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(1)肝癌簡介:近幾年來惡性腫瘤以高居我國十大死亡原因之首,其中以肝腫瘤佔國 人惡性腫瘤死亡的最主要病症,行政院衛生署(http://www.doh.gov.tw)統計民國九十 三年台灣地區主要死亡原因,肝癌為第二大死亡原因,死亡人數超過萬人,其中在女性 致死的惡性疾病中排名第二,在男性則高居第一,肝癌通常指原發性肝細胞癌

(hepatocellular carcinoma; HCC),也被簡稱作肝癌(Heptoma),是最為常見的肝癌 種類,在成人肝癌中約佔80-90%,肝細胞癌源自肝細胞中一個或少量的肝細胞惡性變 化產生的腫瘤,通常發生在肝臟因硬化而受損的人身上,肝癌為世界上常見的惡性腫瘤 之一,也為常見具致命性的癌症 [Wanebo and Vezeridis, 1993]。肝癌為一種實質性的 惡性腫瘤,在初期並無特殊的徵兆,當患者摸到有硬塊時,通常已經進入病程的晚期了,

目前,臨床上對於肝癌的治療仍以手術為主,但病人復發率約有40%,因此,侵入式 的治療方式仍無法很有效的對抗此一疾病,在全球很多地區,包含東亞與南非,在肝臟 實質(parenchyma)中,因為轉移、肝硬化及其他病理上的改變,經過外科手術引起 的反應仍然具有相當大的挑戰以及治療上的問題,所以建立更有效的治療方法來降低因 為肝癌所引發的死亡是非常重要的 [Kennedy et al., 2004]。

(2)應用中草藥治療肝癌:對於肝癌的治療分為化學藥物的治療以及天然藥物的治療,

在化學藥物的治療上亦面臨了瓶頸,肝癌對於現行使用的抗癌藥物其敏感性都不高,癌 症用藥多是以造成細胞壞死的途徑來殺死癌細胞,結果亦會使正常的細胞大量死亡,導 致病患在治療的過程中,身體面臨極大的挑戰。為了尋求一個有效且安全的治療藥物,

許多研究著手於天然藥物的研究,如:可以誘發HepG2 細胞進行細胞凋亡的木犀草素

(Luteolin,為一種天然的黃酮類)[Ko et al., 2005]、去氫駱駝蓬鹼(Harmine)由駱駝 蓬(Peganum harmala)萃取出來,應用在抗癌治療上 [Chen et al., 2005]。由天然植 物中純化有效的抗癌化合物,並結合日前臨床上所用的抗癌藥物來治療病患,降低抗癌 藥物劑量,已減少副作用,又能達到有效的抗癌作用,但部分成果仍屬初步研究,尤其 在機轉的建立上,仍有許多未知。人類肝癌細胞株HepG2 細胞常被當作酒精 [Neuman et al., 1993; Neuman et al., 1995; Harries et al., 2001] 與四氯化碳(carbon

tetrachloride; CCl4)[Dai and Cederbaum, 1995; Harries et al., 2001] 誘發肝臟受損研 究的良好模式,除此之外也廣被應用於細胞毒性測試 [Guillouzo, 1998; Hong, 2003],

所以被選用來作本次論文上的研究,因為HepG2 細胞具有正常肝細胞的表型與基因特 性但不帶有病毒感染性,所以常被拿來作為體外的實驗系統 [Sassa et al., 1987]。另外 HepG2 細胞可以表現很多正常人類肝臟功能,如:cytochrome P450-dependent mixed function oxidase(MFO)的反應進行 [Limbosch, 1983; Dawson et al., 1985; Darlington et al., 1987] 與 glucuronic acid 的結合反應 [Diamond et al, 1980; Neuman et al., 1995; Shear et al., 1995],因此 HepG2 細胞時常被用來作為肝癌或是肝功能上的研究。

(3)抗腫瘤與抗癌的方法之一誘發細胞死亡:細胞死亡主要的機制可分細胞壞死和細

胞凋亡兩種。細胞壞死(necrosis):主要發生於一群相鄰的細胞,通常是較嚴重的物理 化學傷害所造成,主要是伴隨ATP 耗盡,細胞通透性發生改變而使細胞膨脹或破裂,

使細胞內的胞器釋出,並造成溶體(lysosome)釋放出各種分解酵素和細胞激素

(cytokines)等物質,而使週遭組織受傷引起發炎反應 [Wyllie, 1980; Eguchi et al., 1997; Leist et al., 1997]。細胞凋亡(apoptosis; programmed cell death)為細胞在正 常發展上必要的一個生理過程(圖

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,主要功效是維持組織生理的平衡與參與免疫防 禦系統,在癌症的預防與治療的過程中,細胞凋亡為重要的因子,主要發生在單一細胞,

