CN102911877B - 一株海洋真菌分枝孢子菌属真菌球孢枝孢及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)MNP100102A及其应用。该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC No:M 2012290,保藏日期:2012年7月18日。本发明的有益效果主要体现在:(1)本发明菌株营养要求简单、容易培养;(2)该菌株的代谢产物具有抗肿瘤活性;(3)该菌株的次级代谢产物的抗肿瘤活性高,其培养所得的发酵液总浸膏对肝癌细胞(HepG2)有一定的抗肿瘤活性,对其总浸膏进行过HP-20大孔树脂柱处理,收集得到的小极性部位对HepG2和PC12细胞的抑制活性在浓度200μg/ml时抑制率可达95%以上,具有很强的抗肿瘤活性。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——分枝孢子菌属真菌球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A及其应用。
(二)背景技术
癌症一直都是人类难以攻克的一个难题,寻找生理活性强的物质成为人类攻克疾病的主要工作之一。海洋微生物代谢产物研究是近年来国际上新兴的研究课题。
由于对陆生动植物的药源发现越来越稀少,海洋已成为人类开垦新药的处女地。海洋约占地球总面积71%,蕴藏着极其丰富的生物资源,是有机物质的最大生产者。在各种天然生物活性分子的来源中,海洋微生物是最有潜能的。不像陆生植物,海洋微生物能够产生卤代次生代谢产物。自1928年青霉素的首次发现使之在细菌感染的治疗中有一很大突破,真菌便成为治疗疾病的药物的重要来源之一。随之在1971年分离得到的环孢霉素推动了其在免疫药理学方面的进一步发展。海洋真菌的代谢产物不仅对于药物的开发必不可少,同时它在植物保护方面也非常重要,使海洋真菌的研究前景更加广泛。目前研究较多的抗肿瘤、抑制乙酰胆碱酯酶、抗细菌和抗氧化等海洋真菌次级代谢产物已成为具有生物医学意义的天然化合物丰富来源,均具有广阔的药用前景。故从海洋真菌的次级代谢产物中发现高活性的物质对于发现先导化合物非常的重要,对疾病的攻克也具有着重要的意义。
(三)发明内容
本发明目的是一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——分枝孢子菌属真菌球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A,及其在制备抗肿瘤药物中的应用。
本发明采用的技术方案是:
一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC No:M 2012290,保藏日期:2012年7月18日。
所述球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A的菌落特征如下:涂布或划线接种于平板培养基上生长迅速,28℃培养48 h后长出圆形、墨绿色、直径约0.3~0.5 cm的菌落;该菌株菌体生长特征如下:在液体培养基中,28℃培养48 h后呈颗粒状贴壁生长;该菌株生理生化特性如下:革兰氏染色阳性。
本发明所述球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A由浙江省东海海域采集的海水中分离和筛选得到的菌株。
菌株的筛选纯化方法为:将采集的海水运用稀释涂布法涂于土豆平板培养基上,28℃培养至菌落数量不再增加,挑取单菌落至斜面培养基上。28℃培养2d,以菌株形态特征区别进行挑选,即得该菌株,并对该菌株进行菌种鉴定。
所述的平板培养基和斜面培养基的组成相同,组成为:土豆150~350g/L,葡萄糖10~30g/L,琼脂15~35g/L,溶剂为水,pH7.2~8.0。本发明经筛选获得的球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A,涂布或划线接种在平板培养基上生长迅速,28℃培养48 h后长出圆形、墨绿色、直径约0.1~0.3 cm的菌落。
将所述的球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A的16sRNA部分核苷酸序列与美国国立生物信息中心(National Centerfor Biotechnology Information USA,NCBI)的基因库中的微生物16sRNA序列比对,将其命名球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A。该菌株的16s rRNA的部分核苷酸序列如下:
