全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 16 期 2015 年 8 月

·2477·
·综 述·
人参皂苷及其衍生物抗结肠癌作用及机制的研究进展
赵 琛 1，苏光悦 1，赵余庆 1, 2*
1. 沈阳药科大学，辽宁 沈阳 110016
2. 沈阳药科大学 基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110016
摘 要：人参皂苷及其衍生物已被证明具有显著的抗结肠癌作用。它们可通过抑制癌细胞增殖、减少癌细胞侵袭和转移、影
响细胞周期、诱导癌细胞自噬并促细胞凋亡等方面发挥抑癌功效。近年来研究发现人参皂苷及其衍生物能协同增强抗结肠癌
药物的疗效。对近 10 余年人参皂苷及其衍生物抗结肠癌的作用机制研究的文献进行查阅、分析和综述，为从人参皂苷及衍
生物中发现和研发靶向抗结肠癌新药提供科学参考。
关键词：人参皂苷；抗结肠癌；衍生物；细胞凋亡；细胞周期；细胞自噬
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2015)16 - 2477 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2015.16.024
Research progress on anti-colorectal cancer effect and mechanism of ginsenosides
and their derivatives
ZHAO Chen1, SU Guang-yue1, ZHAO Yu-qing1, 2
1. Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China
2. Key Laboratory of Structure-Based Drug Design and Discovery, Ministry of Education, Shenyang Pharmaceutical University,
Shenyang 110016, China
Abstract: Ginsenosides and their derivatives have been shown significant anti-colorectal cancer effect. They exert anti-colorectal
cancer effects via inhibiting cancer cell proliferation and migration, blocking cell cycle progression, and inducing cell autophagy and
apoptosis. Recently some active studies demonstrated that ginsenosides and their derivatives exhibited a synergistic anti-colorectal
cancer effect with the drug. In this study, we summarized the progress in the research of ginsenosides and their derivatives in the
treatment of colorectal cancer as well as analyzed their mechanisms, to provide the basis for the discovery and development of targeting
anti-colorectal cancer drugs.
Key words: ginsenosides; anti-colorectal cancer; derivatives; cell apoptosis; cell cycle; cell autophagy

结肠癌是临床上常见的消化系统恶性肿瘤之
一，在全球癌症发病率居第 3 位[1]，在过去的 30 多
年，人民生活水平不断提高，饮食结构也发生了改
变，包括我国在内的多数国家结肠癌发病率逐年上
升[2]，严重危害了人们的生命健康。目前临床上对
结肠癌的治疗常以综合治疗为主，采用放疗、手术
以及中药辅助化疗的方法。其中化疗是指用 1 种或
1 种以上有细胞毒性的抗肿瘤药物来抑制肿瘤细胞
增殖并杀死肿瘤细胞，其间也对正常细胞产生一定
的危害。因此对新的高效低毒的天然抗肿瘤药物的
