• 沒有找到結果。

本實驗中發現由 triepoxide teroxirone, [1,3,5-triazine-2,4,6

(1H,3H,5H)tri-one-1,3,5-tris(oxiranylmethylHa); Henkel compound]

這個結構修飾而得的 triazinone triepoxide TATT 比臨床用藥

(cisplatin、carboplatin 與 oxaliplatin)對人類正常細胞更具安全性,

毒殺人類大腸直腸癌細胞 HT-29 的能力也較強。進一步發現無論是 triazinone triepoxide TATT 或臨床用藥與天然物薑黃素合併處理 HT-29,對於毒殺癌細胞的能力具有加乘或協同的效用。

研究表示含鉑金屬藥物透過插入 DNA 結構或藉由影響細胞內的 自由基含量,對細胞造成的多種影響,包括:阻斷 DNA 複製、抑制 轉錄、引發細胞週期停止以進行 DNA 修復,因而抑制細胞生長和導 致細胞凋亡(D. Wang & Lippard, 2005a)。鉑金屬藥物對於不同種癌細 胞核內蛋白質NF-B 的影響不盡相同,在人類上皮腫瘤細胞(Shen, et al., 2008)與頭頸部鱗狀細胞癌(Duarte, et al., 2010),經由鉑金屬臨床藥 物處理後,發現核內的NF-B 的蛋白質表現增加,而頭頸部鱗狀細 胞癌以鉑金屬合併薑黃素去處理時NF-B 表現則下降。但另一方面 也有研究發現以鉑金屬臨床藥物處理人類胚胎腎細胞(Sohn et al., 2010)、人類乳癌細胞(Poplawska, et al., 2009)、人類卵巢癌細胞

2011)後,細胞核內的 NF-B的表現增加,也有研究發現在人類腎臟 腫瘤細胞(J. Li, Vesey, Johnson, & Gobe, 2007)以鉑金屬臨床藥物處理 後,其NF-B 的表現並沒有差異。研究也指出以鉑金屬臨床藥物處 理癌細胞,核內蛋白質 endoG 的表現會增加,包括前列腺癌(X. Wang, et al., 2008)與頭頸部鱗狀細胞(J. S. Kim, et al., 2008)癌等細胞,與鉑金 屬臨床藥物所產生的 ROS 進而誘發 endoG 的產生有關(J. S. Kim, et al., 2008),最終導致細胞凋亡。本實驗結果發現 triazinone triepoxide TATT 是透過細胞凋亡(Fig. 3)的外在與內在路徑,導致細胞凋亡,包括:

促使(1)caspase 3、7 與 8 的活化(Fig. 9 ~ 13),活化態的 caspase 8 進一步切斷 Bid(Fig. 26 ~ 27)並使 t-Bid 移至粒線體誘發 cytochrome c 釋出(Fig. 20 ~ 21);(2)促凋亡蛋白 Bax(Fig. 24~ 25)、cytochrome c(Fig. 20 ~ 21)、smac(Fig. 22 ~ 23)、endoG(Fig. 37)、AIF(Fig.

35)的表現增加及(3)抑制抗凋亡蛋白 Bcl-2(Fig. 28 ~ 29)與 Bcl-w

(Fig. 4-30 ~ 4-31)的表現。

目前研究中常見與含鉑金屬藥物合併使用的天然物包括:十字花 科蔬菜和木瓜果實中的苯甲基異硫氰酸酯(benzyl isothiocyanate)(Y.