TCCGTAGGGGTAACCTGCGGAGGGATCATTACAAGTTGACCCCGGCCCTCGGGCCGGGATGTTCACAACCCTTTGTTGTCCGACTCTGTTGCCTCCGGGGCGACCCTGCCTCCGGGCGGGGGCCCCGGGTGGACATTTCAAACTCTTGCGTAACTTTGCAGTCTGAGTAAATTTAATTAATAAATTAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCCCTGGTATTCCGGGGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTTCACCACTCAAGCCTCGCTTGGTATTGGGCGACGCGGTCCGCCGCGCGCCTCAAATCGACCGGCTGGGTCTTTCGTCCCCTCAGCGTTGTGGAAACTATTCGCTAAAGGGTGCCGCGGGAGGCCACGCCGTAAAACAACCCCATTTCTAAGGTTGACCTCGGATCAGGTAGGGATACCCGCTGAACTTAAGCATATCAATAAGCGGAGGAA
本发明还涉及所述的菌球孢枝孢菌100102A在制备抗肿瘤药物中的应用。
所述抗肿瘤药物为治疗肝癌或神经癌的药物。
具体的,所述应用为所述球孢枝孢菌100102A提取物在制备抗肿瘤药物中的应用。
优选的,所述提取物为正丁醇提取物,由如下方法获得:球孢枝孢菌100102A(CCTCC No:M 2012290)接种至液体发酵培养基,于25~35℃、150~250r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液,发酵液经细胞破碎,离心取滤液用正丁醇萃取,萃取液浓缩得浸膏,浸膏以乙醇:水体积比为2:8~10:0为流动相,进行HP-20大孔树脂层析过柱,梯度洗脱,收集乙醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物;所述液体培养基组成为:葡萄糖8~20 g/L,蛋白胨 1.5~3 g/L,酵母膏 0.8~2g/L,溶剂为水:人工海水体积比1:1~4的混合液,pH 7~8。
所述人工海水每100 ml组成为:NaCl 2.448 g,Na2SO4 0.3917g,KCl 0.0664 g,KBr 0.0096 g,SrCl2 0.0024 g,MgCl·6H2O 0.4981 g, CaCl2·H2O 0.1102 g,NaHCO3 0.0192 g,H3BO3 0.0026 g, NaF 0.0004 g, 蒸馏水100 ml。
所述菌株在培养前,通常需要先经斜面培养活化,然后经种子培养、获得种子菌株再接入液体发酵培养基进行产酶培养。
所述的斜面培养基组成为:土豆150~350g/L,葡萄糖10~30g/L,琼脂15~35g/L,溶剂为水,pH7.2~8.0。
所述的平面种子培养基组成为:葡萄糖8~15g/L,蛋白胨1.5~4g/L,酵母膏0.5~1.5g/L,琼脂15~20g/L,溶剂为水:人工海水体积比1:1~4的混合液,pH7.2~8.0。
所述的液体发酵培养基组成为:葡萄糖8~15g/L,蛋白胨1.5~3g/L,酵母膏0.8~2g/L,溶剂为水:人工海水体积比1:1~4的混合液,pH7~8.0。
具体的,所述提取物可由如下方法获得:
(1)将海洋真菌球孢枝孢菌CCTCC No:M 2012290菌株接种于斜面培养基,于25~35℃培养24~48 h,得到活化后的菌种;所述的斜面培养基组成为:土豆150~350g/L,葡萄糖10~30g/L,琼脂15~35g/L,溶剂为水,PH7.2~8.0;
(2)将步骤(1)活化培养后海洋真菌孢枝孢菌CCTCC No:M 2012290菌体接种至液体种子培养基中,于25~35℃条件下培养16~48h,得到种子菌;所述液体种子培养基组成为:葡萄糖8~15 g/L,蛋白胨1.5~4 g/L,酵母膏 0.5~1.5 g/L,溶剂为水:人工海水体积比1:1~4的混合液,pH7.2~8.0;
