Научная статья на тему 'КОЛЛЕКЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ'

КОЛЛЕКЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
98
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛЕТОЧНАЯ КУЛЬТУРА / ВАСИЛИСТНИК МАЛЫЙ / МАКЛЕЙЯ СЕРДЦЕВИДНАЯ / СТЕФАНИЯ ГЛАДКАЯ / УНГЕРНИЯ ВИКТОРА / ЖЕНЬШЕНЬ / РОДИОЛА РОЗОВАЯ / ПОДОФИЛЛ ЩИТОВИДНЫЙ / КОПЕЕЧНИК ЗАБЫТЫЙ / МАКРОТОМИЯ КРАСЯЩАЯ / ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА / CELL CULTURE / SMALL CORNFLOWER / MACLEAYA CORDATA WILLD / STEPHANIA GLABRA ROXB / UNGERNIA VICTORIS VVED.EX ARTJUSCHENKO / PANAX GINSENG C.A.MEY / RODIOLA ROSEA L / PODOPHYLLUM PELTATUM L / HEDYSARUM NEGLECTUM / MACROTOMIA EYCHROMA ROYLE PAULS / ACTIVE INGREDIENTS

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Цыбулько Н.С., Мясникова С.Б.

ФГБНУ ВИЛАР поддерживает коллекцию 16 штаммов клеточных культур девяти видов лекарственных растений: василистник малый (Thalictrum minus L.), маклейя сердцевидная (Macleaya cordata Willd), стефания гладкая (Stephania glabra Roxb), унгерния Виктора (Ungernia victoris Vved.ex Artjuschenko), женьшень (Panaxginseng C. A.Mey), родиола розовая (Rodiola rosea L.), подофилл щитовидный (Podophyllum peltatum L.), копеечник забытый (Hedysarum neglectum), макротомия красящая (Macrotomia eychroma Royle Pauls). Представленные культуры содержат широкий спектр биологически активных веществ: алкалоиды (берберин, сангвинарин, хелерубин, стефарин, галантамин); сапонины, фенилпропаноиды, лигнаны (подофилотоксин), гликозиды (мангиферин), шиконин. Цель исследования - стандартизация клеточных культур-продуцентов биологически активных веществ в условиях длительного культивирования. Материал и методы. В процессе культивирования клеточные штаммы поддерживаются в виде суспензионной культуры в питательной среде по прописям Мурасиге-Скуга с добавлением необходимых витаминов и регуляторов роста и в виде каллуса на агаре. Жизнеспособность культур поддерживается на подвесной качалке с частотой 100 оборотов в минуту в темном помещении при температуре 26° С и в термостатах ТС80М2. Для преодоления нестабильности процессов роста и синтеза целевых вторичных метаболитов при длительном культивировании клеточные штаммы поддерживаются в строго контролируемых условиях с соблюдением технологии культивирования - периодическими пересадками и регулярным проведением контроля содержания основных действующих веществ. Качественный и количественный анализ целевых компонентов проводится хроматоспектрофотометрическим методом. Результаты. Установлено длительное сохранение (более 13 лет) продуктивности по клеточной биомассе и биосинтезу берберина (0,10-0,12%) клеточной культурой василистника. Максимальный синтез алкалоидов сангвинарина и хелерубина (до 0,88% в сумме) клеточная культура маклейи сердцевидной сохраняет более 8 лет. Это подтверждает достаточную стабильность полученных штаммов. Отмечено также варьирование уровня максимального накопления целевых метаболитов при культивировании в течение года. Выводы. Полученные результаты показывают наличие сезонного варьирования синтеза алкалоидов в клеточной культуре, что предположительно, можно объяснить генетической памятью клеток.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Цыбулько Н.С., Мясникова С.Б.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COLLECTION OF CELL CULTURES AS AN ALTERNATIVE SOURCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES

