全 文 ：·960· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45卷 第 7期 2014年 4月

• 药理与临床 •
下调PGI/AMF基因协同人参皂苷Rh2对白血病KG1α细胞作用的体外研究
游智梅，陈地龙，赵 亮，魏 强，夏 菁，李丹阳，李 静*
重庆医科大学 组织学与胚胎学教研室，干细胞与组织工程研究室，重庆 400016
摘 要：目的 通过干扰 RNA的方法下调人磷酸葡萄糖异构酶/自分泌因子（PGI/AMF）基因的表达，研究人 PGI/AMF基
因协同人参皂苷 Rh2对白血病 KG1α细胞的影响。方法 将对数生长期 KG1α细胞及转染细胞分成对照组和用药组，对照组
常规培养，药物组细胞培养体系中分别加入 30、45、60、75、90 μmol/L的人参皂苷 Rh2，各组分别培养 24、48、72 h后，
CCK-8 检测人参皂苷 Rh2对白血病 KG1α 及转染株细胞增殖的影响；台盼蓝检测人 PGI 基因对 KG1α 细胞增殖的影响；
Antibody Array检测人参皂苷 Rh2对 Akt通路蛋白的影响；Western blotting检测下调 PGI/AMF与人参皂苷 Rh2在 mTOR、
Raptor、Rag蛋白表达变化方面的相关性。结果 人参皂苷 Rh2抑制 KG1α的增殖；下调 PGI/AMF使 KG1α对人参皂苷 Rh2
更加敏感；下调 PGI基因抑制细胞增殖；Antibody Array结果显示人参皂苷 Rh2通过下调 P38、mTOR、Akt、AMPKα、PARP、
Bad的表达影响 KG1α增殖；Western blotting结果显示下调 PGI基因通过抑制 mTOR、Rag、Raptor表达与人参皂苷 Rh2产
生协同作用调节人白血病细胞增殖。结论 下调 PGI基因协同人参皂苷 Rh2抑制 KG1α细胞的增殖。
关键词：人参皂苷 Rh2；白血病 KG1α细胞；细胞增殖；磷酸葡萄糖异构酶/自分泌因子；mTOR
中图分类号：R285.5 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)07 - 0960 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.07.012
Effect of down-regulation of phosphoglucose isomerase / autocrine motility factor
gene with ginsenoside Rh2 on leukemia KG1α cells in vitro
YOU Zhi-mei, CHEN Di-long, ZHAO Liang, WEI Qiang, XIA Jing, LI Dan-yang, LI Jing
Laboratory of Stem Cell and Tissue Engeneering, Department of Histology and Embryology, Chongqing Medical University,
Chongqing 400016, China
Abstract: Objective To investigate the down-regulation of phosphoglucose isomerase / autocrine motility factor (PGI/AMF) gene
expression by interfering RNA for study on the pharmacological effect of PGI/AMF with ginsenoside Rh2 on leukemia KG1α cells.
Methods The KG1α and the silencing PGI/AMFα KG1α (siPGI-KG1α) cells at logarithmic growth phase were divided into control and
drug groups in different dosages. The cells in the control group were normally treated and the cells in the drug groups were incubated with
ginsenoside Rh2 in the concentration of 30, 45, 60, 75, and 90 μmol/L in 24, 48, and 72 h respectively. Cell Counting Kit-8 (CCK-8) was
used to demonstrate the effect of ginsenside Rh2 on proliferation of KG1α and siPGI-KG1α cells. Trypan blue staining was applied to
detecting the effect of human PGI on the proliferation of leukemia KG1α cell. The changes of KG1α by ginsenoside Rh2 on Akt pathway
were tested by Antibody Array. The corelation of down-regulating PGI/AMF and Rh2 about mTOR, Raptor, and Rag was detected by
Western blotting. Results Compared with the control group, ginsenoside Rh2 had significant inhibition on the proliferation of KG1α.
Down-regulation of PGI/AMF could make KG1α more sensitive to ginsenoside Rh2 and down-regulation of PGI could inhibit the
proliferation of KG1α. Antibody Array showed that ginsenoside Rh2 could inhibit the proliferation of KG1α cells through decreasing the
expression of P38, mTOR, Akt, AMPKα, PARP, and Bad. Western blotting results indicated that down-regulation of PGI through the
synergy of mTOR, Rag, and Raptor with ginsenoside Rh2 could inhibit the proliferation of KG1α cells. Conclusion Down-regulation of
PGI/AMF coordinated with ginsenoside Rh2 could inhibit the proliferation of KG1α cells.
Key words: ginsenoside Rh2; leukemia KG1α cells; cell proliferation; phosphoglucose isomerase / autocrine motility factor; mTOR

