全真菌エリシターがCorylus avellana細胞培養におけるパクリタキセル生合成誘導を促進した

Whole fungal elicitors boost paclitaxel biosynthesis induction in Corylus avellana cell culture.

• Mina Salehi
• Ahmad Moieni
• Naser Safaie
• Siamak Farhadi

抄録

パクリタキセルは有効な天然由来の化学療法剤であり、一般的に幅広い癌の治療に応用されている。In vitroのCorylus avellana培養は、パクリタキセル生産のための有望で安価なシステムとして報告されている。植物のインビトロ培養における二次代謝物の生合成誘導のための最も効率的な戦略として、真菌エリシターが知られるようになった。本研究では、C. avellana細胞懸濁培養物（CSC）をCamarosporomyces flavigenus由来の細胞抽出物（CE）および培養濾液（CF）に、単独または複合処理のいずれかで、対数中期および後期に曝露した。植物のin vitro培養における二次代謝物生合成の誘導に全真菌エリシター（CEとCFの併用処理）を使用した報告はない。CEとCFの併用処理は、それらの単独使用に比べて有意に多くのパクリタキセル生合成および分泌をもたらした。また、ステップワイズ回帰（SR）、通常最小二乗回帰（OLSR）、主成分回帰（PCR）および部分最小二乗回帰（PLSR）を含む多変量統計的手法を用いてパクリタキセル生合成と分泌のモデル化と予測を行った。VAF、二乗平均誤差（RMSE）、決定係数（R2）、平均絶対パーセンテージ誤差（MAPE）、相対パーセンテージ差（RPD）に基づいて、上記の回帰モデルはC. avellana細胞培養における細胞外パクリタキセル部分のモデル化と予測にのみ有効であると結論づけることができた。

Paclitaxel is an effective natural-source chemotherapeutic agent commonly applied to treat a vast range of cancers. In vitro Corylus avellana culture has been reported as a promising and inexpensive system for paclitaxel production. Fungal elicitors have been made known as the most efficient strategy for the biosynthesis induction of secondary metabolites in plant in vitro culture. In this research, C. avellana cell suspension culture (CSC) was exposed to cell extract (CE) and culture filtrate (CF) derived from Camarosporomyces flavigenus, either individually or combined treatment, in mid and late log phase. There is no report on the use of whole fungal elicitors (the combined treatment of CE and CF) for the elicitation of secondary metabolite biosynthesis in plant in vitro culture. The combined treatment of CE and CF significantly led to more paclitaxel biosynthesis and secretion than the individual use of them. Also, multivariate statistical approaches including stepwise regression (SR), ordinary least squares regression (OLSR), principal component regression (PCR) and partial least squares regression (PLSR) were used to model and predict paclitaxel biosynthesis and secretion. Based on value account for (VAF), root mean square error (RMSE), coefficient of determination (R2), mean absolute percentage error (MAPE) and relative percent difference (RPD) can be concluded that mentioned regression models effectively worked only for modeling and predicting extracellular paclitaxel portion in C. avellana cell culture.