(3)将步骤(2)种子菌株以1%~10%的体积比的接种量,移种到液体发酵培养基中,于25~35℃、150~250 r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液;所述液体发酵培养基组成为:葡萄糖8~20 g/L,蛋白胨 1.5~3 g/L,酵母膏 0.8~2g/L,溶剂为水:人工海水体积比1:1~4的混合液,pH 7~8;
(4)将步骤(3)的发酵液于4℃条件下细胞破碎、离心或者过滤,分离除去菌体,取滤液用正丁醇萃取后收集上层萃取液,浓缩挥干制得的油状提取物总浸膏;
(5)将步骤(4)的油状提取物总浸膏进行HP-20大孔树脂柱处理,以乙醇:水体积比为2:8~10:0为流动相,梯度洗脱,收集乙醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物。
本发明的有益效果主要体现在:(1)本发明的海洋真菌菌株——球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A营养要求简单、容易培养;(2)该菌株的代谢产物具有抗肿瘤活性;(3)该菌株的次级代谢产物的抗肿瘤活性高,其培养所得的发酵液总浸膏对肝癌细胞(HepG2)有一定的抗肿瘤活性。对其总浸膏进行过HP-20大孔树脂柱处理,收集得到的小极性部位对HepG2和PC12细胞的抑制活性在浓度200μg/ml时抑制率可达95%以上,具有很强的抗肿瘤活性。
(四)附图说明
图1为平板培养基上球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A的菌落形态;
图2为光学显微镜下球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A的菌体形态。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:菌株的筛选、纯化及鉴定
(1)将自东海海域采集的海水运用稀释涂布法涂于土豆平板培养基上,28℃培养至菌落数量不再增加,挑取单菌落至斜面培养基上。28℃培养2d,以菌株形态特征区别进行挑选,即得该菌株。所述土豆平板培养基按如下组成配制:土豆200g,葡萄糖20g,琼脂20g,蒸馏水1000ml;
(2)对筛选获得的菌株100102A进行16sRNA的PCR产物核苷酸序列比对,将其命名为球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A,提交中国典型培养物保藏中心,保藏号:CCTCC No:M 2012290,保藏日期2012年7月18日。
实施例2:菌株的活化及大规模培养
(1)将实施例1中筛选获得的菌株接种于斜面培养基,于28℃培养24~48h,得到活化后的菌株,所述斜面培养基按如下组成配制:土豆200g,葡萄糖20g,琼脂20g,蒸馏水1000ml。
(2)将步骤(1)活化培养后的菌株接种至液体种子培养基中,于28℃、150~250 r/min振荡条件下培养24~48h,得到种子液,所液体种子培养基按如下组成配制:葡萄糖 10g,蛋白胨 2g,酵母膏 1g,蒸馏水 400ml,人工海水 600ml,pH7.5。
(3)将步骤(2)种子液以8%的体积比的接种量,移种到大规模液体发酵培养基中,于28℃、150~250 r/min振荡条件下培养21d,得到发酵液。所述液体发酵培养基按如下组成配制:葡萄糖 10g,蛋白胨 2g,酵母膏 1g,蒸馏水 400ml,人工海水 600ml,pH7.5。
实施例3:海洋真菌球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A在抗肿瘤活性中的应用
(1)将实施例2中培养所得的发酵液先于超声波细胞破碎仪中进行菌体破碎20min,然后于4℃条件下离心(9000r/min,15min)(或者过滤也可),除去菌体,用等体积正丁醇进行萃取,对萃取相进行旋蒸,所得浸膏即为该菌株的次级代谢产物总浸膏。
(2)将实施例2所得的发酵液总浸膏进行粗略的分离,取10g总浸膏进行上柱(柱高170cm,直径1cm,填料HP-20大孔吸附树脂),用乙醇:水体积比为2︰8,4︰6,6︰4,8︰2,10︰0的洗脱剂分别进行冲洗,每个梯度冲洗500ml,对冲洗所得液体进行旋蒸处理,最终得5个部位,分别标为A、B、C、D、E。