Lee et al., 2012)、菊科和木蘭科植物中萃取出的倍外萜內酯類

(sesquiterpene lactones)之一的木香烴內酯(costunolide)(Yang, Kim, Lee, & Choi, 2011)、葡萄、桑葚和花生的外皮萃取出的酚類化合物白

藜蘆醇(resveratrol)(Olas et al., 2006)、植物絲蘭樹皮中萃取出的酚 類化合物(phenolic compounds)(Olas, et al., 2006)與薑黃根部萃取而 來的薑黃素(Howells, Mitra, & Manson, 2007)等。其中被作為食品調味 劑的薑黃素已被廣泛指出具有抗發炎和抗氧化的活性(Casellas et al., 1998),甚至還能強效抑製突變和癌變的產生(Azuine, Kayal, & Bhide, 1992; Rao, Rivenson, Simi, & Reddy, 1995)。研究發現薑黃素所引起的 生物效應,包括細胞皺縮、染色質濃縮、DNA 氧化損傷(Sreejayan &

Rao, 1994),甚至對酵素與蛋白質也有影響,包括抑制一氧化氮合酶

(nitric oxide synthase)、酪氨酸激酶接受器(receptor tyrosine

kinase)、蛋白激酶 C(protein kinase C)、Akt、NF-κB、cyclin D1 和 活化 p53(S. Aggarwal et al., 2006; Jiang, Yang-Yen, Lin, & Yen, 1996;

Mukhopadhyay et al., 2002; Pan, Lin-Shiau, & Lin, 2000; Singh &

Aggarwal, 1995)。研究證明薑黃素能抑制多種類型腫瘤細胞增生與存 活。越來越多的研究指出,薑黃素藉由活化細胞死亡的路徑與抑制細 胞生長或增殖的路徑引發細胞死亡(Ravindran, Prasad, & Aggarwal, 2009),其中包括(1)透過 caspase 路徑或相關蛋白質(如:AIF)的 活化,如:肺癌細胞(Lin et al., 2008)、大腸直腸癌細胞(Su et al., 2006)、

黑色素瘤細胞(Qiu et al., 2005)、淋巴癌細胞(Wu, Chen, & Li, 2005),

動物實驗(Belakavadi & Salimath, 2005)也發現同樣結果;(2)透過非

caspase 路徑的活化,如:淋巴母細胞淋巴瘤(Piwocka, Jaruga, Skierski, Gradzka, & Sikora, 2001);(3)凋亡釋放因子(如:Bax 或 smac 等)

的釋出,如:前列腺癌細胞(Shankar, Chen, Sarva, Siddiqui, & Srivastava, 2007)、大腸直腸癌細胞(Rashmi, Kumar, & Karunagaran, 2004, 2005);

(4)抑制抗凋亡蛋白質(NF-B、STAT3 或 Bcl-2 等),如:霍奇金 氏淋巴瘤(Mackenzie et al., 2008)、骨髓細胞瘤(B. Liu, Bai, Chen, Gao,

& Gu, 2007)、子宮內膜癌細胞(Yu & Shah, 2007)、胰臟癌 (Kunnumakkara et al., 2007)與誘發大腸直腸癌的動物實驗

(Kunnumakkara et al., 2008)也有相似結果;(5)透過粒線體路徑的活 化,如:大腸直腸癌(Su, Lin, et al., 2006)、乳癌(Cheah et al., 2009)、

神經膠母細胞瘤(Karmakar, Banik, Patel, & Ray, 2006)。誘發大腸直腸 癌細胞的動物實驗(Kwon & Magnuson, 2009)也證實相同的結果。

流行病學研究和臨床試驗也已經證明,富含薑黃素的飲食形態能 降低某些類型的人類惡性腫瘤的發展,如:子宮頸上皮內贅瘤(cervical intraepithelial neoplasm)、口腔白斑病(oral leucoplakia)與胰臟癌

(pancreatic cancer),或改善癌前病灶的組織損害,如:近期切除手 術的膀胱癌患者、口腔白斑病患、腸胃組織細胞不正常分化病患、子 宮頸上皮內贅瘤與文氏癌前皮膚病患(Bowen's disease)(Cheng et al., 2001; Dhillon et al., 2008; Ye, Li, Yin, & Zhang, 2012)。本實驗結果(Fig.

