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中國有著數(shù)千年利用天然中草藥來治病和保健的歷史。天然的植物藥與植物類保健品因其更符合自然、安全、綠色、生態(tài)的發(fā)展趨勢而越來越受到民眾的認(rèn)可和追捧。傳統(tǒng)的藥用植物行業(yè)主要靠種植來獲得原料，比如在我國應(yīng)用歷史久遠(yuǎn)的人參已經(jīng)大面積人工種植，能夠提取抗癌藥物紫杉醇的瀕危植物紅豆杉也在國內(nèi)大面積種植。但這些藥用植物的種植周期長達(dá)6-7年，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需要。在栽培的過程中還容易受到病蟲害的影響，我國人參產(chǎn)業(yè)長期存在著農(nóng)藥殘留和重金屬超標(biāo)問題。因此發(fā)展新的技術(shù)來獲得藥用植物原料就變得非常迫切，而植物細(xì)胞培養(yǎng)被認(rèn)為是最有潛力替代種植的技術(shù)途徑。以往的植物細(xì)胞培養(yǎng)往往是通過誘導(dǎo)植物體細(xì)胞脫分化而產(chǎn)生愈傷細(xì)胞，再借助于生物反應(yīng)器進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)。由于植物細(xì)胞的體積比較大，對于懸浮培養(yǎng)過程中的剪切力比較敏感等因素導(dǎo)致過去很多植物細(xì)胞的工廠化培養(yǎng)效率低。
現(xiàn)代科學(xué)研究證明植物體內(nèi)還存在一類特殊的細(xì)胞一干細(xì)胞(stem ell)。干細(xì)胞是指生命體內(nèi)先天性的處在未分化狀態(tài)的細(xì)胞。植物干細(xì)胞能夠讓植物在數(shù)百年、數(shù)千年內(nèi)不斷生長、分化和發(fā)育。因此植物干細(xì)胞是包含植物生長和發(fā)育的所有程序并具有永久生命力的細(xì)胞，也是植物生命力的源泉。在過去160多年的時間里，從未有將植物干細(xì)，胞成功分離并培養(yǎng)的先例，直到2010年，科學(xué)家首次成功分離和培養(yǎng)出紅豆杉和人參的干細(xì)胞。與普通的植物細(xì)胞相比，植物干細(xì)胞具有更強(qiáng)的分裂能力，同時具有更穩(wěn)定的遺傳特性，經(jīng)歷長期的培養(yǎng)而不會衰退。植物干細(xì)胞在遺傳特性上的穩(wěn)定性，解決了普通植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中存在的分化、變異和難以規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸問題。
植物干細(xì)胞分離與培養(yǎng)的成功是一個重要的技術(shù)突破，對于藥用植物的生產(chǎn)具有重要的作用和意義。植物干細(xì)胞工廠化生產(chǎn)具有以下幾個明顯的優(yōu)勢:
(1)縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，極大地保障了市場上原料的穩(wěn)定供應(yīng)，降低藥物的價格，從而造福廣大的患者。
(2)提高產(chǎn)品品質(zhì)，推動藥用植物行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前國內(nèi)的企業(yè)通過大規(guī)模種植藥用植物來滿足市場對于原料的需求，大面積的種植不僅占用有限的耕地，同時種植過程中容易受到病蟲害的影響、重金屬超標(biāo)和農(nóng)藥的殘留，也會嚴(yán)重影響品質(zhì)和產(chǎn)品的國際競爭力。通過在潔凈廠房中生產(chǎn)植物干細(xì)胞，既避免了重金屬及農(nóng)藥殘留，同時又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，為我國藥用植物行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了新途徑。
(3)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)生態(tài)文明，實現(xiàn)自然植物資源的長期保存與可持續(xù)開發(fā)利用，符合我國產(chǎn)業(yè)政策的要求。野生藥用植物的保護(hù)與利用一直是一對矛盾。野生藥用植物由于對生態(tài)環(huán)境和生長氣候有獨特的要求，往往不能異地大規(guī)模栽培，很多時候只能在原地大規(guī)模地種植，往往會破環(huán)原有的生態(tài)環(huán)境。通過工廠化生產(chǎn)植物干細(xì)胞將很好地解決這一問題，為藥用植物尤其是瀕危植物的開發(fā)利用提供了一個全新的途徑，是具有革命性的創(chuàng)新。
自2009年開始進(jìn)行紅豆杉千細(xì)胞和人參干細(xì)胞的分離與工廠化培養(yǎng)技術(shù)研究,已經(jīng)成功分離和培養(yǎng)了紅豆杉、人參等十多種藥用植物的干細(xì)胞，目前在國家發(fā)改委的政策扶持下建立了一個成熟的干細(xì)胞分離、培養(yǎng)與生產(chǎn)的技術(shù)平臺。實踐證明，與常規(guī)種植相比，這種工廠化培養(yǎng)可以大幅的降低原料的生產(chǎn)成本?？梢灶A(yù)見，植物干細(xì)胞技術(shù)對于推動藥用植物的開發(fā)利用走向精細(xì)化、高端化和工業(yè)化，實現(xiàn)自然資源的保存利用和推進(jìn)中草藥的現(xiàn)代化具有重要的意義。
應(yīng)用領(lǐng)域:
1.保健藥品:人參干細(xì)胞內(nèi)含有多種皂背，它對調(diào)節(jié)人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、強(qiáng)心、抗疲勞、調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝等有明顯功效，所以對神經(jīng)系統(tǒng).心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)的多種疾病有很好的治療作用。
2.食品/保健食品: 2012年國家將人參列人新資源食品，可以加入到普通食品中，如餅干、飲料類;也可以直接泡水、泡茶、泡酒、燉湯服用或磨粉直接吞服。
3.美容品/藥用美容品:人參干細(xì)胞中含有皂苷、多糖類等多種活性成分，能營養(yǎng)皮膚，提高膠原纖維的含量以及皮膚的鎖水功能，抑制黑色素，使皮膚潔白光滑。
人參干細(xì)胞提取物
規(guī)模化培養(yǎng)人參干細(xì)胞可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長環(huán)境，以富集目標(biāo)次生代謝產(chǎn)物。人參皂背是人參的主要活性成分,可以明顯抑制腦和肝中過氧化脂質(zhì)形成，減少大腦皮層和肝中脂褐素的含量，同時也能增加超氧化物歧化酶和過氧化氫酶在血液中的含量，具有抗氧化作用。此外，人參皂苷可延緩神經(jīng)細(xì)胞衰老，具有穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)和增加蛋白質(zhì)合成作用，提高老年人記憶能力。另外，人參皂背Rh2是人參中抑制癌細(xì)胞增殖作用能力最強(qiáng)的皂苷成分之一;人參皂苷Rg3可以抑制癌細(xì)胞有絲分裂前期蛋白質(zhì)和ATP的合成，抑制腫瘤細(xì)胞生長。
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