人參皂甙 Rh2是從紅參中提取得到的一種二醇型低糖鏈皂苷單體，也是人參中主要活性成分之一，早由日本學(xué)者“北川勛”從紅參中分離得到，其收率僅有0.001%（十萬分之一）。人參皂甙 Rh2具有抗腫瘤、改善心肌缺血、降血糖、抗子宮內(nèi)膜異位癥、抗疲勞、抗過敏、抗炎、調(diào)節(jié)免疫功能、防輻射、抗哮喘及抗抑郁等多重藥理活性。

圖1 人參皂甙 Rh2的性狀圖

背景介紹

人參皂甙 Rh2是源自五加科人參屬植物（如人參、西洋參）的一種稀有次級代謝產(chǎn)物，屬于達瑪烷型四環(huán)三萜皂苷。自其被發(fā)現(xiàn)以來，因其卓越的抗腫瘤活性而備受關(guān)注，大量研究證實人參皂甙 Rh2能通過多途徑、多靶點誘導(dǎo)多種癌細胞凋亡，是天然產(chǎn)物抗腫瘤研究領(lǐng)域的熱點分子之一。近年來，隨著研究視野的不斷拓寬，人參皂甙 Rh2的藥理活性譜已超越抗腫瘤范疇，其在代謝性疾病，特別是高血糖癥及其并發(fā)癥防治中的潛力正逐漸顯現(xiàn)。研究表明，人參皂甙 Rh2能夠通過調(diào)控AMPK、SGLT2、PTPN1等多個關(guān)鍵靶點，干預(yù)糖代謝紊亂、胰島素抵抗及糖尿病相關(guān)認(rèn)知功能障礙等病理過程。

研究歷史

人參皂甙 Rh2最早于1983年由日本學(xué)者北川勛從紅參中分離得到，當(dāng)時收率僅為0.001%，但如今人參皂苷Rh2已實現(xiàn)公斤級規(guī)?；a(chǎn)。1985年，小田島肅夫等人通過體外細胞培養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，人參皂甙 Rh2對小鼠肺癌細胞、大鼠肝癌細胞及B16黑色素瘤細胞的增殖具有較明顯的特異性抑制作用。1992年，宋長春等人以西洋參莖葉總皂苷10g為原料，溶于20%氫氧化鈉溶液后經(jīng)乙酸乙酯萃取得粗品3.2g，再經(jīng)低壓硅膠色譜法及甲醇-水重結(jié)晶，獲得人參皂苷Rh2 142mg，收率提升至1.86%。1993年，馬文彬等人首次開展人參皂苷Rh2的動物體內(nèi)試驗，結(jié)果表明人參皂苷Rh2具有較強的抗癌活性，短期給藥即可阻斷S期細胞向G期移行，造成S期腫瘤細胞堆積，從而抑制S180肉瘤細胞的增殖。2000年10月，金永日等人將人參皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf等單體在常壓下進行堿水解，操作簡單安全，可直接制得20(S)型人參皂苷Rh2，這一方法首次實現(xiàn)了人參皂苷Rh2的工業(yè)化生產(chǎn)，滿足了醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用需求。2006年，首個稀有人參皂甙 Rh2單體產(chǎn)品（今幸人參葉總皂苷水解物膠囊）上市銷售，其中人參皂甙 Rh2的含量超過16.2%。2018年，王宇石等人對人參皂甙 Rh2相互作用蛋白質(zhì)的研究揭示了其在細胞內(nèi)的蛋白靶點，并最終闡述了人參皂苷Rh2抗腫瘤作用的分子機制；同年，向明等人則揭示了人參皂苷Rh2的免疫調(diào)節(jié)機理。

化學(xué)結(jié)構(gòu)

人參皂甙 Rh2的結(jié)構(gòu)核心為達瑪烷型四環(huán)三萜，在C-3位連接一個β-D-吡喃葡萄糖基，C-20位為S構(gòu)型（20(S)-人參皂苷Rh2），這是其主要的生物活性構(gòu)型。與其他人參皂苷原人參二醇型衍生物（如Rb1、Rg3）相比，人參皂甙 Rh2的糖基數(shù)量少，屬于稀有人參皂苷，通常由原型皂苷在胃腸道或體外加工過程中脫去部分糖基轉(zhuǎn)化而來。人參皂甙 Rh2腫瘤作用與誘導(dǎo)caspase-8和caspase-9活化、以多途徑方式誘導(dǎo)癌細胞凋亡有關(guān)。人參皂苷Rh2不僅具有廣泛的藥理活性，還具有良好的安全性，吉林人參研究所高峰等人通過實驗證實，人參皂苷Rh2對動物的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)無明顯影響。