需求越来越迫切。研究显示，当前使用的多数化疗
药物大多来源于药用植物[3]，所以从药食同源草本
中筛选出新的抗肿瘤药物是一种十分有效的途径，
包括其先导化合物的发现及相关衍生物的研究。
人参作为一种珍贵的药食同源品在我国有着悠
久的药用历史。人参皂苷为其主要有效成分，具有

收稿日期：2015-03-30
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81273389）
作者简介：赵 琛（1990—），女，河北石家庄人，硕士研究生。E-mail: zhaochen2013@163.com
*通信作者 赵余庆（1957—），男，辽宁东港人，教授，博士生导师，主要从事天然药物、药食同源品的活性成分研究。
Tel: (024)23986522 E-mail: zyq4885@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 46 卷 第 16 期 2015 年 8 月

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显著的抗肿瘤作用。国内开发的以人参皂苷 Rg3 单
体作为主要成分的抗癌新药——参一胶囊，已首次
在临床上用于抗肿瘤转移复发的治疗，且作用显著，
适用于包括结肠癌在内的多个恶性肿瘤[4]。近 10 年
来，本课题组针对人参中的有效成分进行了抗肿
瘤方面的系列研究，特别是对人参皂苷及其衍生
物深入开展了其抗癌作用的机制研究。首次发现
25-羟基-原人参二醇（AD-2）和 25-甲氧基-原人参
二醇（AD-1）及其衍生物具有明显的抗结肠癌[5-6]、
前列腺癌[7-8]以及肺癌[5,9-11]的活性。研究表明[12]，
AD-2 和 AD-1 及其衍生物抗肿瘤活性较人参皂
苷 Rg3 高出 5～15 倍，为临床抗肿瘤药物的研究
和开发提供了实验依据。目前人参皂苷及其衍生
物的抗肿瘤作用研究已经成为一种趋势，其作用
机制亦成为了国内外学者近年来研究的一大热
点。本文以结肠癌为例，对人参皂苷及其衍生物
抗结肠癌作用的研究进行综述，为从人参皂苷及
衍生物中发现和研发靶向抗结肠癌新药提供科
学参考。
1 人参皂苷抗结肠癌作用机制的研究
1.1 抑制结肠癌细胞增殖
增殖失控和程序紊乱是癌细胞的重要特征，致
使癌细胞不受宿主体液和神经等调节，出现自主的
异常增殖，从而可通过抑制癌细胞的增殖来发挥抗
癌作用。韩萍等[13]用 MTT 法检测了人参皂苷 Rg3
抑制结肠癌 Caco-2 细胞增殖的能力，结果发现人
参皂苷 Rg3 可抑制结肠癌 Caco-2 细胞的增殖，其
抑制作用呈现浓度依赖性。张敏等[14]研究发现人
参皂苷 Rg1 和人参皂苷 Rh2 均能显著抑制结肠癌
SW620 细胞的增殖，其中人参皂苷 Rh2 对结肠癌
细胞的抑制率随着浓度的增加和时间的延长而增
加。李秋影等[15]采用荧光微孔法研究人参皂苷 Rh2
对结肠癌 HT-29 和 Caco-2 细胞增殖实验中发现，人
参皂苷 Rh2可明显抑制结肠癌细胞的生长；作用 48
h 后，人参皂苷 Rh2 对结肠癌 Caco-2 和 HT-29 细胞
的半数抑制浓度（IC50）分别为26.79和19.68 μg/mL。
赵青[16]考察了人参皂苷 Rh3 对结肠癌 SW1116 细胞
生长的影响，发现人参皂苷 Rh3 具有显著抑制癌细
胞生长的作用，且其抑制作用呈浓度和时间依赖性，
当作用 12 h，药物质量浓度为 120 μg/mL 时抑制作
用达到平台期。He 等[17]研究证明人参皂苷 Rg3可通
过阻止 β-catenin 核易位来抑制结肠癌细胞生长，阻
遏癌细胞增殖。何运元等[18]发现人参皂苷 Rg3可通
过下调 β-catenin 的 mRNA 表达，降低 β-catenin 蛋
白及其下游 c-myc 蛋白的表达量，并使 β-catenin 蛋
白磷酸化程度降低，从而有效抑制结肠癌 SW480
和 HCT-116 细胞的增殖。
1.2 降低结肠癌细胞新生血管的生成
恶性肿瘤生长和转移的重要生理过程之一是新
生血管的形成，而血管内皮细胞（VEC）的增殖又
是新生血管形成的基础。因此阻断 VEC 的增殖和新
生血管的形成就能抑制恶性肿瘤的生长和转移。吴
迪等[19]研究表明人参皂苷 Rg3 可能通过抑制肿瘤血
管的形成来达到抑制结肠癌生长的作用。韩萍等[13]
用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测了结肠癌 Caco-2
细胞培养上清中血管内皮生长因子（VEGF）和白