35 ~ 37)發現,薑黃素使 HT-29 中核內蛋白質 NF-B 表現下降,而 endoG 與 AIF 表現則上升。單獨使用 triazinone triepoxide TATT 處理 HT-29 時,反而使 NF-B 表現上升,雖然 endoG 與 AIF 表現仍然上 升。當薑黃素與 triazinone triepoxide TATT 合併處理 HT-29 時,發現 NF-B 表現又再度下降,endoG 與 AIF 表現仍然是上升。從實驗結果 猜測幾種影響,(1)triazinone triepoxide TATT 可能透過 AIF 或 endoG 引發 HT-29 產生細胞凋亡,與薑黃素合併後導致 NF-B 表現下降,

促使 HT-29 細胞產生凋亡。另外也猜測(2)因薑黃素使用濃度約為 triazinone triepoxide TATT 的七倍,可能造成薑黃素對於 HT-29 的影 響高過於 triazinone triepoxide TATT,又薑黃素與 triazinone triepoxide TATT 對於細胞內蛋白質而言,同屬於容易被攻擊的化合物,所以較 高濃度的薑黃素產生的影響也較明顯,因此在兩者合併處理 HT-29 的情況下,可能出現互有拮抗或具保護的角色;(3)薑黃素與 triazinone triepoxide TATT 對 HT-29 的影響可能透過其他的蛋白質近而促進細胞 凋亡的產生。

研究指出以含鉑金屬藥物處理多種癌細胞會影響 NF-B 與

endoG 的表現,常見結果為 NF-B 受到抑制(Duarte, et al., 2010; Shen, et al., 2008)和 endoG 表現增加(J. S. Kim, et al., 2008; X. Wang, et al., 2008)。當薑黃素與含鉑金屬藥物合併處理時,使 NF-B 更進一步受

到抑制(Poplawska, et al., 2009)。當然也有經藥物處理結果為 NF-B 表現增加(du Plessis-Stoman, et al., 2011),但是同樣合併薑黃素後,

NF-B 也受到抑制(Duarte, et al., 2010)。本實驗結果發現,以含鉑金 屬藥物處理 HT-29 後,細胞核內蛋白質 NF-B 與 endoG 表現增加。

與單獨使用鉑金屬藥物相比,當鉑金屬藥物與薑黃素合併處理 HT-29 後,NF-B 與 endoG 表現均下降。因此推測,HT-29 受到鉑金屬藥物 處理導致細胞凋亡部分原因可能為誘發 AIF 與 endoG 的釋放,當合 併薑黃素後,引起細胞凋亡的原因可能再加上 NF-B 受到抑制。

過去研究中含鉑金屬藥物的濃度使用大多介於 10~20 M,雖然 對於許多腫瘤細胞的毒殺效果很好,但同樣也會傷害正常細胞而產生 毒性與副作用,包括:神經毒性、腎功能損傷、噁心、嘔吐、貧血與 食慾不振等(Calvert, et al., 1982; Meriggi & Zaniboni, 2010)。本實驗所 使用的劑量為 4 M,比先前的研究劑量低。從細胞毒殺試驗結果(Fig.

4-4)發現,同樣 4 M 的 triazinone triepoxide TATT 對於 HT-29 的抑 制率與用於治療大腸直腸癌治療的 oxaliplatin 相似(p > 0.05),比 cisplatin 低(p > 0.05),比 carboplatin 高(p < 0.05)。結果也發現薑 黃素與 triazinone triepoxide TATT 或臨床藥物合併處理後明顯提升對 細胞的抑制率(p < 0.05),薑黃素合併 triazinone triepoxide TATT 與 合併 cisplatin 的抑制率最高,其次為與 carboplatin 和 oxaliplatin 合併,

均沒有顯著差異(p > 0.05)。從實驗結果(Fig. 4-2)發現,triazinone triepoxide TATT 對正常細胞 HUVEC 的安全性與 carboplatin 沒有顯著 差異(p > 0.05),但都勝過 cisplatin 與 carboplatin。因此 triazinone triepoxide TATT 是一個在毒殺大腸直腸癌細胞上比臨床藥物有效,在 正常細胞上比臨床用藥安全的化合物。

