第一章 序論
5. 修復傷口
SACCHACHITIN®膜是由松杉靈芝子實體的加工剩餘物製作的皮膚替代 物,它是一種由60 % β-1,3-glucan 和 40 % N-acetylglucosamine 組成的絲狀結構 聚合物 (Su et al., 1997)。SACCHACHITIN 膜修復傷口的效果是對發炎細胞具有 趨藥性(chemotactic)的效果,而且能影響活化增生細胞細胞核抗原表現、type I collagen 表現、創傷組織的重塑和降低傷口治療組織 transglutaminase 及 MMP 的 表現 (Hung et al., 2001; Hung et al., 2004; Su et al., 2005)。
心血管疾病已是現在人的文明病,Lee 和 Rhee 以麻醉的兔子和大鼠評估赤 芝菌絲體水萃物對心血管作用的相關活性,發現水萃物在不影響心跳下可抑制腎 輸出交感神經活性,而降低血管的收縮壓與舒張壓 (Lee and Rhee, 1990)。
Li 等人也探討黑靈芝(Ganoderma atrum)多醣體 PSG-1 對心肌細胞及缺氧 /複氧(anoxia/reoxygenation, A/R)損傷引起的氧化壓力之影響,發現 PSG-1 能 保護心肌細胞受到缺氧/複氧損傷而死亡,減少缺氧/複氧損傷產生的活性氧、粒 腺體膜電位降低以及 cytochrome c 從粒腺體釋出到細胞質,抑制 caspase-9 和 caspase-3 的活化,改變 Bcl-2 家族蛋白質及增加心肌細胞 MnSOD 的蛋白表現量 (Li et al., 2010c)。
7. 減緩自體免疫疾病
自體免疫疾病(autoimmune diseases)是指生體對自身抗原產生過度免疫反 應而導致自身組織損害的疾病,常見之紅斑性狼瘡即是一種慢性自體免疫引起的 風濕疾病。在實驗動物模式,松杉靈芝萃取物能增加紅斑性狼瘡小鼠(lupus mice)
的存活率,降低尿蛋白及血清中抗雙股DNA 抗體之濃度,顯示靈芝多醣體能減
緩自體免疫病的症狀 (Lai et al., 2001)。而赤芝對於類風濕性關節炎(Rheumatoid arthritis)的症狀也有改善的效果 (Bao et al., 2006)。
8. 改善糖尿病症狀
以赤芝多醣體產品 Ganopoly 針對 71 名罹患第二型糖尿病患者進行臨床的功 效及安全性評估 。服用 Ganopoly 12 週患者的紅血球糖化血色素平均值從 8.4 % 降到 7.6 %,同時也可以改善空腹血糖及餐後血糖值;空腹胰島素、餐後 2 小時
服用Ganopoly 12 週患者結果顯示可有效降低血液中葡萄糖濃度,改善糖尿病症 狀(Gao et al., 2004)。
9. 抗皰疹活性
單純疱疹(Herpes simplex)是一種病毒傳染的疾病。其病原為單純疱疹病 毒第一型(HSV-1)及第二型(HSV-2),感染病毒後會有局部的原發性病灶,痊癒後 仍有復發的可能性。以 HSV-1 和 HSV-2 病毒感染 Vero 細胞,發現赤芝 APBP 多醣體具有抗病毒活性,當 APBP 結合抗皰疹用藥 acyclovir 使用更具有加乘的 治療功效 (Oh et al., 2000);此外赤芝菌絲體純化之 GLPG 也能干擾病毒複製,
進入感染細胞,抑制HSV 病毒感染細胞 (Liu et al., 2004)。
10. 保護神經功效
Zhao 等人探討小鼠皮質神經細胞在缺氧/複氧損傷過程,以 Gl-PS 處理的影 響情形 (Zhao et al., 2004)。Gl-PS (1、10、100 µg/ml)能增加神經細胞在缺氧/複 氧損傷的存活率,同時有效降低 malondialdehyde 含量、ROS 的產生及增強 MnSOD 的活性。
11. 免疫調節功能