VILAR is the holder of a collection of 16 strains of cultures of nine medicinal plants species: Macleaya cordata Willd, Thalictrum minus L., Stephania glabra Roxb., Miers, Podophyllum peltatum L., Panax ginseng C. A.Mey, Rodiola rosea L., Macrotomia eychroma Royle Pauls, Ungernia victoris Vved.ex Artjuschenko, Hedysarum neglectum. The presented cultures contain a wide range of biologically active substances: alkaloids (berberine, sanguinarine, helerubin, stefarin, galantamine); saponins, phenylpropanoids, lignans (podophyllotoxin), glycosides (mangiferin), shikonin. During cultivation, cell strains are maintained in the form of a suspension culture in a nutrient medium according to the Murasige-Skoog prescriptions with the addition of the necessary vitamins and growth regulators and in the form of callus on agar. The viability of the crops is maintained on a hanging rocking chair with a frequency of 100 rpm in a dark room at a temperature of 26° C and in thermostats TC80M2. To overcome the instability of the processes of growth and synthesis of target secondary metabolites during long-term cultivation, cell strains are maintained under strictly controlled conditions in accordance with the cultivation technology - periodic transplants and regular monitoring of the content of the main active substances. Qualitative and quantitative analysis of the target components is carried out by a chromatospectrophotometric method. We find, that thalictrum minus biomass productivity and berberine biosynthesis (up to 0.10-0.12%) are kept a long time (more than 13 years). The maximum synthesis of alkaloids sanguinarine and helerubine (up to 0.88%) in total cell culture of macleaya is kept more than 8 years. This confirms the sufficient stability of the obtained strains. There was also find the variation in the level of maximum accumulation of target metabolites in the process of cultivation during the year with the maximum level at spring -sampler season.

Текст научной работы на тему «КОЛЛЕКЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ»

УДК 615.32 https://doi.org/10.29296/25877313-2020-02-02

© Цыбулько Н.С., Мясникова С.Б., 2020

КОЛЛЕКЦИЯ КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУР

КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Н.С. Цыбулько

к.фарм.н., вед. науч. сотрудник,

отдел агробиотехнологии, Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (Москва) E-mail: ostafevo11@yandex.ru С.Б. Мясникова науч. сотрудник,

отдел агробиотехнологии, Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (Москва) E: mail fatiniya21.66@mail.ru

ФГБНУ ВИЛАР поддерживает коллекцию 16 штаммов клеточных культур девяти видов лекарственных растений: василистник малый ('Thalictrum minus L.), маклейя сердцевидная (Macleaya cordata Willd), стефания гладкая (Stephana glabra Roxb), унгерния Виктора (Ungernia victoris Vved.ex Artjuschenko), женьшень (Panaxginseng C. A.Mey), родиола розовая (Rodiola rosea L.), подофилл щитовидный (Podophyllum peltatum L.), копеечник забытый (Hedysarum neglectum), макротомия красящая (Macrotomia eychroma Royle Pauls). Представленные культуры содержат широкий спектр биологически активных веществ: алкалоиды (берберин, сангвинарин, хелерубин, сте-фарин, галантамин); сапонины, фенилпропаноиды, лигнаны (подофилотоксин), гликозиды (мангиферин), шиконин. Цель исследования - стандартизация клеточных культур-продуцентов биологически активных веществ в условиях длительного культивирования.

Материал и методы. В процессе культивирования клеточные штаммы поддерживаются в виде суспензионной культуры в питательной среде по прописям Мурасиге-Скуга с добавлением необходимых витаминов и регуляторов роста и в виде каллуса на агаре. Жизнеспособность культур поддерживается на подвесной качалке с частотой 100 оборотов в минуту в темном помещении при температуре 26° С и в термостатах ТС80М2. Для преодоления нестабильности процессов роста и синтеза целевых вторичных метаболитов при длительном культивировании клеточные штаммы поддерживаются в строго контролируемых условиях с соблюдением технологии культивирования - периодическими пересадками и регулярным проведением контроля содержания основных действующих веществ. Качественный и количественный анализ целевых компонентов проводится хроматоспектрофо-тометрическим методом.

Результаты. Установлено длительное сохранение (более 13 лет) продуктивности по клеточной биомассе и биосинтезу бербе-рина (0,10-0,12%) клеточной культурой василистника. Максимальный синтез алкалоидов сангвинарина и хелерубина (до 0,88% в сумме) клеточная культура маклейи сердцевидной сохраняет более 8 лет. Это подтверждает достаточную стабильность полученных штаммов. Отмечено также варьирование уровня максимального накопления целевых метаболитов при культивировании в течение года.

