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在前言中提到對於急性心肌梗塞的冠狀動脈疾病,在施行經皮穿 腔冠狀動脈血管成形術(PTCA)的介入性療法後,能對病患的症狀、

運動量以及生活品質作大幅度的改善。近年來台灣從事 PTCA 的醫院 數,心臟科專家數,以及病例數都快速增加,但是 PTCA 在動脈再狹 窄(約 30~50%)以及病人術後需進一步處置的機會仍然無法下降到 令人滿意的程度。因此尋找能降低內膜增生的治療方法是全球醫學界 共同努力的目標。

我們選用丹參萃取物 salvianolic acid B 以及厚朴萃取物 magnolol 來作為研究的藥物,主要是由於丹參本身活血化瘀的效用在中國傳統 醫學中對於冠心病的治療有相當重要的地位,現代的藥理研究也證實 其效果(參照前言第四節);而 salvianolic acid B 具有抗脂質氧化並 清除自由基的能力[122,123],此外能降低人的主動脈內皮細胞上的 VCAM-1 和 ICAM-1 的表達[124],所以選用來探討對氣球擴張後動 脈再狹窄的影響。厚朴則是有文獻指出 magnolol 藉其抗氧化的能力 減少大白鼠粒線體的脂質過氧化[116],對於 neutrophil 在細胞外間質 的附著也具有抑制效果,此外還能抑制心肌經缺血再灌流後所造成的 心室心律不整來保護心肌[116,117,119];而從本實驗室蔡百榮學長的 研究結果得知厚朴的確能減少內膜增生的幅度,因此我們繼續探討

magnolol 對於減少內膜增生的分子機轉及途徑。

血管平滑肌細胞不正常的過度增生現象是氣球擴張術後產生 restenosis 的主要形成原因之一。首先就 salvianolic acid B 及 magnolol 在 in vitro 中對血清刺激下的平滑肌細胞增生現象是否會產生抑制作 用來探討。我們利用 PCNA 這個核蛋白來作為觀察指標:因為 PCNA 是 DNA polymerase d 的輔助因子,幫助 DNA polymerase d 和 DNA 結 合並促進 DNA 複製時的 DNA 合成;PCNA 的表達量在細胞週期中 的 S 期達到最高峰,而且在其他時期不易偵測[125~128];另一方面,

我們使用 Cell proliferation ELISA kit,偵測和細胞 DNA 合成時所需 Thymidine 結構相近的 5-Bromo-2’-deoxyuridine(BrdU)的含量,其 目的和 PCNA 一樣都是用來觀察藥物對 DNA 合成的影響。最近的研 究中指出 magnolol能抑制 COLO-205和 Hep-G2這兩種癌細胞的 DNA 合成[129]。從我們的結果中得知高劑量的 magnolol(0.05 mg/ml)對 於抑制血清刺激下的平滑肌細胞 DNA 合成同樣有明顯的效果,而 salvianolic acid B 則完全沒有影響。

前面提到由於血管平滑肌細胞不正常的增生是氣球擴張術後產 生 restenosis 的主要原因之一,所選擇的治療藥物除了直接抑制細胞 的 DNA 合成之外,還可以從誘引細胞進行 apoptosis 使 restenosis 的 進程中細胞數目維持恆定的方向著手。從一些研究指出 magnolol 在

COLO-205和 Hep-G2這兩株癌細胞中會增加 p21, caspase-3, caspase-8, caspase-9 這些蛋白質的表達並抑制 bcl-2,促使 cytochrome c 從粒線 體轉移到細胞質液中,增加細胞質液中游離態 Ca2,表示 magnolol 會引起細胞進行 apoptosis[130]。而 salvianolic acid B 同樣有研究指出 在餵食膽固醇混合水溶性丹參萃取物的兔子施行氣球擴張術後進行 apoptosis 的細胞數目比正常組和餵食膽固醇組施行氣球擴張術增加 許多並伴隨著 p53 的表達,內膜新生增厚面積也明顯減少[131]。由 我們從平滑肌細胞作有關 apoptosis 的相關蛋白質表達上得知,在血 清刺激下的平滑肌細胞給予 salvianolic acid B 和 magnolol比起單純只 有血清刺激下的平滑肌細胞均能明顯地增加 receptor-interacting protein(RIP)及 caspase-3 的表達(見圖 5),但這只是在蛋白質層面 上,仍需要從別的 apoptosis 特徵來求証。