收稿日期：2013-09-16
基金项目：国家自然科学基金面上项目（31271368）；重庆市教委基金项目（KJ110328）
作者简介：游智梅（1987—），女，四川自贡人，硕士研究生，主要从事中药调控血液肿瘤的相关信号通路研究。
Tel: 15178784725 E-mail: yujimi.shi@163.com
*通信作者 李 静 E-mail: lijingyangyang@126.com
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人参 Panax ginseng C. A. Mey. 作为传统中药，
在现代肿瘤治疗中发挥重要作用，关于人参抗肿瘤
作用的具体机制是亟待研究的课题。磷酸葡萄糖异
构酶（phosphoglucose isomerase，PGI）在细胞中广
泛存在，在细胞内作为糖酵解途径的酶，同时在细
胞外作为自分泌因子（autocrine motility factor，
AMF）参与肿瘤的生长、转移、浸润[1-2]。人参皂
苷 Rh2为人参代表性有效成分之一，在体内、外起
着重要的抗癌效果[3-5]，但是其相关机制不完善。本
研究探讨人参皂苷 Rh2 与肿瘤密切相关的人
PGI/AMF基因之间的关系，来进一步揭示人参皂苷
Rh2的抗癌机制。本实验通过干扰 RNA的方法下调
PGI/AMF基因，探讨人参皂苷 Rh2对细胞增殖的影
响，以及对 PGI涉及的 Akt-mTOR通路相关蛋白的
表达变化进行研究，旨在阐述人参皂苷 Rh2抑制白
血病细胞增殖及促凋亡的相关机制，为开发治疗白
血病的天然药物提供实验依据。
1 材料
1.1 药品与试剂
人参皂苷 Rh2，购于国家标准物质网，属北京
世纪奥科生物技术有限公司，质量分数≥98%
（HPLC），批号MUST-11091602，规格为 20 mg/瓶。
用二甲基亚砜（DMSO）溶解（DMSO终体积分数
不超过 0.1%），高浓度保存，实验时用培养基稀释。
RPMI 1640培养基，Hyclone公司；6孔板，NEST
公司；CCK-8 试剂盒，日本同仁研究所；细胞凋
亡 Hoechst染色试剂盒，碧云天生物技术研究所；
兔抗人雷帕霉素靶点（mTOR）、Raptor、Rag、
PathScan® Akt Signaling Antibody Array Kit，CST
公司；PGI ELISA Assay Kit，Cusabio公司；ECL
发光试剂盒，Millipore公司。
1.2 人白血病 KG1α 细胞株
本实验室保存，在含 10%小牛血清的 RPMI
1640培养液中常规培养，每 2～3天传代。
1.3 仪器
CO2细胞培养箱，美国 Forma Scientific公司；
正置荧光显微镜，日本 Olympus 公司；Bio-Rad
M450 酶标测定仪、化学发光成像系统，美国
Bio-Rad；FACScan 型流式细胞仪，美国 Becton
Dickinson公司。
2 方法
2.1 细胞培养
KG1α细胞以 7×108/L接种于含 10%小牛血清
的 RPMI 1640培养液中，转染下调 PGI细胞（siPGI-
KG1α）、转染空质粒细胞接种在含嘌呤霉素（0.5
