許多研究已證實天然植物中的多酚類化合物有抑制癌細胞生長 或產生細胞毒性的作用。我們從植物中萃取出具有抗癌活性的天然化 合物來比較其抑制頭頸部癌症細胞的活性。以下簡單的介紹這些天然 物的背景:
TF1 、 TF2 、 TF3 、 5GG : TF1 是 Theaflavin 的 簡 稱 、 TF2 是 Theaflavin-3-gallate的簡稱、TF3是Theaflavin-3,3’-digallate的簡稱,這 三個化合物們是從紅茶中萃取出的多酚類化合物;5GG則是有五個 Galloy機團的化合物,其化學名為Penta-O-galloyl-β-D-glucose。其中,
TF3與5GG已被證實可藉由抑制前列腺素活化前列腺素受器的功能,
以達到抑制前列腺癌的效果78。
Emodin(大黃素)是由中藥植物裡的大黃萃取出的天然化合物。
在中醫的使用上,主要用於瀉下、治療實熱便秘、食積停滯、腹痛、
急性闌尾炎、急性傳染性肝炎、血瘀經閉、牙痛、吐血、急性結膜炎、
水腫、淋濁等。外用可治療燒燙傷、化膿性皮膚病、癰腫瘡瘍等病症,
【內經、傷寒論、金匱要略】。現今,有許多研究發現Emodin 在前列 腺癌79、胃癌80上有誘導細胞凋亡的活性。
Apigenin(芹菜素)常見於春黃菊(Camomile)、柑橘類的植物中,
蘋果、西洋芹(parsley)、羅勒(basil)、龍蒿(tarragon)、胡荽葉 用。目前,在抗癌活性的研究上,已發現Rutin 藉由活化 macrophages 來抑制NO 的產生,進而抑制 TNF-α 的產生84,85。
(Cnidium monnieri (L.) Cuss)的果實中。在中醫的使用上,用於治
Cal-27、Ca9-22 存活分析中, EGCG 對三株頭頸部癌細胞皆具最有 效的抑制作用,也讓我們發現 EGCG 廣效的明顯抑制頭頸部癌細胞
期69,92,93、誘導癌細胞的凋亡 67,71-73等。在 Figure.2 中 Flow cytometry
細胞週期分析;與Figure.3a、Figure.3b 中,使用西方點墨法檢查停滯 G1 期之相關蛋白(p21、p53、p73)、細胞凋亡相關的 Caspase 3、Caspase 9、PARP 的表現量,證實 EGCG 抑制頭頸部癌細胞生長,是藉由誘 化表現量也逐漸下降(Figure.4c),而處理 EGCG 後,STAT3 也明顯 的移動至細胞核外(Figure.4d)。此外,由西方點墨法實驗發現STAT3 路徑下游蛋白表現量也下降(Figure.5)。從 Figure.4 到 Figure.5 的結 果,說明 EGCG 確實抑制了 STAT3 訊息的傳遞,其主要作用點,是
細胞內 STAT3 磷酸化蛋白的表現量,發現 EGCG 的處理並不會展現 抑制 HSC3 細胞中 STAT3 磷酸化(Figure.7)。此結果証實 EGCG 抑 制頭頸部癌細胞增生的效果,的確是因為抑制了 STAT3 路徑的關係 而達成的。
最近的研究報告指出 interleukin-6 會藉由刺激 STAT3 Tyr705 位 置的磷酸化而促進腫瘤細胞的存活與生長28。另有研究指出頭頸部癌 細胞株會自體分泌(autocrine) 或旁分泌 (paracrine) IL-6 來刺激自身 的 STAT3 活化 11。為了進ㄧ步測試 EGCG 抑制 STAT3 路徑與 interleukin-6 的存在是否相關聯(Figure.6a),以MTT assay(Figure.6b)
測試 EGCG 抑制細胞增生的效果。結果證實,在 EGCG 處理下,可 以抑制interleukin-6 促進頭頸部癌細胞的增生。
此外,研究報告中指出AG490 是抑制 STAT3 磷酸化的化合物76; Curcumin 是也有抑制 interleukin-6 所誘導 STAT3 磷酸化之活性 77; Apigenin 是目前抗癌活性的多酚類成分,在許多研究中常與 EGCG
一起比較抗癌活性。進一步,我們將 EGCG 與 Apigenin、AG490、
Curcumin 一起用於比較抑制 interleukin-6 所誘導的細胞增生現象。觀 察到EGCG 在 interleukin-6 所誘導的細胞增生,是最有抑制效果的化 合物(Figure.6c)。
Figure.1 與 Figure.6c 的結果指出,EGCG 除了在抑制頭頸部癌細
胞增生是最好的化合物之外,對於interleukin-6 在頭頸部癌細胞上誘 取下的口腔癌細胞,在primary culture 後,外加 interleukin-6 可發現 促進頭頸部癌細胞生長之現象33;且臨床上,也有許多例子證實頭頸 部癌病患 interleukin-6 的血中濃度的高低與其治療的難易度 32、癌細 胞轉移的機率30,31也有直接的關係;再加上本研究中,我們對於EGCG 可以抑制interleukin-6 在頭頸部癌細胞上的作用之發現,間接的說明 EGCG 在臨床上用於治療頭頸部癌病患,可能有好的預期與潛力。
已有研究指出了 EGCG 在癌細胞上的接受器(67-kDa laminin receptor)94; 在 多 發 性 骨 髓 瘤 細 胞 中 ,EGCG 也是因為 laminin receptor,而有選擇性的抑制癌細胞的生長以及誘導凋亡,卻對正常 細胞的生長卻沒有任何影響60。而在頭頸部癌細胞的研究裡,也有人 發現 laminin 的表現量與頭頸部癌細胞的惡性度成正比 95。這些證據 意味著, EGCG 對於治療頭頸部癌症,或許也如同多發性骨髓瘤細
胞,是有特異性(有分別性)的抑制癌細胞的生長。
而未來研究計畫的部份:在EGCG 抑制 STAT3 訊息傳遞上,可 追尋路徑上游Jak/Tyk2 與 EGCG 的關係,以更確定 EGCG 抑制 STAT3 訊息傳遞的作用點;除了有 HSC3 細胞株的反證外,也可以用轉殖 (transfect)的技術,抹除頭頸部癌細胞 STAT3 的表現,更進一步的探 討EGCG 和 STAT3 的作用關係;對於,處理 EGCG 無效的 HSC3 細 胞株,也許是因為HSC3 與實驗中其他的頭頸部癌細胞株比起來,是 比較末期、惡性度比較高的細胞株,其細胞中許多機制也早已突變、
無功能96,97。所以無法單單只用EGCG 一個化合物來抑制,或許在治
療這種惡性度比較高的頭頸部癌細胞上,可往複合藥物療法的方向考 慮98。