NF-κB 是一種與 DNA 結合的轉錄因子,分為 p50 和 p65 這兩 種次單元之蛋白質複合物;在調節免疫及發炎反應、胚胎及細胞分化 之發育連繫、細胞凋亡、細胞週期及腫瘤生成(oncogenesis)上扮演 重要的角色。已有研究指出 NF-κB 在施行氣球擴張術後會開始活 化,而且當以抑制劑減弱 NF-κB/Rel 的活性及抑制 NF-κB promoter transactivation 可有效減少血管平滑肌細胞增生並且預防新生內膜形 成[132,133];在由 TNF-α引起的血管平滑肌細胞遷移的實驗中,去

除 NF-κB 的活性可減弱 TNF-α引起的血管平滑肌細胞遷移作用 [134];另外一項研究指出,由 NO 引起的細胞凋亡與 protein kinase C signaling 及 NF-κB 結合活性的減少有關[135]。從這些研究中得知 NF-κB 對於 restenosis 的形成相當重要。由我們 Luciferase assay 的結 果看來,高劑量的 salvianolic acid B(0.1 mg/ml)對於 NF-κB promoter 的活性有十分顯著的抑制作用,由此可推測 salvianolic acid B 可能經 由減少 NF-κB 的表達促使細胞進行 apoptosis,見圖 5。

氧化低密度脂蛋白(Oxidatively modified LDL,ox-LDL)是動脈硬 化形成和氣球擴張術後血管再狹窄的主要致病因素之一。最重要的是 它被巨噬細胞的吸入是無控制性的,它的細胞毒性,和它的趨化性。

細 胞 或 無 細 胞 系 統 的 LDL 氧 化 主 要 是 經 由 一 個 自 由 基 過 程 [136~139],在此,LDL 的 polyunsaturated fatty acid(PUFAs)會被脂 質過氧化作用(lipid peroxidation)轉換成脂氫過氧化物,然後再被分解 成 不 同 的 產 物 , 包 括 活 躍 的 乙 醛 如 malondialdehyde( MDA),

4-hydroxynonenal (4-HNE),hexanal 和很多其它的。多方面的研究提 議出這些 lipid peroxidation 在 LDL 粒子內所產生的產物會和 Apo-B 氨基酸基作共價鍵的結合;例如離氨基酸(lysine)基的 e-氨基 groups,

藉以產生使 Apo-B 對巨噬細胞清道夫接受器(macrophage scavenger receptors)有高度親和力的修飾 [138,139]接 而形成泡沫細胞,同時

oxLDL 和其產物也會吸引血液中的單核球和血管中層的平滑肌細胞進 入血管內皮下空間 。 Ox-LDL 的細胞毒性也有可能由乙醛 lipid peroxidation 的產物傳達到某一些程度[138]。HNE,2-alkenal,和 2,4 alkadienals 在 mmol 的濃度下對內皮細胞有細胞毒性[140]。因此從血 管內膜的 ox-LDL 擴散出來的乙醛會導至血管系統內皮細胞之破壞,

而加速動脈硬化病變或血管再阻塞病變的形成。這些發現,和 ox-LDL, 以及 MDA 和 HNE 修飾 LDL 出現在粥狀動脈硬化病灶的發現 [141~143],指出 lipid peroxidation 和乙醛性 lipid peroxidation 的產物 在致粥瘤性啟始作用過程中(包括刺激平滑肌細胞增生)扮演著一個 重要的角色[144];血清中的 MDA-LDL 對於氧化壓力來說可當作是 測量指標,而且在一項臨床研究中,MDA 在病患施行 PTCA 將氣球 洩氣後 60 秒會明顯增加[145]。另一方面,ox-lipoprotein-A 也被証實 能引起內皮細胞中 PDGF-B 的表達[146]。在前言中提到在血管內膜 受傷害後所產生的氧自由基可視為第二訊息傳遞者:譬如增加血管平 滑肌細胞 DNA 合成以及原致癌基因 c-myc 和 c-fos mRNA 的表達。

基於上面的理由,我們加入和細胞實驗中相同濃度的 magnolol 和 salvianolic acid B 至含 2mM CuSO4的大鼠血清中觀察是否對血清中 MDA 的產生發揮抑制作用,結果發現二者都能顯著地降低 MDA 的 形成,而且呈 dose-dependent manner。

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