一種引發(fā)細胞壞死的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種引發(fā)細胞壞死的方法，其利用化學物質(zhì)和溫度變化增加細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，從而導致細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死。應用本項發(fā)明在農(nóng)業(yè)上可改進土壤條件和栽培技術(shù)，或養(yǎng)殖技術(shù)，通過利用化學物質(zhì)和溫度變化增加細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，以抑制真菌的生長，達到防病、防役目標。在食用菌和藥用菌的生產(chǎn)方面，可改進培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件，利用化學物質(zhì)和溫度變化降低細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，以提高真菌的產(chǎn)量和品質(zhì)。
【專利說明】一種引發(fā)細胞壞死的方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物領域，尤其涉及一種引發(fā)細胞壞死的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 細胞壞死（necrosis)是指細胞受到強烈理化或生物因素作用引起細胞無序變化 的死亡過程，表現(xiàn)為細胞脹大，胞膜破裂，細胞內(nèi)容物外溢，核變化較慢，DNA降解不充分，弓丨 起局部嚴重的炎癥反應。目前，關于細胞壞死的信號、機理和調(diào)控以及它們對人體功能和疾 病的影響，尚不清楚。
[0003] 細胞膜是防止細胞外物質(zhì)自由進入細胞的屏障，它保證了細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn) 定，使各種生化反應能夠有序運行。細胞膜的化學成分主要是脂類，蛋白質(zhì)和糖，其中磷脂 雙分子層是構(gòu)成細胞膜的的基本支架。細胞膜在電鏡下可分為三層，即在膜的靠內(nèi)外兩側(cè) 各有一條厚約2. 5nm的電子致密帶，中間夾有一條厚2. 5nm的透明帶，總厚度約7. 0? 7. 5nm左右。這種結(jié)構(gòu)不僅見于各種細胞膜，細胞內(nèi)的各種細胞器膜如：線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等 也具有相似的結(jié)構(gòu)。
[0004] 每個動物細胞質(zhì)膜上約有ΚΓ9個脂分子，即每平方微米的質(zhì)膜上約有5xl(T6個 脂分子。
[0005] 膜脂質(zhì)主要由磷脂、膽固醇和少量糖脂構(gòu)成。在大多數(shù)細胞的膜脂質(zhì)中，磷脂 占總量的70%以上，膽固醇不超過30%，糖脂不超過10%。磷脂又可分為兩類：甘油磷 月旨（phosphoglycerides)和鞘磷脂（sphingomyelin, SM)。甘油磷脂主要包括磷脂酰膽堿 (卵憐脂）（phosphatidylcholine, PC)，其次是憐脂醜絲氨酸（phosphalidylserine, PS) 和磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）（phosphatidylethanolamine，PE)，含量最少的是磷脂酰肌醇 (phosphatidylinosital，PI)。磷脂、膽固醇和糖脂都是雙嗜性分子。磷脂分子中的磷酸和 堿基、膽固醇分子中的羥基以及糖脂分子中的糖鏈等親水性基團分別形成各自分子中的親 水端，分子的另一端則是疏水的脂肪酸烴鏈。這些分子以脂質(zhì)雙層的形式存在于質(zhì)膜中， 親水端朝向細胞外液或胞質(zhì)，疏水的脂肪酸烴鏈則彼此相對，形成膜內(nèi)部的疏水區(qū)。膜脂 質(zhì)雙層中的脂質(zhì)構(gòu)成是不對稱的，含氨基酸的磷脂（磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰 肌醇）主要分布在膜的近胞質(zhì)的內(nèi)層，而磷脂酰膽堿的大部分和全部糖脂都分布在膜的外 層。
[0006] 磷脂由分子層構(gòu)成了膜的基本支架，這個支架不是靜止的。磷脂雙分子層是輕油 般的液體，具有流動性.蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂 雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運動的。比較經(jīng)典 的證明是用仙臺病毒介導完成不同小鼠染色細胞的融合，一段時間后，紅與綠是均勻點狀 分布于細胞膜周圍，說明膜是具有流動性的.