Выводы. Полученные результаты показывают наличие сезонного варьирования синтеза алкалоидов в клеточной культуре, что предположительно, можно объяснить генетической памятью клеток.

Ключевые слова: клеточная культура, василистник малый, маклейя сердцевидная, стефания гладкая, унгерния Виктора, женьшень, родиола розовая, подофилл щитовидный, копеечник забытый, макротомия красящая, действующие вещества.

Для цитирования: Цыбулько Н.С., Мясникова С.Б. Коллекция клеточных культур как альтернативный источник получения биологически активных веществ. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2020;23(2):12-17. https://doi.org/10.29296/25877313-2020-02-02

Численность редких видов лекарственных растений неуклонно сокращается ввиду естественного сокращения районов произрастания, неконтролируемых и нерациональных приемов сбора и заготовки сырья в практических целях. Процесс интродукции дикорастущих растений достаточно сложен. Полевое выращивание не всегда позволяет сохранить комплекс действующих веществ в растении без изменения. Таким образом, клеточные культуры ле-

карственных растений создают резервный фонд получения биологически активных веществ, специфичных для интактных растений. Большая вариабельность геномов культивируемых клеток, далеко выходящая за рамки видовой изменчивости исходных растений, позволяет рассматривать культивируемые клетки не только как альтернативное сырье для получения необходимого продукта, но и как системы, способные к синтезу новых химических

структур, то есть как источник принципиально новых продуктов [1]. Кроме того, клеточная культура позволяет использовать возможности регулирования синтеза биологически активных соединений с помощью экзогенных факторов: фитогормонов и минеральных солей, входящих в состав питательной среды; интенсивности освещения; рН питательного субстрата. В связи с этим клеточные культуры представляют собой перспективный источник продукции для нужд фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.

ФГБНУ ВИЛАР поддерживает коллекцию клеточных культур лекарственных растений: ва-силистник малый, маклейя сердцевидная, стефания гладкая, унгерния Виктора, женьшень, родио-ла розовая, подофилл щитовидный, копеечник забытый, макротомия красящая. Всего 16 штаммов культур девяти видов лекарственных растений.

Коллекция клеточных культур обеспечивает поддержание в растущем состоянии имеющиеся штаммы - продуценты биологически активных соединений; она периодически пополняется новыми штаммами, а также предоставляет их для биотехнологических исследований.

Представленные культуры содержат широкий спектр биологически активных веществ. Так, ма-клейя сердцевидная синтезирует сангвинарин и хелерубин - алкалоиды, по своей антимикробной и противоопухолевой активности сопоставимые с антибиотиками. Препараты на основе сангвинари-на широко известны как в России, так и за рубежом в качестве противовоспалительного средства [2, 3]. Алкалоид стефании гладкой стефарин является ингибитором холинэстераз (истинной и ложной) и повышает чувствительность органов к аце-тилхолину. Созданный в ВИЛАР препарат «Сте-фаглабрина сульфат» применяют для лечения си-рингомиелии, амиотрофического склероза, миопа-тии, параличей, порезов лицевого нерва и других заболеваний центральной нервной системы [4-6]. Алкалоид унгернии галантамин также является ингибитором холинэстераз и используется в лечении мышечной атрофии, полиомиелита, невритов, полиневритов, радикулита [7, 16]. Протобербери-новые алкалоиды василистника обладают антимикробным, сосудосуживающим, желчегонным и цитостатическим действием. В России препараты берберина применяются в качестве желчегонного средства [8, 9]. Основные действующие вещества подофила щитовидного - лигнаны. Препарат «Подофиллин» применяется как вспомогательное

