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地耳草為傳統中草藥,其味甘、微苦,性涼,具有清熱利濕,消腫 解毒的功效,在民間用途十分的廣泛,用於治療急、慢性肝炎、闌尾炎 等症狀。主要用於治療傳染性肝炎、瀉痢、小兒驚風、瘡積、喉蛾、腸 癰、癤腫、蛇咬傷等(4,8-11)。對其藥理作用之研究有諸多報導,主要包括 以下幾個方面,茲將文獻整理如下:

1. 抗氧化作用。蔣等在研究中藥對大鼠離體肝臟脂質過氧化的影響中,

發現地耳草對大鼠離體肝臟MDA 生成有抑制作用,並呈量效關係。

抗脂質過氧化在保肝過程中起著重要作用,進一步證明了地耳草具有 保肝作用(73)

2. 保肝作用:地耳草對 CCl4及D-Gal 所致的大鼠血清 ALT、AST 活性 升高有明顯的抑制作用,顯示其對大鼠急性肝損傷具有保護作用(74)。 口服給予小鼠不同濃度的地耳草水煎劑能不同程度地降低 CCl4所致 異常升高的小鼠血清中的 ALT、AST、NO、TNF-α、IL-6 含量,升 高 SOD 活性,並且改善肝臟組織的病理損傷(75,76)。地耳草中槲皮苷 (Quercetin-3-β-D-rhamnose)、異槲皮苷(Quercetin-3-β-D-glucoside)、地 耳草苷(Quercetin-7-β-D-rhamnose) 3 個黃酮類化合物均能顯著抑制 CCl4和D-氨基半乳糖胺(D-Gal)所致的大鼠血清 ALT 和 AST 升高,對 α-萘異硫氰酸酯(ANIT)所致的小鼠血清總膽紅素升高有明顯的降低 作用,顯示其均有保肝退黃作用(77)。地耳草注射液對氯仿(CCl4)所致 肝損傷有明顯保護作用,表明地耳草注射液可能有抗脂質過氧化,保 護肝細胞超微粒結構及細胞色素P-450 系統(78),對醋氨酚肝中毒,地 耳草注射液也有保護作用,能提高肝細胞 GSH 的含量和保護微粒體 GSH 的活性,使生成的醋氨酚親電子代謝產物與 GSH 結合而排出,

從而抑制醋氛酚肝.民間常用地耳草治療肝炎脂質過氧化,致使肝臟 免疫受損害(79)

3. 抑菌作用。地耳草對正常細胞無毒副作用,並有增強免疫功能的作

用,其中提取的地耳草乙素對牛型結核桿菌(無毒株)、肝炎雙球菌、

金黃色葡萄球菌、鏈球菌、結核桿菌、猪霍亂桿菌等均有不同程度的 抑制作用,特別是對牛型結核桿菌作用明顯(80)。地耳草煎劑對傷寒、

副傷寒有抑制作用,最低抑菌濃度為2.5-20%之間。地耳草靈素 A、

B、C(Sarothralen A,B,C)對金色葡萄糖球菌、蠟樣芽孢桿菌和偌卡 氏菌屬有顯著的抑制作用(81,82)

4. 抗病毒作用。口服給予小鼠地耳草可明顯抑制 H3N2流感病毒引起的 小鼠肺組織發炎性病變,降低 H3N2流感病毒感染小鼠的死亡率(83)。 地耳草對第二型單純疱疹病毒(HSV-2)的複製有明顯的抑制作用,阻 止病毒複製週期中的吸附—穿入階段,呈現抗病毒活性(84)

5. 抗瘧作用。地耳草素(japonicine)A 和 B 對鼠瘧伯式原蟲有顯著的 抑制作用(85)

6. 免疫作用。地耳草能明顯提高外周血嗜中性白血球(PMN)吞噬率及 T 淋巴細胞百分率,提高支氣管肺泡灌洗液(BALF)中 T 淋巴細胞百分 率,提高大鼠全身的特異性和非特異性細胞免疫功能,促進T 淋巴細 胞的分化與成熟,從而增強機體的特異性細胞免疫和免疫調節作用,

還能增強嗜中性白血球的吞噬殺菌功能(86,87)

