人参皂苷Rg3抗宫颈癌作用机制的研究进展

邹萍 陈万瑛 张婷 陈道桢

随着人类疾病谱的改变，肿瘤对人类的威胁日益突出。宫颈癌已然成为妇科最常见的恶性肿瘤，大约占女性生殖系统恶性肿瘤的半数。宫颈癌起源于宫颈鳞—柱上皮交界部位，中国是宫颈癌的高发地区。目前，手术切割和放疗、化疗是治疗该类病变的主要手段，早期宫颈癌通过放疗可完全治愈，但对晚期宫颈癌而言，需要相对较大放射剂量和较长放射周期，这会导致放疗并发症增多，反而使治疗效果大打折扣。因此，需要研制出一种新的治疗方法，在增强肿瘤细胞放射敏感性的同时也能降低其对周围正常组织的损伤。随着生物医学和药学的快速发展，天然药物在宫颈癌治疗中的优势愈来愈引人关注［1-2］。人参为五加科植物人参Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根，是中国传统中草药中的滋补养生名药，自古就有补元气、生津生血、安神益智的功能。现代研究已充分表明人参皂苷具有抗疲劳、抗肿瘤、增强免疫力等作用，Rh2、Rg3 是人参中的稀有皂苷，也是目前研究发现抗肿瘤活性最强的成分［3-4］。有研究表明人参皂苷Rh2 的(S)型对宫颈癌的抑制活性优于20(R)型，这对人参皂苷各亚型用于治疗相关肿瘤疾病时生产工艺的确定具有一定的参考价值［5］。目前国内外实验研究以及流行病学调查均表明人参皂苷Rg3 具有促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞增殖以及抑制肿瘤新生血管形成的作用，也有研究发现其能起到化疗增敏的作用。本文对人参皂苷Rg3 抗宫颈癌作用机制进行综述如下。

1 诱导肿瘤细胞凋亡

成功诱导肿瘤细胞的凋亡对原发肿瘤的治疗及其复发和转移的治疗有积极意义。细胞凋亡是受基因调控的，bax 基因可直接激活死亡效应因子caspases 或改变细胞膜通透性来释放细胞色素C 并使某些离子和小分子物质通过细胞膜从而促进细胞凋亡［6-8］，而Bcl-2 基因是目前研究最深最广的抑制凋亡的基因之一，其可以通过增强线粒体膜电位来抑制线粒体钙离子的释放，使核酸内切酶失活［9］。众多研究表明，人参皂苷Rg3 可下调Hela 细胞Bcl-2 基因的表达，并上调bax 基因的表达，从而诱导人宫颈癌Hela 细胞发生凋亡［10-11］。牛珂等［12］培养人宫颈癌Hela 细胞，并使用10、20、40、80 μg/ml 人参皂苷Rg3 处理48 小时，通过HE 染色观察细胞形态学改变，使用CCK-8 法、流式细胞仪检测细胞的凋亡。结果发现Rg3 作用后Hela 细胞出现了典型的凋亡形态学变化，包括细胞皱缩、细胞核内染色体浓缩;不同浓度人参皂苷Rg3 处理后Hela 细胞的平均生存率依浓度下降，证实了人参皂苷Rg3 以浓度依赖性和时间依赖性的方式诱导Hela 细胞凋亡。Liu 等［13］通过荧光显微镜、流式细胞仪和逆转录—聚合酶链反应等方法在前列腺癌细胞中的研究发现人参皂苷Rg3 能通过Caspase3 来抑制癌细胞增殖，还可激活细胞周期抑制基因p21 和p27 的表达，并使细胞停滞于G1 期。然而学者Jagan 等［14］认为皂苷诱导细胞凋亡并未依赖Caspase。姜浩等［15］则认为皂苷诱导凋亡的机制之一是激活巨噬细胞产生NO。

所有这些研究都表明皂苷能在分子水平上通过不同途径诱导肿瘤细胞的凋亡，但具体是不是由依赖Caspase3 的途径介导，目前还没有定论。而凋亡细胞在产生特征性DNA 降解和形态学改变之前，都有不可逆的线粒体膜的改变，包括线粒体皱缩，膜通透性改变以及线粒体内活性蛋白酶的释放等，这一点为进一步探索其引起细胞凋亡的途径提供了一个研究方向。

2 抑制肿瘤细胞增殖

恶性肿瘤的本质是细胞周期失控导致的细胞无限制的分裂和增殖。凋亡和增殖总是密切相关的，细胞周期的调节既能影响细胞分裂又能影响细胞凋亡，因此通过细胞周期阻滞来诱导凋亡已然成为抗肿瘤新药的一个新靶点。李丽静等［16］在体外肿瘤实验中通过电镜观察肿瘤细胞形态，Western blot 免疫印记法检测皂苷对Hela 细胞的细胞周期相关蛋白表达的影响。发现不同浓度皂苷对Hela细胞的增殖均有抑制作用，其作用机制可能与促进肿瘤细胞的凋亡、诱导其凋亡使细胞停滞于G2/M期密切相关，并影响相关蛋白cyclin 及其激酶(CDK1、CDK2 等)的表达，进而诱导凋亡，从而完成抑制Hela 细胞分裂增殖进而杀死宫颈癌细胞的全过程。张秀玲等［17］在研究皂苷与顺铂的联合应用时也发现了类似的现象。而张文秀［18］用不同浓度皂苷处理Hela 细胞株24、48、72 小时后分别检测细胞周期，用Western Blot 检测细胞周期蛋白，发现皂苷引起G0/G1 期细胞阻滞，减少S 期细胞，降低Cyclin D1 蛋白表达。邓雪云［19］在研究LewisY 抗体联合Rg3 抑制细胞增殖时发现细胞周期停滞于G1期。那么，皂苷抑制宫颈癌细胞增殖到底是阻滞G2/M 期还是G0/G1 期，具体是通过什么途径，还需进一步的实验证实，当然，或许两个周期点都可能是皂苷的作用点也未可知。

