薯蓣皂苷元（diosgenin）俗称皂素，是一种植物自然合成的甾体皂苷元，属螺甾烷醇糖苷元（图1），结构式为 C27H42O3,相对分子质量为 414.63,广泛存在于豆科和薯蓣科植物中。薯蓣皂苷元最主要的来源是葫芦巴 Trigonella foenum-graecum L.的种子，也可通过水解、发酵、萃取等方法从盾叶薯蓣 Dioscorea zingiberensis C. H. Wright、穿龙薯蓣D. nipponica Makino、黄山药 D. panthaica Prain etBurkill、紫黄姜 D. nipponica Makino ssp. rosthornii（Prain et Burkill） C. T. Ting 等植物的块茎中提取获得。作为合成甾体激素类药物和甾体避孕药的重要原料，薯蓣皂苷元一般被用来生产孕烯醇酮、孕酮、可的松等药物。在过去的几十年间，薯蓣皂苷元的药理作用得到了深入的研究。薯蓣皂苷元有明显的抗肿瘤作用，另外还有调血脂、抗血小板聚集以及促进胆汁分泌的作用，是治疗心血管疾病、脑炎、皮肤病及肿瘤的重要用药。本文就近 5 年来薯蓣皂苷元药理作用的研究进展进行综述。
1 抗肿瘤作用
体内外研究均表明，薯蓣皂苷元对多种肿瘤细胞，包括乳腺癌细胞、结肠癌细胞、前列腺癌细胞、肺癌细胞、胃癌细胞、成骨肉瘤细胞等均有细胞毒性，可通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、阻断细胞周期和抗肿瘤转移等方式发挥抗肿瘤作用。
研究表明薯蓣皂苷元能够通过环氧酶（COX-2）和脂肪氧合酶（5-LOX）途径诱导人结肠癌细胞HT-29 和 HCT116 细胞凋亡。COX-2 和 5-LOX 参与花生四烯酸的不同代谢途径，HT-29、HCT116 细胞均表达 5-LOX,但只有 HT-29 细胞表达 COX-2.用薯蓣皂苷元处理 2 种细胞，均出现凋亡，但是 HT-29细胞出现凋亡延迟的现象，且细胞中 COX-2 表达增加。2 种细胞中 5-LOX 和白三烯 B4 表达均增加。
5-LOX 抑制剂多西苯醌（AA-861）显着降低薯蓣皂苷元对 2 种细胞的凋亡诱导作用，但 COX-2 抑制剂NS-389 显着增强薯蓣皂苷元诱导 HT-29 细胞凋亡的作用[1].在薯蓣皂苷元与肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）合用的实验中得到同样的结果。
HT-29 对 TRAIL 不敏感，而薯蓣皂苷元通过激活p38 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，促进下游死亡受体 5（DR5）的表达，从而增敏 TRAIL.此外两药单用或合用均可激活HT-29细胞中COX-2的表达，增强前列腺素 E2（PGE2）活性。COX-2抑制剂塞来昔布增强两药诱导的细胞凋亡[2].使用氧化偶氮甲烷（AOM）/葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠结肠癌实验发现，薯蓣皂苷元给药组小鼠结肠癌症状明显减轻，结肠黏膜溃疡和发育异常隐窝显着减少。由 AOM/DSS 诱导产生的炎症细胞因子如白细胞介素-1β（IL-1β）表达增加和血清三酰甘油水平升高的现象也在给药后得到缓解。
另外，薯蓣皂苷元可增加脂蛋白脂肪酶的表达，改变与抗氧化应激和凋亡有关的如血红素氧化酶-1（HO-1）、超氧化歧化酶-3（SOD-3）和半胱氨酸蛋白酶-6（caspase-6）的蛋白表达水平[3].薯蓣皂苷元抑制前列腺癌细胞 PC-3 的增殖、转移和侵袭，与其降低基质金属蛋白酶 MMP-2 和MMP-9 的活性有关。实验发现，给予薯蓣皂苷元后MMP-2、MMP-7、MMP-9 mRNA 水平降低，细胞外基质金属蛋白酶诱导因子（EMMPRIN）诱导物1加，血管内皮生长因子（VEGF）表达降低，内皮细胞的管状形成减少。此外薯蓣皂苷元还抑制胞内磷脂酰肌醇激酶（PI3K）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Akt）、细胞外调节蛋白激酶（ERK）、氨基端激酶（C-jun）、C-jun 氨基末端激酶（JNK）的磷酸化，抑制核因子 κB（NF-κB）[4].而对于前列腺癌 DU145细胞，薯蓣皂苷元则通过下调泛素蛋白连接酶（Mdm2）和波形蛋白（vimentin）抑制肝细胞生长因子（HGF）诱导的上皮间叶细胞转移（EMT）。
肝细胞生长因子/酪氨酸激酶（HGF/c-Met）通路的大量激活导致肿瘤细胞的扩散和侵袭这一现象出现在多种类型的肿瘤细胞中，包括前列腺癌。对于DU145 细胞，在 HGF 诱导的 EMT 中，薯蓣皂苷元不是通过调控一系列 EMT 标志蛋白，而是特异性增加 Mdm2 和 vimentin 的蛋白表达，下调 Akt 和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的磷酸化[5].
