全 文 ：·综述与专论· 2013年第1期
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
人参是我国传统的中药材，在中药中具有重
要的地位，其化学成分复杂，药理活性独特，具有
“百草之王”的美称，古代多用于久病初愈大补元
气和滋补养生之用。2011 年，人参食品正式上市，
人参终于实现“药食同源”［1］。随着现代分离分析
技术的发展，人们了解到人参皂苷是人参发挥药理
作用的主要成分。人参皂苷是由糖和苷元组成的糖
苷类化合物，属于三萜化合物。依照皂苷元的结构
可分为 3 类 ：一类是齐墩果烷型五环三萜皂苷，皂
苷元为齐墩果酸 ；另两类是达玛烷型的四环三萜皂
苷，它们在人参皂苷中占大多数，是人参的主要活
性成分之一。依据苷元的不同，可将达玛烷型四环
三萜皂苷分为原人参二醇系皂苷，如人参皂苷 Rb1（
GRb1 ）、GRd 和 GRh2 等，原人参三醇系皂苷，如人
参皂苷 Re（ GRe ）、GRg1 和 GRg2 等
［2，3］。到目前
为止，分离出人参皂苷单体 40 余种，其中主要含有
人参皂苷 Rb1、Rb2、Rc、Rg1 和 Re，占人参皂苷总
收稿日期 ：2012-09-11
作者简介 ：于雷，男，博士，副教授，研究方向 ：食品科学与生物技术 ；E-mail ：leiyujl@sina.com
人参皂苷 CK 的研究进展
于雷1  李成龙1，2  于珊珊2
（1. 吉林农业大学食品科学与工程学院，长春 130118 ；2. 长春中医药大学 吉林省人参科学研究院，长春 130117）
摘 要 ： 人参皂苷 coumpound K（CK）是人参中原人参二醇型皂苷在人体肠道内的主要代谢产物，属于稀有人参皂苷。人
参皂苷 CK 独特的生物活性已经引起了人们广泛关注，针对它的科学研究也日益增多。因此，有必要介绍近年来人参皂苷 CK 药理
活性和制备方法方面的研究进展。
关键词 ： 人参皂苷 CK 药理活性 微生物转化 酶转化
Advance on Research of Ginsenoside CK
Yu Lei1 Li Chenglong1，2 Yu Shanshan2
（1. College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun 130118 ； 2. Jilin Ginseng Academy，Changchun
University of Traditional Chinese Medicine，Changchun 130117）
Abstract:  Ginsenoside CK［20-O-β-（D-glucopyranosyl）-20（S）-protopanaxadiol］is the main metabolite of the protopanaxadiol
type of Panax ginseng C.A. Meyer in human intestine and it belongs to the rare ginsenoside. The unique biological activity of ginsenoside CK
has attracted more and more attention from the people. The studies on ginsenoside CK progressively increased recently. This paper reviewed the
advance on research of pharmacological activity and preparation methods of ginsenoside CK.
Key words:  Ginsenoside compound K Pharmacological activity Microbial transformation Enzyme transformation
量的 80% 以上［4］，其余皂苷只占皂苷总量的一小部
分，被称为稀有人参皂苷。虽然这些皂苷含量很少，
但具有独特的药理活性。其中，稀有人参皂苷 CK-
原人参二醇型皂苷具有高效的抗皮肤老化，抗癌，
抗炎，保护心肌的诸多功效，近些年来倍受人们关注。
人参皂苷 CK 在天然人参中并不存在，据早期
