三七总皂苷对胃癌细胞生物学行为和Keap1-Nrf2信号通路的影响

doi:10.13481/j.1671-587X.20260509

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨三七总皂苷（PNS）对胃癌（GC）细胞生物学行为的影响，并分析其与Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）-核因子E2相关因子2（Nrf2）信号通路的关系。方法以GC细胞系AGS和HGC27细胞及人正常胃黏膜上皮细胞GES-1为研究对象，给予不同浓度PNS处理，采用MTT法检测各组细胞活性。将AGS和HGC27细胞分为对照组（0 μmol·L^-1 PNS组）以及5、10和20 μmol·L^-1 PNS组。采用集落形成实验检测各组细胞增殖能力，Transwell小室实验检测各组迁移细胞数和侵袭细胞数，2'，7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）荧光探针法检测各组细胞中活性氧（ROS）水平，Western blotting法检测各组细胞中凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）、Bcl-2相关细胞死亡激动蛋白（Bad）、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）和剪切型Caspase-3（cleaved Caspase-3）及Keap1和Nrf2蛋白表达水平，免疫共沉淀（Co-IP）法结合Western blotting法检测各组细胞中Keap1与Nrf2相互作用及Nrf2泛素化情况。结果处理48 h后，与对照组比较，5、10和20 μmol·L^-1 PNS组AGS及HGC27细胞活性均明显降低（P<0.001），GES-1细胞活性差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组比较，5、10和20 μmol·L^-1 PNS组AGS及HGC27细胞集落形成数以及迁移细胞数和侵袭细胞数均明显减少（P<0.001），细胞凋亡率和细胞中ROS水平均明显升高（P<0.05或P<0.01）。与对照组比较，5、10和20 μmol·L^-1 PNS组AGS及HGC27细胞中Bcl-2和Nrf2蛋白表达水平明显降低（P<0.001），Bad、Bax、cleaved Caspase-3和Keap1蛋白表达水平明显升高（P<0.001）。与对照组比较，PNS组AGS和HGC27细胞中Keap1与Nrf2共沉淀信号均增强，AGS和HGC27细胞中Nrf2泛素化信号均减弱。结论 PNS可抑制GC细胞增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡并提高细胞内氧化应激水平，其作用与调控Keap1-Nrf2信号通路相关蛋白表达及Keap1-Nrf2相互作用有关。

关键词: 三七总皂苷, 胃癌, 细胞凋亡, 活性氧, 氧化应激, Kelch样ECH相关蛋白1, 核因子E2相关因子2

Abstract:

Objective To discuss the effects of Panax notoginseng saponins （PNS） on the biological behavior of gastric cancer （GC） cells and to analyze its relationship with the Kelch-like ECH-associated protein 1 （Keap1）-nuclear factor E2-related factor 2 （Nrf2） signaling pathway. Methods GC cell lines AGS and HGC27 cells and human normal gastric mucosal epithelial cells GES-1 were used as the research objects and treated with different concentrations of PNS. MTT method was used to detect the cell activity in various groups. AGS and HGC27 cells were divided into control group （0 μmol·L^-1 PNS group） and 5， 10， and 20 μmol·L^-1 PNS groups. Colony formation assay was used to detect the proliferation abilities of the cells in various groups. Transwell chamber assay was used to detect the numbers of migration cells and invasion cells in various groups. 2'，7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate （DCFH-DA） fluorescent probe method was used to detect the reactive oxygen species （ROS） levels in the cells in various groups. Western blotting method was used to detect the expression levels of apoptosis-related proteins B-cell lymphoma 2 （Bcl-2）， Bcl-2-associated X protein （Bax）， Bcl-2-associated death promoter （Bad）， cysteinyl aspartate-specific proteinase 3 （Caspase-3）， and cleaved Caspase-3， as well as Keap1 and Nrf2 proteins in the cells in various groups. Co-immunoprecipitation （Co-IP） method combined with Western blotting method was used to detect the interaction between Keap1 and Nrf2 and Nrf2 ubiquitination in the cells in various groups. Results After treatment for 48 h， compared with control group， the activities of AGS and HGC27 cells in 5， 10， and 20 μmol·L^-1 PNS groups were significantly decreased （P<0.001）， while there was no statistically significant difference in the activity of GES-1 cells （P>0.05）. Compared with control group， the colony formation numbers， numbers of migration cells， and numbers of invasion cells of AGS and HGC27 cells in 5， 10， and 20 μmol·L^-1 PNS groups were significantly decreased （P<0.001）， while the apoptotic rates and the ROS levels in the cells in 5， 10， and 20 μmol·L^-1 PNS groups were significantly increased （P<0.05 or P<0.01）. Compared with control group， the expression levels of Bcl-2 and Nrf2 proteins in AGS and HGC27 cells in 5， 10， and 20 μmol·L^-1 PNS groups were significantly decreased （P<0.001）， while the expression levels of Bad， Bax， cleaved Caspase-3， and Keap1 proteins were significantly increased （P<0.001）. Compared with control group， the co-precipitation signals of Keap1 and Nrf2 in AGS and HGC27 cells in PNS group were increased， while the ubiquitination signals of Nrf2 in AGS and HGC27 cells were decreased. Conclusion PNS inhibits the proliferation， migration， and invasion of GC cells， promotes cell apoptosis， and enhances intracellular oxidative stress level. Its effect is related to the regulation of the expression of Keap1-Nrf2 signaling pathway-related proteins and the interaction between Keap1 and Nrf2.

