概述
蓖麻（Ricinus communus）又稱大麻子、紅麻等，是大戟科蓖麻屬植物，蓖麻栽培曆史悠久，是世界十大油料作物之一，主要分布于非洲、亞洲等，具有特殊的用途和很高的經濟價值。
中國蓖麻資源豐富，種植面積約700萬畝，蓖麻籽年産量34萬噸，居世界第2位。蓖麻的種子（蓖麻子）蓖麻籽是蓖麻成熟的果實，含有45%左右的油，其油可作為重要的化工原料，生産潤滑油、油漆、表面活性劑等。榨油後可剩餘50%的蓖麻餅粕，餅粕脫脂後含35%左右的蛋白質，但因其廢棄物中含5%（wt%）的劇毒蓖麻毒蛋白，使大量蛋白質無法利用。
蓖麻毒蛋白由A，B兩條鍊構成，具有很強的細胞毒性，一旦進入胞質溶膠，毒蛋白A鍊便會催化核糖體的脫嘌呤作用，1min便可導緻1500個核糖體失活。蓖麻毒蛋白在醫學上廣泛用作抗癌免疫毒素。中國是蓖麻的主要生産國，蓖麻的研究處于世界領先地位。随着蓖麻油需求量的增大，大量的蓖麻脫脂粕産生，但由于含有毒性物質，而限制了蓖麻的綜合利用。
物化性質
生化組成
蓖麻毒蛋白是糖蛋白異二聚體，是由全毒素、毒類素、凝集素三種物質組成的蛋白質，并由數種不同類型的高分子蛋白質組成，其分子式為：-[C8H8N2O2]n-，分子量64000左右，也有報道為36000～85000。已發現的結晶型有已發現的類型有：結晶型（2種）、B1型、T3型、G型、D型，中國和日本生産的小蓖麻還有E型。其中以D型毒性最強（比其它型的毒性強10-20倍）。
蓖麻毒蛋白的氨基酸組成（質量百分比）如下：賴氨酸-1.5%，撷氨酸-2.9%，甘氨酸-2.0%，異亮氨酸-3.6%，組氨酸-0.9%，色氨酸-0.8%，亮氨酸-3.8%，苯丙氨酸-2.3%，蘇氨酸-2.%，膚氨酸-1.6%，天冬氨酸-10.3%，蛋氨酸-0.9%，谷氨酸-6.8%，精氨酸-12.7%，絲氨酸-8.2%。
由此可見蓖麻毒蛋白中精氨酸、天冬氨酸、絲氨酸和谷氨酸的含量較多。而A鍊色氨酸200、精氨酸180、谷氨酸177、酪氨酸123和酪氨酸80在氨基酸序列中是幾個保守的非極性氨基酸，它們對穩定活性中心起了一定的作用。由于A鍊的賴氨酸的含量低，所以可防止泛素化和泛素介導的蛋白酶水解，有研究證明賴氨酸被移除不會影響A鍊的活性、結構、穩定性，如果在上面附加4個賴氨酸殘基，A鍊的降解速度會明顯加快。
蓖麻毒蛋白為白色粉末或結晶型固體，無味，不溶于乙醇、乙醚、氯仿、甲苯等有機溶劑，溶于稀酸或鹽類水溶液，在飽和的硫酸铵溶液中能沉澱析出。在沸水中或加壓蒸汽處理可使Ricin凝固變性，失去毒性，但在幹熱的情況下變性很小。
蓖麻毒蛋白在蓖麻籽中含量為1%～5%，也有含量為0.5%～15%的報道，其在蓖麻的根、莖、葉中也有一定含量。熱榨油形成的蓖麻粕中Ricin活性趨近于零，而在冷榨油形成的蓖麻粕中Ricin活性較高，因此Ricin在蓖麻粕中活性取決于榨油方式。與一般蛋白質相比，Ricin對熱、酸、堿比較穩定，在半乳糖溶液中可以保存數月而不失活。
救治措施
立即用高錳酸鉀或炭末混懸液洗胃，随繼口服鹽類瀉藥及高位灌腸等急救措施，以排出未被吸收之毒物。