7. 抗痛風作用。地耳草提取物對尿酸(MSU)所致大鼠足爪腫脹有較好的 抑制作用,能減輕尿酸所致家兔急性關節炎炎癥,降低高尿酸血症模 型小鼠之尿酸值,有一定的抗炎作用(88)

8. 抑制腫瘤作用:地耳草能夠抑制人低分化鼻咽癌細胞株 CNE-2 細胞 的增殖,能使 CNE-2 細胞阻滯於 S 期,可誘導 CNE-2 細胞發生一定程

度的凋亡(89,90)。地耳草能有效地抑制人類肝癌細胞株 HepG2 細胞增

殖,阻滯細胞周期進入 S 期(91)。地耳草對人舌癌細胞株 TSCCa 有明 顯的殺傷作用,並且隨藥物濃度的增加其殺傷能力增強(92,93)。地耳草 對人喉癌Hep-2、宮頸癌 Hela 和子宮頸癌細胞株也有抑制作用,其抑 制以及殺傷作用也與藥物濃度和作用時間的依賴性(94,95)。經超微結構

觀察發現,地耳草具有抗癌活性的原因主要是干擾癌細胞粒線體和粗 糙內質網之正常運作,使癌細胞無法複製

第六節 植物組織培養學之考察

「生物技術」(biotechnology),一詞源於英文 bio(生命、生物)及 technology (工藝、技術)兩字,涵蓋了醫藥工業、食品發酵工業、化學 工業、能源工業、礦業、農業及環境工程等。就應用層面而言,生物 技術乃是指利用生物細胞或其代謝物質製造產品及改進人類生活品 質的科學技術。因而蘇遠志教授將生物技術定義為:利用生物程序、

生物細胞或其代謝物質來製造產品及改進人類生活素質的科學技術

(96,97)。其中又以植物生物工程的興起,不僅為生理學、醫學、藥學、

遺傳學及化學等科學的基礎理論研究提供了新方法;更為這些科學的 發展及應用開闢了新途徑,因此受到世界各國高度重視。

植 物 組 織 培 養 係 利 用 植 物 體 的 細 胞 具 有 分 化 全 能 性 (totipotency),即每個細胞具有該植物全部遺傳信息的特性,以及離體 細胞在適當培養條件下,具有發展成為完整植株的潛在能力,以人工 培養基在人為的環境中,進行植物體的器官、組織、細胞增殖或分化 培養之一種技術(96,98)。即利用植物體之組織或器官為培殖體(explant),

如胚、花器、莖頂、生長點、芽體、葉、根、根莖、或其衍生的細胞 及原生質體等,在含有無機鹽類、糖類、植物生長調節劑等人工培養 基上,以無菌方式培養,並觀察其生理及型態之反應,得到大量的繁 殖個體或進行育種、生理等之研究與改良(98)

植物組織培養的發展史可分成五個階段:

第一階段為思想準備期:可追溯至1667 年 Hooke 發現細胞開始,

此為生物學中首次出現細胞的概念。其後 1756 年 Duhamel 發現癒合 組織;1838 年 Schleiden 提出植物細胞學說;1839 年 Schwann 認為細 胞學說亦可適用於動物細胞範疇,提出了細胞是生物體的基本結構,

具有生理及發育上潛在全能性功能的論點,亦即每個細胞係一單位之 生活物質團塊,此論點遂成為植物組織培養研究的思想基礎(99)

第二階段為理論奠基期:1902 年德國植物學家 Haberlandt 首次以

人工分離培養植物單細胞,提出植物單細胞具有分化全能特性的理 論,1908 年 Goebel 以薯蕷屬(Dioscerea sp. )及罌粟科紫菫屬(Corydalis sp. )為材料進行試驗,發現切口上部發芽,而下部長根,同時發現其 體細胞具有分化全能特性(100)。1904 年德國植物胚胎學 Hanning 以胡 蘿蔔為材料,首次獲得成功的胚培養,提早了植株的形成。1922 年 Knudson 報導將蘭花種子以無菌播種法成功的獲得植株。1925 年 Laibach 進行亞麻種間雜種幼胚培養,成功地得到了雜種植物。1933 年李等進行銀杏離體胚培養,可於3 mm 以上之胚長成小植株,並發 現胚乳抽出物能促進銀杏離體胚的生長,為後人利用植物體組織抽出 液促進培養物之生長,提供了試驗的根據,此階段由於分化細胞全能 性學說及許多學者的探索性實驗研究,獲得不少有價值的結果,讓後 來的學者有所依據,而邁入第三階段(99)