3 提高免疫力

从某种程度来说，肿瘤的发生是免疫监视功能丧失的结果。免疫力低下时，机体对肿瘤细胞的免疫监视功能减弱，免疫功能低下的肿瘤患者预后也差。一直以来人参就作为一种免疫增强剂用于提高患者免疫力，增加食欲和增强身体素质，人参皂苷作为其主要活性成分自然也有着提高免疫力的作用。王庭富等［20］发现人参皂苷Rg3 可以提高小鼠碳粒廓清速率、免疫器官重量、脾淋巴细胞转化以及自然杀伤细胞的活性。柴玮杰等［21］进行了类似的实验，发现人参皂苷在细胞免疫、体液免疫和自然杀伤细胞活性三个方面检测结果阳性，判定其具有增强免疫力功能作用。吴皓等［22］发现人参皂苷Rg3 能明显改善肿瘤小鼠化疗后肠道黏膜损伤的程度，增强肠道黏膜免疫功能。张仲苗等［23］通过分离纯化肿瘤放疗患者外周血淋巴细胞，发现人参皂苷Rg3 能使淋巴细胞HLA-DR 和HLA-ABC 表达增高，提示其可能通过增强患者淋巴细胞的抗原递呈能力来提高其细胞免疫能力。Zhang 等［24］研究发现，人参皂苷Rg3 可通过增加过氧化物歧化酶活性来明显抑制化疗药物诱导的骨髓细胞及外周淋巴细胞DNA 的损伤，减少骨髓细胞凋亡，并提高淋巴细胞功能。由此不难看出，人参皂苷Rg3 可提高放化疗肿瘤患者的免疫力。

4 抑制肿瘤新生血管形成

恶性肿瘤的侵袭和转移必须依靠新生血管提供足够的营养，另外肿瘤细胞也可沿新生血管所开启的胶原裂隙侵袭，这为肿瘤转移创造了条件。因此抑制肿瘤新生血管形成可降低肿瘤转移的发生［25］。国内已有很多学者在黑色素瘤、肝癌淋巴道转移以及肺癌模型中进行了相关研究，并发现人参皂苷Rg3 有抑制肿瘤血管形成的作用［26-27］。段迎春等［28］通过人宫颈癌裸鼠模型探讨了人参皂苷Rg3 对肿瘤的生长及其血管生成的影响。他们采用对裸鼠使用浓度为5 mg/kg 人参皂苷Rg3 进行灌胃，用药5 周，动态监测肿瘤的重量和体积，肿瘤组织免疫组化染色，计数瘤内微血管密度(MVD)。结果发现裸鼠生存质量好，抑瘤效果持久而稳定，肿瘤生长缓慢，肿瘤组织CD31 表达明显下降，MVD明显降低，证实Rg3 能抑制宫颈癌肿瘤血管生成。

5 影响肿瘤相关蛋白和基因的表达

肿瘤的发生发展与肿瘤基因激活和(或)抑癌基因失活相关，其基因产物涉及生长因子，转录因子，信号传导分子，细胞周期调节因子等。有国外学者发现，使用人参皂苷Rg3 预处理ICR 小鼠的背部皮肤可以显著抑制核转录因子-κB 的激活及绒毛状瘤的形成;此外人参皂苷Rg3 还能抑制AP-1 的激活，而这种蛋白与致癌转活有关［29］。由于人体各种基因、蛋白的作用及调控机制相当复杂，目前如何选取合适的指标进行检测还存在着一定难度，基因芯片技术为这方面的研究提供了有力工具。现已有学者分别在肺腺癌细胞及大肠癌细胞上采用这种技术进行研究，均发现了一些表达改变的基因和蛋白［30-31］，由此可见人参皂苷Rg3 抗肿瘤作用机制的复杂性，提示在抗宫颈癌方面可能通过多靶点多种机制发挥作用，应该对于变化显著基因及蛋白进行深入研究。

6 总结

综上所述，人参皂苷Rg3 作为一种中药单体成分，具有明显的抗宫颈癌作用，并已经在体外动物实验及临床研究中得到证实，它可下调宫颈癌细胞Bcl-2 基因并上调bax 基因，从而诱导人宫颈癌细胞发生凋亡。它可能通过Caspase3 来抑制细胞增殖，引起细胞停滞于G2/M 期或者G1 期。另外，人参皂苷Rg3 还能通过提高淋巴细胞及自然杀伤细胞等免疫细胞的功能来增强肿瘤患者的免疫力等。当然，大部分的研究还仅限于抑制癌细胞增殖和促进癌细胞凋亡，还需进一步探索并明确其主要的作用机制，从而为临床治疗宫颈癌提供确切依据;人参皂苷Rg3 有很大的临床应用价值，符合现代肿瘤治疗的新策略，且性价比高，相信随着分子生物学技术的不断进步，人们对人参皂苷的研究也会不断深入，促使这一传统中药能更好地发挥作用，造福人类。

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