产品名称: 人参皂苷Rk3
英文名: Ginsenoside Rk3
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 364779-15-7
产品编码:BP1653
分子式: C36H60O8
分子量: 620.868
来源:
物理性状: Powder
化合物类型: Triterpenoids
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
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提供改善产品水溶性解决方案，改善化合物在水中的溶解度，便于进行各种活性试验和临床应用。
人参皂苷Rk3的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
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人参（Panax ginseng C. A. Meyer）作为传统名贵中药材，其“扶正固本”的补益功效已为数千年的临床实践所验证。现代药理学研究揭示，人参的主要生物活性成分是一系列结构多样的三萜皂苷，统称为人参皂苷。人参皂苷Rk3是其中一种重要的稀有皂苷，其CAS号为364779-15-7。与常见的原人参二醇型皂苷（如Rb1、Rg1）不同，Rk3属于在加工（如蒸制、加热）过程中发生脱水和转化而形成的稀有人参皂苷。这种结构变化不仅改变了其理化性质，更显著增强了其生物活性，使其在抗炎、抗肿瘤等领域展现出独特的潜力。初步研究显示，人参皂苷Rk3在HepG2细胞中能有效抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）诱导的核因子-κB（NF-κB）转录活性，IC50值为14.24±1.30 μM，这提示其具有干预炎症与肿瘤相关信号通路的核心能力。特别是，多项研究已将其活性与结直肠癌的防治紧密关联，涉及AMPK、STAT3、BCL2等多个关键靶点。本文旨在系统综述人参皂苷Rk3的化学特性、植物来源、药理活性、分子机制及成药性，以期为该化合物的深入研究和开发提供全面的科学参考。
人参皂苷Rk3的化学名称为(3β,12β)-12-羟基达玛-24-烯-3,20-二醇，属于原人参二醇型皂苷的脱水衍生物。其分子式为C36H60O8，分子量为620.8680。从结构上看，Rk3的核心骨架为四环三萜达玛烷型，其特点是C-20位为S构型。与原型皂苷（如Rb1）相比，Rk3最显著的结构特征是在C-20位糖苷键水解后，C-20与C-24之间发生脱水反应，形成了双键（Δ24(25)），同时C-3位连接一个葡萄糖基，C-20位为游离羟基。这一结构修饰使其亲脂性增强。
基于计算化学和实验数据，人参皂苷Rk3的脂水分配系数（LogP）约为3.9505，表明其具有中等偏亲脂的特性。其拓扑极性表面积（TPSA）为139.8400 Ų，反映了分子中多个羟基和糖基带来的极性。水溶性较低，约为0.0074 mg/mL，这在一定程度上限制了其在水相介质中的生物利用度。这些理化参数共同决定了其在生物体内的吸收、分布和渗透特性。例如，其较低的TPSA和中等LogP理论上有利于跨膜吸收，但极低的水溶性可能成为口服给药的瓶颈。其结构中的糖基是发挥药理活性的重要基团，也是其与靶蛋白相互作用的关键位点。
人参皂苷Rk3主要存在于五加科人参属植物人参（Panax ginseng）的根中。值得注意的是，在新鲜或生晒人参中，Rk3的含量通常极低或难以检测。它主要是在人参的加工炮制过程中，如通过高温蒸制（制备红参）或加热处理，由原有人参皂苷（如Rb1、Rb2、Rc等）发生脱糖、脱水和异构化等一系列化学反应转化而来。因此，红参是Rk3更主要的天然来源，这也部分解释了红参在某些药理活性上不同于白参的原因。