通常伴隨細胞皺縮、細胞核濃縮、細胞膜翻轉、核小體連接部位上DNA 的斷裂

(internucleosomal DNA cleavage)及細胞質芽胞中含有未損壞的胞器,最後細胞分解 成許多具有完整細胞膜的凋亡小體,因為凋亡小體的細胞膜仍完整,所以含有細胞分解 後有毒物質並不會釋放出細胞外,因此周圍的組織可以避免發炎和傷害。[Wyllie, 1980;

Radford, 1986; Wood and Youle, 1994; Fadok et al., 1992; Liu et al., 1996; Nagata, 1997]。但在細胞發生凋亡的而造成細胞形態學改變以前,粒線體即發生某些功能改變

(例如活性氧產生增多與膜電位下降),所以粒線體可能參與了細胞凋亡的啟動和調 節。而已有研究指出粒線體釋放的cytochrome C 是誘導細胞凋亡的重要信號分子 [Liu et al., 1996]。Cytochrome C 從粒線體釋放而進入細胞質後,在 dATP 存在的狀況下與 Apaf-1 結合並啟動 Caspase-9,再啟動 Caspase-3 而導致細胞凋亡的發生 [Zou et al., 1997]。

在細胞形態與組織病理學上比較細胞凋亡與細胞壞死的不同。細胞凋亡經常由接受 器-調節訊號(receptor-regulatory signal)所引發,如:荷爾蒙、細胞激素與生長因子 [Bursch et al., 1994; Chisari, 1995; Hayashi, 1998]。雖然細胞凋亡最初認為是一種正常 細胞生理上的死亡現象,但在病理上也和病毒引起的慢性肝炎與猛爆性肝炎所造成的細 胞死亡有關。藉由細胞凋亡來抗腫瘤,並應用在慢性肝炎與肝癌的治療,已經在動物模 式與臨床治療上被證實 [Kerr, 1965; Kerr et al., 1972]。應用於肝細胞與肝癌細胞上,

細胞凋亡的誘發物質已被研究出來的有醋酸環丙孕酮(cyproterone acetate)[Bursch et

al., 1984]、二甲基亞硝胺(dimethynitrosamine)[Pritchard and Butler, 1989]、轉化生 長因子(transforming growth factor; TGF)[Lin and Chou, 1992]、環己烯胺

(cycloheximide)[Ledda-Columbano et al, 1992] 及 7H-二苯甲(c,g)亞氨基二亞苯

(7H-Dibenzol[c,g]carbazole; DBC)[O’Brien et al., 2000]。許多研究證實細胞凋亡與 細胞壞死的發生和起始細胞密度與最初藥物處理的濃度有密切相關 [Bonfoco et al., 1995; Yeung et al., 1999]。肝細胞的死亡與許多肝功能障礙與肝功能退化的發病機制有 關 [Kerr et al., 1972; Kerr et al., 1994; Hayashi, 1998]。

細胞凋亡為一個高度調節且需依賴能量來去除組織多餘或受損的細胞。漿膜為一個 明顯且容易受傷的部位,當功能或是結構改變危及到漿膜的生理機能可以導致細胞死 亡。大量的文獻研究漿膜的改變與許多可能會危及細胞完整性的關鍵變化中,而導致 Ca2+流入有關 [McConkey et al., 1989; Xu et al., 2001]。因此,在 Ca2+調控的過程中,

會發生染色質的核小體上 DNA 的斷裂與細胞核蛋白的片段化 [Santella and Carafoli, 1997]。細胞內的鈣增加時,導致膜的變化也許與一般對於許多種細胞的死亡所接受的 假說有牽連 [Kanduc et al., 2002]。發生在淋巴細胞或是其他細胞(如:肝細胞)所導 致的細胞死亡中,蛋白質的抑制或 RNA 的合成作用為不可或缺的事情。在細胞凋亡過 程中,細胞核與其內的DNA 是重要的研究領域。並非所有 DNA 結合的複合物皆會誘發 細胞死亡的產生,反而是蛋白質合成的抑制物(例如cycloheximide)或 RNA 合成抑制 物(例如actinomycin D)才會誘發大規模的細胞凋亡現象 [Martin et al., 1990]。這些 TRADD、FADD/MORT、RIP、FLICE/MACH 及 TRAFs 基因與 TNF 接受器中 p60 與 p80 結構有關,另外也和 TNF 接受器 superfamily 有關 [Darnay and Aggarwal, 1997;

Heyninck and Beyaert, 2001]。TNF 接受器相關因子和死亡區同系物為兩種不同家族的 蛋白質。前致死基因包含 p53、ced-3/ICE proteases 及 Bax 家族,抗致死基因包括 ced-9/Bcl-2 及腺病毒蛋白質 EIB [Bromme and Holtz, 1996; Trump et al., 1997; Strater and Moller, 2000]。