一株藍微褐鏈霉菌菌株及其抗癌活性代謝產(chǎn)物與應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一株放線菌菌株，具體設(shè)及一株從±壤中分離的能產(chǎn)生抗癌活性代謝 產(chǎn)物的藍微褐鏈霉菌菌株，W及在制備抗癌藥物中的應用。本發(fā)明屬于生物制藥技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 癌癥是一種發(fā)病率和死亡率均很高并且逐年呈上升趨勢的疾病，而癌細胞是產(chǎn)生 癌癥的基本原因，是變異的自體細胞，具有無限生長、轉(zhuǎn)移的特點，因此難W控制。嚴重地危 害著人類的健康與生命，受到世界各國的關(guān)注。根據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，全世界癌癥每年患 病約700萬人，死亡500萬人。據(jù)了解，過去10年間，全球癌癥的發(fā)病率和死亡率增長了約 22% [白春學，肺癌治療新觀念[J].大眾醫(yī)藥，2005, 5(5) :28 ;湯海峰，易楊華.海洋腫 瘤物質(zhì)研究概況與展望[J].藥物服務(wù)與研究，2002, 32(1) :7-16;王傳新.腫瘤標志物的 研究進展[J].山東衛(wèi)生，2006, 12:53-54.]，而且運一數(shù)字還將繼續(xù)上升，預計到2030年全 世界每年因患癌癥而死亡的人數(shù)將超過1310萬。2012年相關(guān)部口最新調(diào)查表明，我國每年 因癌癥死亡的人數(shù)達到200萬。
[0003] 癌癥治療中，雖然W根治性手術(shù)為首要選擇，但藥物治療仍是一個很重要的環(huán)節(jié)， 使用高效抗癌藥物可W延長患者的生存時間和生活質(zhì)量。目前最為常見的抗癌藥物有抗代 謝藥物、天然植物藥、抗腫瘤抗生素等。在眾多抗腫瘤藥物中，天然植物類抗腫瘤藥所占的 比重最大，占據(jù)了 27. 0%的份額，其次為抗代謝類抗腫瘤藥，占26. 1%。在單品排名前10 位的抗腫瘤藥中，植物類抗腫瘤藥占據(jù)了前兩個席位，分別為紫杉醇和多西他賽。然而，來 源于纖維堆囊菌（Sorangiumcelulosum)的埃博霉素與紫杉醇的抗癌機制基本相似，但比 紫杉醇更易溶于水，分子量更小，結(jié)構(gòu)簡單，在合成生產(chǎn)和療效上都優(yōu)于紫杉醇，尤其是對 紫杉醇類耐藥的腫瘤細胞具有高活性，被認為是紫杉醇的更新?lián)Q代產(chǎn)品[黎志鳳，Etienne Nguimbi，李越中，等.埃博霉素巧pothilones)的PKS/NRPS雜合基因簇[J].生物工程學 報，2003,19巧）：511-515.]。運表明微生物能夠產(chǎn)生高效的抗癌活性物質(zhì)。微生物是重要的 天然產(chǎn)物的資源，其品種多樣，其代謝產(chǎn)物的化學結(jié)構(gòu)復雜而多樣，是研制新藥取之不盡的 寶庫。放線菌素是人類發(fā)現(xiàn)的第一種具有抗癌作用的抗生素出〇llstein,U.Actinomycin. Chemistryandmechanismofaction.ChemicalReviews. 1974, 74(6):625 - 652]，是一類 高（G+C)%的革蘭陽性菌，它最早是由賽爾曼WAW瓦克斯曼和他的同事H.B.伍德拉夫在 1940 年共同發(fā)現(xiàn)[WaksmanSA，Woo化UffHB.Actinomycesantibioti州S，aNewSoil OrganismAntagonistictoPathogenicandNonpathogenicBacteria[J].JBacteriol， 1941 ;42(2) :231 - 249.]。放線菌所產(chǎn)生的活性化合物包括抗生素、抗病毒物質(zhì)、免疫抑 制劑、抗腫瘤藥物W及多種酶類。迄今來源于微生物的活性化合物中，放線菌的代謝產(chǎn)物 所占比例最大，約占45%，據(jù)估計還有1萬-3萬種微生物的代謝產(chǎn)物生物活性未明，其中 放線菌來源的為5000-10000種，因此對于放線菌的研究具有非常重要的意義。研究發(fā)現(xiàn) 放線菌素主要通過誘導細胞分化和細胞調(diào)亡、抑制某些蛋白酶活性W及影響細胞周期等而 發(fā)揮其抗腫瘤活性。放線菌素可W抑制體外培養(yǎng)的哺乳動物細胞的有絲分裂。放線菌素 D可W引起化La細胞和一些小鼠腫瘤細胞的形態(tài)學改變，引起核仁的破碎和染色體的斷 裂。