口服乳汁、雞蛋清及阿拉伯膠，以保護胃粘膜。如出現昏迷、嗜睡等症狀時，可皮下注射可拉明、樟腦磺酸鈉等，必要時可用洋地黃制劑。如因大量嘔吐、嚴重腹瀉而失水時，應及時大量靜滴5%葡萄糖生理鹽水或低分子右旋糖酐，以防止脫水導緻休克，并有利于稀釋與排出毒素。注意糾正酸中毒，發生驚厥時給予苯巴比妥等鎮靜劑。有條件時，盡早注射抗蓖麻毒血清和輸血等治療措施。
應用
抗癌藥物
蓖麻毒蛋白（ricin）是一種植物毒蛋白，具有相當明顯的抗腫瘤作用，它們能通過抑制蛋白質合成來殺死癌細胞。蓖麻毒蛋白抗癌機理主要是：它能強烈地抑制各種癌細胞的蛋白合成，中度抑制DNA的合成，而對RNA的抑制則較弱。
另一個重要的藥理作用是：它具有很強的抗原性，可經各種途徑進入機體，并可産生抗體和過敏反應，由于蓖麻毒蛋白能産生細胞毒作用，所以它能抑制巨噬細胞等參與免疫功能。但由于蓖麻毒蛋白的毒性極強，在使腫瘤減退的同時常伴随有體重增加、水腫、血中蛋白質減少等毛細血管滲漏綜合症及神經性毒性反應，因此，限制了它在腫瘤化療中的應用。
Ricin能标靶到特殊的細胞，如癌細胞。早在Ricin作用機制被了解之前就已經發現了其抗腫瘤特性。1951年，Mosinger報道Ricin對大鼠肉瘤的效用。1970年，Lin等報道Ricin可治療艾氏腹水瘤。對小鼠艾氏腹水癌的生長有預防作用。1980年，Fodstad和Pihl驗證Ricin和阿黴素聯合對接種白血病L1210細胞的小鼠的效果，他們發現了協同作用的效應及壽命延長198%，說明Ricin與阿黴素聯合應用的協同作用。
研究證明：Ricin是一種新型的抗癌新藥，對人體頭頸部腫瘤細胞具有一定療效，對惡性黑色毒癌、結腸癌、宮頸癌、卵巢瘤有很好的療效，是一種新型很有希望的抗癌藥物。蓖麻籽中所提取的蓖麻毒素與胃癌抗體結合對腫瘤有抑制作用。
盡管在抗癌方面的應用受到普遍關注，但是蓖麻毒蛋白對細胞殺傷是非特異性的，在殺傷腫瘤細胞的同時常伴随着體重增加、水腫、血中蛋白減少等毛細血管滲漏綜合症及神經毒性作用，而且蓖麻毒蛋白對免疫功能有強抑制性，因此需采用物理、化學、基因工程手段對蓖麻毒蛋白進行改性研究，以求提高其抗癌活性及靶向性并降低其副作用。
Morris等對蓖麻毒蛋白A鍊做了缺失20個，5個或2個氨基酸的突變體，并測定了突變體的生物活性，為揭示蓖麻毒蛋白A鍊的結構功能關系提供了大量可靠的實驗數據。Lambert報導了通過使蓖麻毒蛋白與胎球蛋白分離的親和配體結合，并将産物進行親和層析，獲得B鍊被配體結合的A鍊活性未被阻斷的蓖麻毒蛋白。
Pattrick等分别采用甲氧基聚乙二醇（MPEG）和聚乙二醇（PEG）修飾蓖麻毒蛋白，發現修飾物能在同等水平上抑制蛋白質的合成，細胞毒性卻降低了兩倍。Christiansen SP用蓖麻毒蛋白-mAb35治療重症肌無力和斜視。Astashkin等經實驗證實無論是RTB還是整個毒蛋白分子都會增加Ca2+在人體淋巴細胞内的濃度，其可能與激活細胞膜磷酸肌醇的代謝和形成肌醇-1，4，5-三磷酸鹽有關，這也對RTA滲透進入細胞質至關重要。
Bushueve和Tonevitsky實驗測定出在2個不同的pH值下，7.5和5.0時蓖麻毒蛋白和其次級結構的穩定性顯著不同，當pH值從5.0升高時，蓖麻毒蛋白分子和RTA的穩定性在增加，而RTB的穩定性在下降。