Key words: Panax notoginseng saponins, Gastric cancer, Apoptosis, Reactive oxygen species, Oxidative stress, Kelch-like ECH-associated protein 1, Nuclear factor E2-related factor 2

中图分类号:

R285.5

项东宇,陈桂玉,项玥. 三七总皂苷对胃癌细胞生物学行为和Keap1-Nrf2信号通路的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2026, 52(5): 1273-1281.

Dongyu XIANG,Guiyu CHEN,Yue XIANG. Effects of Panax notoginseng saponins on biological behaviors of gastric cancer cells and Keap1-Nrf2 signaling pathway[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2026, 52(5): 1273-1281.

图/表 11

表1

图1

表2

图2

图3

图4

图5

表3

图6

表4

图7

参考文献 19

[1]	LIN J L， LIN J X， LIN G T， et al. Global incidence and mortality trends of gastric cancer and predicted mortality of gastric cancer by 2035［J］. BMC Public Health， 2024， 24（1）： 1763.
[2]	LI G Z， DOHERTY G M， WANG J P. Surgical management of gastric cancer： a review［J］. JAMA Surg， 2022， 157（5）： 446-454.
[3]	ZHANG S X， LIU W， AI B， et al. Current advances and outlook in gastric cancer chemoresistance： a review［J］. Recent Pat Anticancer Drug Discov， 2022， 17（1）： 26-41.
[4]	张晴晴，刘南阳，吴迪，等. 基于数据挖掘和网络药理学探讨中药治疗胃癌前病变的分子生物学机制［J］. 浙江大学学报（医学版）， 2022， 51（5）： 573.
[5]	康博，惠鹏宇，郭高英，等. 三七总皂苷联合顺铂对胃癌大鼠肾损伤的改善作用及机制分析［J］. 现代生物医学进展， 2023， 23（11）： 2030-2034.
[6]	谭东明，谢奇，丁旭，等. 三七总皂苷通过JAK2/STAT3通路调控巨噬细胞极化抑制小鼠黑色素瘤B16-F10细胞的活力［J］. 中国肿瘤生物治疗杂志， 2024， 31（11）： 1109-1115.
[7]	HUANG C， LI G， YAN X X， et al. Molecular mechanisms of Panax japonicus var. major against gastric cancer： metabolite analysis， signaling pathways， and protein targets［J］. Pharmaceuticals， 2025， 18（6）： 823.
[8]	SAHOO B M， BANIK B K， BORAH P， et al. Reactive oxygen species （ROS）： key components in cancer therapies［J］. Anticancer Agents Med Chem， 2022， 22（2）： 215-222.
[9]	SUZUKI T， TAKAHASHI J， YAMAMOTO M. Molecular basis of the KEAP1-NRF2 signaling pathway［J］. Mol Cells， 2023， 46（3）： 133-141.
[10]	BOUABDALLAH S， AL-MAKTOUM A， AMIN A. Steroidal saponins： naturally occurring compounds as inhibitors of the hallmarks of cancer［J］. Cancers， 2023， 15（15）： 3900.
[11]	ABDALLA Y O ALI， SUBRAMANIAM B， NYAMATHULLA S， et al. Natural products for cancer therapy： a review of their mechanism of actions and toxicity in the past decade［J］. J Trop Med， 2022， 2022（1）： 5794350.
[12]	MAJNOONI M B， FAKHRI S， GHANADIAN S M， et al. Inhibiting angiogenesis by anti-cancer saponins： from phytochemistry to cellular signaling pathways［J］. Metabolites， 2023， 13（3）： 323.
[13]	IKSEN， WITAYATEERAPORN W， HARDIANTI B， et al. Comprehensive review of Bcl-2 family proteins in cancer apoptosis： Therapeutic strategies and promising updates of natural bioactive compounds and small molecules［J］. Phytother Res， 2024， 38（5）： 2249-2275.
[14]	ZHAO Y X， YE X C， XIONG Z F， et al. Cancer metabolism： the role of ROS in DNA damage and induction of apoptosis in cancer cells［J］. Metabolites， 2023， 13（7）： 796.
[15]	VERZA F A， SILVA G C DA， NISHIMURA F G. The impact of oxidative stress and the NRF2-KEAP1-ARE signaling pathway on anticancer drug resistance［J］. Oncol Res， 2025， 33（8）： 1819-1834.
[16]	TOSSETTA G， FANTONE S， MONTANARI E， et al. Role of NRF2 in ovarian cancer［J］. Antioxidants， 2022， 11（4）： 663.
[17]	HAYES J D， DAYALAN NAIDU S， DINKOVA-KOSTOVA A T. Regulating Nrf2 activity： ubiquitin ligases and signaling molecules in redox homeostasis［J］. Trends Biochem Sci， 2025， 50（3）： 179-205.
[18]	XIAO J L， LIU H Y， SUN C C， et al. Regulation of Keap1-Nrf2 signaling in health and diseases［J］. Mol Biol Rep， 2024， 51（1）： 809.
[19]	陈秀霞，池洪树，许斌福，等. 三七总皂苷对大黄鱼抗变形假单胞菌感染能力的影响［J］. 大连海洋大学学报， 2023， 38（3）： 380-387.