健康食品的免疫調節功能評估,是針對包括非特異性及特異性免疫功能之評 估。所謂非特異性免疫力主要包括如嗜中性白血球(neutrophils)及單核球
(monocytes)的吞噬能力或是 NK 細胞的活性,很多研究均顯示多醣體在免疫 調節上的功效,對於各種免疫細胞之影響分述如下:
很多研究發現不同來源的多醣體會影響單核球與巨噬細胞(macrophages)
的活性。以PG-S 和 GLP 刺激人類血液單核球,其刺激培養液能夠誘導單核球增 生並分化為成熟的單核球及巨噬細胞,具有吞噬功能與產生超氧化物;刺激巨噬 細胞產生IL-1β、IL-2、IL-10、TNF-α 和 IL-6,也會使 T 細胞產生 IFN-γ (Lieu et al., 1992; Wang et al., 1997; Zhao et al., 2010)。
赤芝多醣體發現在體外能活化 BALB/c 小鼠 B 細胞和巨噬細胞,但是不能 活性T 細胞 (Shao et al., 2004)。餵食 BALB/c 小鼠 RR(500 mg/kg)14 天,LPS 和ConA 刺激小鼠脾臟貼附細胞產生 IFN-γ 和 IL-12,顯示餵食 RR 能活化脾臟 巨噬細胞及T 細胞,走向 Th1 的免疫反應 (Kohguchi et al., 2004)。
靈芝多醣體也發現能增加小鼠巨噬細胞表面的 CD14 和 TLR4 標誌,促進骨 髓分化巨噬細胞增生,產生NO,誘導細胞內呼吸爆發活性,增加 IL-1β、L-12p35 及IL-12p40 表現 (Wang et al., 2005; Hua et al., 2007; Ji et al., 2007)。顯示靈芝多 醣體,尤其是β-glucan,無論是在體內或體外,對於人類或小鼠巨噬細胞都有刺 激活化的功能。
11.2 增強吞噬作用
以靈芝多醣體處理巨噬細胞能夠增強巨噬細胞 (Lieu et al., 1992; Wang et al., 2005; Pang et al., 2007; Yin et al., 2007; Zhu et al., 2007; Chang et al., 2009)和嗜中 性球 (Hsu et al., 2003)的吞噬能力,靈芝多醣體透過 PI3K、p38 MAPK 和 PKC 訊息傳導路徑增強嗜中性球的吞噬能力。
11.3 活化自然殺手細胞
自然殺手細胞 (NK cells)為毒殺型淋巴球,屬於先天性免疫反應的免疫細 胞,對於抗腫瘤及細胞受病毒感染扮演關鍵角色。很多研究指出實驗小鼠腹腔注
射或餵食靈芝多醣體能夠活化NK 細胞 (Hsu et al., 2002; Hsu et al., 2003; Yin et al., 2007; Zhu et al., 2007; Jeong et al., 2008);刺激小鼠脾臟細胞活化產生 IL-1、
IL-6、IL-12、IFN-γ、TNF-α、GM-CSF、G-CSF 和 M-CSF,而大量誘導產生 IFN-γ 被認為是NK 細胞活化的主因 (Wang et al., 2002; Chen et al., 2004)。
11.4 活化 T 細胞
T 細胞或是稱 T 淋巴球在細胞介導免疫反應(cell-mediated immunity)扮演
重要的功能,在體內或體外的模式中可以發現靈芝多醣體能活化 T 細胞。以 γ
射線照射小鼠使脾臟 T 細胞受損,發現靈芝多醣體對受損 T 細胞的修復效果比
雲芝多醣體PSK 的效果好 (Chen et al., 1995)。此外,在 PS-G(25–100 mg/ml)
處理T 細胞能促進 IFN-γ 的產生 (Wang et al., 1997)。靈芝多醣體也能增強 T 細 胞增生和活化,使樹突細胞成熟,促使走向Th1 反應 (Bao et al., 2002b; Hsiao et al., 2004; Lin et al., 2005; Lin et al., 2006b; Zhu et al., 2007)。對於服用靈芝多醣體 罹癌患者,12 週後發現 CD56 細胞有顯著性增加,而 CD3、CD4 和 CD8 細胞只 些微增加 (Gao et al., 2003)。