文献报道，人参皂苷 CK 是由人参皂苷 Rb1 转化而来，
转化过程是肠道细菌作用的结果［5］。随后的一些试
验阐明人参皂苷 Rb1 经肠道微生物转化成稀有人参
皂苷 CK 的代谢途径［6，7］。2011 年，Wang 等［8］给
6 个健康人同时服用 10 g 人参根粉末，分别在 0、2、
4、7、9 和 12 h 后检测人体血浆发现，在不同时间
点，人参皂苷 Rb1、Rd、Rg2 和 CK 相继出现，且人
参皂苷 Rb1 量逐渐减少而 CK 量逐渐增加。此试验
再一次验证了 CK 是由 Rb1 经肠道微生物转化而来。
人参皂苷 CK 作为发挥药理作用的最终形式引起了
研究人员的广泛关注，进而对其药理活性进行了大
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第1期32
量的研究。
1 人参皂苷 CK 的药理活性研究
1.1 抑制记忆T细胞
记忆 T 细胞在人体免疫系统中发挥着重要的作
用。当外来入侵者进入人体时，记忆 T 细胞会对其
产生记忆，当其再次入侵时记忆 T 细胞会对其进行
快速反应并通知效应细胞将其消灭，保护人体免受
伤害。心脏病早已成为严重威胁人类生命健康的疾
病之一，严重者需要靠心脏移植手术维持生命。在
移植手术中心脏作为外源物质会受到机体的排斥，
Kang 等［9］通过研究发现，人参皂苷 CK 在心脏移植
手术中具有抗免疫力的功能，能够延长移植心脏的
存活时间，人参皂苷 CK 在混合淋巴细胞反应中能
够显著抑制 CD4+ 和 CD8+ 记忆 T 细胞的增殖。在小
鼠体内人参皂苷 CK 能够联合抗 -CD154 和抗 -LFA-1
单克隆抗体延长移植心脏的存活时间，并没有明显
毒副作用。数据中还显示人参皂苷 CK 能够减少白
细胞介素 -2 和干扰素 -γ 的表达，而不是增强 T 细
胞的表达。此研究对开发人参皂苷 CK 的临床抗免
疫药物具有重要意义。
1.2 抗肿瘤促进细胞凋亡
由于经济发展造成的污染使癌症患者的数量逐
年增加，因此寻找治疗药物迫在眉睫。Cho 等［10］
的研究表明，人参皂苷 CK 能够抑制人白血病细胞
HL-60 的生存，细胞的死亡具有典型的凋亡特征。
caspase-8 在人参皂苷 CK 激发的细胞凋亡中起到了
关键性作用。Chae 等［11］研究表明，人参皂苷 CK
能够增强 γ 射线对人体内肺癌细胞 NCI-H460 的放
射疗效，诱导癌细胞凋亡。这表明 CK 具有和 γ 射
线放射疗法相结合治疗癌症的应用性。Wang 等［12］
利用试验比较人参皂苷 CK 和 Rb1 对结肠直肠癌细
胞 HCT-116 和 SW-480 的影响，通过对它们进行分
析发现，人参皂苷 CK 能够显著抑制癌细胞的增殖，
细胞阻滞是发生在分裂期的 G1 期并诱导其凋亡。
然而母体人参皂苷 Rb1 并没有这些作用。结果表明
人参皂苷 CK 可能成为有效治疗结肠直肠癌的潜在
药物。Park 等［13］研究发现，人参皂苷 CK 能够抑制
STAT3 的磷酸化作用和其上游的活化因子 JAK1，还
增强了蛋白酪氨酸磷酸酶 SHP-1 的表达。结果表明
CK 诱导了 U266 细胞的凋亡，也表明 CK 在治疗多
发性骨髓瘤上具有的化学预防潜力。Hu 等［14］利用
人胃癌细胞系 BGC823、SGC7901 和裸鼠人胃癌移植
瘤作为模型研究 CK 对胃癌作用机制。研究发现细
胞周期阻滞发生在细胞分裂期的 G2 阶段，CK 通过
线粒体介导内部途径诱导 BGC823 和 SGC7901 凋亡。
而在裸鼠中，CK 有效抑制 SGC7901 细胞形成肿瘤。
最终结果表明人参皂苷 CK 可以显著抑制人胃癌细
胞生长并诱导其通过 Bid 介导途径凋亡。
1.3 抗炎
Joh 等［15］给因服用三硝基苯磺酸而引发结肠炎
的小鼠口服人参皂苷 CK。结果显示，人参皂苷 CK
可以抑制结肠髓过氧化酶达到 88%。人参皂苷 CK
可以通过抑制促炎因子 IL-1β、TNF-a 和 IL-6 的表达，
促进抗炎因子的 IL-10 的活性从而达到抗炎的目的。
Park 等［16］使用因全身感染和大脑缺血而产生的大
脑疾病的小鼠模型观察人参皂苷 CK 对其影响。结
果发现，人参皂苷 CK 减少了 iba1 阳性激活小胶质
细胞的数量，并抑制了 α-因子和 β-白细胞介素的表
达，减少了缺血大脑中梗塞的体积，说明人身皂苷