средство для лечения папиллом, остроконечных кондилом [10]. Гликозиды копеечника (мангифе-рин) обладают сильной противовирусной и проти-стостатической активностью [11]. На основе ман-гиферина разработан препарат «Алпизарин» для лечения герпеса [12]. Фенилпропаноиды клеточной культуры родиолы розовой повышают устойчивость организма, являются адаптогенами, стимуляторами центральной нервной системы. Настойка родиолы назначается при переутомлении, вегетососудистой дистонии [13]. Основные действующие вещества женьшеня - сапонины (панаксозиды) представляют собой новый тип гликозидов со стероидным агликоном и спироке-тальной группой из семи углеродных атомов, соединенной с агликоном гликозидными связями. Большой биологической активностью обладают и содержащиеся в растении пептиды, эфирные масла, полисахариды. Препараты женьшеня эффективны при физической и умственной усталости, пониженной работоспособности, гипофункции половых желез, способствуют нормализации артериального давления, регуляции функций пищевого канала. В медицине Китая настойку женьшеня используют в целях профилактики различных инфекционных заболеваний у детей [13, 14]. Основным биологически активным компонентом клеточной культуры макратомии красящей является шиконин. Этот природный антисептик не вызывает аллергических реакций и привыканий, а также действует как анальгетик в отношении грамполо-жительных микроорганизмов, спорообразующих и паразитических простейших. В настоящее время разработан перевязочный материал «Коллахит-Ш» с успехом применяющийся в хирургии [15], который оказывает выраженный лечебный эффект при стрептодермии, а также при лечении любого вида ран и ожогов.

Цель работы - стандартизация клеточных культур-продуцентов биологически активных веществ в условиях длительного культивирования.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Поддержание коллекционных штаммов лекарственных растений проводили с помощью метода периодического культивирования в виде суспензионной культуры в колбах вместимостью 500 мл и в виде каллуса на агаре в пробирках и чашках Петри. Работы проводили в стерильных условиях с использованием боксов - ламинаров. Жизнеспособность

культур поддерживали в термостатах ТС80М2 (Россия) и на подвесной качалке с частотой 100 об/мин, в темном помещении при температуре 26 °С. Клеточные культуры выращивали в питательной среде по прописям Мурасиге-Скуга с добавлением необходимых витаминов и регуляторов роста.

Для преодоления нестабильности процессов роста и синтеза целевых вторичных метаболитов при длительном культивировании, клеточные штаммы поддерживали в строго контролируемых условиях с соблюдением технологии культивирования - периодическими пересадками и регулярным проведением контроля содержания основных действующих веществ.

Качественный и количественный анализ целевых компонентов выполняли хроматоспектро-фотометрическим методом с использованием хро-матографических пластинок силуфол, сорбфил, силикагель 60, спектрофотометров СФ-26, СФ-50, денситометра сорбфил и другими методами мета-боломики.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На базе коллекции ведутся исследования по получению новых линий продуцентов и повышению выхода биологически активных веществ за счет повышения продуктивности штаммов. Исследуется возможность экзогенного регулирования в клеточной культуре синтеза биологически активных веществ, свойственных интактному растению.

Основные физиологические параметры выращивания клеточных культур влияют на продуктивность и синтетический потенциал клеток продуцентов. Выращивание клеточной культуры требует детальной отработки условий культивирования, при которых выход биомассы и синтез действующих веществ был бы высоким и стабильным. Ранее выполненные работы [1, 17, 18] подтверждают, что на накопление целевого продукта действует целый ряд параметров: генотип донор-ного растения, выбор его органа для введения в культуру, трофические и гормональные компоненты питательной среды, а также рН среды, температура, освещенность, парциальное давление. Как отмечала академик Бутенко Р.Г., в популяциях непрерывно культивируемых клеток, полученных клонированием от единичной клетки, идут сложные процессы перестройки генома. Это ведет к нестабильности процессов роста и синтеза целевых вторичных метаболитов при длительном культи-

вировании, потому создание высокопродуктивных штаммов носит в определенной степени вероятностный характер.

