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人参皂苷是人参、三七和西洋参等人参属植物的主要活性成分。近年来人参皂苷由于其良好的抗肿瘤活性及低毒副作用而被广泛研究。稀有人参皂苷Rk3具有良好的水溶性,已被证明对非小细胞肺癌表现出显著的抗肿瘤活性。然而,有关人参皂苷Rk3对食管癌的抗肿瘤作用鲜少报道。本实验旨在利用制备纯化得来的人参皂苷Rk3,通过一系列体内外的实验来探究其对食管癌细胞增殖的影响及其潜在的作用机制。主要研究结果如下:1.以70%Re的转化产物为原料,利用大孔吸附树脂分离出三醇组人参皂苷的混合物,再用制备液相色谱仪分离纯化得到Rk3的单体,浓缩干燥后检测Rk3纯度。结果表明60%乙醇作为洗脱剂时,洗脱得到的三醇组人参皂苷的混合物含量最高,检测最终制备出的人参皂苷Rk3单体的纯度为97.8%。2.利用制备的人参皂苷Rk3进行实验,研究了Rk3对食管癌细胞Eca109和KYSE150以及正常人食管上皮细胞HET-1A细胞增殖和集落形成的影响。另外,构建食管癌KYSE150细胞的荷瘤裸鼠模型考察Rk3在体内的抗肿瘤效果。采用腹腔注射给药治疗后,检测荷瘤裸鼠的体重和肿瘤体积的变化,并分析肿瘤、心、肝、脾、肺和肾等病理变化。结果表明Rk3能在体外显著抑制食管癌细胞的增殖及降低细胞集落形成能力,但对HET-1A细胞没有明显影响。同时发现Rk3能明显抑制食管癌在体内的生长且毒副作用低。3.考察了人参皂苷Rk3对细胞Eca109和KYSE150的周期分布、凋亡和自噬的影响。通过细胞周期分布分析、Hoechst 33342染色、透射电镜、AV/PI染色、western blot及免疫组化等分析表明,Rk3阻滞Eca109和KYSE150细胞周期于G1期,同时能引起细胞发生凋亡和自噬。此外,自噬抑制剂3-MA能够同时抑制Rk3诱导的细胞自噬和凋亡,表明Rk3诱导的自噬有促进细胞凋亡的作用。4.考察了人参皂苷Rk3对PI3K-Akt-mTOR信号通路的影响。Western blot和免疫组化分析表明,Rk3能够负调控PI3K-Akt-mTOR信号通路。另外发现,Akt和mTOR的抑制剂均能增强人参皂苷Rk3诱导的凋亡和自噬。以上研究表明人参皂苷Rk3通过介导PI3K-Akt-mTOR信号通路调控食管癌细胞的凋亡和自噬。本研究首次阐明了Rk3发挥抗食管癌作用的机制,为Rk3开发应用奠定了理论基础。