[0007] 磷脂分子的流動性受著一些因素的影響，主要影響因素有：
[0008] ①溫度：在一定溫度下，磷脂分子從液晶態(tài)（能流動具有一定形狀和體積的物態(tài)） 轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀（不流動）的晶態(tài)。這一能引起物相變化的溫度稱為相變溫度。當環(huán)境溫度 在相變溫度以上時，細胞膜磷脂分子處于流動的液晶態(tài)；而在相變溫度以下時，則處于不流 動的晶態(tài)。細胞膜磷脂分子相變溫度越低，細胞膜磷脂分子流動性就越大；反之，相變溫度 越高，細胞膜磷脂分子的流動性也就越小。
[0009] ②細胞膜磷脂分子的脂肪酸鏈：飽和程度高的脂肪酸鏈因緊密有序地排列，因而 流動性小；而不飽和脂肪酸鏈由于不飽和鍵的存在，使分子間排列疏松而無序，相變溫度降 低，從而增強了膜的流動性。所以細胞膜也具有流動性。脂肪酸鏈的長度對細胞膜磷脂分 子的流動性也有影響：隨著脂肪酸鏈的增長，鏈尾相互作用的機會增多，易于凝集（相變溫 度增高），流動性下降。
[0010] ③膽固醇：膽固醇對細胞膜磷脂分子流動性的調(diào)節(jié)作用隨溫度的不同而改變。在 相變溫度以上，它能使磷脂的脂肪酸鏈的運動性減弱，從而降低細胞膜磷脂分子的流動性。 而在相變溫度以下時，膽固醇可通過阻止磷脂脂肪酸鏈的相互作用，緩解低溫所引起的細 胞膜磷脂分子流動性劇烈下降。
[0011] ④卵磷脂/鞘磷脂比值，比值越高，膜流動性越大
[0012] ⑤脂雙層中嵌入的蛋白質(zhì)越多，膜流動性越大
[0013] 除以上因素外，細胞膜磷脂分子與膜蛋白的結(jié)合程度、環(huán)境中的離子強度、pH值等 都會影響細胞膜磷脂分子的流動性。
[0014] 膜脂的流動是造成細胞膜流動的主要因素，概括起來，膜脂的運動方式主要有四 種。
[0015] ①側(cè)向擴散（lateral diffusion);
[0016] ②旋轉(zhuǎn)運動（rotation);
[0017] ③伸縮運動（flex);
[0018] ④翻轉(zhuǎn)擴散（transverse diffusion)，又稱為翻轉(zhuǎn)（flip-flop)
[0019] ⑤左右擺動
[0020] ⑥旋轉(zhuǎn)異構(gòu)運動
[0021] 目前，在生物學，醫(yī)學，農(nóng)業(yè)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，食品加工，工業(yè)，防腐材料，精密儀器 等方面，尚沒有利用細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈（碳-碳二氫鍵，烯結(jié)構(gòu)）在外界化學條件 和一定溫度下的流動性，來設計、開發(fā)出相應的藥物或技術(shù)破壞靶細胞（如腫瘤細胞，癌細 胞），也沒有利用這個祀點設計相應的藥物或技術(shù)修復祀細胞（如神經(jīng)細胞，上皮細胞，內(nèi) 皮細胞，內(nèi)臟器官組織細胞）。沒有利用這個靶點設計相應的抗菌素對病原生物或寄生生物 進行抑制或滅殺。沒有利用這個靶點設計相應的抗菌材料。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，特別是在動 植物保護方面，沒有考慮到這個靶點對細胞的致死作用，從而改變種養(yǎng)條件，控制病原真菌 及其他寄生動物。在食用菌、藥用菌培養(yǎng)方面，以及微生物工業(yè)方面，沒有考慮到培養(yǎng)基中 的磷酸類化合物會引起細胞壞死，從而導致目標培養(yǎng)物種群數(shù)量受到抑制。在天然產(chǎn)物的 提取方面，也沒有充分注意到磷酸不飽和脂肪酸的巨大潛在價值，從而加以充分利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明的目的是提供一種引發(fā)細胞壞死的方法，以選擇性地誘發(fā)細胞的死亡，從 而達到殺死有害細胞的目的。
[0023] 本發(fā)明的引發(fā)細胞壞死的方法，其利用化學物質(zhì)和溫度變化增加細胞膜上不飽和 脂肪酸碳鏈的流動性，從而導致細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死。
[0024] 優(yōu)選的，所述化學物質(zhì)為磷酸鹽。
[0025] 優(yōu)選的，所述磷酸鹽為正磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和/或縮聚磷酸鹽。
[0026] 優(yōu)選的，使細胞處于磷濃度30ppm以上，溫度20°C?60°C，pH值7?8條件下7? 180天的環(huán)境中，以增加細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，從而導致細胞膜破裂引發(fā)細 胞壞死。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法，通過增加環(huán)境中的含磷濃 度和提高溫度，使真菌的細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死，從而抑制混合菌環(huán)境中的真菌。