细胞介素-6（IL-6）的质量浓度，结果发现，人参
皂苷 Rg3 对上清中 VEGF 和 IL-6 的分泌有影响。杨
丕等[20]考察了参一胶囊（人参皂苷 Rg3）对结肠癌
患者血清中 VEGF 的影响，结果发现人参皂苷 Rg3
可使结肠癌患者血清中的 VEGF 水平降低，从而减
少肿瘤心血管的生成。
1.3 减少结肠癌细胞的侵袭和迁移
癌细胞的侵袭和迁移是恶性肿瘤的重要生物学
特征之一，也是恶性肿瘤致死亡的主要原因，目前
临床上治疗恶性肿瘤的主要方法就是通过减少肿瘤
细胞的侵袭和扩散来减缓肿瘤细胞由局部向全身病
变的过程。基质金属蛋白酶-1（MMP-1）的高表达
在肿瘤细胞侵袭和转移过程中有着十分重要的意
义。杜卫东等[21]研究发现人参皂苷 Rg3 可降低结肠
癌 HT-29 细胞中 MMP-1 的表达量，从而抑制癌细
胞的迁移能力，其抑制作用还呈现浓度和时间依赖
性。Kim 等[22]研究发现人参皂苷可增加主动脉中内
源性一氧化氮（NO）的释放。NO 是一种自由基，
可通过调节血管生成来影响肿瘤的侵袭和转移[23]。
Iishi 等[24]利用自发的肿瘤转移模型研究了人参皂
苷 Rg3 抗肿瘤转移作用，结果显示，当人参皂苷 Rg3
的质量浓度为 5 mg/kg 时，其腹膜转移率由 57 %下
降为 13 %，证明人参皂苷 Rg3 能显著抑制结肠癌腹
膜的转移。韩萍等[13]通过划痕实验检测结肠癌细胞
迁移时发现人参皂苷 Rg3 能显著抑制结肠癌 Caco-2
细胞的迁移能力。
1.4 阻滞结肠癌细胞周期
细胞周期是指细胞从一次分裂完成时开始到下
一次分裂结束时为止所经历的全部过程，细胞周期
分为间期（G1、S、G2）与分裂期（M）2 个阶段。
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真核细胞的周期以 G1-S-G2-M 循环往复，任何一个
时期受阻，均会阻滞整个细胞周期进程。多项研究
表明，人参皂苷及其衍生物可通过阻滞结肠癌细胞
周期起到抗结肠癌的作用。20-O-(β-D-吡喃葡糖
基)-20 (S)-原人参二醇[25]（人参皂苷 CK）可使结肠
癌 HCT-116 细胞阻滞在 G1 期，并诱导结肠癌细胞
凋亡，Wang 等[26]的研究也证明了这一点。细胞周
期数据显示[27]，5-氟尿嘧啶（5-FU）作用于细胞的
S 期或 G2/M 期。人参二醇（人参皂苷 PD）可将结
肠癌 HCT-116 细胞阻滞于 G1 期，加入 5-FU 后，细
胞明显被阻滞于 S 期。人参皂苷 PD 和 5-FU 可通过
协同作用影响结肠癌细胞周期。
1.5 诱导结肠癌细胞凋亡
细胞凋亡（apoptosis or cell apoptosis）是指为
了维持细胞内环境的稳定，由基因控制的自主有序
的死亡。细胞在受到病理或生理的信号刺激后会启
动凋亡程序，凋亡细胞会呈现一系列典型的形态特
征。体内研究结果表明[28]，用人参皂苷 Rh2 ig 荷
CT-26 结肠癌小鼠后，其体内 cleved-caspase 3 表达
率明显增加，当质量分数为 0.4 mg/kg（0.4 %乙醇
混悬液）时能促进小鼠结肠癌 CT-26 细胞凋亡。虽
然其抗癌作用不如 5-FU 效果好，但研究中未见其
明显的毒副作用。人参皂苷 CK[29]能通过诱导内质
网应激以及线粒体依赖性的半胱天冬酶（caspase）
途径，诱导结肠癌 HT-29 细胞凋亡。Hwang 等[30]
研究表明人参皂苷 CK 能靶向作用于钙离子介导
的 TRPC 通道，使结肠癌 CT-26 细胞活力降低、膜
联蛋白-V 早期凋亡增加、sub-G1 峰积累、核皱缩
凝结，最后诱导细胞凋亡。Wang 等[26]研究证明，
人参皂苷 CK 较人参皂苷 Rb1表现出更高的阻滞结
肠癌 SW480 和 HCT-116 细胞周期及诱导细胞凋亡
的作用。对接实验分析表明，人参皂苷 CK 与
caspase 8、caspase 9 蛋白有明显的相互作用，而这
些蛋白是线粒体通路中的重要位点。Kim 等[31]研
究发现，人参皂苷 CK 促进结肠癌 HT-29 细胞凋亡
是通过调节 AMPK 和线粒体信号通路来发挥作用
的。研究证明[32]，人参皂苷 Rh2 可通过激活 p53
信号通路来诱导结肠癌 HCT-116、SW480 细胞凋
亡，进一步研究证明，人参皂苷 Rh2 可使癌细胞中
活性氧增加，活化核转录因子-κB（NF-κB）通路，
从而增加其诱导凋亡的作用。Bi 等[5]研究发现，AD-
1 可通过靶向作用于 β-catenin 信号通路来发挥其