从植物材料中提取和分离人参皂苷Rk3通常采用多步骤工艺。首先，使用极性溶剂（如甲醇、乙醇或水-乙醇混合溶液）对人参（尤其是红参）粉末进行回流提取或超声辅助提取，以获得总皂苷粗提物。随后，利用大孔吸附树脂（如D101、AB-8）进行初步富集和纯化，通过不同浓度的乙醇水溶液进行梯度洗脱，收集富含稀有皂苷的流份。进一步的分离纯化高度依赖于现代色谱技术，包括正相或反相硅胶柱色谱、高效液相色谱（HPLC）以及制备型高效液相色谱（prep-HPLC）。近年来，高速逆流色谱（HSCCC）因其无需固相载体、回收率高等优点，在分离结构相似的稀有人参皂苷（如Rk3、Rg5等）方面显示出独特优势。分离得到的Rk3单体需通过核磁共振（NMR）、质谱（MS）等技术进行结构确证。生物转化法，即利用特定酶或微生物对含量丰富的原型皂苷进行定向转化，是规模化获取Rk3的一种有前景的替代策略。
大量体外和体内研究证实，人参皂苷Rk3具有广泛的药理活性，其中抗肿瘤活性尤为突出，特别是在结直肠癌（CRC）模型中。
1. 抗结直肠癌活性： Rk3对多种结直肠癌细胞系（如HCT-116、SW480、HT-29）表现出显著的增殖抑制和促凋亡作用。其作用不仅限于诱导癌细胞凋亡，还能抑制癌细胞的迁移和侵袭，提示其具有抗转移潜力。在化学诱导（如AOM/DSS）或移植瘤的结直肠癌小鼠模型中，Rk3给药能有效抑制肿瘤生长，减少肿瘤数量和体积，且显示出一定的剂量依赖性。
2. 抗炎活性： 炎症是肿瘤发生发展的关键驱动因素。Rk3的核心抗炎机制在于抑制NF-κB信号通路。如前所述，在HepG2细胞中，它能抑制TNF-α诱导的NF-κB转录活性。在巨噬细胞（如RAW264.7）模型中，Rk3能抑制脂多糖（LPS）诱导的一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及炎症因子（如TNF-α、IL-6、IL-1β）的过量产生。这种强大的抗炎作用为其在炎症相关疾病，包括炎症性肠病（IBD）及其相关的结直肠癌防治中的应用奠定了基础。
3. 其他活性： 此外，研究还提示Rk3可能具有神经保护、肝脏保护以及改善胰岛素抵抗等潜在活性，但这些领域的研究尚处于初步阶段，需要更多证据支持。
人参皂苷Rk3的抗结直肠癌作用涉及多靶点、多通路的协同调控，其机制网络复杂而精细。
1. 诱导凋亡与调节凋亡相关蛋白： Rk3能上调促凋亡蛋白Bax的表达，同时下调抗凋亡蛋白Bcl-2和Mcl-1的表达，从而破坏线粒体膜电位，促进细胞色素c释放，激活caspase级联反应，最终导致细胞凋亡。这是其直接杀伤癌细胞的核心途径之一。
2. 抑制生存信号与炎症通路：
* STAT3信号通路： STAT3是重要的致癌转录因子，在结直肠癌中持续激活。Rk3能抑制STAT3的磷酸化（激活形式），阻遏其核转位及下游靶基因（如Cyclin D1、Survivin）的转录，从而抑制细胞增殖和生存。
* NF-κB信号通路： 作为炎症与肿瘤的枢纽，NF-κB的持续激活促进细胞增殖、抑制凋亡并增强侵袭。Rk3通过抑制IκBα的降解和p65亚基的核转位，阻断NF-κB通路的激活，是其抗炎和抗肿瘤的关键。
* AMPK信号通路： AMPK是细胞能量代谢的核心调控因子。Rk3被证实可以激活AMPK（PRKAA1）。AMPK的激活不仅能抑制mTOR通路从而抑制蛋白质合成和细胞生长，还能调控自噬、代谢重编程等过程，在Rk3的抗癌效应中扮演重要角色。
3. 抑制侵袭转移： Rk3能下调基质金属蛋白酶-2（MMP-2）的表达和活性。MMP-2是降解细胞外基质、促进肿瘤侵袭和转移的关键酶。通过抑制MMP-2，Rk3有效削弱了癌细胞的侵袭能力。
4. 影响药物转运与代谢： Rk3对药物外排泵ABCB1（P-gp）和ABCG2（BCRP）可能具有调节作用。这些蛋白的过表达是导致化疗多药耐药（MDR）的主要原因。同时，它可能与羧酸酯酶1和2（CES1， CES2）存在相互作用，这些酶参与前药活化或药物代谢，可能影响联合用药的效果。此外，有研究提示Rk3可能通过调节Toll样受体4（TLR4）介导的免疫微环境调控来发挥间接抗肿瘤作用。
