第一節 大蒜探討
大蒜(Aliums sattvum L)為百合科多年生草本藥用植物,辛性溫 ,歸脾、
胃、肺經 3。在中國和世界各地作為民間用藥及食物用品已有數千年的歷史。大 蒜為西漢張騫出使西域時帶回中國，歷史上「 西域」簡稱為胡，故大蒜又名胡 蒜,。大蒜的適應性很強 ,目前中國大陸的大蒜產量高居世界第一位 12。
《本草綱目》記載﹕大蒜“其氣熏烈，能通五臟、達諸竅、去寒濕、避邪惡、
消腫、化癥積肉食 3。”
《本草選錄、名醫別錄》：“散腫瘡，風邪，殺毒氣 10。”
《中醫大辭典》：此書綜述歷代典籍整理，將大蒜的藥用價值概括為“行滯 氣，暖脾胃，消疳積，解毒，殺蟲，以治飲食積滯，脘腹冷痛，水腫脹滿，痢 疾，瘧疾，百日咳，癰疽腫毒，白禿瘡癬，蛇蟲咬傷 3,10。”
中醫常以大蒜用於驅蟲、散癰腫、除風濕、通氣血及健脾胃 12。其中古時文獻 中所提到的大蒜可以「消腫、化癥積肉食」「散癰腫」，可能就是現今所指的大 蒜可治癌症腫塊。
一、 大蒜的化學成分
大蒜所含化學成分十分複雜大蒜含有人體所必需 17 種氨基酸等豐富蛋白 質、多種糖類、多種維生素、脂肪、無機鹽及含硫化合物等各種成分。大蒜並 含有揮發油、多種礦物質及微量元素 12。大蒜油為大蒜的主要活性部份 ,油中含 硫化合物多達三十種 ,其中主要的含硫化合物有；二烯丙基一硫化物(DAS)、二 烯丙基二硫化物(DADS)、二烯丙基三硫化物(DATS)等。其中，二烯丙基三硫又 名大蒜素。又大蒜中少量元素的硒、鍺、等稀有元素具有有抗凝血、降血壓、
解毒、抗癌、抗氧化、抗老化以及有調節機體內免疫調節的重要作用 11,15,22。 二、 大蒜的現今藥理作用
大蒜具有良好的抗菌、抗癌、防癌和免疫調節發作用 1,12。
1.抗菌作用
在實驗室，大蒜素對多種致病細菌如葡萄球菌、肺炎的雙球菌、鏈球菌、
及痢疾大腸桿菌、霍亂弧菌等細菌的成長，有明顯的抑制和毒殺作用 1,12,15。
2.抗真菌作用
大蒜對多種致病真菌包括白色念珠菌等;皆有抑制和毒殺作用 15。
3.對免疫系統的影響
大蒜會影響腫瘤宿主的免疫系統,大蒜油可使腫瘤細胞內中性白血球、
巨噬細胞和淋巴細胞數量增加 ,對癌細胞有直接細胞毒殺傷作用。大蒜油和 大蒜素可提高腫瘤組織內的ｃＡＭＰ水平,抑制腫瘤組織的生長 15,32。 4.心腦血管
大蒜主要通過抑制抗血小板聚集，增加纖維蛋白溶解? 的活性，降血脂 與防治動脈粥樣硬化等作用，來防止患者有關心腦血管疾病的產生,達到大 蒜可以清人體血管的作用 68。
5.抗腫瘤作用
依世界地流行病學調查研究結果，食用大蒜的人群組,胃癌發生率比對 照人群組有顯著低下。這是由於大蒜阻斷致癌物質亞硝胺的形成 ,也防止消 化道癌變的可能。也就是大蒜中所含的硫基化合物，與亞硝酸鹽比較有競爭 性地結合在一起 ,從而阻斷亞硝胺化學的合成,減少癌症的產生。食用大 蒜，會抑制胃內硝酸鹽還原菌的生長 ,從而使胃液中的細菌作用而產生的亞 硝酸鹽減少 ,大蒜可使致癌物的前體不能活化 ,亞硝酸鹽是強致癌物亞硝 胺的前體 ,大蒜及大蒜素可抑制胃液中硝酸鹽還原菌的生長,從而降低胃液 中亞硝酸鹽的含量 ,阻斷亞硝胺的合成 ,達到對胃癌的預防和治療作用
13,68
。
大蒜素對 MNNG (Nmethyl N’nitronitroso guanidine ) 誘發大鼠腺、
胃癌及癌前病變有顯著逆轉與抑制作用;大蒜素可明顯抑制甲基硝基亞硝基 鳥糞嘌呤等化學致癌劑誘發的結腸癌的發生率, 並提高機體細胞免疫功能
13,68 株的乙醯轉移酵素，DNA-AF-ADDUCT 及 NAT1 基因（NAT-mRNA）的表現有抑 制作用 2。