В длительной пересадочной культуре клетки растений могут сохранять или, наоборот утрачивать способность к присущему интактным растениям биосинтезу. Было отмечено длительное сохранение продуктивности по клеточной биомассе и биосинтезу берберина 0,10-0,12% клеточной культурой василистника. Стабильность клеточного штамма ТМ-2-05 ВИЛАР (2005 г.) сохраняется более 13 лет. Можно отметить максимальный синтез алкалоидов сангвинарина и хелерубина (до 0,88% в сумме), штамм МЛ-09 ВИЛАР (2010 г.), который маклейя сердцевидная, введенная в культуру in vitro от растения, привезенного из Китая, сохраняет более 8 лет. Около 30 лет сохраняет синтез стефарина и достаточно высокие ростовые показатели клеточная культура стефании - штамм Sg-6 ВСКК № 28 (А. с. № 1482193, 1989 г.) и штамм Sg-48 ВСКК-Вр № 56 (Патент № 2089610, 1997 г.).

Способность к длительному синтезу алкалоидов, по утверждению Р.Г. Бутенко, предположительно обусловлена отсутствием контроля дифференциации за биосинтезом алкалоидов и позволяет всем типам клеток синтезировать данный метаболит. При этом пик нарастания клеточной массы не всегда совпадает во времени с пиком максимального синтеза действующих веществ. В большинстве случаев синтез вторичных продуктов возрастает в фазе замедления роста клеточных культур. В течение 28 суток периода культивирования ва-силистника наблюдается два максимума наиболее активного синтеза берберина. Основной максимум приходится на 14-й день культивирования. Пик синтеза алкалоидов у маклейи сердцевидной приходится на 21-е сутки, стефании - на 15-е сутки. Максимум синтеза фенилпропаноидов родиолы розовой и сапонинов женьшеня также приходится на 21-е сутки.

Отмечено варьирование уровня максимального накопления целевых метаболитов василистника малого при культивировании в течение года (табл. 1 и 2). Табл. 1 и график, приведенный на рис. 1, показывают, что при ежемесячном контроле с 2015 по 2018 гг. максимум синтеза берберина в клеточной культуре василистника приходится на март. А максимальное экскретирование берберина в культуральную жидкость наблюдается в марте-апреле (табл. 2, рис. 2).

Уровень синтеза берберина, %

0,02

0 -Т-т-,-,-,-.-Г-т-Г-т-т-

1 2 34567 89 10 11 12

Месяцы

Рис. 1. Варьирование синтеза берберина в клеточной культуре василистника в период с 2015 по 2018 гг.: 1 - 2015 г.; 2 -2016 г.; 3 - 2017 г.; 4 - 2018 г.

Рис. 2. Варьирование синтеза берберина в культуральной жидкости василистника в период с 2015 по 2018 гг.: 1 - 2015 г.; 2 - 2016 г.; 3 - 2017 г.; 4 - 2018 г.

Таблица 1. Варьирование синтеза берберина в культуре клеток василистника малого в течение года

Месяц Уровень синтеза берберина

2015 год 2016 год 2017 год 2018 год

Январь 0,10% ± 0,006 0,10% ± 0,002 0,06% ± 0,001 0,05% ± 0,006

Февраль 0,10% ± 0,04 0,10% ± 0,01 0,09% ± 0,007 0,06% ± 0,004

Март 0,11% ± 0,006 0,15% ± 0,006 0,17% ± 0,004 0,09% ± 0,001

Апрель 0,10% ± 0,006 0,106% ± 0,007 0,13% ± 0,015 0,08% ± 0,002

Май 0,08% ± 0,001 0,106% ± 0,015 0,12% ± 0,006 0,06% ± 0,005

Июнь 0,10% ± 0,007 0,08% ± 0,006 0,05% ± 0,004 0,10% ± 0,006

Июль 0,10% ± 0,007 0,07% ± 0,006 0,05% ± 0,006 0,08% ± 0,001

Август 0,09% ± 0,004 0,09% ± 0,004 0,06% ± 0,001 0,07% ± 0,006

Сентябрь 0,10% ± 0,002 0,10% ± 0,001 0,08% ± 0,001 0,05% ± 0,005

Октябрь 0,10% ± 0,002 0,103% ± 0,007 0,07% ± 0,005 0,05% ± 0,004

Ноябрь 0,10% ± 0,015 0,105% ± 0,015 0,09% ± 0,006 0,07% ± 0,004

Декабрь 0,10% ± 0,01 0,10% ± 0,004 0,06% ± 0,004 0,05% ± 0,001

Таблица 2. Варьирование синтеза берберина в культуральной жидкости василистника малого в течение года