μg/mL）的 10%小牛血清的 RPMI 1640培养基中，
在 37 ℃、5% CO2、饱和湿度下常规培养，每 2～3
天传代 1次。
2.2 CCK-8法检测细胞毒性
将细胞以 2×105/mL的密度接种于培养基中，
分成对照组和给药组，在生长对数期时加入终浓度
为 30、45、60、75、90 μmol/L的人参皂苷 Rh2，
分别诱导培养 24、48、72 h 后，每孔加入 CCK-8
液体 20 μL，37 ℃培养 4 h，酶标仪测 450 nm处吸
光度（A）值，以对照组作为 100%，计算各组细胞
增殖抑制率。
2.3 台盼蓝染色
正常 KG1α组、siPGI-KG1α组、空质粒组 3组
细胞分别以 3×104/mL的密度接种于 6孔板中，每
天设 3个复孔，常规培养。每天用 0.4%台盼蓝染色
计数，分别计数 8 d，最后进行统计。
2.4 Annexin-V染色法检测细胞凋亡
将正常 KG1α 细胞、 siPGI-KG1α 细胞以
2×106/mL的密度分别接种于相应培养基中培养 24
h，加入人参皂苷 Rh2，其终浓度为 75 μmol/L，培
养 48 h后收集细胞样品于 1.5 mL离心管内，PBS
洗涤 2次，收集 2×105细胞，加入 500 μL的结合
缓冲液重悬细胞，加入 5 μL的 Annexin-V混匀后再
加入 5 μL碘化丙啶（PI）混匀，室温避光反应 10
min，用流式细胞仪检测分析。
2.5 Antibody array分析
正常 KG1α细胞以 2×106/mL的密度接种于培
养基中，24 h后分成对照组和给药组，给药组加入
人参皂苷 Rh2，使其终浓度为 75 μmol/L，培养 48 h
后收集细胞样品，提取蛋白，按照试剂盒说明书步
骤进行操作，通过化学发光法检测。
2.6 Western blotting检测
正常 KG1α 细胞和 siPGI-KG1α 细胞以 2×
106/mL的密度接种于培养基中，加入人参皂苷 Rh2，
其终浓度为 75 μmol/L，诱导 48 h，根据 Antibody
Array 分析结果检测人参皂苷 Rh2 处理 48 h 后
mTOR、Raptor、Rag蛋白的表达变化。
2.7 统计学分析
采用 SPSS 16.0 软件对所得数据进行统计处
理，数据以 ±x s表示，多组间比较采用单因素方差
分析，两两比较采用 t检验。
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3 结果
3.1 人参皂苷Rh2抑制正常KG1α 及 siPGI-KG1α
细胞的增殖
人参皂苷 Rh2诱导正常 KG1α 及 siPGI-KG1α
细胞，CCK-8 结果显示人参皂苷 Rh2对正常 KG1α
及 siPGI-KG1α细胞有明显的抑制作用。30 μmol/L
的人参皂苷 Rh2作用 48 h后对 siPGI-KG1α细胞的
抑制率为 28.1%，对正常 KG1α 细胞的抑制率为
19.6%。同浓度人参皂苷 Rh2作用下，siPGI-KG1α
细胞的敏感性增强，抑制率更高，同时随着作用时
间的增加，其抑制率呈递增趋势。见图 1。