(3)将步骤(1)所得的发酵液总浸膏以及步骤(2)所得的5个部位A、B、C、D、E进行抗肿瘤活性测定。具体步骤如下:选取两株肿瘤细胞,分别为肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12细胞)和肝癌细胞(HepG2细胞),取对数期的细胞株制成细胞悬液,接种于96孔板中,培养48h,待测样品(总浸膏、5个部位A、B、C、D、E)加入0.1%DMSO10μL溶解后,用无血清的1640细胞培养基稀释,加100μL至试验组中,使得最终发酵液总浸膏的浓度分别为50μg/ml、100μg/ml、200μg/ml、400μg/ml、800μg/ml,5个部位A、B、C、D、E的浓度均为200μg/ml,阴性对照组加等量不含样品的无血清培养基,空白对照组则为无细胞和样品的无血清培养基,依托泊苷(VP-16)作为阳性对照品,每个浓度设5个复孔,肿瘤细胞在CO2培养箱(37℃)培养48h,每孔加入5mg/ml的MTT20μL,继续培养4h后,小心移去上清,每孔加DMSO150μL,振荡10min,用酶标仪充分振荡使得MTT紫色产物完全溶解,测490nm的A值,根据公式:抑制率=(A阴性对照组-A空白对照组)-(A样品组-A空白对照组)/(A阴性对照组-A空白对照组)即可求得抑制率。
(4)根据步骤(1)-(3)所得的数据见表1~3。
表1:菌株发酵液浸膏对HepG2细胞的抑制作用
药物浓度(μg/ml) | 抑制率(%) |
50 | 36.30 |
100 | 36.78 |
200 | 37.01 |
400 | 45.94 |
800 | 51.20 |
表2:菌株发酵液浸膏对PC12细胞的抑制作用
药物浓度(μg/ml) | 抑制率(%) |
50 | 3.85 |
100 | 13.03 |
200 | 11.94 |
400 | 17.28 |
800 | 22.38 |
表3 :5个极性部位对HepG2细胞的抑制作用
样品 | 浓度(μg/ml) | 抑制率(%) |
A | 200 | 5.91 |
B | 200 | 8.50 |
C | 200 | 20.95 |
D | 200 | 97.69 |
E | 200 | 99.49 |
表4: 5个极性部位对PC12细胞的抑制作用
样品 | 浓度(μg/ml) | 抑制率(%) |
A | 200 | 4.54 |
B | 200 | 7.10 |
C | 200 | 23.01 |
D | 200 | 95.78 |
E | 200 | 96.07 |
由表中数据可得:海洋真菌球孢枝孢菌(Cladosporium sphaerospermum)100102A的次级代谢产物的抗肿瘤活性高,其培养所得的发酵液总浸膏对肝癌细胞(HepG2)有一定的抗肿瘤活性。对其总浸膏进行过HP-20大孔树脂柱处理,收集得到的小极性部位对HepG2和PC12细胞的抑制活性在浓度200μg/ml时抑制率可达95%以上,具有很强的抗肿瘤活性。
Claims (3)
1.一株具有抗肿瘤活性的海洋真菌——球孢枝孢菌(Cladosporiumsphaerospermum)100102A,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC No:M2012290,保藏日期:2012年7月18日。
2.如权利要求1所述的球孢枝孢菌100102A在制备抗肿瘤药物中的应用,所述抗肿瘤药物为治疗肝癌或神经癌的药物。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述应用为球孢枝孢菌100102A的提取物在制备抗肿瘤药物中的应用,所述提取物为正丁醇提取物,由如下方法获得:球孢枝孢菌100102A接种至液体发酵培养基,于25~35℃、150~250r/min振荡条件下培养14~30天,得到发酵液,发酵液经细胞破碎,离心取滤液用正丁醇萃取,萃取液浓缩得浸膏,浸膏以乙醇:水体积比为2∶8~10∶0为流动相,进行HP-20大孔树脂层析过柱,梯度洗脱,收集乙醇体积浓度80%以上的洗脱液,旋蒸浓缩挥干,即得所述正丁醇提取物;所述液体发酵培养基组成为:葡萄糖8~20g/L,蛋白胨1.5~3g/L,酵母膏0.8~2g/L,溶剂为水:人工海水体积比1∶1~4的混合液,pH7~8;所述人工海水每100ml组成为:NaCl2.448g,Na2SO40.3917g,KCl0.0664g,KBr0.0096g,SrCl20.0024g,MgCl2·6H2O0.4981g,CaCl2·H2O0.1102g,NaHCO30.0192g,H3BO30.0026g,NaF0.0004g,蒸馏水100ml。
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