Месяц Уровень синтеза берберина

2015 год 2016 год 2017 год 2018 год

Январь 32 мг/л ± 2,08 19 мг/л ± 1,53 11 мг/л ± 2,51 20 мг/л ± 1,53

Февраль 34 мгл ± 2,08 12 мг/л ± 2,51 20 мг/л ± 1,53 10 мг/л ± 1

Март 37 мг/л ± 1 14 мг/л ± 2 36 мг/л ± 2 11 мг/л ± 1,53

Апрель 24 мг/л ± 1,53 23 мг/л ± 1,53 25 мг/л ± 2,08 26 мг/л ± 2

Май 22 мг/л ± 1 17 мг/л ± 2,08 20 мг/л ± 1,53 14 мг/л ± 2,08

Июнь 11 мг/л ± 2,51 11 мг/л ± 1,53 14 мг/л ± 2,08 10 мг/л ± 1

Июль 15 мг/л ± 2,51 8 мг/л ± 2,51 19 мг/л ± 2,08 6 мг/л ± 2,51

Август 18 мг/л ± 1,53 9 мг/л ± 2,08 13 мг/л ± 2,51 8 мг/л ± 2,08

Сентябрь 21 мг/л ± 1,53 11 мг/л ± 1 19 мг/л ± 2,51 10 мг/л ± 1,53

Октябрь 21 мг/л ± 2,51 9 мг/л ± 2,51 14 мг/л ± 2 8 мг/л ± 2

Ноябрь 17 мг/л ± 1 10 мг/л ± 2,08 18 мг/л ± 2 10 мг/л ± 1,53

Декабрь 18 мг/л ± 2,51 11 мг/л ± 1,53 17 мг/л ± 2,58 12 мг/л ± 1

ВЫВОДЫ

1. Все представленные штаммы являются достаточно устойчивыми системами, способными сохранять синтез вторичных метаболитов длительное время.

2. Полученные результаты показывают наличие сезонного варьирования синтеза алкалоидов в клеточной культуре, что, предположительно, можно объяснить генетической памятью клеток.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бутенко Р.Г. Культура клеток и растений и биотехнология. М.: Наука. 1986. 285 с.

2. Вичканова С.А., Ростоцкий Б.К., РубинчикМ.А. и др. Авторское свидетельство 230387 (СССР). Изобретения. 1968. № 34.

3. Копъглова И.Е., Маслова Г.А., Перельсон М.Е. Применение хроматоспектрофотометрического метода для количественного определения сангвиритрина в траве маклейи. ХФЖ. 1980. № 1. С. 58-62.

4. Стефаглабрина сульфат - оригинальный препарат анти-холинэстеразного действия. Авторское свидетельство (СССР) № 315387. 1963.

5. КузнецовЮ.Б., АрзамасцевЕ.В. Патент СССР № 1713151. 1986.

6. Щелчкова И.И., Ильинская Т.Н., Кузовков А.Д. Алкалоиды stephania glabra. Химия природных соединений. 1965. № 4. С. 271.

7. Машковский М.Д., Кругликова-Львова Р.П. К фармакологии нового алкалоида галантамина. Фармакология и токсикология. 1951. Т. 14. С. 27-30.

8. Урманцева В.В., Гаевская О.А., Смирнов В.А. и др. Особенности культуры клеток Thalictrum minus как про-

дуцента алкалоидов. Физиология растений. 2000. Т. 47. № 1. С. 65-72.

9. Адеишвили. Л.Б. Цитостатическое действие берберина.. Фармацевтический журнал. 1979. № 2. С. 40-44.

10. Мурадханов Р.Р., Мезенова Т.Д., Коновалов Д.А. Определение подофиллотоксина в молодых побегах можжевельника виргинского (Juniperus virginiana L.). Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 3. С. 48-51.

11. Гаммерман Ф.А., Кадаев Г.Н., Яценко—Хмелевский А.А. Лекарственные растения. М.: Высшая школа. 1990. 542 с.

12. Глызин В.И., Смирнова Л.П., Объедкова Е.Ф., Шемерян-кина Т.Б. Патент на способ получения мангиферина RU 2032413.

