一、惡性腫瘤（稱為癌症）
癌症是當今世界上威脅人類最嚴重的疾病。臺灣近十餘年來，癌症一直是 十大死亡原因的第一位，據行政院衛生署於民國八十九及九十年的統計，在國 人十大死亡原因中，惡性腫瘤居第一位，以台灣九十年的人口總死亡數 124,841 中，因惡性腫瘤而死亡的人數達 31,544(25.6%)，高居台灣居民所有死亡原因的 第一位。其中因各式惡性腫瘤(癌症)而死亡人數總數量排列中；直腸及結腸癌 高居男女十大癌症死亡原因之第三位，九十年死亡人數達 3,457(10.4%)9,25。由 八十九及九十年的統計圖表圖 1 及圖 2 中，顯現這二年台灣人口的死亡原因及 排名，並無顯著的變化，癌症仍是佔台灣居民十大死亡原因的第一位；而直腸 及結腸癌則居十大癌症死亡原因之第三位。在美國直腸及結腸癌則居其十大癌 症死亡原因之第四位26。由此可見惡性腫瘤，乃至於大腸腫瘤的防治，是國內外 中西醫界一個值得探討重要的主題 1,2,9,41。如何預防及治療癌症是許多生命科學 相關領域工作者致力探討發展的方向。近年來國內外雖投入甚多的人力物力，
但對癌症的治療仍然還找不出理想的方法，治療效果仍然不彰 29。 二、大腸癌
大腸癌可分家族遺傳性及非家族遺傳性。家族遺傳性大腸癌，係導因於一 種遺傳物質 DNA 配對錯誤，修補基因發生突變或缺損所造成，使得 DNA 在複製 過程當中一旦發生配對錯誤卻無法適時加以修補則產生癌變。而大部分大腸癌 並沒有家族病史，也不具有遺傳性。其大腸癌的發生過程常常是漸進式的，而 且包含了許多基因的問題，常常由正常的大腸粘膜上皮細胞變為分化不良，再 變為腺瘤，再變為大腸癌 1,26,29,34。具牽涉到的基因變化包括 APC (Adenomatous polyposis coli)基因、DCC(Deleted in colon cancer)基因、DNA 去甲基化 (hypomethylation)、以及 P53 基因29,55,85。這些發生變化的基因有許多是〝抑癌 基因〞例如 APC、DCC、及 P53 均屬抑癌基因。眾所週知的 P53 基因在細胞內主 要負責兩大作，第一是當 DNA 受到損害時會使這個細胞停留在細胞週期的 G1
期，不再繼續往下進行 DNA 的合成與複製，以便進行修補。如果 DNA 受損太過 嚴重，則 P53 會啟動讓該細胞進行〝凋亡〞(apoptosis)的訊號，使該細胞死亡，
以免產生異常的子細胞而形成癌症。如果 P53 出現突變或是有缺失，則上述不 正常的子代細胞可能會一直不斷產生，最後發生癌變 7,10,29,76。
有報告指出中藥能調節和免疫系統並殺死癌細胞，如雷公藤的有效成分 Triptolide（雷公藤內脂醇）及太平洋紫杉樹皮中 Poolitaxe（紫杉醇），多能 夠抑制過分活躍的免疫系統，阻止感染，殺死癌細胞。其有效成分與其 DNA 目 標相結合，能夠阻止啟動一種與 DNA 相結合的蛋白質 NF－KL﹔這種蛋白質是一 種非常重要的分子，一旦被啟動，就能夠啟動其他有免疫重要性的基因，從而 加劇免疫反應，這種藥物殺死癌細胞的途徑與 P53 基因無關，能殺死對化療藥 物有抗藥性的癌細 15,60。
三、大蒜
大蒜(Alliam sativum)，長久已來被作為食物和醫用目的，己經被證實有 抗生素的作用，殺黴菌的敦用，抗溶血作用，和抗壞血病的作用 1,13,22。最近有 些報告指出大蒜某些成份有能作為抗癌細胞的特性，大蒜預防腫瘤，其他研究 者也己經報告大蒜有效防止或治療某些特殊慢性疾病，例如心肌的疾病、高血 壓，和癌症等 1,12,16。大蒜主要的生物活性物質是含硫化合物。現代藥物化學研 究証明大蒜內含硫成分多達三十餘種 ,其中主要的含硫化合物有二烯丙基一硫 化物 diallyl sulfide (DAS)、二烯丙基二硫化物 diallyl disulfide (DADS)、
二烯丙基三硫化物(DATS)等) 等，對大腸癌細胞有抑制作用 1,12,23。陳光偉博士 報告1指出大蒜的有效成份 DAS，DADS 能顯著的抑制人類大腸癌細胞中和細胞溶 解的 Cytosol 的 NAT 的活性。可抑制人類的腫癌細胞。不? 濃度 DAS、DADS 對 大腸癌培養，其結果為當 DAS、DADS、濃度愈高時其對大腸癌培養細胞的抑制率 愈高。在對細胞週期方面的影響，DAS 和 DADS 可以把大腸癌細胞的分化聚積在 G0-G1，期而減少在 G2-M 及 S 期，使之分化良好 1。
世界癌症研究基金會發布大蒜對治療、直腸癌、胃癌、乳腺癌、膀胱癌皮 膚癌等有顯著療效的公報後，全球掀起一股“大蒜熱”•以各種大蒜為主原料 制成的食品甚為暢銷。德國一家醫藥公司還率先研製出大蒜液、大蒜膠囊用于 臨床心血管症及癌症，深受醫生和病人的青睞，藥品供不應求 1,15,23。
