罗汉果三萜皂苷的研发与应用

项目的目的、意义及必要性:罗汉果为我国药食两用植物,三萜化合物是罗汉果果实中具有重要活性价值的次生代谢产物,具有无毒、高甜(甜度为蔗糖的300-400倍)等优良特性,活性物质研究团队前期研究表明,这类萜化合物可阻滞肿瘤细胞周期、诱导癌细胞凋亡,对多种肿瘤细胞具有杀伤作用,已获得国际PCT专利2项,国家发明专利2项,发表SCI论文5篇。目前联合贵州省黎平县德顺乡建立了1000亩罗汉果科研种植基地,并积极推进成果转化,已与北京源生元科技发展有限公司达成协议,以食品、保健品为切入点进行产品开发。

产业化环境分析

2016年8月26日,中共中央政治局召开会议,审议通过“健康中国2030”规划,提出了“没有全民健康,就没有全面小康”。习近平总书记在全国卫生与健康大会强调要把人民健康放在优先发展的战略地位,以发展健康产业为重点,加快推进健康中国建设。

课题团队以发展都市型现代农业、推进我国社会主义新农村建设为首要任务,积极探索我国大中城市农业转型规律和技术供求,着力解决现代农业发展中的关键问题和关键技术,其中林果业中功能成分的开发是发展高附加值农产品的重要方向。我们拟从三个角度对罗汉果进行开发,包括功能食品、保健品和药品,鉴于药物开发周期长的特点,市场专业人员对项目评估后,进行功能食品、保健品和药品三步走策略。与相关资质的单位合作(药厂)开展产品评价工作(安全性毒理学评价;功能学评价;功效成分评价;稳定性评价;卫生学评价)。进行商标注册、市场推广,完成科研产品的市场化,最终实现无毒、抗肿瘤药物的开发和利用,做到产学研结合,真正将科研产品应用于改善民生、促进健康产业发展。

关键技术及主要创新:项目依托于农业部华北都市农业重点实验室和北京农学院生物科学与工程学院, “生物活性物质的研究与应用”团队密切契合国家产业发展需求,以植物次生代谢产物为研究对象,注重天然功能性产物的开发,致力将科研成果落地,服务社会。2016年课题组首次发现罗汉果甜苷类化合物对胰腺癌、肺癌、白血病、肝癌、结肠癌和喉癌等肿瘤细胞具有杀伤、阻滞、抑制转移等功能,同时发现了该类化合物诱导肿瘤细胞凋亡的多个信号靶点,并对甜苷的作用靶点(STAT3、ERK)进行了专利保护,为甜苷健康产业开发提供了基础。

技术成熟度

在原料基地建设方面,团队与贵州黎平县德顺乡签订了罗汉果科研合作协议,建立了罗汉果种植基地,做到科研与社会服务相结合,一方面帮助果农解决罗汉果种植中的实际问题,另一方面种植基地为罗汉果活性成分的科学研究、生产加工提供原料保障。

在罗汉果甜苷生产工艺方面,通过絮凝、超滤、柱层析等技术分离出具有活性的罗汉果甜苷。通过优化条件建立标准化罗汉果甜苷分离产生工艺,条件优化方面具体包括:利用大孔树脂纯化罗汉果甜苷,涉及罗汉果甜苷提取条件的优化、树脂的选用、吸附过程中罗汉果甜苷溶液的浓度、和盐离子浓度对吸附过程的影响及解吸剂的选择,确定了适宜的吸附和解吸条件等,通过一系列优化过程为罗汉果甜苷的工业化生产提供技术路线。最终通过工艺优化,实现罗汉果甜苷的工业化生产,降低生产成本,并获得相关知识产权。

在甜苷功能使用上,获得了多项专利,为产品开发提供了支持和基础。

经济社会效益分析

“十三五”规划提出“推进健康中国建设”的8大措施中,有7项与医药产业发展息息相关。当前,癌症发病率逐年升高,天然无毒的肿瘤治疗和预防药物研发日益迫切。本课题针对健康问题高度关注的社会现实,从我国特有的天然植物资源中筛选出具有低热、高甜、抗癌活性的组分,契合当前健康产业发展。

在食品领域,罗汉果甜苷(罗汉果三萜皂甙)是良好的蔗糖替代品,总体甜度为蔗糖的400倍左右,具有高甜味、低热量的特点,食用后不被人体代谢、能有效降低能量物质的摄入,满足糖尿病患者和肥胖人士的需求。在药理研究方面,罗汉果甜苷在拮抗致癌剂、抗炎症、清除自由基以及降糖降脂方面显示出一定的功效,除此之外,罗汉果甜苷还具有杀伤多种肿瘤细胞的活性,能通过阻滞细胞周期、抑制细胞迁移、干预血管形成和诱导细胞凋亡等途径发挥抗肿瘤作用。因此,罗汉果项目的开发具有广阔的市场前景和社会效益。

知识产权情况: 目前,授权罗汉果发明专利2项,国际专利2项,包括罗汉果甜苷及其前体、衍生物制备及功能,为罗汉果下游产品的产业化及技术转让、实施提供了支持。