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【中药资源】浙江中医药大学开国银课题组研究发现短小蛇根草中的OpWRKY2转录因子正调控抗癌药物喜树碱的生物合成

药用植物研究前沿 · 公众号 · · 2021-01-02 09:45

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来源：园艺研究

喜树碱 (Camptothecin, CPT) 是一种最初从木本植物喜树中分离得到的单萜吲哚生物碱，能够抑制DNA拓扑异构酶I，具有强大的抗肿瘤活性，对胃肠道肿瘤、膀胱癌、肝癌和白血病等恶性肿瘤均有一定疗效。 短小蛇根草 ( Ophiorrhiza pumila ) 为茜草科蛇根草属的中草药植物，主要分布在我国福建、广东等地，以全草入药，具有清热解毒之功效。研究发现，短小蛇根草各个组织（根、茎、叶等）均含抗癌药物喜树碱。本课题组通过前期的研究，已经建立了可以产生喜树碱的短小蛇根草毛状根培养体系，但是短小蛇根草中喜树碱生物合成的转录调控机制尚不明确。

近日， Horticulture Research 在线发表 浙江中医药大学开国银课题组 题为 The transcription factor OpWRKY2 positively regulates the biosynthesis of the anticancer drug camptothecin in Ophiorrhiza pumila 的研究论文。

本研究首先发现在短小蛇根草毛状根不同培养阶段，喜树碱的积累和喜树碱生物合成途径基因的转录水平均随着培养时间延长而增加，且短小蛇根草WRKY家族转录因子 OpWRKY2 的表达模式与喜树碱的积累密切相关。过量表达 OpWRKY2 可促进短小蛇根草毛状根中喜树碱的生物合成，而 OpWRKY2 的沉默会抑制喜树碱的生物合成。利用凝胶迁移阻滞实验 (EMSA) 、酵母单杂交实验 (Y1H) 和双荧光素酶报告检测实验 (Dual-LUC) 等研究表明，OpWRKY2转录因子可以直接结合并激活喜树碱生物合成关键酶基因 OpTDC 。

因此，本研究表明 OpWRKY2是喜树碱生物合成的正调控因子 ，为利用中药生物技术提高喜树碱的生物合成提供了候选基因和理论依据。

Fig. 5: Generation of transgenic O. pumila hairy-root lines

Fig. 8: Regulatory model of camptothecin biosynthesis by OpWRKYs.

浙江中医药大学药学院 郝小龙 讲师为该论文的第一作者， 开国银 教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等的资助。

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