蓖麻蛋白治療肝癌減輕了骨髓抑制的副作用，經肝動脈局部灌注5-氟脲嘧啶、絲裂黴素或順鉑等化療藥物，同時合并用明膠海綿、碘油等栓塞腫瘤供血動脈，或在碘油中加入少量化療藥物進行化療栓塞，均取得一定效果。
但肝動脈灌注化療藥物一般量較大，這樣在殺滅癌細胞的同時，也損傷了正常的組織細胞，造成藥物性肝損害及骨髓抑制。蓖麻蛋白等植物毒素的特點就在于其用量極微就足以殺滅癌細胞，從而使上述困難有所改觀。另一方面，肝癌介入化療雖然比靜脈化療減少了消化道反應等副作用，但骨髓抑制現象仍然比較嚴重，350餘例肝癌病人中血小闆、白細胞、血色素減少的發生率接近100%，有少數病人因白細胞數不能回升，而失去了再次介入治療的機會，也有部分病人原發性肝癌已基本消滅，但卻死于轉移，說明病人免疫功能受到抑制。
通過實驗發現，蓖麻蛋白對裸鼠骨髓的抑制輕微，白細胞數、血紅蛋白量與對照組比較差别無顯著性，胸骨片上亦無白細胞抑制表現明顯優于絲裂黴素。
魯小青等探索出一種療效顯著的新型肝癌介入治療新藥，對蓖麻毒蛋白糖脂脂質體包封物進行了有關實驗研究：蓖麻毒蛋白與糖脂脂質體-半乳糖神經酰胺（galactcsyl ceramide liposomes，簡稱GCL）進行包封後形成的蓖麻毒蛋白糖脂脂質體包封物（R-GCL）作為設計藥物進行實驗研究。蓖麻毒蛋白作用後肝癌細胞的存活率46.6%。
說明蓖麻毒蛋白糖脂脂質體包封物在體外實驗中對肝細胞有明顯的殺傷作用。龔承友等為了觀察蓖麻蛋白碘化乳劑介入治療肝癌的療效，用人肝癌裸小鼠皮下移植瘤為組織來源，植入實驗裸鼠肝内建立裸鼠肝癌模型，以瘤體内注入生理鹽水作對照，比較蓖麻蛋白（4μg/kg）碘油乳化蓖麻蛋白（8μg/kg）絲裂黴素（500μg/kg）（3種劑型用量均為半數緻死量的三分之一）肝癌瘤體内注射後的療效，觀察腫瘤生長抑制率、甲胎、血像及骨髓改變。結果證明，蓖麻毒蛋白對肝癌的治療作用明顯，為蓖麻毒蛋白瘤内注射及乳化後肝動脈導向治療提供了實驗依據。
在1900年，德國藥物學家Ehrlicb就提出使藥物定向導向靶細胞而提高治療的專一性的設想，即用載體定向靶效應劑，如毒素、放射性核素或化療藥物等攜帶到病竈部位，在那裡發揮作用，而對正常細胞損傷很小。1975年，單克隆抗體（McAb）的問世為導向治療提供大量可選用的載體，使其向實用階段的目标前進了一大步。導向藥物包括抗體與毒素的連接，亦稱免疫毒素（IT，Immunotoxin）。
免疫毒素有兩類：一類是抗體與完整毒素相連，另一類是抗體與毒素A鍊相連。蓖麻毒蛋白作為IT中最常用的毒素之一，伴随着腫瘤導向治療的研究受到了普遍的重視。在美、法和中國進行的臨床試驗證實，蓖麻毒素對人體細胞癌的頭頸部腫瘤有一定療效，對惡性黑色素瘤、結腸癌、乳房癌、宮頸癌、胃癌等有較好療效。
大多數抗癌藥物作用于處于分裂期的細胞，因此對于分裂快的細胞也有殺傷作用，為此人們設計了将具有特異性導向性的單克隆抗體與高效的毒性彈頭的蛋白交聯為“導向藥物”，以改善抗癌藥物的臨床效果，組成的免疫導向毒素，既有單克隆體的識别功能，又有毒素的殺傷功能，并且能專一性殺傷靶瘤細胞，不損傷正常細胞，為蓖麻毒素用于惡性腫瘤的治療開辟了一條新途徑—腫瘤導向治療，被稱之為“生物導彈”。
