作 者:劉 珂
摘 要:
本文綜述了人參皂甘抗腫瘤作用的歷史與現狀, 並報告了以人參總皂甘為原料採用 化學方法制備了稀有人參皂甘 20(S)Rg3、20(R)Rg3和PPD,採用生物學方法以Rb1為原料制 備非天然人參皂甘C-K,並報告了這些化合物體外及體內抗腫瘤活性和可能的作用機制。
關鍵詞:
人參皂甘;人參皂甘Rg3;人參皂甘C-K;人參皂甘Rh2;原人參二醇;抗腫瘤
1、人參皂甘抗腫瘤研究與應用概況
1979 年,日本學者Odashima等人發現人參皂甘Rh2在體外能抑制肺癌細胞3LL(小鼠)、莫裡斯肝細胞(兔子)、B-16 惡性腫瘤(小鼠)和HELA細胞(人)的增殖,並證明人參皂甘能引起癌細胞向正常細胞轉化。
1991年,日本學者Kikuchi等人報道,給裸鼠口服人參皂甘Rh2可明顯抑制人類卵巢癌(HRA)的增生。小鼠的生存率顯著上升(對照組124天,治療組198 天)。
1995-1996年,日本學者Kitagawa 等人報道,人參皂甘Rg3可以抑制由 bombesin 所致大鼠腸癌腹腔內轉移的作用。
Azuma 等報道了20(S)、20(R)人參皂甘Rg3和Rb2在體內體外對B16-BL6 腫瘤細胞在肺部的轉移有抑製作用。
1998 年,日本學者Nakata等人報道,口服人參皂甘Rh2(0.4-1.6 mg/kg/天)不僅可以抗HRA腫瘤,而且可延長裸鼠生存期(對照組60天,治療組85天)。
天然皂甘腸道菌群代謝轉化的研究表明:由於腸道菌群對糖甘鍵的水解能力極強,大多數天然皂甘入血成分為其次級甘或甘元。多種天然二醇組人參皂甘均報道有抗腫瘤作用,包括:Rg3,Rh2,Rb1 等等。這些皂甘最終體內代謝產物均為Compound K(以下簡稱C-K)或原人參二醇(以下簡稱 PPD)。由此,人們聯想:是否C-K或原人參二醇為二醇組人參皂甘抗腫瘤的活性代謝產物。換言之,Rg3,Rh2可能為抗腫瘤天然前體藥物。因此,探討C-K或原人參二醇的抗腫瘤作用有可能會較Rg3或Rh2具有更大的價值。但由於C-K和原人參二醇大量獲取的困難,有關這兩個化合物的臨床前評價尚未見系統報道。2001年11月份,在韓國召開人參皂甘抗腫瘤國際學術研究會,會上,日本著名學者柴田承二作了有關人參皂甘及三萜皂甘抗腫瘤活性的綜述報告。同年,韓國「一和」(ILHWA)公司對外公佈了IH901即人參二醇組皂甘體內代謝產物人參皂甘C-K,作為抗腫瘤藥物開發,並進入二期臨床的信息。綜上所述,二醇組皂甘的活性代謝產物C-K和原人參二醇的抗腫瘤的臨床價值已引起高度重視。
圖 1 具有抗腫瘤活性的稀有人參皂甘的結構
2、稀有人參皂甘的制備
綜上所述,人參皂甘Rg3、Rh2、C-K和原人參二醇,均有作為潛在抗腫瘤藥物開發的可能性,但這些皂甘天然含量極低,例如:Rg3在白參中的含量僅為0.0003%,在紅參中的含量約為0.03%,而Rh2和C-K在天然人參中並不存在,僅在紅參中含有Rh2約0.001%。而C-K為人參皂甘的腸道菌代謝產物。這些化合物由於獲取困難,要進行藥物開發必需的公斤級量幾乎是不可能的。因此,採用化學方法或生物學方法轉化上述化合物具有重要意義。
3、二醇組皂甘的腸道菌代謝—C-K的發現
1972年,日本學者Isao KITAGAWA領導的研究組在鑒定二醇型人參皂甘甘元結構時首次發現了C-K。此前,柴田承二等採用的是化學水解法。與後者不同,當Isao KITAGAWA 等採用微生物酵解法,利用其中糖甘酶的作用獲取甘元時發現:人參中的Rb1、Rb2和Rc等 皂甙成分最終均通過C-K這種物質轉變為甘元20(S)-原人參二醇。日本學者小橋恭一的研究組開始利用成熟起來的厭氧菌培養技術,探索腸道厭氧菌與攝入腸道中的天然藥物成分的代謝關係。他所領導的課題組發現許多天然糖甘類化合物並不能被胃腸道直接吸收,而是通過腸道菌的作用、轉化為其次生代謝物後方可吸收入血,並因此提出天然前藥的概念,相 繼發表了多篇文章。或許受到小橋的啟發,1990年,Yoshio TAKINO 研究組對 Rb2 在大鼠腸道內的代謝和動力學進行了研究。他們在研究中使用了桔皮甘酶的酶解產物作為對照,此時他們終於在大鼠腸道內發現了C-K。
4、C-K的生物轉化
酶解法制備C-K
三七
總皂甙
二醇型皂甙
酶解
C-K
成本:
產率1kg×5%×95%×50%×50%×70%×70%=5.8g
有機溶劑消耗 10L
人工 1個
酶消耗 5 g
直接費用:60+100+100+400=660 元,115 元/g
5、文獻報道的 C-K 的體外細胞毒活性
細胞庫
C-K(μM)IC50 (±SE)
GLC4
56±10
COLO320
51±4
HL-60
24.3±0.01
PC-14
25.9±0.0
HepG2
24.9±0.01
MKN-45
56.6±0.67
MCF-7
47.2±5.9
P388
64.7±
6、C-K 和 Rh2 對不同人源腫瘤細胞體外增殖的半抑制濃度(IC50,μg/ml)
細胞株
人參皂甘C-K
人參次甘Rh2
SMMC-7721
32.4
41.2
Bel 7402
37.9
47.0
HO8910
36.8
46.3
CaEs-17
33.4
45.8
A549
34.2
44.8
PC-3M
35.4
46.8
HCT-8
34.3
46.4
U251
31.4
48.4
BGC
33.8
46.8
SGC
34.5
48.1
HL-60
23.2
34.3
7、人參皂甘的體內抗腫癌活性
對U14小鼠宮頸癌體內增殖的抑製作用
劑量(mg/kg)
瘤重(g)
抑制率(%)
模型組
3.58±0.56
環磷酰胺組
50
1.35±0.33**
62.3
50
2.14±0.46**
40.2
Rh2
25
2.32±0.58**
35.2
12.5
3.14±0.16
12.3
**,P<0.01, 與模型組比較
原人參二醇對 U14 小鼠宮頸癌體內增殖的抑製作用
劑量(mg/kg)
瘤重(g)
抑制率(%)
模型組
4.01±0.88
環磷酰胺組
50
1.47±0.58**
63.3
100
2.55±0.76**
36.4
PPD
50
2.89±0.44**
27.9
25
3.64±0.87
*,P<0.05 ,**,P<0.01, 與模型組比較
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