於體外培養的人胃癌 BGC-823 細胞實驗，應用細胞形態學、末端轉移酵素標記 技術、放射免疫及流式細胞術 (FACS),觀察胃癌 BGC-823 細胞的形態變化 。並 應用逆轉錄聚合? 鏈反應 (PCR)方 法 及 檢測癌胚抗原 (CEA) 、 環磷酸鋂 (cAMP)、激鋂 C(PKC)的含量及細胞增殖指數(PI)、凋亡率、凋亡峰、凋亡相關 基因 Fas, Bcl-2, Bax 表達水平的改變 13,18,20。
研究結果提示 ,大蒜素可通過第二信號系統ｃAMP、PKC 途徑 ,引起細胞凋 亡始動基因 fas 及凋亡促進基因 bax 表達增加 ,及促使抗凋亡基因 bcl-2 的表 達受到抑制 ,因而提高胃癌細胞的凋亡率 , 進而誘導胃癌細胞凋亡 。及大蒜 素會以降低胃癌細胞 PKC 含量、及提高ｃAMP 水平 ,達到抑制胃癌細胞的生長 , 甚至使其凋亡,達到抗癌作用 35,37。
大蒜素可顯著抑制卵巢癌細胞株(HO 8910)的生長 ,且有明顯的時間及劑量 效應。大劑量的大蒜素對 HO 8910 細胞株呈直接殺傷作用 ,而小劑量則誘導細 胞凋亡。
大蒜素其有效成分 DADS ,可以促進抑癌基因 p53 和 p21 的表達,進而抑制 腫瘤細胞的增生 20,26,35。
用油煙凝聚物和大蒜油分別或同時處理肺癌細胞(Ｖ79) ,利用免疫細胞化 學方法檢測Ｖ79 細胞中 ｐ53、ｐ21 ras 蛋白的表達情況。結果發現大蒜油明 顯抑制突變型 ｐ53 和ｐ21 ras 蛋白的表達。油煙凝聚物有導致細胞癌變作用 , 大蒜油可防護油煙凝聚物的癌變作用。推測可能主要是大蒜油阻斷了多環芳烴 的作用 24。
野生型ｐ53 基因能維持細胞的正常生長，抑制癌細胞增生並誘導其凋亡 , 而突變的ｐ53 基因不具有抑制癌細胞生長和凋亡的功能 ,反而會促使癌細胞增 生和癌化的作用 24,26,29。
基因治療 ,免疫治療 ,生物治療等現代醫學技術與傳統化療相結合而引發 的多種綜合治療策略組合給腫瘤患者帶來了曙光。
第二節 微陣列實驗的步驟與相關程式
1、何謂基因微陣列、DNA 晶片、基因晶片或生物晶片
以製程及承載基因之材料而言，可分為陣列方式及晶片方式兩種。陣列方 式是將經聚合脢鏈鎖反應增殖之片段或合成之寡核甘酸，以精密儀器佈放至尼 龍薄膜或玻璃載玻片上，即微陣列 (microarray) 或稱基因微陣列 4,51。 2、基因晶片(Gene chip)，又稱 DNA 晶片(DNA chip)或稱 cDNA 微矩陣(cDNA
Microarray)
其 方 法 是 在 載 體 上 ， 將 大 量 已 知 基 因 序 列 之 基 因 探 針 (cDNA 、 Oligonucleotide) ，依照特定的排列方式，固定在載體上形成一 DNA 微陣列，
然後將此基因晶片上之基因探針與特殊標記處理後之檢體 RNA(/DNA)進行雜交 配對(Hybridization)，在將此因雜交之基因密碼互補結果，來比對之雜交訊號 以判讀基因表現強度。最後藉由電腦及分析軟體，成千上萬個基因資訊可同時 快數由基因晶片獲得。基因晶片分析由於具有操作容易、分析信賴度及精確性 高、高通量(High Throughput)、使用檢體樣品少、應用範圍廣，並可獲得整體 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 27,50,69。
3、DNA Array (即 DNA Chips, 生物晶片)
是將數以千計的基因佈滿在玻璃片或矽化物上。科學家再選取要測試的樣 品使其與玻片上的基因雜交，再以高解析度的螢光影像儀偵測晶片雜合後各個 基因表現程度的差異。由於玻片式的生物晶片的基因分佈密度高且種類多樣 化，已成為科學家進行基礎研究的一項利器 56。
