在 癲 癇 (epilepsy) 、 缺 血 (ischemia) 、 損 傷 (trauma) 、 巴 金 森 氏 症 (Parkinson’s disease)、阿茲海默症(Alzheimer’s disease)、亨丁頓舞蹈症 (Huntington’s disease)與肌萎縮側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis) 等中樞神經系統疾病中，大腦中樞神經元的退化、損害或死亡是其共同 病理過程，目前全世界神經學學者研究的共同重點在於找尋適當的神經 保護藥物來對抗神經元的死亡或損傷。常見神經損傷的病理原因有：發 炎(inflammation)、氧化壓力(oxidative stress)、細胞凋亡(apoptosis)、鈣離 子 不 平 衡 (destroy calcium homeostasis) 與 穀 胺 酸 興 奮 毒 性 (glutamate excitotoxicity)，因此凡是能夠抑制鈣離子通道、抗穀胺酸毒性、抗發炎、
抗氧化傷害劑或抗凋亡藥物，都有潛力發展為神經保護藥物來對抗上述 疾病(1)。
在中醫藥的範疇中，許多藥物例如天麻、鉤藤、延胡索、三七、丹 參、紅花、葛根、川芎、黃芩等已被證實具有神經保護療效，這些藥物 的神經保護機轉已經有初步研究報告發表，但是這些研究報告大多是針 對單一機轉的探討，而就眾所皆知的，神經傷害所牽連的層面相當複 雜，例如氧化傷害會引起發炎反應、而鈣離子流入細胞則會造成細胞凋 亡，所以想要全面性的了解一個藥物的神經保護機轉及確定藥物作用的 實質，須要一個能夠全方位涵蓋各機轉的系統生物學工具，在此論文研
究中所使用的寡核苷酸微陣列(oligonucleotide microarray)即為其中之 一。在此研究中，我們選擇了二個藥物為標的：一者為目前全世界使用 最廣泛的中藥萃取物商品，即銀杏葉(Ginkgo biloba)萃取物 EGb 761(2)， 它雖然是粗萃取物，但其成分種類有嚴格的定義(3)；另一者為從牡丹皮 萃取出來的有效成分丹皮酚(paeonol)，在過去研究中我們曾證實它具抗 大腦缺血傷害的能力，不但能在大腦缺血-再灌流的動物模型中減小梗塞 面積，而且抑制超氧自由基(superoxide anion)和微小膠細胞(microglia)的 活化(4)。我們從基因表現的角度，探討這兩個藥物在神經保護作用的機 轉上所扮演的角色。
在銀杏葉的研究中，我們基於 EGb 761 主要使用範圍為神經症狀，
推測它可能可以影響腦部神經細胞的基因表現，目前 EGb 761 大部分做 為健康食品使用，我們以健康小鼠為模型，為了區分 EGb 761 對腦部的 基因調控與其它臟器的不同，我們同時分析了腦與腎臟的組織，希望能 找出它對腦部影響的專一性；以前雖然也曾有學者以微陣列為工具來研 究 EGb 761 的作用機轉，但是研究結果與神經功能或臨床驗證之相關性
不大(5, 6, 7)，這可能是因為當時微陣列晶片只能偵測 8,000 個基因的關
係，目前微陣列技術可以在一晶片上植入 30,000 個轉錄子(transcript)，
也就是說人類全基因體的基因轉錄可以由一片晶片可以同時偵測出 來，擁有如此強大的工具，我們認為值得再重新分析 EGb 761 對全基因
的影響。
在牡丹皮萃取物的研究中，我們的重點放在丹皮酚對氧化壓力 (oxidative stress)所引起的傷害是否有保護作用並且分析其機轉。氧化壓 力的累積一直被相信是造成老化與神經細胞退化的原因(8, 9)，被氧化的細 胞大分子(cellular marcomolecule)，包括去氧核糖核酸(DNA)、蛋白質 (proteins)和細胞膜的脂質(lipid)會隨著時間累積而堆積(10, 11)。此外，
reactive oxygen species (ROS)的上升可能是許多老化相關疾病的原因之 一，例如心血管疾病、神經退化性疾病，發炎性疾病和癌症(12)，尤其是 神經退化性疾病，包括阿茲海默症、巴金森氏症、亨丁頓舞蹈症、肌萎 縮側索硬化症，這些疾病的發病都被認為與氧化壓力有關(12, 13, 14)。研究 中我們選用的氧化劑為H2O2 (Hydrogen peroxide)，它是腦部相當重要的 ROS 之 一 ， 它 在 粒 腺 體 (mitochondrion) 中 由 超 氧 化 離 子 及 歧 化 反 應 (dismutation reaction)產生(15)。在正常的代謝過程中，H2O2可以不靠任何 酵素直接產生氫氧自由基 (hydroxyl free radical；OH．)，也可以靠一些 氧化酵素(oxidase)加速反應(16, 17)。在過去對H2O2的研究發現，高劑量的 H2O2可以直接傷害蛋白質、脂質和核酸，因此直接造成細胞死亡，而亞 急性劑量的 H2O2 並不直接毒殺細胞，而是扮演訊息分子(signaling molecule)的角色而調控其它氧化還原敏感分子(redox-sensitive molecule)
(18)。
本研究的目的為利用寡核苷酸微陣列技術，探討中藥神經保護的實 質機轉。在銀杏的研究中，我們測量健康小白鼠於餵食銀杏後大腦的基 因 改 變 ； 在 丹 皮 酚 的 研 究 中 ， 探 討 丹 皮 酚 對 H2O2誘 發 的 nuclear factor-kappaB (NF-κB)之影響及基因改變，期能更深入了解中醫藥使用 在神經保護上的作用機轉。
第二章 文獻探討