臨床的に用いられている植物性抗腫瘍性物質の生合成・生産の分子遺伝学的代謝工学―タキソールおよびカンプトテシンの遺伝子細胞工学的な生合成・生産制御―

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12558075
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 斉藤 和季 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (00146705)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 庸介 三井化学, ライフサイエンス研究所, 主任研究員 ; 相見 則郎 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (30009170) ; 山崎 真巳 千葉大学, 大学院・薬学研究院, 助教授 (70222370)
• Keywords: カンプトテシン / Ophiorrhiza pumila / 毛状根 / 大量培養 / 細胞内局在 / シロイヌナズナ / RAPD法 / インドールアルカロイド

Research Abstract

臨床的に用いられる植物由来抗癌物質であるカンプトテシンの効率的かつ安定な生産技術の確立を目的として、チャボイナモリ(Ophiorrhiza pumila)の組織培養による生産について検討した。ジャーファーメンター(培地量2.5L)を用いて、毛状根の大量培養を行った。ジャーファーメンターにステンレス製メッシュを培養槽底部に設置することにより培地撹拌による毛状根の機械的損傷を軽減した。その生産量は8週間で約22mgであった。さらに、植物内でのカンプトテシンの生合成の場を明らかにするために植物器官、組織および細胞内における局在性に関する解析を行った。チャボイナモリ植物体中のカンプトテシン含有率は、細胞分裂の活発な部位で多かった。また、落射型蛍光顕微鏡(励起波長360-370nm、観察波長420-460nm)を用いた組織化学的観察を行ったところ、葉や茎および毛状根の横断切片においては、カンプトテシンに由来する強い青色蛍光が、表皮、トライコーム(毛)および導管において観察された。毛状根では、部位により青色蛍光の存在部分が異なり、根端部分(生長点近傍)では液胞内で、細胞伸長が終わった部分では細胞壁に沿った部分で強い蛍光が観察された。これらの結果から、カンプトテシンは根の生長点付近の細胞液胞内で生産された後、細胞間隙、表皮へと能動的或いは受動的に輸送されることが示唆された。また、カンプトテシン生産植物としてのOphiorrhiza属植物についてRAPD法による類縁関係の解明および成分分析を行った。

Research Products

• [Publications] Saito, K., Sudo, H., Yamazaki, M., et al.: "Feasible production of camptothecin by hairy root culture of Ophiorrhiza pumila"Plant Cell Reports. 20. 267-271 (2001)