四、DNA 晶片
DNA 晶片的原理是將數千或數萬點(spot)單股的 DNA 又稱探針(probe),以高 密度的方點製在拇指般大的晶片上(玻璃片或是尼龍薄膜)。DNA 探針主要有兩種 來源: 核甘酸 oligonucleotide 和已經存在於基因庫中的互補核甘酸 cDNA. (1) 寡核甘酸晶片主要是利用 DNA 的 A、T、C、G 四種鹼基，用類似築摩天高樓的方 式, 一個個不同的組合, 築上約 20~25 個(層)寡核甘酸.(2)互補核甘酸 cDNA 的 晶片主要是利用從病人的檢體或是其他的生物體抽取出的已知的互補核甘酸, 將這些互補核甘酸點在晶片上 4,11。
簡單而言，基因晶片(Gene chip)，又稱 DNA 晶片(DNA chip)或 cDNA 微矩 陣(cDNA Microarray)，其技術是將大量之基因探針(cDNA、Oligonucleotide) ， 按照特定的排列方式固定在載體上形成 DNA 微陣，然後將特殊標記處理後之檢 體 RNA(cDNA)與基因晶片上之基因探針進行雜交配對(Hybridization)，以雷射 掃描後，透過基因密碼互補比對之雜交訊號來判讀基因表現強度，最後藉由電 腦及分析軟體，可同時獲得、分析成千上萬個基因資訊，判讀其各個基因表現 的強度。基因晶片由於具有高統計輸出量、操作容易、分析信賴度及精確性高、
使用檢體樣品少、應用範圍廣可獲得整體性(平行化)的實驗數據等優越特性。
已被公認為 21 世紀最強大的基因分析工具之一11,51-56。以傳統實驗室為例，一天 只能測定十幾個 DNA 片段，相當於 4000 個鹼基對；如果以人類基因定序團隊所 使用的 PE3700DNA 序列分析儀來比較，一天可測得的速度為 2000 個 DNA 序列，
相當於 70 萬個鹼基對。生物晶片有多快？「它 15 分鐘內就可以完成 1.6 萬個 鹼基對，如果以 96 個生物晶片平行檢測，就相當於每天可分析 1.47 億個鹼基 對 4,11,40-44。
生物晶片的種類有五種，分別是：1.Microarray (cDNA or oligonucleotide) 2.DNA Chip (in situ synthesis) 3.Protein/Antibody Chip 4.Tissue Chip 5.Lab-on-a-chip。本實驗生物晶片是採 cDNA Microarray51,83。
本實驗使用 Microarry 其優點至少有下列五點；1.大量樣本 2.同時分析 大量基因 3.自動化分析 4.分析差異表現基因 5.剖繪基因表現輪廓。至於 晶片檢測方法有：1. Fluorescent detection (螢光偵測) 2 .Colorimetric detection (免疫酵素呈色法)3. Radio-isotopic detection (放射線偵測)。
本實驗則以螢光偵測法偵測 36,51,66。
五、本實驗目的
本實驗是企圖以基因晶片微陣列來檢測分析篩選抗腫瘤中藥藥物，並探討 其基因調控表現及其可能作用機轉。由於微陣列基因晶片驗評估方法的好處是 多靶向、多基因作用，而且短時間可評估高速且大量基因作用表現 6,8。目前文 獻指出很多中草藥具有抗腫瘤（抗癌）作用，而中草藥治癌也有很多評估方法
1-10，但也較少有作者用到微陣列基因晶片來評估中藥的抗癌性。以一般實驗方 法是費時曠日，而且甚耗人力物力，以微陣列基因晶片 Microarray 方法恰可彌 補以前評估作業平台， 耗時耗力的不便，可同時快速完成進行多目標基因的篩 選。
我們期望發現大蒜的成份 DADS 切實有抗癌作用，其在微陣列基因晶片的作 用表現上，經雜交混合，並經螢光掃瞄，基因晶片每一點的顏色反應有其特殊 定義；被活化的抗癌基囚會呈現橘色反應，並經 microarry 統計數值分析，期 望有較高的數值。對於促癌基因（Oncogne）則希望被抑制，在基因晶片呈現黃 色，在 microarry 統計數值分析，有較低的數 51,67,77。
總而言之，本實驗目的旨在以一微陣列基因晶片方法來探討大蒜成份 DADS 對大腸腫瘤細胞株 Colo 205 的抗癌效果及其可能基因表現，作一初步評估，並 探討其抗癌作用及可能使癌細胞凋亡的機轉，以便作為日後其他中草藥抗癌的 作用的參考。
我們期待以目前的方法及初步結果，可以作為日後篩選各類抗癌中草葯在 治療人類腫瘤的效果及基因表現評估方式，可以預見這種方法是大量簡便且快 速的，此中西醫結合的研究方式，期盼對人類抗癌研就領域帶來新的境界。