第三階段為技術建立期:當1934 年 White 用無機鹽類、糖類和酵 母抽出物的培養基,進行蕃茄根尖離體培養,繼代培養建立了第一個 活躍生長的無性繁殖系之後,1937 年 White 發現維生素 B 群對培養之 離體根生長具有重要性,同時,Went 等發現 IAA 及其控制植物生長 中之作用,1942 年 Overbeek 等首次利用椰子汁培養蔓陀羅的幼胚,

此液體胚乳含豐富滋養胚生長的養分外,並認為對細胞的增殖有極佳 的效果,因此在培養基中添加未知成分的抽出物,該配方歸為自然培 養基(natural medium),而椰子汁和其它抽出物至今仍被沿用。此階段,

由於 White、Gautheret 及 Nobecourt 等人,在基礎上建立了植物組織 培養的綜合培養基,其中包含無機鹽類、有機成分和生長調節因素,

這是隨後創立的各種培養基的基礎,成為當今各種植物組織培養的技 術基礎(99)

第四階段為因應植物實驗形態學方面的需求,組織培養進入探討 調控細胞培養物器官分化之研究。1948 年 Skoog 與 Tsuei 在煙草莖切 段和髓培養研究中,發現腺嘌呤與腺苷可以解除培養基中生長素(IAA) 對芽的抑制作用,進而發現腺嘌呤與生長素的比例是控制芽體和根分

化的決定性因素之一(99)。1957 年 Skoog and Miller 調節 auxin 與 cytokinin 的使用濃度,得到再生植株(101)。1958 年 Steward 等學者將細 胞誘導成體胚(102)。而後陸續建立MS (Murashing and Skoog, 1962)、

White (White, 1963)、LS (Linsmaier and Skoog, 1965)、B5 (Gamborg et al., 1968)、N & N (Nitsch and Nitsch, 1969)、SH (Schenk and Hildebrandt , 1972)、N6 (Chu et al., 1975) 與 WPM (Lloyd & McCown, 1980)等綜合 性植物組織培養基(103)。此階段開始研究培養細胞的發生,同時證實細 胞培養的全能性,這是植物組織培養的關鍵時期,也是組織培養的全 盛時期。

自1950 年獲得培養細胞分化成功後,證明植物分化全能的特性,

以及每一個細胞均攜帶有完全的遺傳基因之理論,自此進入組織培養 的應用研究時期的第五階段。組織培養發展至今,已建立了一套完整 的植物組織培養技術,現正朝向擴大各種經濟作物上的研究,如加強 細胞生長、生化機理和遺傳變異的研究,將傳統植物組織培養帶入另 一個嶄新的遺傳工程世界(99,103)

1974 年 Murashige 提出植物組織培養分成三大階段,即無菌培殖 體之建立、大量繁殖及移植前之瓶苗馴化(104)。由於植物組織培養具 有:1. 節省大量的空間及時間;2. 培養過程不受外在環境因子的影 響,且終年均可進行;3. 可重複性等三大優點。因此常被廣泛推展與 應用於下列範疇:

(1)利用莖頂培養技術於短時間內,可獲得無病毒苗及大量繁殖的植 株。

(2)利用花葯培養獲得單倍體植株,並利用染色體倍加技術,獲得同質 雙倍體植株,以縮短育種年限及提高選拔效率。

(3 以試管授精與胚培養技術,克服植物遠緣雜交不親合之障礙,拯救 瀕臨死亡或退化的幼胚。

(4)利用組織培養細胞從事誘變,以擴大親代種質或篩選有價值的新品 種。

(5)細胞培養形成之擬胚體,可製造人工種子或應用超低溫冷凍保存技

(5)細胞培養形成之擬胚體,可製造人工種子或應用超低溫冷凍保存技

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