[0028] 優(yōu)選的，上述抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法使混合菌環(huán)境處于溫度35°C? 45°C的溫度環(huán)境中，有效磷含量lOOppm?500ppm之間。
[0029] 優(yōu)選的，上述抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法使混合菌環(huán)境處于溫度40°C的溫度 環(huán)境中，有效磷含量500ppm。
[0030] 本發(fā)明的引發(fā)細胞壞死的方法的有益效果體現(xiàn)：
[0031] 在農(nóng)業(yè)上，應用本項發(fā)明，在農(nóng)業(yè)上可改進土壤條件和栽培技術(shù)，或養(yǎng)殖技術(shù)，通 過利用化學物質(zhì)和溫度變化增加細胞膜上不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，以抑制真菌的生 長，達到防病、防役目標。例如，在海產(chǎn)品養(yǎng)殖業(yè)中，由于病原生物的細胞膜中含不飽和脂肪 酸，可改變養(yǎng)殖水體的化學成份和環(huán)境溫度，有效控制病原生物，提高海洋動物的產(chǎn)量和品 質(zhì)。在食用菌和藥用菌的生產(chǎn)方面，可改進培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件，提高真菌的產(chǎn)量。冬蟲 夏草是一種傳統(tǒng)的名貴滋補中藥材，是麥角菌科真菌（Cordyceps sinensis)寄生在蝙蝠蛾 科昆蟲幼蟲上的子座及幼蟲尸體的復合體。冬蟲夏草的化學成份中脂肪占8. 4%，其中飽和 脂肪酸為13.0 %，不飽和脂肪酸為82.2. %，因此蟲草菌對磷酸鹽濃度會很敏感，可通過改 進培養(yǎng)基配方，把培養(yǎng)底料中的磷控制在一定比例下會更有利用于蟲草的生長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為自2006-2010年的多次田間取樣，土壤中真菌數(shù)量與無機磷酸根離子濃度 關系圖（U表示未施肥、CF表示化肥、0F表示有機肥、FL表示休閑地、FA表示農(nóng)田、GH表示 溫室），由圖1可以看出真菌磷酸脂肪酸濃度隨土壤中速效磷濃度的上升而下降。

【具體實施方式】
[0033] 根據(jù)田間實驗的觀察結(jié)果，可以實驗出細菌和真菌在高磷高溫條件下存活率的變 化范圍。在40°C下，當有效磷含量500ppm時，細菌的數(shù)量會成倍增加，而真菌的存活率可能 下降到40%?20%。見表1。
[0034] 表1.細菌和真菌在高磷高溫培養(yǎng)條件下的存活率變化范圍（％ )
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種引發(fā)細胞壞死的方法，其特征在于，其利用化學物質(zhì)和溫度變化增加細胞膜上 不飽和脂肪酸碳鏈的流動性，從而導致細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引發(fā)細胞壞死的方法，其特征在于，所述細胞的為細胞膜中 含不飽和脂肪酸碳鏈的真菌細胞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引發(fā)細胞壞死的方法，其特征在于，所述化學物質(zhì)為磷酸鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的引發(fā)細胞壞死的方法，其特征在于，所述磷酸鹽為正磷酸鹽、 焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和/或縮聚磷酸鹽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引發(fā)細胞壞死的方法，其特征在于，使細胞處于磷濃度30ppm 以上，溫度20°C?60°C，pH值7?8條件下7?180天的環(huán)境中，以增加細胞膜上不飽和 脂肪酸碳鏈的流動性，從而導致細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死。
6. -種抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法，其特征在于，通過增加環(huán)境中的含磷濃度和 提高溫度，使真菌的細胞膜破裂引發(fā)細胞壞死，從而抑制混合菌環(huán)境中的真菌。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法，其特征在于，使混合菌環(huán) 境處于溫度35°C?45°C的溫度環(huán)境中，有效磷含量lOOppm?500ppm之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的抑制混合菌環(huán)境中的真菌的方法，其特征在于，使混合菌環(huán) 境處于溫度40°C的溫度環(huán)境中，有效磷含量500ppm。
【文檔編號】A01P3/00GK104115871SQ201410344804
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】曹志平 申請人:曹志平