獲取方法

人參皂甙 Rh2在天然人參、西洋參等根莖中含量極微，屬于稀有皂苷。人參皂甙 Rh2的主要通過兩種途徑獲得：一是從富含人參皂苷的植物原料中直接分離純化，但此法得率極低，成本高昂；二是通過生物轉(zhuǎn)化或化學(xué)水解等方法，將含量豐富的原型皂苷（如人參皂苷Rb1、Rc、Rd等）轉(zhuǎn)化為Rh2，這是目前獲取Rh2的主要工業(yè)化生產(chǎn)方向。

生物研究

人參皂甙 Rh2在抗腫瘤、誘導(dǎo)細胞凋亡、抗細胞增殖及抗炎等方面均表現(xiàn)出顯著活性。在抗腫瘤方面，人參皂甙 Rh2可在小鼠實驗中以劑量依賴性方式抑制人卵巢癌細胞系的體外增殖，并在IC50劑量左右誘導(dǎo)癌細胞凋亡；雖然單獨注射人參皂苷Rh2對腫瘤生長幾乎無抑制作用，但與順鉑聯(lián)用時則可明顯抑制腫瘤生長。在誘導(dǎo)細胞凋亡方面，人參皂甙 Rh2被證明可通過誘導(dǎo)人肝癌細胞株SK-HEP-1線粒體釋放細胞色素c并激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3，從而誘導(dǎo)細胞凋亡，提示其誘導(dǎo)的凋亡與線粒體功能障礙有關(guān)。此外，人參皂苷Rh2在HCT116和SW480大腸癌細胞中表現(xiàn)出比人參皂苷Rg3更強的誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡活性。在抗細胞增殖方面，人參皂甙 Rh2對MCF-7人乳腺癌細胞的生長具有濃度依賴性的抑制作用，該作用可逆，并能將細胞周期阻滯在G1期。在抗炎作用方面，人參皂甙 Rh2可在神經(jīng)炎癥中通過調(diào)節(jié)tgfβ1/Smad通路，有效抑制小膠質(zhì)細胞活化和促炎細胞因子的產(chǎn)生。

抗膠質(zhì)瘤機制

膠質(zhì)細胞瘤是一種惡性程度極高的神經(jīng)上皮組織腫瘤，目前已歸入星形細胞瘤類別，其生長迅速、侵襲性強、預(yù)后極差。人參皂甙 Rh2作為類固醇化合物，能夠抑制膠質(zhì)瘤細胞的生長與侵襲，并誘導(dǎo)其凋亡，從而發(fā)揮抗癌作用。在分子機制層面，人參皂苷Rh2通過抑制表皮生長因子受體（EGFR）/磷脂酰肌醇激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTor）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）、細胞外調(diào)節(jié)激酶（ERK）/絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）等信號通路，同時上調(diào)miRNA-128表達水平、抑制miRNA-21表達，從而抑制膠質(zhì)瘤生長并促進細胞凋亡。此外，人參皂甙 Rh2還可能通過下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）家族蛋白及血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達水平來減弱膠質(zhì)瘤細胞的侵襲性，并可能調(diào)控核因子-κB（NF-κB）信號通路及免疫微環(huán)境的表達，以抑制促腫瘤因子的過度表達。[2]

參考文獻

[1] Jeong-In Oh, Kwang-Hoon Chun, Sang-Hoon Joo, You-Take Oh, Seung-Ki Lee. Caspase-3-dependent protein kinase C delta activity is required for the progression of Ginsenoside-Rh2-induced apoptosis in SK-HEP-1 cells. Cancer Letters. 2005, 230: 228-238.

[2] 楊新宇,李苗苗,潘東等.人參皂苷Rh2抗膠質(zhì)瘤機制的研究進展[J].重慶醫(yī)學(xué),2021,50(3):509-514519.