与 24 h比较：*P＜0.05
*P < 0.05 vs 24 h
图 1 人参皂苷Rh2对KG1α (A) 及转染株 siPGI-KG1α (B)
细胞增殖的影响 ( 6=± n , sx )
Fig. 1 Effect of ginsenoside Rh2 on proliferation of KG1α
(A) and siPGI-KG1α cells (B) ( 6=± n , sx )
3.2 下调 PGI基因抑制 KG1α 增殖并促进其凋亡
为检测下调 PGI 后对 KG1α 增殖的影响，用
台盼蓝染色方法比较正常 KG1α 组、空质粒转染
组、siPGI-KG1α 组的细胞增殖情况，结果显示下
调 PGI 基因后 KG1α 的生长受到抑制，尤其是在
后期 6～8 d，结果见图 2。同时检测下调 PGI基因
对人参皂苷 Rh2促进 KG1α凋亡的影响，通过流式
细胞仪检测发现，下调 PGI基因之后 KG1α对人参
皂苷 Rh2更加的敏感，同浓度组更易发生凋亡，结
果见图 3。



图2 下调PGI/AMF对KG1α细胞增殖的影响 ( 3=± n , sx )
Fig. 2 Effect of down-regulation of PGI/AMF on
proliferation of KG1α cells ( 3=± n , sx )



与对照组比较：*P＜0.05 **P＜0.01
*P < 0.05 **P < 0.01 vs control group
图 3 人参皂苷 Rh2对 KG1α 和 siPGI-KG1α 细胞凋亡
的影响 ( 3=± n , sx )
Fig. 3 Effect of ginsenoside Rh2 on apoptosis of KG1α
and siPGI-KG1α cells ( 3=± n , sx )
3.3 下调 PGI基因通过mTOR途径协同人参皂苷
Rh2作用于 KG1α
运用Antibody Array方法检测人参皂苷 Rh2对
KG1α细胞 Akt通路蛋白表达的影响，结果显示人
参皂苷 Rh2 可影响通路中 P38、mTOR、Akt、
AMPKα、PARP、Bad蛋白的表达，使其表达均降
低，结果见图 4。Western blotting结果显示，在下
调 PGI 基因之后，PGI及 mTOR 通路的 mTOR、
Rag、Raptor的表达均有一定程度下降，同时在人
参皂苷 Rh2作用下，其表达程度呈现明显下调，进
一步表明下调 PGI 基因可以协同人参皂苷 Rh2作
用于 KG1α细胞，这可能是通过 Akt/mTOR通路实
现的。结果见图 5。
24 h
48 h
72 h
24 h
48 h
72 h
100
80
60
40
20
0

增
殖
抑
制
率
/
%

增
殖
抑
制
率
/
%

100
80
60
40
20
0

A
B
30 45 60 75 90
人参皂苷 Rh2 / (μmol·L−1)
30 45 60 75 90
人参皂苷 Rh2 / (μmol·L−1)
* *
*
*
* * * *
*
*
*
* *
正常 KG1α细胞
siPGI-KG1α细胞
空质粒转染细胞
细
胞
数
/
(×
10
6 )
2.0
1.5
1.0
0.5
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
t / d
50
40
30
20
10
0
凋
亡
率
/
%

对照 24 h 48 h
人参皂苷 Rh2
正常 KG1α细胞
siPGI-KG1α细胞
*
**
*
*
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图 4 Antibody array分析结果
Fig. 4 Results of antibody array analysis