基于提供的参数和现有研究，对人参皂苷Rk3的成药性进行初步评价：
药代动力学特性： 作为皂苷类化合物，Rk3的口服生物利用度通常较低，这主要受限于其较大的分子量、较低的水溶性和在胃肠道可能被水解或微生物代谢。预计其口服吸收一般，但可能通过肠道淋巴途径或被动扩散部分吸收。入血后，皂苷类化合物常与血浆蛋白（如白蛋白）有较高结合率。其分布容积可能中等，但由于血脑屏障透过性预测为“低”，中枢神经系统分布有限。代谢方面，Rk3很可能在肝脏通过I相（如CYP450酶系）和II相（如葡萄糖醛酸化、硫酸化）反应被广泛代谢，其原型化合物及代谢产物主要经胆汁和肾脏排泄。目前缺乏其详细的体内药动学参数（如Tmax， Cmax， t1/2），这是未来临床前研究必须填补的空白。
安全性初步评价： 现有数据提示了一些积极信号。hERG通道抑制性为“否”，表明其潜在的心脏毒性（诱发长QT综合征）风险较低。Ames试验结果为0.0，初步提示其无直接的遗传毒性。然而，这仅是初步评估，全面的安全性评价仍需进行系统的急毒、长毒、生殖毒性等临床前安全药理学研究。
成药性挑战与优化： 主要挑战在于溶解性和渗透性。其低水溶性和中等渗透性可能使其属于生物药剂学分类系统（BCS）II类或IV类药物。为提高其成药性，可考虑以下策略：1）剂型改良：采用纳米晶、脂质体、胶束、固体分散体等递送技术提高溶解度和生物利用度；2）前药设计：对其糖基或羟基进行修饰，制备亲水性或靶向性前药，改善药动学行为；3）联合给药：与吸收促进剂或其他抗癌药物联用。
人参皂苷Rk3展现出广阔的临床应用潜力，但也面临诸多挑战。
潜在应用方向：
1. 结直肠癌的辅助治疗与化学预防： 鉴于其对结直肠癌多靶点、多通路的抑制作用，以及良好的初步安全性，Rk3最有希望开发为结直肠癌的辅助治疗药物，与常规化疗（如5-氟尿嘧啶、奥沙利铂）联用，可能起到增敏、减毒、逆转耐药和防止转移的协同效果。其抗炎特性也使其在预防炎症性肠病相关结直肠癌方面具有独特价值。
2. 抗炎治疗： 可用于治疗与NF-κB过度激活相关的慢性炎症性疾病，如关节炎、慢性结肠炎等。
3. 功能性食品与保健品： 作为红参中的活性成分，Rk3可被开发为高附加值的功能性食品或膳食补充剂，用于增强免疫力、抗疲劳和慢性病风险人群的日常调理。
未来研究重点与挑战：
1. 深入机制探索： 需利用基因敲除/敲入、蛋白质组学、代谢组学等技术，更精确地阐明其首要作用靶点及下游信号网络，明确其是“多靶点微调”还是存在一个主导作用靶标。
2. 系统药代动力学研究： 必须在多种动物模型（小鼠、大鼠、犬等）中完成规范的ADME研究，明确其绝对生物利用度、组织分布、主要代谢产物及消除途径。
3. 制剂学研究： 开发适合临床给药的先进制剂，是推动其转化的关键一步。
4. 临床前与临床研究： 完成符合规范的药效学评价（更多体内模型）和全面的安全性评价（GLP毒理），进而推动临床试验，验证其在人体中的有效性和安全性。
5. 合成生物学生产： 探索通过合成生物学手段在微生物细胞工厂中高效合成Rk3，以解决植物提取来源有限、成本高昂的问题。
人参皂苷Rk3作为一种源自传统药材的稀有人参皂苷，凭借其独特的化学结构和显著的多重药理活性，已成为天然产物抗肿瘤研究领域的一个亮点分子。其在结直肠癌模型中表现出的通过调控AMPK、STAT3、NF-κB、Bcl-2/Mcl-1等多条关键通路，从而诱导凋亡、抑制增殖与侵袭的作用，揭示了其作为多靶点抗肿瘤候选药物的巨大潜力。尽管在成药性方面面临溶解性、渗透性和系统药动学行为等方面的挑战，但通过现代药物化学和药剂学手段的优化，这些障碍有望被克服。未来，通过跨学科的深入合作，在阐明其精确作用机制、完善药代动力学与安全性评价、以及开发高效递送系统的基础上，人参皂苷Rk3有望从实验室走向临床，为结直肠癌等重大疾病的防治提供一种新的天然来源的治疗选择，充分体现中药现代化与国际化的价值。
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