4、cDNA microarray: 由 P. Brown 等人所發展 51。
是以經由聚合脢聯鎖反應且純化之基因片段以微陣列方式配合化學方法，
將 DNA 固定於載玻片上。以兩種核酸探針分別標示上不同波長的螢光分子與載 玻片上的基因進行雜交反應。經過雷射光的激發及掃瞄後，放射出來的兩種波 長的螢光可同時被收集並數位化，以便評估基因表現程度4,51,54。 微陣列主要分 成兩大類，分別是: 1.寡核? 酸(oligonucleotide)陣列與 2.互補 DNA(cDNA) 微 陣列。
1.寡核? 酸又大致分為兩種 : (a). 一種是利用光罩的技術，直接在支援 物上的不同位置合成不同的探針，例如 Affymetrix公司是合成大約 18 個核? 酸的 寡核? 酸片段為探針。因為短的寡核? 酸不易吸附在支援物上。(b).另一種形
式的寡核? 酸陣列是合成大約 70 個核? 酸或更長的寡核? 酸片段，直接點在支 援物上。例如 Compugen公司的產品 4,51,66。
2.至於 cDNA 陣列，多是以 IMAGE 所提供的 cDNA 殖株(clone)中所插入的 cDNA 片段為探針。這種方法因為製作簡單，所以使用的相當普遍。例如 Clone Tech 公司或國內的 ABC 公司就提供這方面的微陣列 4,11。
第一小節 Probe design (探針的設計)：
因為在理想上一個 UniGene ? 應該對應到一個基因，若能取出各 UniGene ? 的代表性序列做為探針，則可在陣列上點上不同的基因，一次測量多種不同基因 的表現。一旦決定用哪一個序列作代表性序列，即可找到它對應的 DNA 殖株，然 後經銷商購買所選定的殖株。購得後可做 PCR 反應，夾出 cDNA 部份，再點到支援 物上。目前定序主要是以 gene 資料庫做為參考資料 4,51,58,66。
若直接向 IMAGE 購買殖株，而未定序驗證其正確性，則有些探針可能並非當 初所想的那個基因，因此 IMAGE 的錯誤率很高，有一個報導認為約有 25%的錯誤率
51,66
。現在有一些所謂經定序驗證的 cDNA 殖株，可將錯誤率降到百分之一以下。
第二小節 實驗資源：
做基因體研究時使用的材料多為菌株或 DNA，例如你所研究的基因若與序 列資料庫中的某段 EST 相似，則需要購買含這個 EST 序列的菌株。若以其名 字去查 Biosupplynet 等尋找實驗器材的網站是沒用的，此時必須連到特定的網 站才能很快找到想要的資訊。在國際上有一個 IMAGE (Integrated Molecular Analysis of Genomes and their Expression) 研究群，他們將 cDNA 基因庫 整理到多孔培養盤中，有系統地決定基因庫中各殖株的 EST 序列，並將 DNA 密 集地點在轉漬膜上。實驗者可由這些膜與探針的雜交結果，來比較不同的基因 在不同的細胞或不同時間的表現量。找到有變化的訊號後，可根據訊號在膜上 之座標，購買相對應的菌株做序列分析，節省自己做選殖所需的人力與物力。
在德國的(Resource Centre / Primary Database) 是一個歐洲的實驗資源中 心，它除了是 IMAGE 殖株的經銷機構外，更有系統地將 cosmid, BAC, YAC, PI,
在德國的(Resource Centre / Primary Database) 是一個歐洲的實驗資源中 心，它除了是 IMAGE 殖株的經銷機構外，更有系統地將 cosmid, BAC, YAC, PI,