与 KG1α比较：*P＜0.05
*P < 0.05 vs KG1α
图 5 下调 PGI/AMF基因通过 mTOR协同人参皂苷 Rh2
作用于 KG1α
Fig. 5 Effect on KG1α cells by down-regulation of PGI/AMF
through synergy of mTOR with ginsenoside Rh2
4 讨论
人参作为传统中药广泛应用于中医治疗中，近
年来其有效成分用于各种肿瘤的预防治疗与愈后。
人参中的有效成分对各种肿瘤具有抑制效果，如大
肠癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等[6-7]。人参的有效成分
多样，其中人参皂苷 Rh2具有显著的抗肿瘤效果[3,8]。
同时在肿瘤的发展中，PGI/AMF对肿瘤的发生、发
展、转移都起着重要作用。PGI在细胞内作为一种糖
酵解酶参与细胞代谢，同时当其分泌到细胞外时作
为一种细胞因子参与肿瘤的转移与侵袭[2,9-10]。据报
道，PGI/AMF可促进肿瘤细胞的增殖并且增强对压
力应激凋亡的耐受力以利于肿瘤细胞的生长[11-12]。
PGI/AMF在肿瘤中呈高表达[13-14]，通过课题组前期
筛查发现在白血病细胞 K562、HL60、KG1α中 PGI
也呈现高表达，其中 KG1α 表达最高[15]，因此本实
验通过下调 PGI/AMF基因表达来研究人参皂苷 Rh2
对白血病的疗效及相关机制。
人参皂苷 Rh2对白血病 KG1α细胞株有明显的
抑制效果，低浓度作用使细胞周期停滞在 G0/G1期，
阻滞细胞生长。在高浓度时，其对细胞具有细胞毒
性作用，使细胞凋亡，同时在同浓度人参皂苷 Rh2
的作用下，下调 PGI/AMF 后细胞凋亡程度更加明
显，表明 PGI/AMF 可增加人参皂苷 Rh2对 KG1α
的敏感性。上调 PGI/AMF 的表达可增加肿瘤细胞
凋亡耐受性 [16]，抑制凋亡启动蛋白 Apaf-1 和
caspase-9的表达，从而激活 PI3K和MAPK引起丝
裂霉素途径的凋亡耐受[17]。PGI/AMF的异常表达诱
导PI3K/AKT通路的激活，AKT活化引起肿瘤发展、
侵袭、抗凋亡[18]，PGI/AMF可作为肿瘤侵袭性的指
标。AKT通过 mTOR和 p70S60激酶途径发挥调节
细胞生长的作用，同时也通过直接作用于 CDK 抑
制子 p21 和 p27 及间接影响 cylinD1 和 p53，调节
细胞周期和增殖。本实验表明，下调 PGI/AMF 通
过减少 PI3K/AKT通路下游 Erk1/2、Raptor的表达，
从而下调 mTORC1的表达调节细胞生长。
人哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是一种非
典型的丝氨酸/苏氨酸激酶，呈现两种截然不同效果
的复合物 mTORC1 和 mTORC2。其中 mTORC1 与
生长因子、营养素和能量相关的多种信号通路相关，
参与有利条件下或压力应激下的分解代谢相关的细
胞生长；mTORC2 通过激活 Akt 促进细胞的生存，
通过激活 PKCα 调节细胞骨架蛋白动力学，通过
SGK1磷酸化调节细胞的转运和生长。mTOR作为维
持体内平衡及细胞生长的 ATP 和氨基传感器[19-20]，
在肿瘤、心血管疾病和代谢障碍性疾病等中异常表
达。因此，mTOR被认为是抗肿瘤治疗中的一个潜在
靶点[21]。PRAS40 被认为 Akt 的第 2 个基因参与
mTORC1的调节，在mTORC1信号通路中起负反馈
mTOR P38
Erk1/2 SARK/JNK
Akt Bad

PRAS40
PARP
AMPKα
PGI

Raptor

mTOR

Rag

β-actin
人参皂苷 Rh2 － ＋ － ＋
KG1α siPGI-KG1α
相
对
表
达
量

2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
PGI Raptor mTOR Rag
KG1α
人参皂苷 Rh2-KG1α
siPGI-KG1α
人参皂苷 Rh2- siPGI-KG1α

* *
*
*
*
* * *
* *

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调节作用[22-23]。Raptor 作为 mTOR 的结合底物，包
括 4E-BP1和 p70 S60激酶，参与mTOR的磷酸化。
同时在低ATP的应激下，Raptor作为AMPK的直接
底物，在丝氨酸 722和 792位点被 AMPK激活。此
磷酸化对抑制Raptor所结合的复合物mTORC1是必
不可少的，同时引起细胞周期阻滞[24]。Raptor作为一
个关键位点调控与细胞周期相关的能源代谢。当下调
PGI 之后，细胞糖酵解通路能量代谢受到影响，使
Raptor 的磷酸化增强，使 Raptor 表达降低，从而抑
制 mTORC1复合物的形成，影响细胞增殖。人参皂
苷 Rh2作用于人白血病KG1α细胞后，通过调节Akt
通路相关蛋白mTOR、Erk、JNK、Akt的表达引起细
胞周期阻滞，抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡的发生。
总之，人参皂苷 Rh2抑制 KG1α细胞的增殖，
促进细胞凋亡的发生，下调 PGI/AMF 抑制细胞增
殖，并促使 KG1α细胞对人参皂苷 Rh2更加敏感。
人参皂苷 Rh2 可能是通过 PGI/AMF 介导的
Akt/mTOR途径对人白血病 KG1α发挥作用。
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