研究背景骨肉瘤(osteosarcoma,OS)起源于具有成骨分化和骨样生成的转化祖细胞。虽然其被归类为罕见的肿瘤,但大多数被诊断为骨肉瘤的患者为二十多岁的青壮年,并且患者5年生存率低于20%。人参作为中国最古老的中草药之一,已经在中国和亚洲得到了广泛的应用,而从人参中提取的人参皂苷Rg3(Ginsenoside Rg3)最具有生物活性。2002年Rg3被批准用于治疗非小细胞肺癌。研究表明Rg3对多种肿瘤具有抗肿瘤的作用,包括诱导凋亡,抑制增殖、转移及血管生成,但是Rg3对骨肉瘤的作用及机制尚未被阐明。目的研究人参皂苷Rg3对人骨肉瘤细胞株143B和MG63在增殖、凋亡、迁移和侵袭方面的影响,并初步探讨其潜在的分子机制。方法1.设置Rg3的浓度范围,采用MTT试验和结晶紫染色试验检测不同浓度Rg3作用于骨肉瘤细胞株143B和MG63 24h、48h、72h后对其增殖的影响,并挑选最佳的药物处理浓度与作用时间。克隆形成试验检测Rg3对克隆形成能力的影响,采用FCM(flow cytometry)和Hochest33258染色两种方法检测Rg3对骨肉瘤细胞凋亡的影响,Transwell小室和划痕愈合实验试验分别检测Rg3对骨肉瘤细胞侵袭和迁移能力的影响。2.人参皂苷Rg3对骨肉瘤细胞株143B和MG63中凋亡相关蛋白及迁移和侵袭相关分子、信号通路的影响:采用Western blot检测Rg3对骨肉瘤细胞凋亡相关蛋白的影响;qRT-PCR、Western blot检测其对迁移和侵袭相关蛋白的表达影响,采用荧光素酶报告基因实验对Rg3可能参与调控骨肉瘤细胞的多个信号通路进行筛选,并用Western blot进行信号通路靶分子的验证。结果1.Rg3处理后143B和MG63细胞的增殖明显受到抑制,并且这种抑制作用与药物的浓度和作用时间成正相关。此外,Rg3处理后的细胞的克隆形成能力也明显受到抑制。FCM和Hochest33258染色两种方法的结果均显示,Rg3可诱导143B和MG63细胞发生凋亡,并且Rg3浓度越大,诱导细胞发生凋亡的能力越强。Transwell小室实验和划痕愈合实验分别显示Rg3抑制了143B和MG63细胞的侵袭和迁移能力。2.143B和MG63细胞被不同浓度Rg3处理后,细胞核增殖抗原PCNA的表达下调,促凋亡蛋白Bax、cleaved-Caspase 3表达上调,抑凋亡蛋白Bcl-2表达下调。迁移和侵袭相关分子MMP2、MMP7、MMP9及EMT相关分子E-cadherin、N-cadherin及Vimentin和转录因子Twist、Snail、ZEB1的mRNA水平和蛋白水平均受到Rg3的抑制调控。另一方面,荧光素酶报告基因实验筛选出Wnt/β-Catenin信号通路是Rg3对骨肉瘤细胞发挥调控的重要信号通路,并且Western blot也进一步验证了Rg3处理后的143B和MG63细胞总蛋白中Wnt/β-Catenin信号通路中关键分子的蛋白水平表达下调。结论1.人参皂苷Rg3可抑制骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力,并对骨肉瘤细胞的凋亡有促进作用。2.人参皂苷Rg3通过抑制增殖相关蛋白PCNA进而抑制骨肉瘤细胞143B和MG63的增殖。3.人参皂苷Rg3通过上调促凋亡蛋白Bax、cleaved-Caspase 3,下调抑凋亡蛋白Bcl-2来发挥诱导骨肉瘤细胞143B和MG63的凋亡。4.人参皂苷Rg3通过抑制MMP2、MMP7、MMP9和EMT相关分子的表达从而抑制骨肉瘤细胞143B和MG63的迁移和侵袭能力。5.人参皂苷Rg3对骨肉瘤细胞143B和MG63细胞的抑制作用可能是通过调控Wnt/β-Catenin信号通路来发挥作用的。