13. Максютина Н.П., Комиссаренко И.Ф., Прокопенко А.П., Погодина Л.И., Липкан Г.Н. Растительные лекарственные средства. Киев: Здоровье. 1985. 278 с.

14. Куркин В.А., Акушская А.С. Определение сапонинов в корнях женьшеня. Фармация. 2012. Т. 60. № 3. С. 18-20.

15. Дубинец И.Д. Клинико-морфологическоя оценка эффективности тканево-каллаген-хитозановой трансплантации в реконструкции отохирургии: Автореферат дисс. ... канд. Мед. наук. Челябинская государственная медицинская академия. 2007.

16. Heinrich M., Lee Teoh Hooi. Galanthamine from snowdrop -the development of a modern drug against Alzheimer's disease from local Caucasian knowledge. Journal of Ethnophar-macology. 2004. V. 92. P. 147-162.

17. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК - ПРЕСС. 1999. 160 с.

18. ГликБ., ПастернакДж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир. 2002. 589 с.

Поступила 23 октября 2019 г.

COLLECTION OF CELL CULTURES AS AN ALTERNATIVE SOURCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES

© Tsybulko N.S., Myasnikova S.B., 2020 N.S. Tsybulko

Ph.D. (Pharm.) Leading Research Scientist,

Agrobiotechnology Section, All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants (Moscow) E-mail: ostafevo11@yandex.ru S.B. Myasnikova Research Scientist,

Agrobiotechnology Section, All-Russian Scientific Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants (Moscow) E-mail: fatiniya21.66@mail.ru

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

VILAR is the holder of a collection of 16 strains of cultures of nine medicinal plants species: Macleaya cordata Willd, Thalictrum minus L., Stephania glabra Roxb., Miers, Podophyllum peltatum L., Panax ginseng C. A.Mey, Rodiola rosea L., Macrotomia eychroma Royle Pauls, Ungernia victoris Vved.ex Artjuschenko, Hedysarum neglectum. The presented cultures contain a wide range of biologically active substances: alkaloids (berberine, sanguinarine, helerubin, stefarin, galantamine); saponins, phenylpropanoids, lignans (podophyllotoxin), glycosides (mangiferin), shikonin.

During cultivation, cell strains are maintained in the form of a suspension culture in a nutrient medium according to the Murasige-Skoog prescriptions with the addition of the necessary vitamins and growth regulators and in the form of callus on agar. The viability of the crops is maintained on a hanging rocking chair with a frequency of 100 rpm in a dark room at a temperature of 26° C and in thermostats

TC80M2. To overcome the instability of the processes of growth and synthesis of target secondary metabolites during long-term cultivation, cell strains are maintained under strictly controlled conditions in accordance with the cultivation technology - periodic transplants and regular monitoring of the content of the main active substances. Qualitative and quantitative analysis of the target components is carried out by a chromatospectrophotometric method.

We find, that thalictrum minus biomass productivity and berberine biosynthesis (up to 0.10-0.12%) are kept a long time (more than 13 years). The maximum synthesis of alkaloids sanguinarine and helerubine (up to 0.88%) in total cell culture of macleaya is kept more than 8 years. This confirms the sufficient stability of the obtained strains. There was also find the variation in the level of maximum accumulation of target metabolites in the process of cultivation during the year with the maximum level at spring -sampler season.

Key words: cell culture, small cornflower, Madeaya cordata Willd, Stephania glabra Roxb, Ungernia victoris Vved.ex Artjuschenko, Panax ginseng C.A.Mey, Rodiola rosea L., Podophyllum peltatum L., Hedysarum neglectum, Macrotomia eychroma Royle Pauls, active ingredients.

For citation: Tsybulko N.S., Myasnikova S.B. Collection of cell cultures as an alternative source of biologically active substances. Problems of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2020;23(2):12-17. https://doi.org/10.29296/25877313-2020-02-02

REFERENCES

1. Butenko R.G. Kul'tura kletok i rastenij i biotekhnologiya. M.: Nauka. 1986. 285 s.

2. Vichkanova S.A., Rostockij B.K., Rubinchik M.A. i dr. Avtorskoe svidetel'stvo 230387 (SSSR). Izobreteniya. 1968. № 34.