CK 是很好的抗神经炎疾病的药物。Shin 等［17］研究
了人参皂苷 CK 对因使用恶唑酮造成小鼠耳部炎症
的作用后发现，在利用浓度为 0.02% 和 0.05% 的人
参皂苷 CK 处理 16 d 后，小鼠耳部肿胀程度缩减了
54% 和 76%。研究认为人参皂苷 CK 通过对巨噬细
胞分泌的 COX-2 和 Th 细胞诱导的干扰素 -γ 和 IL-4
的调控，可以有效治疗接触性皮炎。
1.4 抗皮肤衰老
He 等［18］对纤维母细胞分组培养，其中一组含
有人参皂苷 CK ；另一组为对照组，培养 2 h。随后
利用紫外线进行分组试验，一组接受紫外线辐射，
紫外线强度分别为 50、100、200 KJ/m2。另一组不
进行紫外辐射。试验结果表明，金属机制蛋白酶活
性和蛋白质水平通过紫外照射后有所增强，但经过
CK 处理过的被抑制。用 CK 提高了胶原蛋白的表达，
抑制了紫外对纤维母细胞的辐射。CK 是潜在的预防
与治疗皮肤衰老的药物。
1.5 保护心肌
Tsutsumi 等［19］对试验小鼠进行心脏缺血再灌
2013年第1期 33于雷等 ：人参皂苷 CK 的研究进展
注试验，并对离体心脏进行生化分析。在研究后发
现经过缺血再灌注后，与对照组相比，人参皂苷 CK
可以减少心脏梗塞面积。结果表明利用 CK 处理心
脏可以减少 Ca2+ 诱导引起的线粒体膨胀。此项试验
首次在小鼠上证明了 CK 对心肌缺血再灌注损伤具
有保护作用并揭示了其机制。
1.6 人参皂苷CK亚慢性毒性研究
Gao 等［20］通过给雄性和雌性狗注射人参皂苷
CK 来研究 CK 是否有毒性。注射剂量分别为 6.7、
20 和 60 mg/kg/day，随后观察 90 d 体重、进食量、
血液、体温、心电图、尿检、尸检、器官重量和组
织病理学检查等多项指标进行检测。结果显示体重、
进食量、血液、体温、心电和尿检等指标均未受到
CK 的影响，但对多指标观测分析肝毒性时，肝中毒
明显，但作者认为这种现象有可能是可逆的。
2 人参皂苷 CK 的制备
人参皂苷突出的药理活性引起了广泛的关注，
寻找一条有效的获得途径成为迫切需求。世界上很
多学者致力于 CK 的生产研究。人参皂苷 CK 属于原
人参二醇型皂苷，此类皂苷结构特点是具有相同的
母核，不同点是在 C-3 和 C-20 位是由不同糖基构成。
传统思维是通过利用酸碱水解的方法获得产物，但
化学方法存在污染大，耗资大，水解副产物多等弊
端。由于研究已证实，人参皂苷 CK 在天然人参中
并不存在，它是由人体肠道细菌作用后得到的。这
为人参皂苷 CK 的制备开辟了一条新的途径。目前
用于生产人参皂苷 CK 的研究多数集中于生物转化，
主要包括微生物转化和酶转化。
2.1 微生物转化的研究
土壤是微生物生长的主要聚集地，用于转化生
产人参皂苷 CK 的微生物主要来源于土壤。Wang 等［21］
从土壤中筛选出菌株 Sphingomonas sp. ZY-3，该菌株
可以将人参皂苷 Rb1 转化成人参皂苷 CK，通过试验
对转化过程进行阐述， 过程为 Rb1 → Rd → F2 → CK，
但并未对该菌株对人参皂苷 Rb1 的转化率进行研究。
Zhou 等［22］ 利 用 菌 株 Paecilomyces bainier sp. 229 对
三七叶总皂苷进行转化研究，结果显示有人参皂苷
CK 的生成，并对影响转化的因素进行了研究，获
得了菌株转化人参皂苷 CK 的最佳条件，CK 的最高
转化率高达 82.6%。杨元超等［23］从土壤中筛选出
的镰刀属真菌串珠镰孢 Fusarium moniliforme 可以将
人参中含量较高的人参皂苷 Rb1 和 Rd 等转化成人
参皂苷 CK，且转化结果显示人参皂苷 Rb1 可以被完
全转化。崔宇等［24］从土壤中筛选出了一种镰刀霉
属 Fusarium，真菌利用人参果总皂苷为底物转化生
产人参皂苷 CK，转化前后人参皂苷 CK 的量相差了
40 倍之多。研究人员也对影响转化的条件和菌株进
行了试验。侯耀达等［25］利用霉菌 GS1- 33 转化人参
总皂苷生产人参皂苷 CK，在以水为培养基，pH3.0
时，人参皂苷 CK 的产率可达到 14%。Chi 等［26］利
用食品微生物 Bifidobacterium sp. Int57，Bif. sp. SJ32、
