青蒿素

——東方神藥04人物專題----屠呦呦02理化性質及合成03作用功效CONTENTS01基本介紹05領域研究----植物組織培養1基本介紹青蒿素是從復合花序植物黃花蒿莖葉中提取的有過氧基團的倍半萜內酯藥物，由中國藥學家屠呦呦在1971年發現。蒿素是有效的抗瘧特效藥，具有速效和低毒的特點，曾被世界衛生組織稱做是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”。2理化性質及合成理化性質及合成

無色針狀晶體，味苦。

在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶。

熔點:156-157℃化學結構合成方法化學合成半合成路線全合成路線生物合成青蒿素化學合成途徑生物合成萜類化合物的生物合成途徑非常復雜，對于青蒿素這一類低含量的復雜分子的生物合成研究更是如此。用以下三種途徑可生物合成青蒿素：（1）通過添加生物合成的前體來增加青蒿素的含量；（2）通過對控制青蒿素合成的關鍵酶進行調控，或者對關鍵酶控制的基因進行激活來大幅度增加青蒿素的含量；（3）利用基因工程手段來改變關鍵基因以增強它們所控制酶的效率。

青蒿素生物合成途徑提取工藝從青蒿中提取青蒿素的方法是以萃取原理為基礎，主要有乙醚浸提法和溶劑汽油浸提法。揮發油主要采用水蒸氣蒸餾提取，減壓蒸餾分離，其工藝為:投料-加水-蒸餾-冷卻-油水分離-精油;非揮發性成分主要采用有機溶劑提取，柱層析及重結晶分離，基本工藝為:干燥-破碎-浸泡、萃取(反復進行)-濃縮提取液-粗品-精制。

方法汽油法乙醇法硅膠層析法超臨界法在提取壓力8-32MPa，提取溫度30-70℃，解析壓力4-8MPa，解析溫度30-70℃下通過循環分離青蒿素，提取時間0.5-5小時，提取率可達92%。

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弊端汽油法簡練，工藝流程短，操作方便，但此法大量消耗汽油，安全性存在問題，且由于沸點高，母液處理困難，需減壓回收，回收率低。乙醇法溶劑回收溫度較難控制，有效成份易受破壞，收率低。硅膠層析法用硅膠做吸附劑，一次性使用，用量大，成本高，裝柱困難，而且分離時間長，分離效果差，溶劑用量大。超臨界法速度快，效率高，但投資高3青蒿素的功效抗瘧疾

青蒿素最初是從植物黃花蒿中提取的抗瘧疾的活性成份，具有速效和低毒的特點，曾被世界衛生組織稱做是“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”。黃花蒿除了對瘧原蟲有很好的殺滅作用外，對其他寄生蟲也有一定的抑制作用。作用機制青篙素作用于食物泡膜，從而阻斷了營養攝取的最早階段，使瘧原蟲較快出現氨基酸饑餓，迅速形成自噬泡，并不斷排出蟲體外，使瘧原蟲損失大量胞漿而死亡。體外培養的惡性瘧原蟲對氚標記的異亮氨酸的攝入情況也顯示其起始作用方式可能是抑制原蟲蛋白合成。

線粒體腫脹，內外膜脫落，從而對瘧原蟲的細胞結構及其功能造成破壞。

20世紀80年代初，經科研人員初步研究發現，青蒿素具有抗血吸蟲的作用，研究證實，在整個服用青蒿素藥物階段對幼蟲期的血吸蟲都能產生殺滅作用。臨床證實，青蒿素及其衍生物在治療瘧疾的過程中，并沒有發現特別明顯的不良反應。→抗寄生蟲病作用機制

青蒿素能夠致使乳腺癌細胞、肝癌細胞、宮頸癌細胞等多種癌細胞凋亡，對癌細胞的生長具有顯著的抑制作用。青蒿素及其衍生物的抗腫瘤作用主要是依靠誘導細胞的凋亡而實現的。雙氫青蒿素可以通過增加活性氧，從而抑制激活缺氧誘導的相關因子，發揮出選擇性細胞毒作用。青蒿球酯對人的大腸癌細胞也有一定的抑制作用。

線粒體是細胞凋亡的放大器和感受器，調節控制著細胞的代謝活動，通過線粒體的膜電位的改變誘導細胞的凋亡。青蒿素作用于白血病細胞的細胞膜，改變細胞膜的通透性，使得細胞內的鈣離子濃度升高，這樣不僅使得鈣蛋白酶得以激活，使其膨脹死亡，而且促進了凋亡物質的釋放，細胞凋亡加快。

免疫調節---青蒿素及其衍生物

青蒿玻醋具有增強非特異性免疫的作用，能夠使小鼠血清的總補體活性提高。雙氫青蒿素對于B淋巴細胞的增殖，能起到直接的抑制作用，從而減少B淋巴細胞對自身抗體的分泌，減輕體液免疫反應，對體液免疫有一定的抑制作用，減少了免疫復合物的形成。抗真菌

