人参皂苷Rg5的制备及其抗胃癌和乳腺癌活性研究

发布时间：2020-07-17 18:19

【摘要】：癌症(如胃癌、乳腺癌等)是一种恶性肿瘤,近年来发病率持续攀升,给人体健康和生活质量造成极大的危害,也给医疗事业和国家经济带来了很大的负担。化疗是一种常用的治疗癌症的方案,但化疗药物一般具有价格昂贵和副作用大等缺点,而且长期使用化疗药物会使机体产生耐药性,严重阻碍了癌症治疗的进程。因此,寻找安全有效、来源广泛、副作用小的抗癌药物对于治疗胃癌和乳腺癌具有十分重要的意义。本课题从人参粉末中提取人参总皂苷并经过转化和提纯得到稀有人参皂苷Rg5,分别在体外和体内探究人参皂苷Rg5对胃癌和乳腺癌的作用效果和分子机制,从而为人参皂苷Rg5临床治疗胃癌或乳腺癌提供研究基础。本论文的主要研究内容如下:(1)人参皂苷Rg5的制备通过择优选择甲醇提取和D101-大孔吸附树脂梯度洗脱从人参粉末中分离和提纯人参总皂苷,其含量为93%。采用纤维素酶转化法结合柠檬酸水解法将粗纯后的人参总皂苷转化为稀有人参皂苷,并通过单因素分析和响应面分析实验优化Rg5的转化工艺,得到纤维素酶转化法最佳工艺条件为酶浓度40 mg/mL,pH 5.5,温度45℃,转化时间30 h;柠檬酸水解法最佳工艺条件为酸浓度1.50 mol/L,温度100℃,制备时间6 h,在此条件下Rg5得率为27.02%。通过制备液相色谱分离纯化其中的Rg5,再通过分析液相色谱分析检测,最终得到Rg5单体的纯度为98.9%。(2)人参皂苷Rg5的抗胃癌活性研究为了研究胃癌细胞凋亡的机制,本文通过MTT实验、流式细胞术实验、AO/EB双染法、JC-10法和蛋白免疫印迹实验等验证了Rg5可抑制胃癌细胞生长,并诱导其周期阻滞于G2/M期,还可以由线粒体和死亡受体两种途径来诱导胃癌细胞的凋亡。透射电镜和蛋白免疫印迹实验表明Rg5可以诱导胃癌细胞发生自噬。同时,Rg5诱导的胃癌细胞的凋亡和自噬过程相互促进。本文进一步研究了Rg5作用于胃癌细胞的周期、凋亡和自噬的上游信号通路的影响,发现Rg5可以诱导胃癌细胞生成ROS并激活MAPK通路(P38、JNK、ERK),导致其发生凋亡、自噬和细胞周期阻滞。最后通过构建胃癌荷瘤裸鼠模型,发现Rg5在体内具有显著的抗肿瘤活性,且副作用小。肿瘤组织中蛋白免疫印迹和免疫组化实验结果表明Rg5可以调控胃癌体内凋亡、自噬和MAPK通路蛋白的表达,与体外细胞实验结果一致。这些结果说明Rg5可以通过多种抗癌分子机制达到抗胃癌的效果,有望成为一种新型抗胃癌药物,为临床应用提供重要参考。(3)人参皂苷Rg5的抗乳腺癌活性研究本文通过一系列体外细胞实验、染色实验和蛋白免疫印迹实验验证了Rg5可以显著抑制乳腺癌细胞的生长和迁移,并诱导其周期阻滞、细胞凋亡和细胞自噬。为了进一步探讨Rg5对乳腺癌作用的上游信号通路,本文研究了Rg5在体内和体外抗乳腺癌的分子机制,通过免疫组化和蛋白免疫印迹实验测定了PI3K蛋白、AKT蛋白、mTOR蛋白和Bad蛋白及其磷酸化的表达水平,发现Rg5可以通过抑制PI3K/AKT信号通路来抑制乳腺癌的增殖,并调控乳腺癌凋亡和自噬相关蛋白的表达。根据乳腺癌荷瘤裸鼠模型,本文制备的Rg5也可显著抑制裸鼠乳腺癌移植瘤的生长,与乳腺癌一线化疗药物多西他赛疗效相当,且Rg5具有副作用小的优势,有望成为新一代抗乳腺癌药物。综上所述,本研究从天然人参粉末中经提取、转化、分离和纯化等过程制备出高纯度的人参皂苷Rg5,并研究了其对胃癌和乳腺癌的体内外抗肿瘤功效。通过体内外实验研究表明Rg5可以通过激活ROS介导的MAPK信号通路诱导胃癌细胞发生周期阻滞、细胞凋亡和细胞自噬,从而有效地抑制胃癌的生长;同时通过抑制PI3K/AKT信号通路诱导乳腺癌发生细胞凋亡和细胞自噬,从而抑制乳腺癌细胞增殖。另外,在胃癌和乳腺癌异种移植模型中,人参皂苷Rg5抑瘤效果显著、副作用小,这为人参皂苷Rg5在临床上治疗胃癌和乳腺癌提供了有效的理论依据和重要的研究基础。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R285.5
【图文】：

原人参二醇,人参皂苷,子结构,皂苷

第一章绪论第一章绪论参皂苷、三七、西洋参等，为多年生草本植物，是非常珍贵的中草药。其主要参皂苷，已被证实具有多种药理学活性[1, 2]。参皂苷的分类皂苷由苷元和糖组成，属于三萜类化合物。根据糖基的连接位置和结构类分为五环三萜类皂苷和四环三萜类皂苷。四环三萜类皂苷又可分为原人皂苷、原人参三醇型人参皂苷以及奥克梯隆型人参皂苷[3]。根据 C-20 原人参二醇型皂苷可分为 20(S)和 20(R)两种构型，其化学分子结构见图醇型人参皂苷可分为 20(S)和 20(R)两种构型，其化学分子结构见图 1.2

人参皂苷,子结构,皂苷,原人参二醇

参皂苷的分类皂苷由苷元和糖组成，属于三萜类化合物。根据糖基的连接位置和结分为五环三萜类皂苷和四环三萜类皂苷。四环三萜类皂苷又可分为皂苷、原人参三醇型人参皂苷以及奥克梯隆型人参皂苷[3]。根据 C原人参二醇型皂苷可分为 20(S)和 20(R)两种构型，其化学分子结构见醇型人参皂苷可分为 20(S)和 20(R)两种构型，其化学分子结构见图图 1.1 20(S)-和 20(R)-原人参二醇型人参皂苷的化学分子结构 1.1 The chemical molecular structure of 20(S)- and 20(R)-protopanaxadiol gins

化学结构,人参皂苷,致死率,恶性肿瘤

图 1.3 人参皂苷 Rg5 的化学结构e 1.3 The chemical structure of ginsenos见的恶性肿瘤，其致死率占所有癌有一百万人患胃癌疾病。男性人数

【参考文献】