Aspergillus niger 和 A. usamii 将人参皂苷 Rb1 转化成
了人参皂苷 CK、Rd 和 F2。
2.2 酶转化的研究
酶转化法的优点在于专一性强，时间短，过程
简单，产物易于分离。国内外学者都进行了相当多
的研究，国内学者多利用 β-葡聚糖苷酶进行转化获
得人参皂苷 CK 并取得了一定的成果。姜彬慧等［27］
利用 4 种工业制剂酶对三七叶总皂苷进行转化获得
人参皂苷 CK，并筛选出最佳酶制剂，其中 β-葡聚糖
苷酶对三七叶总皂苷转化作用最强。Yan 等［28］利用
菌株 Paecilomyces bainier sp. 229 发酵获得的 β-葡聚
糖苷酶能够将人参皂苷 Rb1 转化成人参皂苷 CK，并
研究了其主要代谢途径为 Rb1 → Rd → F2 → CK，通
过试验还发现了另一种代谢途径为 Rb1 → gypenoside
XVII → F2 → CK。Noh 等
［29］ 利 用 菌 株 Sulfolobus
solfataricus 发 酵 获 得 对 热 稳 定 的 β-葡 聚 糖 酶 分 别
对 Rb1、Rb2、Rd 和 Rc 进 行 转 化 获 得 CK， 分 析
认为其代谢途径为 Rb1 或 Rb2 → Rd → F2 → CK 和
Rc → Mc → CK。李翠翠等［30］从真菌 Aspergillus sp.
g848p 发酵产生人参皂苷糖苷酶，能同时转化人参
皂苷 Rb1、Rb2 和 Rc 生成人参皂苷 CK，该酶最适温
度为 45℃，最适 pH 为 5.0，转化时间为 24 h。Noh
等［31］从嗜酸热硫化叶菌中 Sulfolobus acidocaldarius
分离出的 β-葡聚糖苷酶可以将人参皂苷 Rb1、Rb2 和
人参皂苷 Rd 转化成稀有人参皂苷 CK，对 3 种皂苷
的转化效率从高到低依次为 Rb1>Rd>Rb2，并确定了
其转化途径是 Rb1 → Rd → CK 和 Rb2 → compound
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第1期34
Y → CK。
2.3 重组酶转化的研究
尽管酶法转化具有一定优势，但从微生物发
酵中分离转化的酶，过程工序繁多，耗时长，产量
低。利用现代酶工程技术对酶进行重组，获得高
表达的酶制剂省去很多麻烦。Noh 等［32］利用来源
于 Sulfolobus solfataricus 的热稳定重组 β-葡聚糖苷酶
将 10%（W/V）人参根提取物转化为 CK。在温度为
85℃，pH 为 5.5 时，对人参根提取物中的 Rb1、Rb2、
Rd 和 Rc 总转化率为 45.7%。Yoo 等［33］从火球菌属
菌种 Pyrococcus furiosus 中找到了表达 β-葡聚糖苷酶
的基因并克隆到大肠杆菌中。β-葡聚糖苷酶转化 Rd
生成 CK 的转化率高达 82.5%（mol/mol），将 10% 人
参根提取物中的 Rb1、Rb2、Rd 和 Rc 转化生成 CK，
总转化率为 79.5%。
3 展望
我国药用资源丰富，伴随着现代科学技术的进
步，研究工艺迅猛发展，中医药理论的日渐完善，
很多中药单体的活性已经得到国际公认。人参中多
种成分都已开始得到研究［34-36］，而人参皂苷 CK 以
其突出的药理活性引起人们广泛的关注。例如，抗
皮肤衰老、抗血栓、抗炎、保护心肌，特别是在诱
导癌细胞凋亡，治疗癌症方面具有突出的表现，为
治疗抗癌药物的开发提供了新的道路。人参皂苷 CK
是原人参二醇型皂苷在人体肠道内的代谢产物，天
然人参中并不存在，寻找一条有效的生产途径尤为
重要。目前用于制造 CK 的方法分为化学法和生物
法。化学方法存在产物难以控制，难以获得单一性
的目标产物，后续还要大量的分离工序，对环境污
染比较严重等缺点。因此，相关研究逐年减少，现
在多集中于生物转化法上。生物转化法对设备要求
不高，反应温和，关键优势在于生物转化法的产率高，
产物比较单一，省去了大量的分离工作。现在重组
酶已经用于转化酶的生产当中，利用现代生物技术，
获得大量的转化酶。相信人类在稀有人参皂苷 CK
生产方面必定取得突破，能够促进人参资源的有效
利用，使其在医药和食品领域大放异彩。
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（责任编辑 狄艳红）