3. Kopylova I.E., Maslova G.A., Perel'son M.E. Primenenie hromatospektrofotometricheskogo metoda dlya kolichestvennogo opredeleniya sangviritrina v trave makleji. HFZH. 1980. № 1. S. 58-62.

4. Stefaglabrina sul'fat - original'nyj preparat antiholinesteraznogo dejstviya. Avtorskoe svidetel'stvo (SSSR) № 315387. 1963.

5. Kuznecov Yu.B., Arzamascev E.V. Patent SSSR № 1713151. 1986.

6. Shchelchkova I.I., Il'inskaya T.N., Kuzovkov A.D. Alkaloidy stephania glabra. Himiya prirodnyh soedinenij. 1965. № 4. S. 271.

7. Mashkovskij M.D., Kruglikova-L'vova R.P. K farmakologii novogo alkaloida galantamina. Farmakologiya i toksikologiya. 1951. T. 14. S. 27-30.

8. Urmanceva V.V., Gaevskaya O.A., Smirnov V.A. i dr. Osobennosti kul'tury kletok Thalictrum minus kak producenta alkaloidov. Fiziologiya rastenij. 2000. T. 47. № 1. S. 65-72.

9. Adeishvili. L.B. Citostaticheskoe dejstvie berberina.. Farmacevticheskij zhurnal. 1979. № 2. S. 40-44.

10. Muradhanov R.R., Mezenova T.D., Konovalov D.A. Opredelenie podofillotoksina v molodyh pobegah mozhzhevel'nika virginskogo (Juniperus virginiana L.). Voprosy biologicheskoj, medicinskoj i farmacevticheskoj himii. 2013. № 3. S. 48-51.

11. Gammerman F.A., Kadaev G.N., Yacenko-Hmelevskij A.A. Lekarstvennye rasteniya. M.: Vysshaya shkola. 1990. 542 s.

12. Glyzin V.I., Smirnova L.P., Ob"edkova E.F., SHemeryankina T.B. Patent na sposob polucheniya mangiferina RU 2032413.

13. Maksyutina N.P., Komissarenko I.F., Prokopenko A.P., Pogodina L.I., Lipkan G.N. Rastitel'nye lekarstvennye sredstva. Kiev: Zdorov'e. 1985. 278 s.

14. Kurkin V.A., Akushskaya A.S. Opredelenie saponinov v kornyah zhen'shenya. Farmaciya. 2012. T. 60. № 3. S. 18-20.

15. Dubinec I.D. Kliniko-morfologicheskoya ocenka effektivnosti tkanevo-kallagen-hitozanovoj transplantacii v rekonstrukcii otohirurgii: Avtoreferat diss. ... kand. Med. nauk. Chelyabinskaya gosudarstvennaya medicinskaya akademiya. 2007.

16. Heinrich M., Lee Teoh Hooi. Galanthamine from snowdrop - the development of a modern drug against Alzheimer's disease from local Caucasian knowledge. Journal of Ethnopharmacology. 2004. V. 92. P. 147-162.

17. Butenko R.G. Biologiya kletok vysshih rastenij in vitro i biotekhnologii na ih osnove. M.: FBK - PRESS. 1999. 160 s.

18. Glik B., Pasternak Dzh. Molekulyarnaya biotekhnologiya. Principy i primenenie. M.: Mir. 2002. 589 s.

Читайте в следующих номерах

Балканов А.С., Гаганов Л.Е., Розанов И.Д., Шириков Е.И. КЛИНИЧЕСКИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНДЕКСА ПРОЛИФЕРАЦИИ Ю 67 В ЛИМФО^ННЫХ МЕТАСТАЗАХ ПРИ КАРЦИНОМЕ

МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Монахова В.С., Пигарева Н.В., Симбирцев А.С.

ВЫБОР КЛЕТОЧНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШТАММА-ПРОДУЦЕНТА РЕКОМБИНАНТНОГО ФОЛЛИКУЛОСТИМУЛИРУЮЩЕГО ГОРМОНА ЧЕЛОВЕКА

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.