青蒿素的抗真菌作用也使得青蒿素表現出了一定的抗菌活性。研究證實青蒿素的渣粉劑和水煎劑對炭疽桿菌、表皮葡萄球菌、卡他球菌、白喉桿菌均有較強的抑菌作用，對結核桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌等也具有一定的抑菌作用。

對心血管體系的作用：

青蒿素可減慢心率，按捺心肌縮短力，下降冠脈流量。靜脈注射有降血壓作用，但不影響去甲腎上腺素的升壓反響。靜脈注射20mg/kg青蒿素可致兔心律失常。其他作用

青蒿琥酯能顯著縮短小鼠戊巴比妥睡眠時間青蒿素對實驗矽肺有明顯療效蒿甲醚對小鼠有輻射防護作用毒理作用不同于其它大多數氧化劑，青蒿素不能被循環氧化和還原。因此一個藥物分子只能產生一個自由基，其次所有氧化內源性產物只能在高藥物濃度100M實驗中被觀察到。但藥物在至少低于此1000倍的濃度下即可發生作用，所以青蒿素衍生物的毒性作用必定有更高的選擇性。4人物專題屠呦呦

——青蒿素呦呦鹿鳴，食野之蘋”5領域研究植物組織培養前景介紹

作為原料的青蒿要求在花前收獲，這將導致野生青蒿種子逐年減少，進而引發資源枯竭，其次，青蒿素含量很低，市場需求大。

因此，尋求青蒿素高質高產的生產和合成途徑尤為重要。青蒿素雖已能人工合成，但成本高、難度大，也未能投入生產。

近年人們試圖通過植物組織培養技術來解決青蒿素的生產問題。前景分析植物組織培養植物組織培養篩選高產細胞系利用組織培養方法培養植物的某些器官或愈傷組織，并篩選出高產、高合成能力、生長快的細胞株系。篩選不同地區的青篙,利用青篙素高產植株的葉作外植體誘導愈傷組織，形成新的植株。用不同發育階段的花蕾和花器官為外植體誘導叢生芽。《黃花蒿組織培養研究》賈秀山,廖宇靜,于飛飛,楊燕池,尹秋平毛狀根培養知識回顧毛狀根培養

劉本葉、葉和春等從747條發根農桿菌ATCC15834轉化的青蒿株系025發根中，篩選出7個生長較快的發根系，這7個系在生長速度和青蒿素含量上均有顯著差異，其中發根系HR-9青蒿素收率最高，達到每月33.25mg／L。青蒿發根的生長量和青蒿素含量極顯著高于未轉化根秦明波從利用Ri1601質粒轉化青蒿葉片獲得的毛狀根中檢測到青蒿素的存在,并對毛狀根系進行了篩選和培養基成分的影響研究

。取青蒿毛狀根的根尖，進行繼代培養，篩選生長旺盛、分支多且細長的毛狀根培養物進行液體振蕩培養，青蒿素含量測定。生長相關：青蒿發根中青蒿素含量呈明顯的“與生長相關”特性，在指數生長期，青蒿素含量緩慢下降，生長速度減緩后，青蒿素含量上升，發根生長停止后，繼續延長培養時間，青蒿素含量也不再提高。

優點:生長速度快,分支多,弱向地性;毛狀根本身處于器官化水平,其生理生化、遺傳特征穩定,具有穩定的次生代謝物合成能力影響因素

《青蒿素生物合成研究進展綜述》吳代娟，羅桂甫研究人物：蔡國琴劉本葉、葉和春生物因素：毛狀根的誘導和篩選（不同的誘導對象，不同的誘導方法）物理因素：光照（在660nm波長的光線下，青蒿毛狀根干重和青蒿素含量都達到最大。）溫度化學因素：C源N源激素前體生物反應器《青蒿毛狀根合成青蒿素的培養條件研究》_劉春朝反應器發酵培養青蒿植物組織培養技術的應用，必須有較好的培養體系，有相應的培養設備才能實現工業生產。利用超聲霧化生物反應器、自制流化床生物反應器、自制氣升式內環流生物反應器進行青蒿毛狀根多層培養生產青蒿素，在一定條件和工藝下，產量有所提高。《超聲霧化植物組織培養反應器的特性及應用》劉春朝王玉春徐霞《流化床生物反應器培養青蒿毛狀根生產青蒿素》劉春朝王玉春郭晨歐陽藩葉和春李國風儀器圖片氣升式內環流生物反應器霧化器次級代謝產物研究提高次級代謝產物量1.將“兩相培養”的方法用于植物組織和細胞培養，提高次生產物的產生和積累。2.在培養基中加入次生代謝產物合成的前體或能促進前體產生的化合物，都能顯著提高次生代謝產物的含量和產量。3.向培養基中加入適當的誘導子對次生產物的產生和積累很有幫助。

《黃花蒿組織培養及培養物中青蒿素含量的研究》劉春朝植物組織培養總結1)篩選青篙素含量高的優良品種進行栽培:2