研究指出,含鉑金屬藥物透過插入DNA引起損傷,影響細胞DNA 複製、修復轉錄,進而使細胞週期停止,在多數細胞造成S與G2/M期 的停止(D. Wang & Lippard, 2005a),有部分原因與依賴Chk1/2的 CDC25 磷酸酶受到抑制有關。CDC25有三種異構物,包含:

CDC25A、CDC25B和CDC25C,它們能將Cdk2和CDC2去磷酸化 (Ferguson, White, Donovan, & Piwnica-Worms, 2005)。少部分則為G1 期停止,常是因為透過抑制G1期關鍵點上游的酵素,使得G1期的 Cdk4/cyclin D與Cdk2/cyclin E 的複合體受到抑制(Eastman, 2004;

Samuel, Weber, & Funk, 2002)。研究指出含鉑金屬化合物在多數細胞 引起的細胞週期G2/M期停止,可能透過CDC25磷酸酶受到抑制 (Ferguson, et al., 2005)使得cyclin B1/CDC2複合體活性下降造成G2/M 期的停止(Bucher & Britten, 2008)。本實驗結果(Fig. 7,Table 2)發 現triazinone triepoxide TATT(4 M)處理24小時對HT-29引起細胞週 期G2/M期比例減少,並且與G2/M相關蛋白CDC25B和CDC25C的表

現下降(Fig. 32 ~ 34),cyclin B1表現增加。因此CDC25B和CDC25C 的表現下降並沒有讓細胞週期停在G2/M期,所以猜測可能透過別條 路徑影響cyclin B1的表現增加,造成G2/M期減少,或是透過triazinone triepoxide TATT的12小時處理下,促使細胞週期停在G2/M期,當處理 時間延長至24小時,可能使細胞修復不及進而G2/M期減少與sub-G1 期的增加。另外從結果(Table 2及Table 3)發現,從細胞毒殺試驗與 細胞週期各期比例,利用公式計算出的q值,triazinone triepoxide TATT 與oxaliplatin對於HT-29的存活與sub-G1的比例上均為加乘效果,

cisplatin與carboplatin則為拮抗。研究指出,當DNA受損時,G2期停 止有利於細胞進行修復(Stark & Taylor, 2006),許多抗癌藥物藉由這 種方式做為降低癌細胞有絲分裂而控制癌細胞增生。從結果(Table 1 及Table 2)中發現2 M的triazinone triepoxide TATT導致HT-29的細胞 週期S期減少、G2/M期增加,但是4 M的triazinone triepoxide TATT 卻引起HT-29的細胞週期S期則增加、G2/M期減少,因此猜測不同濃 度的triazinone triepoxide TATT可能影響不同期的細胞週期,薑黃素的 作用則增加細胞凋亡的發生。

研究指出不同濃度的薑黃素也會影響細胞週期,同樣大腸直腸癌 細胞HT-29受到5~100 M薑黃素處理,G0/G1期在小於20 M沒有變 化,直到30 M才開始減少;S期從5 M開始就有增加的情況;G2/M

期在小於20 M時是下降的,20~30 M是增加的,越高濃度則沒有變 化(Dempe, Pfeiffer, Grimm, & Metzler, 2008; Giladi et al., 2010;

Howells, et al., 2007; Van Erk et al., 2004)。本實驗結果(Fig. 4-7,Table 4-3)發現,以30 M薑黃素處理HT-29後,Sub-G1期增加,G0/G1期 與S期減少,G2/M期則沒有差異,與研究的結果相似。因此由以上的 結果可以推測,薑黃素的合併治療有助於提高triazinone triepoxide TATT所引起HT-29的細胞凋亡,可能因為(1)triazinone triepoxide TATT透過增加cyclin B1與減少CDC25B和CDC25C的表現,使細胞週 期G2/M期減少及sub-G1期增加,加上(2)triazinone triepoxide TATT 引發細胞凋亡內外路徑的相關蛋白質表現,包括caspase、Bcl-2家族 蛋白質、AIF與endoG等,再加上(3)薑黃素抑制核內蛋白質NF-B 的表現,因而引發更大量的細胞凋亡產生。