杠柳細胞懸浮培養體系的建立及有效成分杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量的測定

張 堅 ，高文遠 ,2,，王 娟 ，趙志勇

（1.天津中醫藥大學中藥學院，天津 300193；2.天津科技大學工業微生物教育部重點實驗室，天津 300457；3.天津大學藥物科學與技術學院，天津 300072）

杠柳細胞懸浮培養體系的建立及有效成分杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量的測定

張 堅1，高文遠1,2,3，王 娟3，趙志勇3

（1.天津中醫藥大學中藥學院，天津 300193；2.天津科技大學工業微生物教育部重點實驗室，天津 300457；3.天津大學藥物科學與技術學院，天津 300072）

[目的]建立杠柳細胞懸浮培養體系，并測定懸浮細胞中杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量。[方法]無菌條件下切取杠柳幼根誘導愈傷組織，將其進行繼代增殖培養，然后再將愈傷組織接種到液體培養基中建立細胞懸浮培養體系，并測定細胞中杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量。[結果]建立了杠柳細胞懸浮培養體系，并測定了細胞中杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量分別為4.06μg/g和1.92μg/g。[結論]通過組織培養方式可以成功建立杠柳細胞懸浮培養體系，細胞生長旺盛，但細胞中有效成分含量低，需要進一步對其基本培養基和培養條件進行考察。

杠柳；細胞懸浮培養體系；杠柳毒苷；4-甲氧基水楊醛

杠柳為蘿藦科杠柳屬植物杠柳，生于低山丘陵的溝谷、林緣、河邊、荒坡灌叢中。分布東北、華北、西北等地。杠柳用途廣泛，其根皮為傳統中藥香加皮，具有祛風濕、強筋骨的作用[1]。現代藥理研究表明其根部具有強心苷、杠柳苷等活性成分，具有強心、抗腫瘤等多種活性[2]。長期以來香加皮作為傳統中藥，一直以根皮入藥，未見通過細胞懸浮培養生產有藥用價值的次生代謝產物的報道。故本實驗通過建立杠柳細胞懸浮培養體系，生產其中有效成分杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛，是對傳統中藥香加皮擴大藥源的一個新途徑，同時也為今后杠柳細胞懸浮培養體系優化及工業化規模生產進行探索。

1 材料與方法

1.1 材料 杠柳種子采于天津薊縣山區。

1.2 方法

1.2.1 外植體處理 取杠柳種子，去除種纓，流水沖洗2 h，后放入洗衣粉洗滌液中浸泡30m，并用玻璃棒不斷的攪動，再在流水下沖洗1～2 h。將洗好的種子放入超凈臺上，以70%的乙醇中浸30 s，用無菌水沖洗2～3次，再用4%次氯酸鈉（NaClO）浸泡30min并用玻璃棒不斷攪動，后用無菌水沖洗5次，吸干材料表面水分后接種到無激素的MS固體培養基上。培養溫度（25+1）℃，光照16 h/d，光照強度3 000～4 000 lx，蔗糖30 g/L，初始pH6.0。3 d左右杠柳種胚萌動，培養30 d胚芽可長高5 cm左右。取無菌苗，將根切成5mm左右的切段，備用。

1.2.2 愈傷組織的誘導與增殖 取無菌苗，將根切成5mm左右的切段，接入愈傷組織誘導培養基上（MS＋2，4－D（2，4－二氯苯氧基乙酸）2mg/L+BA（6-芐基腺嘌呤）1mg/L，蔗糖 30 g/L，初始 pH6.0，暗培養）1周左右可見根段膨脹，2周左右可見淡黃色疏松的愈傷組織產生，將生長旺盛，發育良好的愈傷組織細胞系接種到繼代增殖培養基中（MS＋2，4－D1mg/L+BA0.5 mg/L，蔗糖 30 g/L，初始 pH6.0，暗培養），25 d繼代1次，繼代時選擇生長良好、淡黃色、結構疏松、細胞團小、含水量大愈傷組織進行繼代。

1.2.3 細胞懸浮培養體系的建立 將繼代培養4～5代的愈傷組織接入到附加2，4-D1mg/L+BA0.5mg/L的MS液體培養基中在三角瓶內繼代培養，搖床轉速120 r/min。方法是挑選生長良好、疏松易碎的愈傷組織用鑷子夾碎，接入到液體培養基中。最初2～3代，每代培養時間7d左右，繼代時培養基過80目篩，篩除大顆粒，這樣3～4代便可形成穩定、均一的單細胞和小細胞團的懸浮培養體系，以后的繼代培養周期延長到15 d左右一代。

1.2.4 杠柳細胞懸浮培養體系中杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量測定

1.2.4.1 色譜條件 HypersilODS2C18色譜柱（250mm×4.6mm，5 μm）；流動相為乙腈∶甲醇∶水（25∶10∶65）；柱溫30℃；流速1mL/min；檢測波長220 nm[3]

1.2.4.2 對照品溶液的制備 精密稱取杠柳毒苷1.2mg和4-甲氧基水楊醛2.4mg置于5mL容量瓶中，甲醇定容，搖勻，即得到杠柳毒苷0.24mg/L和4-甲氧基水楊醛0.48mg/L的對照品儲備液。再分別取儲備液 2.5、25、50、250、500、1 000 μL，甲醇定容于10mL容量瓶中，配置成不同濃度的對照品溶液。