11.5 活化 B 細胞
赤芝多醣體能刺激小鼠脾臟 B 細胞增生,增加 3-4 倍的 B 細胞,B 細胞本身 會變大,細胞表面的 CD71 和 CD25,增加免疫球蛋白的分泌和細胞內 PKC 與 PKC-γ 的表現 (Bao et al., 2002a; Zhang et al., 2002b; Shao et al., 2004);另外也發 現F3 多醣體能誘導調控漿細胞分化的轉錄因子 Blimp-1 表現,刺激小鼠 B 細胞 活化,分化成能分泌IgM 的漿細胞 (Lin et al., 2006a)。
12. 抗腫瘤活性
早在1968 年已有報告指出多孔菌科菇類及食用菇類子實體之熱水萃取物,
在接種 Sarcoma 180 的小鼠都有明顯的抗腫瘤效果,而對於靈芝抗腫瘤之科學 研究則在1971 年開始 (Ikekawa et al., 1968; Sasaki et al., 1971)。後續的研究證實 多醣體為其主要活性成分之ㄧ,其中 β-glucan 為有效之結構 (Borchers et al., 1999)。多醣體的抗癌機制並非直接對癌細胞有細胞毒性 (cytotoxicity) 的作用,
而是通過強化宿主的免疫調節功能,抑制腫瘤細胞的增殖或殺滅。抗腫瘤多醣體 可歸類為一種生物反應修飾劑 (biological response modifier, BRM ) (Wasser and Weis, 1999)。目前已有多種菇類多醣體進行抗癌之臨床試驗,如 lentinan (Lentinula edodes) 、 schizophyllan (Schizophyllum commune) 、 PSK (polysaccharide-K, Krestin)、PSP (polysaccharopeptide)(Trametes versicolor) 及 Grifron-D (Grifola frondosa) (Wasser, 2002; Ferreira et al., 2010)。以下分別以細胞模式的體外試驗與 小鼠的體內模式敘述靈芝多醣體的過去研究:
12.1 細胞體外模式
PS-G 處理人類血液單核球細胞的培養液能抑制人類血癌 U937 細胞生長,
此外也可直接抑制Sarcoma 180 細胞的增生 (Lieu et al., 1992)。赤芝孢子多醣體 對小鼠肝癌細胞、Sarcoma 180 細胞和 reticulocyte sarcoma L-II 細胞也有抑制生 長的效果 (Liu et al., 2002; Wang et al., 2009b);對人類結腸癌細胞株(SW480、
HCT116 和 HT29)、血癌細胞、子宮頸癌細胞株(CaSki 和 SiHa)、乳癌細胞、肝 癌細胞、淋巴瘤及多種骨隨瘤細胞都有抑制活性 (Gao et al., 2005a; Muller et al., 2006; Xie et al., 2006)。
比較赤芝、中國紫芝和松杉靈芝水萃物對人類乳癌 MCF-7 和 MDA-MB-231 細胞株的抑制效果,發現松杉靈芝菌柄和野生中國紫芝子實體之多醣體對兩株乳
癌細胞的抑制效果是最好的 (Yue et al., 2006)。
12.2 動物模式
小鼠皮下接種 Sarcoma 180 細胞模式是最常使用的動物模式,以腹腔注射 (Miyazaki and Nishijima, 1981; Sone et al., 1985; Maruyama et al., 1989; Wang et al., 1993; Zhang et al., 1994; Gao et al., 2005a; Bukhman et al., 2007; Pang et al., 2007;