放線菌素D在低劑量下可W誘導小鼠紅細胞、小鼠骨髓紅血球干細胞的分化怔oyne J民，WhitehouseA.NucleolardisruptionimpairsKaposi/ssarcoma-associated herpesvirus0RF57_mediatednuclearexportofintronlessviralmRNAs[J].FEBS Lett，2009,583(22) :3549 - 3556.]，同時其與DNA結(jié)合，抑制RNA合成[J.M.Kirk.,The mdoeofactionofactinomycinD,Biochim.BioPhys.Acat(1960)42:167 - 169; I.H.Golbderg,M.民abinowitz,ActiomnycinDihnbitionofdeoxyribonucleicof acid-dependentsynthesisofribonueleicacid.Scienee(1962) 136:315 - 316; I. H.Goldberg,M.民abinowitz,E.民eieh,Basisofactinomycinaction,I.DNAbindingand inhibitionofRNA-polymerasesyntheticreactionsbyactinomycinProc.Natl. Acda.Sci-(1962)48:2094-2101 ;E.民eieh,I.H.Goldberg,Actinomycinandnucleicacid fuctionPorg.NucleicAcidRes.Mol.Biol. (1964)3:183-234.]阻斷RNA聚合酶催化下 生成的RNA，阻斷轉(zhuǎn)錄過程的延伸階段[A.Sentenac,E.J.Simon,P.Formageot,Initiation ofchainsbyRNApolymeraseandtheeffectsofihnibitorsstudiedbyadirect filtrationttechnique.Biochim.BioPhys.Acta(1968) 161:299-308. ]O放線菌素D可1^ 與雙鏈DNA牢固結(jié)合，抑制DNA聚合酶，但對DNA聚合酶的抑制作用遠不如抑制RNA聚 合酶的作用。放線菌素D嚴重影響核糖體RNA的合成，啟動細胞稠亡級聯(lián)反應，導致細胞 稠亡[民.P.Perry,selectiveeffectofactinomycinDontheintracellularofRNA syn化esisintissueculturecells.ExP.CellRes. (1963)29:400-406 ;S.IaPalucci 一EsPinoza,M.T.Farnez-FenrandezEeffetofProteinsynthesisihnibitosrand lowconcentrationsofactinomycinDonribosomal民NAsynthesis,FEBSLett. (1979) 107(2) :281-284. ]D研究也發(fā)現(xiàn)核酸代謝對放線菌素D敏感，發(fā)現(xiàn)其影響mRNA 與核糖體之間的相互作用巧.吐Singer,S.Penman,SatbiliytofHeLacellmRNA inactinomycin.NaUier，（1972)240:100 - 102.]，影響了DNA甲基化[M.Gold,J. Hurwitz,TheenzymaticmethylationofribonucleicacidnadDeoxyribonucleic acid.VI.FURTHERSTUDIESONTHEPROPERTEISOFTHEDEOXYRIBONUCLEIC ACIDMETHYLATION贓ACTION.J.Biol.Chem. (1964)239,3866-3874.]、DNA的修復 [M.M.Elkind,GF:Whitmore,T.Alescio,ActinomycinD:Suppressionof民ecoveryin X-irradiatedmammaliancells.Science(1964) 143, 1454-1457.]、脫氧核糖核酸酶的 降角單的.K.SarkareffectsofactinomycinDandmitomycinConthedegrationof deoxyribonucleicacidandpolydeoxyribonucIeotidebydeoxyribonucleasesand venomphosphodiestearse.Bioehim.BioPhys.Acta(1967) 145, 174-177]、核糖S5葬酸的 焦石葬酉堇交換反應[H.Goldberg,M.