Cell line	Group	Cell viability		F	P
Cell line	Group	（t/h） 24	48	F	P
GES-1	Control	99.58±2.73	100.31±2.88	1.083	0.379
	5 μmol·L^-1 PNS	101.84±3.12	95.76±3.04
	10 μmol·L^-1 PNS	107.36±3.78	92.68±2.83
	20 μmol·L^-1 PNS	109.62±4.21	91.92±3.18
AGS	Control	99.82±2.61	100.47±2.79	12.468	<0.001
	5 μmol·L^-1 PNS	97.91±2.94	81.68±3.56^*
	10 μmol·L^-1 PNS	84.63±3.69^*	67.94±3.87^*
	20 μmol·L^-1 PNS	64.77±4.08^*	41.63±3.36^*
HGC27	Control	99.91±2.53	100.38±2.66	14.021	<0.001
	5 μmol·L^-1 PNS	91.76±3.19^*	79.61±3.48^*
	10 μmol·L^-1 PNS	81.58±3.55^*	63.72±3.82^*
	20 μmol·L^-1 PNS	65.87±3.98^*	37.88±3.29^*

Group	AGS			HGC27
Group	Number of colony formation	Number of migration cells	Number of invasion cells	Number of colony formation	Number of migration cells	Number of invasion cells
Control	172.40±10.85	42.30±3.85	43.50±3.96	131.60±9.42	43.10±3.92	44.20±4.01
5 μmol·L^-1 PNS	142.10±9.76^*	34.20±3.01^*	32.60±2.88^*	105.80±8.31^*	34.60±3.08^*	31.80±2.74^*
10 μmol·L^-1 PNS	96.30±8.14^*	20.10±2.14^*	15.30±1.92^*	78.90±6.87^*	19.40±2.05^*	16.10±1.87^*
20 μmol·L^-1 PNS	68.70±7.02^*	12.40±1.63^*	9.80±1.41^*	52.40±5.96^*	13.10±1.58^*	11.40±1.53^*
F	58.926	96.284	121.639	64.381	102.517	118.402
P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001

Group	AGS					HGC27
Group	Bcl-2	Bad	Bax	Caspase-3	Cleaved Caspase-3	Bcl-2	Bad	Bax	Caspase-3	Cleaved Caspase-3
Control	1.00±0.07	1.00±0.08	1.00±0.07	1.00±0.06	1.00±0.08	1.00±0.06	1.00±0.07	1.00±0.07	1.00±0.06	1.00±0.07
5 μmol·L^-1 PNS	0.55±0.05^*	1.25±0.09^*	1.15±0.08^*	1.05±0.07	1.15±0.09^*	0.80±0.06^*	1.20±0.09^*	1.15±0.08^*	1.03±0.06	1.10±0.08^*
10 μmol·L^-1 PNS	0.48±0.04^*	1.60±0.12^*	1.50±0.11^*	1.02±0.06	1.60±0.12^*	0.75±0.05^*	1.55±0.11^*	1.60±0.12^*	1.00±0.06	1.65±0.12^*
20 μmol·L^-1 PNS	0.42±0.04^*	1.75±0.13^*	1.80±0.14^*	1.08±0.07	2.10±0.15^*	0.70±0.05^*	1.80±0.13^*	1.75±0.13^*	1.05±0.07	1.95±0.14^*
F	132.418	88.264	104.596	1.214	146.372	96.537	91.173	112.483	0.982	139.824
P	<0.001	<0.001	<0.001	0.342	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.415	<0.001

Group	AGS		HGC27
Group	Keap1	Nrf2	Keap1	Nrf2
Control	1.00±0.08	1.00±0.07	1.00±0.07	1.00±0.06
5 μmol·L^-1 PNS	2.05±0.16^*	0.90±0.07^*	1.25±0.10^*	0.82±0.06^*
10 μmol·L^-1 PNS	2.65±0.21^*	0.60±0.05^*	1.60±0.12^*	0.60±0.05^*
20 μmol·L^-1 PNS	3.00±0.24^*	0.50±0.04^*	2.10±0.16^*	0.30±0.03^*
F	128.437	96.214	112.583	104.762
P	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001