1.2.4.3 供試品溶液的制備 取懸浮培養細胞，先抽濾除去培養液中的水分，然后在50℃烘箱中干燥至恒質量，取0.5 g加入40mL 50%乙醇，超聲提取40 min后抽濾，將濾液濃縮至2 mL，微孔濾膜（0.22μm）過濾，備用。

2 結果

2.1 標準曲線 按照上述色譜條件進樣20μL，以進樣濃度（X）為橫坐標，峰面積（Y）為縱坐標作線性回歸，得杠柳毒苷回歸方程為Y=15 693X-1 884.3，線性范圍為0.06～24mg/L，相關系數R2=0.999 6；4-甲氧基水楊醛回歸方程為Y=45 662X-5 334.3，線性范圍為0.12～48 g/L，相關系數R2=0.999 3。

2.2 精密度實驗 取樣品供試液，平行進樣6次，測得杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛的峰面積，峰面積的相對平均標準差（RSD）分別為1.8%和2.1%。

2.3 重現性實驗 取杠柳懸浮培養細胞按照樣品測定方法平行操作6份，測得杠柳毒苷的平均含量為4.16μg/g，RSD為1.6%；4-甲氧基水楊醛的平均含量1.93μg/g，RSD為2.5%。

2.4 穩定性實驗 取樣品溶液在室溫下放置0、2、4、6、8 h后分別測定，杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛的RSD分別為2.2%和2.8%。表明本實驗條件下樣品溶液在8 h內穩定。

2.5 加樣回收率實驗 取已知杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛含量的杠柳懸浮培養細胞0.5 g（干質量），加入對照品杠柳毒苷（含量為6mg/L）和4-甲氧基水楊醛（含量為3mg/L）各400μL，制備供試品溶液，按照樣品測定方法平行操作6份，結果杠柳毒苷平均回收率為102.8%，RSD為2.7%；4-甲氧基水楊醛平均回收率為99.4%，RSD為1.8%。

2.6 杠柳細胞懸浮培養物含量的測定 取杠柳懸浮細胞，按1.2.4.3制備供試品，以外標法計算杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛的含量。測量結果見表1，圖1。實驗平行3次。

表1 樣品測定結果（n=3）Tab.1 Determ ined Resultof Sam ples（n=3）

3 討論

本實驗中通過添加外源性激素2，4－D和BA成功的誘導出了杠柳根愈傷組織，愈傷組織淡黃色、生長迅速、結構疏松、易于分離。將此愈傷組織接入液體培養基中進行懸浮培養，經過5～7代即可形成由單細胞和小細胞團組成的杠柳細胞懸浮培養體系。實驗中發現此培養條件下，懸浮培養細胞生長迅速，一個周期內（15 d左右）增殖速度為初始接種量的11倍以上，但有效成分含量較低，杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛僅為微克級，與文獻[4-5]記載的有效成分含量（毫克級）差距較大，其主要原因可能是細胞高度脫分化抑制了次生代謝產物的積累。故如何提高細胞中次生代謝產物杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛的含量，協調好細胞次生代謝產物的積累和細胞生長是下一步實驗的重點，筆者將重點對基本培養基、培養條件以及外源性激素進行考察，并嘗試通過添加誘導子及兩步培養等方法提高細胞次生代謝產物的含量，以期獲得杠柳高產細胞系。

[1]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京:科學出版社,1977,63:273-275.

[2]張援虎,王鋒鵬.杠柳屬植物化學成分研究進展[J].天然產物研究與開發,2003,15(2):157-161.

[3]任曉亮,劉 虹,戚愛棣.HPLC法同時測定香加皮中杠柳毒苷和4-甲氧基水楊醛的方法改進[J].天津中醫藥,2007,24(3):252-253.

[4]李天祥,張麗娟,劉 虹,等.不同采收期、不同產地香加皮中4-甲氧基水楊醛的測定[J].中草藥,2007,37(8):1256-1257.

[5]田俊生,李天祥.HPLC法測定不同產地香加皮中杠柳毒苷的含量[J].中藥材,2006,29(8):799-800.

Establishmentof the cellsuspension culture system of perip loca sepium bunge and contentmeasurementof theeffective constituentof periplocin and 4-methoxysalicylaldehyde

ZHANG Jian1，GAOWen-yuan1,2,WANG Juan，etal
(1.Tianjin University of TCM,Tianjin 300193,China;2.Tianjin University of Scienceand Technology,Tianjin 300457,China)

[Objective]To establish the Cell Suspension Culture System of Periploca sepium Bunge and measure the constituent of Periplocin and 4-Methoxysalicylaldehyde.[Methods]Cutand collected the rootand induce callusunder sterile conditions.Then,propagate the callus for several cycles.Select eugonic and incompact callus and inoculate them to liquid medium to establish the System of Cell Suspension Culture.Then,measure the contentof Periplocin and 4-Methoxysalicylaldehyde in cell.[Results]The Cell Suspension Culture System of Periploca sepium bungewas established and the constituentof periplocin and 4-Methoxysalicylaldehydewasmeasured as 4.06μg/g and 1.92μg/g-respectively.[Conclusion]The Cell Suspension Culture System of Periploca sepium Bunge can be established successfully by tissue culture,but the effective constituentof the cellwas low,so itwas necessary to study theminimum medium and culture conditions further.

periploca sepium bunge；system ofcellsuspension culture；minimalmedium;periplocin；4-methoxysalicylaldehyde

R284.2

A

1672-1519(2010)02-0163-03

天津市科技支撐計劃重點項目（09ZCKFSH01100）。

張 堅（1974-），男，博士，副教授，主要從事生藥和組織培養工作。

高文遠。

2009-10-20）