民abinowitz,E.民eieh,Basisofactinomycinaction. II.Effectof過etinomycinonthenucleosidetriphosph過te-inorg過nicpyorphosph過te exchange.Proc.Natl.Acad.Sci. (1963)49, 226-229. ]W及RNA由細胞核向細胞質(zhì)的 串專移過程出.Harris，民apidlylabelledribonucleicacidinthecellnucleus. Nature(1963) 198, 184-185 ;民.Lieberman,Abrams,P.Ove,Changesinthemeatabolismof ribonucleicacidPrecedingthesynthesisofdeoxyribonucleicacidinmammalian cellscul化redfromtheanimal.J.Biol.Qiem. (1963) 238: 2141-2149 ;M.Girard,S. Penman,J.E.Darnell,TheeffectofactinomycinonribosomeFormationinHela cells,proc.化tl.Acad.Sci. (1964)51:205-211.]。高濃度的放線菌素D可引起真核和原核 細胞內(nèi)RNA的降解[GAcs,E.Reieh,S.Valaru'u,RNAmet油olismofB.Subtilis,effects ofactinomyCin.Biochim.BioPhys.Acta(1963) 76:68 ;H.Harris,Rapidlylabelled ribonucleicacidinthecellnucleus.Natuer(1963) 198, 184-185 ;R.Wiesner. GAes,E.Reieh,A.Shafiq,Degradationofribonucleicacidinmousefibroblasts treatedwithactinomycin.J.CellBiol. (1965)27, 47-52;GA.Stewart,E.Fabre,The rapidaccelerationofhepaticnuclearribonucleicacidbreakdownby actinomycinbutnotbyethionine.J.Biol.Qiem. (1968)243, 4479-4485.]。高濃度 的放線菌素X2使腫瘤細胞周期S和G2/M期阻滯[FieldsGB，NobleRLSolidphase peptidesynthesisutilizing9-fIuorenyImethoxycsrbonylamino曰cids[J].IntJ P巧tProteinRes, 1990,35:161 - 214.]，說明放線菌素X2可能是在DNA的合成階段徹底 殺滅腫瘤細胞，同時可W防止癌轉(zhuǎn)移和擴散[施珊珊.海洋放線菌素X2的抗腫瘤和抗病毒 研究巧].廣州：暨南大，2009.]。
[0004] 放線菌在自然界分布廣泛，主要是W抱子或菌絲狀態(tài)存在于±壤、空氣和水中，尤 其是W有機物豐富，呈中性或微堿性的±壤中最多。由于近年對于海洋資源的研究深入，發(fā) 現(xiàn)了海洋中的放線菌，豐富了放線菌的代謝產(chǎn)物，也增加了發(fā)現(xiàn)抗癌活性物質(zhì)的機會。發(fā)現(xiàn) 新的放線菌的活性代謝產(chǎn)物成為發(fā)現(xiàn)新的抗癌藥物的有效途徑。在實驗過程中，本發(fā)明發(fā) 明人從±壤樣本中獲得了一株放線菌，并且發(fā)現(xiàn)其具有顯著的抗癌活性。因此在本發(fā)明中， 發(fā)明人利用放線菌的活性代謝產(chǎn)物治療癌癥。 陽〇化]本發(fā)明利用±壤中的放線菌的代謝產(chǎn)物治療癌癥，通過對采集到的樣本分離培 養(yǎng)得到放線菌，并對放線菌擴大培養(yǎng)，得到其活性代謝產(chǎn)物，加入到傳代培養(yǎng)的癌細胞中， 培養(yǎng)6-48個小時，在鏡下觀察癌細胞形態(tài)，發(fā)現(xiàn)癌細胞出現(xiàn)大量空泡，并陸續(xù)出現(xiàn)漂浮、死 亡。說明來源于±壤的放線菌的代謝產(chǎn)物具有