免疫毒素的“彈頭”主要是各種生物來源的毒素。核糖體失活蛋白是常用的彈頭成分，其中蓖麻毒蛋白以其毒性強而被廣泛應用，其已被大量的應用于制備抗體導向的抗腫瘤藥物去定向的殺死腫瘤細胞，它們以酶催化方式發揮作用，毒性很強。蓖麻毒素具有N-糖苷酶活性，能特異地水解真核細胞28S rRNA第4324位上的腺嘌呤堿，使其真核細胞60S核糖體失活，抑制蛋白質合成。因此，Ricin的研究已成為熱點。這是因為Ricin可構建免疫毒素，用以治療腫瘤。而且需求量與日俱增。
Ricin作為趨靶藥物在動物腫瘤模型及體外細胞培養中均能顯示其特異性的抗腫瘤能力，但臨床使用還存在很多問題，如對腫瘤的專一性和強殺傷能力二者不可兼得，因尚未找到真正的腫瘤特異性抗原，專一性不強。在血液循環中還可能被抗原所中和而導緻失活等。
生物農藥
化學農藥、化肥等化學制品對植物産品和人類生存環境的污染問題是亟待解決的重大課題，也是實現中國農業可持續發展的主要障礙之一。
利用易降解、對作物安全的植物源殺蟲劑代替有機殺蟲劑被很多植物保護專家們認為是解決這一問題的良好途徑。為此，開發和應用植物源農藥已成為各國所追逐的目标。生物殺蟲劑由于對人畜毒性很小和環境污染小得到廣泛的研究和開發。蓖麻毒蛋白作為生物農藥殺蟲後在蟲體内可以自然分解，不再危及下級食物鍊，可以解決農藥殘留的污染問題，因此蓖麻毒蛋白在生物農藥方面有着獨特的優勢和廣闊的應用前景。
但是針對蓖麻毒蛋白的研究主要集中于醫學應用研究，特别是用于生物導彈藥的開發研究，而針對生物農藥方面的研究還比較少。
趙建興等用不同溶劑提取蓖麻抽提物對天幕毛蟲、桃蚜及小菜蛾進行殺蟲試驗，結果發現對天幕毛蟲幼蟲和桃蚜的殺滅活性物質是蓖麻堿和蓖麻毒蛋白，毒蛋白主要是觸殺作用。
尹秀玲利用蓖麻子和根葉的蓖麻毒素成分作為殺蟲劑，應用于農作物的殺蟲，取得了一定的效果。但由于蓖麻毒蛋白的分子量較大，對大多數昆蟲來說，難以在RTB的幫助下使RTA進入昆蟲細胞而發揮其毒性，有些利用蓖麻提取物殺滅昆蟲的研究，其主要殺滅成分為蓖麻堿而非蓖麻毒蛋白，因此在保留蓖麻毒蛋白生物活性的前提下将其進行化學修飾，包括酶法修飾，降低其分子量，并篩選合适的導入試劑，可望發揮蓖麻毒蛋白的殺蟲效力。
中國已直接用蓖麻籽和它的根、莖、葉制成植物殺蟲劑，應用于實踐中取得了很好的效果。蓖麻毒素也可應用到滅鼠藥的研發上。蓖麻毒素中的蓖麻毒蛋白能阻擋或抑制老鼠體内蛋白質的合成，一個Ricin分子進入老鼠細胞内，就足以使其整個細胞的蛋白質合成停止而死亡，蓖麻變應原是一種強烈的過敏性物質，與Ricin及蓖麻堿具有協同效應。老鼠食用由蓖麻毒素制成的鼠藥後，即可因細胞中毒，呼吸窘迫及組織器官功能衰竭緻死。
Ricin作為植物源農藥的開發利用可分為兩方面：一是直接利用，即對蓖麻毒素進行粗提取後，直接加工成可利用的制劑。這種利用方式的主要優點是能夠發揮粗提物中各種成分的協同作用，而且投資少，開發周期短。二是間接利用，即研究Ricin的結構、作用機制、結構與活性間的關系，再進行化學修飾或人工模拟合成篩選，從中開發新型植物源農藥制劑。間接利用是除中國以外的其他國家對Ricin作為植物源農藥研究開發的重點，也是中國植物源農藥研究發展的方向。
