发的 GL 331 已进入人体
II期临床试验中, GL 331 的体内活性均比V P216 强, 且能克
服V P216 肿瘤细胞株的耐药性问题, 而且合成步骤少, 易于
工业化生产, 是一个极具抗癌潜力的化疗候选药物 [15 ]。但包
括桃儿七在内的鬼臼类植物已经濒临灭绝。人们开始另寻鬼
臼毒素的植物资源, 发现柏科 (Cup ressaceae) 和亚麻科
(L inaceae) 的一些植物也含有鬼臼毒素, 但是含量均比较
低, 例如: 桧柏的叶中鬼臼毒素的含量仅为 01002 5%。印度
已经开展了 P. hex and rum 的大面积引种栽培研究, 并建立
了种质资源保存库。我国虽在长白山地区建立了自然保护区
加强了对野生桃儿七资源的保护但这远远不够。在我国的西
·99·中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 1 期 2004 年 1 月
藏、云南等桃儿七原产地应建立桃儿七自然保护区来加强对
野生桃儿七植物资源的保护。桃儿七的生长周期长, 在自然
条件下需 5～ 7 年的生长期, 一旦采挖永不复生[5 ]。因此, 利
用桃儿七的细胞培养进行鬼臼毒素的生产是条好的途径, 但
是工业化生产一时还难以实现。目前, 鬼臼毒素的生物合成
途径已基本掌握清楚, 同时几种关键酶的编码也得到了克
隆, 并获得了重组蛋白[16 ]。如果将植物细胞培养技术与代谢
工程中的反义技术有机的结合起来, 获得高产、稳产的细胞
系, 这样将会大大地加快应用桃儿七的细胞培养商业化生产
鬼臼毒素的研究进程。
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螺旋藻多糖和藻胆蛋白的肿瘤防治作用及机制
陈新美1, 梅兴国2Ξ
(11 华中科技大学生命科学与技术学院, 湖北 武汉　430074; 　21 军事医学科学院毒物药物研究所, 北京　100850)
摘　要: 螺旋藻多糖和藻胆蛋白具有显著的肿瘤防治作用, 综合起来主要是对体外肿瘤细胞的抑制、动物肿瘤的防
治及在临床上的应用 3 个方面, 其肿瘤防治作用的机制可能是作用于肿瘤发生的不同阶段及增强机体的免疫功能
两个方面。
关键词: 螺旋藻; 多糖; 藻胆蛋白; 肿瘤防治作用
中图分类号: R 282. 77; R 97911　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 0253 2670 (2004) 01 0100 04
An ticancer activ ity and m echan ism of polysacchar ide
and phycob il iprote in from Sp iru lina p la tens is
CH EN X in2m ei1, M E I X ing2guo 2
(1. Co llege of L ife Science and T echno logy, H uazhong U niversity of Science and T echno logy, W uhan 430074, Ch ina;
2. Inst itu te of Pharm aco logy and Toxico logy, A cadem y of M ilitary M edical Sciences, Beijing 100850, Ch ina)
·001· 中草药　Ch inese T radit ional and H erbal D rugs　第 35 卷第 1 期 2004 年 1 月
Ξ 收稿日期: 2003207218
作者简介: 陈新美 (1978—) , 女, 山东省新泰人, 助教, 硕士, 研究方向为生物化学与分子生物学。T el: (020) 81340212　
E2m ail: chenx inm eim @ 163. net3 通讯作者