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中草藥的水萃出物對於細胞增生的影響也許與細胞凋亡的機制有關,從中草藥分離 所得到的有效抗癌成份,抗癌與抗腫瘤的機制主要為細胞毒活性(直接殺傷癌細胞或抑 制癌細胞生長,而達到抗癌的功效) [Hong et al., 2001; Yoo et al., 2002] 與免疫機制 反應(提高身體的免疫反應,而達到抗癌作用)[Yi et al., 2001]。中藥可以直接殺傷癌 細胞,調節身體免疫反應,抑制肝癌細胞增生,誘導肝癌細胞進行凋亡作用,抑制肝癌 所產生的癌前病變等作用機制,達到防治肝癌的目的 [Kao et al., 2001]。因中草藥藥性 溫和較無毒性的特質,本研究主要應用是將具有抗癌效果的中草藥水萃出物處理肝癌細 胞株HepG2 細胞後,經過 cDNA 微陣列分析後,找出與抗癌機制相關的基因表現結果,

再經過細胞凋亡螢光染色的試驗後,看不同中草藥對於細胞凋亡途徑的影響。細胞毒性 的測試結果表明中草藥水萃出物確有殺傷肝癌細胞的作用;並抑制HepG2 細胞生長,

紫蘇、霍香、防風、刺五加葉及石蓮花水萃出物在濃度為100g/mL,抑制肝癌細胞生 長的百分比可以達到30%以上,在濃度為 400g/mL,抑制生長的效果更可以達到 50

%以上,此結果表明此五種中藥水萃出物具有抑制肝癌細胞生長的作用。

肝細胞癌變的演化過程中涉及大量的癌基因突變、缺失、擴增及抑癌基因失活等異 常表達資訊,利用cDNA 微陣列高效、快速的檢測方法闡明肝癌的發病機制及其早期診 治具有重要價值,使用含有7,680 個基因及 EST 序列的基因晶片來作經中草藥水萃出 物處理72 小時後 cDNA 微陣列分析,經過系統叢集分析方法可以組織基因並產生樹狀 圖,來表示具有相似的基因表現樣式 [Chu et al, 1998]。經過基因表現樣式的正規化與 標準常態分佈後的結果,霍香、防風及刺五加葉的處理,具有相近的常態分佈,但紫蘇 與石蓮花處理後,偏態係數與峰值係數皆小於1,基因表現的狀況更貼近常態分佈,

[Durbin and Rocke, 2003]。系統叢集分析可以將紫蘇、霍香、防風、刺五加葉及石蓮 花水萃出物處理後,基因的表現情況作一個具組織性整合,畫出可以代表所有基因之間

關連性的樹狀圖,結果可以看出霍香、刺五加葉及紫蘇處理具有相似的基因表現趨勢,

而在常態分佈分析結果中,經過刺五加葉及霍香處理後的基因表現樣式族群分佈相近

(偏態係數:刺五加葉3.81 與霍香 4.79;峰值係數:刺五加葉 48.39 與霍香 59.15),

另檢測不同中草藥處理後的基因表現樣式差異性,Tukey 公正顯著差異法分群結果將紫 蘇與刺五加葉處理後的基因表現樣式歸類為一群,刺五加葉與霍香處理後產生的基因表 現樣式分類為一群,鄧氏新多變域測驗法指出刺五加葉與霍香歸一群,最小顯著差異值 分析法也將刺五加葉與霍香為一群;在防風的處理下,基因的表現與其他四種中草藥水 萃出物處理相較下,具有較高表現量,在常態分佈的分析結果中,偏態係數(7.67)與 峰值係數(123.93)為五種中草藥中最高的。以常態分佈分析、單因子變異數分析與系 統叢集分析法的結果,皆可以檢測出不同中草藥處理的基因表現趨勢是否具有相似性。

逐步叢集分析法為依照給定的群數作獨立變數間的叢集分類,而自組圖分析可以將相似 的基因表現樣式依基因間的相關性被分為同一類 [Tamayo et al, 1999]。在此研究中,

逐步叢集分析被用來組織經過中草藥水萃出物處理72 小時後每一個基因表現樣式所產 生的龐大資料,並比較不同基因間的表現量,逐步叢集分析之後,將基因分為20 個叢 集,在具有相似平均基因表現的叢集3、5、6、7 及 16 中,刺五加葉與防風處理的平 均基因表現較高。另外叢集11、14 及 20 的基因表現也具有相似趨勢,五種中草藥處理 中,以防風具有較高平均基因表現樣式,此與系統叢集分析方法所畫出的樹狀圖分佈 中,基因表現樣式的趨勢具有相同的結果。在自組圖分析中,所分類的20 個叢集具有 中度以上(>0.3)的正相關,叢集 11、12 及 13 具有相似的平均基因表現,刺五加葉處 理後的平均基因表現較高,叢集14 與 15 中,石蓮花處理的平均基因表現樣式較高。基 因的表現樣式主要探討細胞凋亡、細胞增生及Cytochrome P450 superfamily 相關的基 因,經過逐步叢集分析後,大多的基因座落於叢集2、8、10 及 12;但經自組圖分析後,

細胞凋亡途徑相關的基因大部分被分於叢集6 與 7 中。不同的中草藥水萃出物,所含有 的有效抗癌物質不同,所引發的基因表現趨勢也不同,但是在抗癌目的,除了殺死癌細 胞,或抑制癌細胞生長外,主要的還是希望對人體所造成的負面影響能夠降至最低,溫 和且危害性低的自然生理途徑為細胞凋亡作用,在生物體生長與死亡的發展中,調節細

胞族群的細胞數目來維持平衡,為細胞群在體內平衡的重要機制,也是除去因為感染或 是潛在的腫瘤細胞的一個重要的過程,細胞凋亡為細胞死亡的其中一種途徑,藉由本質 上或非本質上的刺激來激發一個內生性的細胞自殺的過程。所以在本研究中,最後透過 Annexin V-FITC 與 PI 作螢光染色,探討中草藥水萃出物對於誘發 HepG2 細胞的凋亡 作用,結果指出經過72 小時後的處理後,在 PI-AnnexinV+(R2)結果中,防風及刺五 加葉在誘發細胞凋亡的產生上,可達control 組的三倍以上,尤其是防風的處理,可以 達到control 組的四倍以上,在細胞群落的變化討論上,在同樣的 gating 條件下,所做 相對數值的探討,經統計後以防風以及刺五加葉處理的結果較偏向致使HepG2 細胞走 向細胞凋亡的途徑,此結果再對照論文中表

3-4 的結果,可支持 cDNA 微陣列分析的結

果。

綜合上面的結果我們可以推測紫蘇、霍香、防風、刺五加葉及石蓮花水萃出物,對 於HepG2 細胞具有抑制其生長的作用,經由 cDNA 微陣列分析後,與細胞凋亡、細胞 增生及Cytochrome P450 superfamily 相關的基因上,表現量高的基因 FASTK、GRN 及CYP1A1。低表現量的基因 PSMA6、RELA、DLG5 及 CYP2C9。這些經由中草藥 處理HepG2 細胞所造成的基因表現樣式變化都值得我們去探討,不同中草藥水萃出物 所引發的細胞生理途徑,因為含有的成分不同,所走的途徑或許相似,但是最終的目的 皆為抗癌。這些基因在中草藥水萃出物對抗癌的效應中,佔有重要的地位,值得我們再 進一步的探討與研究。