抑制结肠癌 SW480、HCT-116 细胞的作用，并诱
导癌细胞的凋亡。实验证明[33]，20 (S)-原人参二醇
（ PPD ）可通过靶向作用于 JNK 、 NF-κB 和
MAPK/ERK 等 多 条信 号 通 路来 抑 制 结肠 癌
HCT-116 细胞生长并促使癌细胞凋亡。
1.6 诱导结肠癌细胞自噬
自噬（autophagy or autophagocytosis）又称为
II 型程序性细胞死亡，是指细胞在自噬的相关基因
（autophagyrelated gene，Atg）调控下与溶酶体结合
来降解自身受损的蛋白质、细胞器等过程。其过程
是粗面内质网无核糖体附着区脱落的双层膜包裹待
降解物后形成自噬体（autophagosome），之后与溶
酶体融合形成自噬溶酶体并降解其包裹的内含物，
继而致使细胞核破坏[34-36]。Kim 等[37]在研究人参皂
苷 CK 对结肠癌 HCT-116 细胞作用时发现，人参皂
苷 CK 对自噬相关蛋白 Atg 5、Atg 6 和 Atg 7 有相
互作用，并呈现时间依赖性。敲除这些自噬相关的
蛋白后，会抑制人参皂苷 CK 对 LC3-II 的积累及癌
细胞活性，进一步研究证明，人参皂苷 CK 引起的
自噬与体内活性氧有关。人参皂苷 CK 还能激活
JNK 信号通路并诱导细胞凋亡。
2 人参皂苷协同增强临床抗结肠癌的作用
现代药物研究表明，中药制剂可降低化疗药物
的毒副作用，并可与化疗药物结合使用，增强化疗
药 物 的 抗 癌 作 用 [38-39] 。 5-FU 和 伊 立 替 康
（irinotecan）[40-41]作为常见的化疗药物在结肠癌治
疗过程中经常使用。与其他抗肿瘤化疗药物一样，
伊立替康也具有明显的毒副作用，因此临床上伊立
替康常作为二线治疗药物与 5-FU 联合使用来治疗
转移性结肠癌[42-43]。人参中有效抗癌成分可协同增
强伊立替康抗结肠癌作用，降低伊立替康的使用剂
量，降低毒副作用。Wang 等[44]研究发现，西洋参
可协同提高伊立替康和 5-FU 抗结肠癌 HCT-116、
HT-29 和 SW480 细胞的作用，5-FU 与西洋参联合
使用后，低剂量亦可达到预期的治疗效果，从而降
低了 5-FU 剂量相关的毒性。此外，研究还发现，
人参皂苷 PD 与 5-FU 联合使用后也可表现出类似
的协同作用[27]。与伊立替康单独使用相比，与人
参皂苷 PD 联合使用后可显著提高对结肠癌
HCT-116 细胞的凋亡率，增加 caspase 9 和 caspase 3
的酶活力。后续分子对接模拟实验分析证实，人参
皂苷PD和伊立替康可分别结合在 caspase 3酶蛋白
的 2 个不同作用位点而呈现出显著的协同作用[45]。
此外，相关研究[46-47]表明，人参皂苷 PD 可与表儿
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茶素产生协同作用，诱导结肠癌SW480和HCT-116
细胞的凋亡；相关实验还证明[48]，人参皂苷 Rg3
与紫杉醇、多烯紫杉醇、阿霉素以及顺铂联用时，
可显著抑制癌细胞的生长。人参皂苷 Rg3 可增强结
肠癌 HCT-116 和 SW620 细胞对多烯紫杉醇及化疗
的敏感性。
3 人参皂苷衍生物抗结肠癌作用机制的研究
近年来，随着国内外学者对人参皂苷结构修饰
和药理作用的研究越来越深入，人参皂苷衍生物在
抗肿瘤方面表现出了良好的应用前景。人参皂苷衍
生物是由原生皂苷转化而来，某些衍生物表现出较
原生皂苷更强的抗肿瘤作用。目前，国内外学者主
要通过体外细胞模型来研究人参皂苷衍生物抗肿
瘤活性和构效关系[49]。体外研究发现，人参皂苷
衍生物具有显著的抗结肠癌作用，主要表现为抑制
结肠癌细胞生长、诱导结肠癌细胞凋亡等。研究表
明[50-51]， AD-1 和 AD-2 的脂肪酸衍生物能显著抑
制结肠癌 HT-29 和 LoVo 细胞生长，且某些衍生物
表现出较AD-1和AD-2更高的抗结肠癌活性；AD-2
氨基酸衍生物 [6,52-53] 具有明显的抑制结肠癌
HCT-116、HT-29 和 LoVo 细胞生长的活性，且对脾
脏正常细胞的副作用较小。Xia 等[6]研究发现，AD-1
衍生物（xl、1c、8b）能显著抑制结肠癌 HCT-116、
HT-29、LoVo、SW480 细胞株的生长，进一步研究
其诱导结肠癌 HCT-116 细胞凋亡机制时发现，xl、
1c、8b 可降低凋亡抑制因子 Bcl-2 的蛋白表达，上
调促凋亡因子 Bax 的蛋白表达，提高 caspase-3、
caspase-9 蛋白的表达量，由此发挥促凋亡作用。到