近年来，在强侵袭性且具有抗性的恶性肿瘤治疗中，Akt 信号通路得到了极大的关注。对于雌性激素阳性（ER+）和阴性（ER）的乳腺癌 BCa 细胞，薯蓣皂苷元在不影响 PI3K 水平的情况下抑制pAkt 的表达和 Akt 激酶活性，导致其下游靶点NF-κB、凋亡相关蛋白 Bcl-2、凋亡抑制蛋白 survivin和 X 连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）受到抑制。其他功能性下游靶点 Raf/MEK/ERK 信号通路，在 ER+BCa 细胞中被薯蓣皂苷元抑制，而 ERBCa 中无此现象。此外，薯蓣皂苷元在 2 种细胞中，还通过下调周期素 D1（cyclin D1）、周期素依赖性激酶（cdk-2、cdk-4）的表达而导致细胞周期 G1期被阻断、细胞增殖抑制和细胞凋亡。实验表明薯蓣皂苷元显着抑制乳腺癌细胞 MCF-7（ER+）和 MDA-231（ER）在裸鼠体内生长，但对正常胸上皮细胞MGF-10A 没有明显毒性.薯蓣皂苷元还可抑制人类表皮生长因子受体（HER2）过表达的乳腺癌细胞增殖，诱导细胞凋亡，作用机制是抑制 Akt 和 mTOR的磷酸化，增加 JNK 磷酸化。薯蓣皂苷元还可以增强紫杉醇对 HER2 过表达乳腺癌细胞的毒性[7].
薯蓣皂苷元剂量依赖性地诱导肝癌细胞HepG2 凋亡，激活天冬氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、caspase-8、caspase-9,导致聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）切割，细胞色素 C（cytC）释放，凋亡相关蛋白 Bax 表达上调，Bcl-2 和 Bid 下调。细胞凋亡同时还伴随着 p38、JNK 和凋亡信号调节激酶 1（ASK-1）的磷酸化，以及活性氧（ROS）的产生。
细胞 ROS 清除剂 N-乙酰半胱氨酸（NAC）可逆转薯蓣皂苷元诱导的细胞凋亡。这些结果表明，薯蓣皂苷元通过 ROS 和线粒体途径诱导 HpeG2 凋亡[8].信号传导及转录激活因子 3（STAT3）介导多种通路，包括细胞内转录、肿瘤细胞存活、增殖、转移、侵袭和血管形成。STAT3 激活在多种肿瘤细胞包括肝癌细胞（HCC）中出现。研究表明薯蓣皂苷元抑制 STAT3 的激活，但对 STAT5 没有作用，抑制与STAT3 激活相关的非受体酪氨酸激酶（c-Src）、两面神激酶（JAK1、JAK2）的活性，诱导与下调 STAT3激活有关的 SH-PTP2 蛋白表达。薯蓣皂苷元同样下调 STAT3 调控的基因产物的表达，并且增强紫杉醇和阿霉素的诱导细胞凋亡作用，作为 STAT3 激活通路的新型阻断剂，薯蓣皂苷元为肝癌和其他癌症的治疗提供了新方法[9].
药物抵抗是限制抗癌药物发挥疗效的一个重要因素，缺氧诱导因子（HIF-1α）是缺氧条件下的中心转录因子，已被研究证明与药物抵抗有关。用氯化钴作用人胃癌细胞 BGC-823z 模拟缺氧，发现在缺氧条件下，薯蓣皂苷元抑制肿瘤细胞侵袭和增殖效果更好。此外，HIF-1α 特异性的短发夹 RNA（shRNA）与薯蓣皂苷元合用，对 BGC-823z 细胞抑制效果更好。薯蓣皂苷元抗侵袭作用与钙黏素（E-cadherin）和整合素（integrin α 5、integrin β 6）有关。因此得出结论，薯蓣皂苷元对于缺氧条件下的胃癌细胞有抗侵袭和增殖抑制作用，比合用下调HIF-1α 表达的药物效果更好[10].薯 蓣 皂 苷 元 可 抑 制 人 皮 肤 鳞 状 细 胞 癌SCCA431 和喉鳞状细胞癌 Hep2 细胞增殖，诱导细胞凋亡。通过增加 Bax/Bcl-2 比例，激活 caspase,切割 PARP,抑制 Akt 和 JNK 磷酸化等发挥作用。
百里香醌与薯蓣皂苷元合用，能够协同抑制肿瘤细胞存活，显着减小荷瘤小鼠瘤体，诱导细胞凋亡。
百里香醌与薯蓣皂苷元合用为治疗皮肤鳞状癌提供了新的策略[11].诱导肿瘤细胞分化是阻滞肿瘤细胞增殖的一个重要方法。薯蓣皂苷元可以诱导人红细胞白血病细胞（HEL）分化和凋亡。薯蓣皂苷元诱导 HEL 细胞分化后诱导成熟巨核细胞凋亡的通路与激酶 c-Src、雷帕霉素靶蛋白（target of rapamycin,TOR）、Akt、环腺苷酸反应元件结合蛋白（CREB）、核糖体 S6蛋白激酶（RSK）和细胞周期检测点激酶 2（checkpointkinase 2,Chk2）有关[12].研究者利用薯蓣皂苷元诱导 HEL 细胞分化后凋亡的研究模型改进了沉降场流分化（SdFFF）装置，从而实现更快、更早、可回收地监测细胞凋亡与分化；并将该装置用于肿瘤相关研究，分离细胞，研究生物学状态（如凋亡）与细胞状态（如细胞周期）之间的关系[13].利用 SdFFF 装置证明了薯蓣皂苷元能够增加 COX-2 和血栓素合酶（TxS）表达，诱导 HEL 细胞分化[14].利用 SdFFF 装置评价细胞周期和薯蓣皂苷元诱导的细胞分化之间的关系，发现 G1期的 HEL 细胞对于薯蓣皂苷元的分化诱导比S/G2/M 期细胞更为敏感[15].利用 SdFFF 装置研究薯蓣皂苷元诱导人慢性髓原白血病细胞 K562 凋亡的动力学[16]时也发现，G0/G1期细胞比其他细胞周期（S/G2/M 期）更易发生细胞凋亡[17].