Jeong et al., 2008; Yue et al., 2008; Wang et al., 2009b)或餵食 (Maruyama et al., 1989)靈芝多醣體探討其抗腫瘤活性,其他使用的腫瘤模式還有艾氏腹水瘤 (Ehrlich ascites carcinoma, EAC) (Zhang et al., 2000; Pang et al., 2007)、肺癌細胞 (Cao and Lin, 2004; Nonaka et al., 2008)、肝癌細胞 (Pang et al., 2007)、乳腺腫瘤 細胞 (Nonaka et al., 2008)、血癌細胞 (Chang et al., 2009)和前列腺癌細胞 (Evans et al., 2009),而臨床上也用於肺癌患者的治療 (Gao et al., 2005b)。各種動物腫瘤 模式均顯示靈芝多醣體具有抗腫瘤活性。
四、免疫與腫瘤
免 疫 系 統 是 生 體 防 衛 病 原 菌 入 侵 最 有 效 的 武 器 , 可分成先天性免疫
(innate immunity)與後天性免疫(adaptive immunity),圖 1-3 是參與免疫系統 相關的免疫細胞:
1. 先天性免疫
先 天 性 免 疫 屬 於 非 特 異 性 免 疫 , 為 生 體 第 一 道 防 線 , 透 過 吞 噬 細 胞
(phagocytes)、樹突細胞和NK 細胞等抵禦外來病源體的入侵。先天性免疫之細 胞需經由物種特異性的受體以辨識同源抗原,為達到辨識所有的可能抗原,發展
圖1-3. 先天性免疫反應與後天性免疫反應相關之免疫細胞
Figure 1-3. The innate and adaptive immune response (Dranoff, 2004).
出一套特殊的免疫辨識系統 (Medzhitov and Janeway, 1997)。吞噬細胞包括了嗜 中性白血球、單核球和巨噬細胞。當外來病原菌或微生物侵入淋巴、骨髓或是血 液時,吞噬細胞會受侵入者引發的趨化作用,大量集中到感染發炎部位的附近,
透過吞噬作用殺滅微生物;或是活化產生細胞毒殺物質,像是過氧化氫、一氧化 氮、防禦素(defensin)或 TNF-α 等。NK 細胞則透過與標靶細胞緊密結合,分 泌有毒物質毒殺細胞。
而發炎反應(inflammatory response)會使受傷或微生物入侵的部位發生小 動脈和微血管擴張,增加微血管管壁的通透性,使體液和細胞由充血的血管進入 組織,開始細胞內的消化反應。屬於一種保護反應,讓生體自然啟動修復機制 (Ferrero-Miliani et al., 1997)。嗜中性球和單核球細胞通常出現在急性發炎反應,
嗜中性球受刺激後會產生 prostaglandins 和 thromboxanes;單核球細胞則產生 arachidonic acid 氧化產物,這些免疫細胞在發炎反應均扮演重要的角色(Davies and Allison, 1976; Goldstein et al., 1977)。
2. 後天性免疫
後天性免疫屬於特異性免疫反應,除了非特異性的免疫作用外,免疫系統對 於入侵外來病源視為抗原,對不同的抗原經由隨機基因重組產生專一性的抗體,
專一性的分辨抗原的不同,具有免疫記憶的能力,當再次遇到相同的抗原時,即 可引發更強烈的免疫反應。
特 異 性 免 疫 細 胞 主 要 有 淋 巴 細 胞 ( lymphocytes ) 和 抗 原 呈 現 細 胞
(antigen-present cells, APC)。淋巴細胞又可分成 B 細胞和 T 細胞,B 細胞與抗
原結合活化後分化成記憶 B 細胞和漿細胞。漿細胞可分泌大量的抗體,為體液