目前为止，人参皂苷衍生物表现出较原生皂苷更强
的抗结肠癌活性，但其确切的抗结肠癌作用机制仍
需要大量的实验及临床研究来证实。基于人参皂苷
衍生物的高效低毒性，显示出其在研发成新的结肠
癌药物或者作为辅助药物以减轻化疗药的毒副作用
方面具有潜力。人参皂苷及其衍生物促结肠癌细胞
凋亡的作用机制见表 1，涉及的主要通路见图 1。
4 结语
国内外学者从分子水平上研究了人参皂苷及其
衍生物抗结肠癌的作用机制，主要涉及到了线粒体
通路、内质网应激以及 WNT/β-catenin 信号通路，
通过抑制结肠癌细胞的生长，降低新生血管的生成，
减少癌细胞的侵袭和迁移，最终诱导结肠癌细胞自
噬和凋亡。人参皂苷及其衍生物能与化疗药物联合
表 1 人参皂苷及衍生物抗结肠癌的主要作用机制
Table 1 Main effects and mechanisms of ginsenosides and their derivatives against colon cancer
人参皂苷及衍生物 结肠癌细胞种类 主要作用机制
HCT-116 通过调控细胞周期来增强 5-FU 的抗癌活性 人参皂苷 PD[27,45]
HCT-116 通过增加 caspase 活力的方式来增加伊立替康抗癌细胞增殖的作用
HCT-116、SW480、HT-29 通过抑制肿瘤形成途径的转录激活，包括阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡等方式
HT-29 通过诱导内质网应激通路引起细胞凋亡
CT-26 通过增加钙离子流，以及通过 TRPC 通路，靶向作用于 AMPK
HT-29 通过 CAMK-IV/AMPK 通路诱导细胞凋亡
人参皂苷
CK[25,29-31,37]
HCT-116 通过抑制活性氧生成及 JNK 通路来诱导细胞的凋亡与自噬
人参皂苷 Rh3[16] SW-1116 诱导 caspase-3 表达，启动凋亡途径
CT-26 早期凋亡肿瘤细胞 cleved caspase-3 表达率明显增加 人参皂苷 Rh2[28,32]
SW480、HCT-116 通过介导 p53 的活化，增加活性氧量以及激活 NF-κB 途径来发挥抗癌活性
SW480、HCT-116 通过影响 WNT/β-catenin 信号通路中关键蛋白 β-catenin，从而阻断结肠癌细胞生长
Caco-2 上调促凋亡因子 Bax 和 caspase-3 蛋白的表达，下调抑凋亡因子 Bcl-2 的表达
人参皂苷
Rg3[13,17-18,48]
SW620、HCT-116 通过抑制 NF-κB，增强了结肠癌细胞对多烯紫杉醇和其他化学疗法的敏感性
人参皂苷 PPD[33] HCT-116 通过 NF-κB、JNK 以及 MAPK/ERK 信号通路发挥抗癌活性
AD-1[5] SW620、SW480 通过影响 WNT/β-catenin 信号通路中关键蛋白 β-catenin，从而阻断结肠癌细胞生长
AD-1 氨基酸衍生物
（xl、8b、1c）[6]
HCT-116 活化 caspase 信号通路，诱导细胞凋亡
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图 1 人参皂苷及衍生物抗结肠癌的主要作用通路
Fig. 1 Main signaling pathways of ginsenosides and their derivatives against colon cancer
应用，降低化疗药物的毒性，并协同增强化疗药物
的抗癌作用。但其确切的作用机制仍需大量的实验
及临床研究来加以证实。因此，深入研究人参皂苷
及其衍生物抗结肠癌的实验与临床间的联系，从分
子水平到基因水平探索人参皂苷及其衍生物抗结肠
癌的作用机制，为靶向防治结肠癌的药物和高效低
毒的创新药物开发提供科学依据，将具有十分重要
的社会和经济意义。
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 caspase 12
 人参皂苷CK  人参皂苷Rg3、Rh2、PPD
NF-κB
CIAP
caspase 9
caspase 3
细胞凋亡
Bcl-2
Bax ROS
JNK
 人参皂苷Rh3、Rh2、PD
AD-1氨基酸衍生物（xl、8b、1c）  人参皂苷CK、Rh2  人参皂苷Rg3、AD-1
β-catenin
TCF
C-Myc
CDK4
Cyclin D1
靶点基因的转录
细胞增殖
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