internal transcribed spacer 結合 5.8S ribosome RNA 基因序列作為屬之間的分類 依據,並以superoxide dismutase(SOD)作為鑑定種之依據 (白,2003)。
六、樟芝菌絲體培養
樟芝子實體的生長緩慢且數量稀少,因此利用發酵技術進行樟芝菌絲體和二
次代謝物的大量培養,是目前最符合經濟效益研究開發方向。市售樟芝產品以菌 絲體萃取液最具功效性,而食品工業發展研究所則以發酵過濾液具功效為開發特 色。從經濟因素進行考量,將來在利用樟芝菌株分泌的功效性二次代謝物進行藥 品開發時,可不經細胞破碎步驟就可純化代謝物,能有較高的回收率,進而降低 整個發酵過程投資成本,因此具有相對的開發利基(王與黃,2002)。七、生理活性
許多研究藉由分離純化技術探討樟芝生理活性成分與功效物質,野生樟芝具
有許多複雜的成分及其生理活性成分存在。包括:多醣體(polysaccharides,如 β-D-葡聚醣)、三萜類化合物 (triterpenoids)、超氧歧化酵素 (superoxide dismutase, SOD、腺苷(adenosine)、蛋白質(含免疫蛋白)、維生素(如:菸鹼酸)、微 量元素(如:鈣、磷)、核酸、凝集素、胺基酸、固醇類和木質素等 (Chang and Chou, 1995)。(一) 多醣體
在樟芝發酵液中萃取出 14.3% 的多醣體,組成以葡萄糖、木糖和甘露糖為 主,其分子量介在 110 kDa 左右;水萃物及鹼萃物中所含之多醣體其分子量則介 在 760 kDa 上下,兩者中皆含有葡萄糖、木糖、半乳糖和醛糖酸等單糖,屬雜 多醣。經光譜分析後皆為含有具生理功能的 β-D-葡聚糖 (β-D-glucans) (黃 2000)。有研究發現樟芝液態發酵菌絲體中脂多醣 (Lipopolysaccharide, LPS) 的存 在,並證實從中萃取所得的 LPS 在醣基組成上有別於細菌的 LPS,對細胞的毒 性遠低於細菌的 LPS,而且對於細胞間黏附分子 1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule 1, ICAM-1)的表現具有負調控的作用及可抑制 monocyte-endothelial 間的黏附作用 (Cheng, 2005)。
(二) 三萜類
樟芝三萜的研究大都集中在子實體三萜類的化學成分分析和結構式的建 立,前人研究發現從樟芝子實體之甲醇萃取液中發現三種新的化合物,以 ergostone 為骨架的三萜類化合物,antcin A、antcin B、antcin C 及兩種以
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lanostane 為骨架的三萜類化合物 (Cherng et al., 1995)。以同樣的分析方法再發現 四種新的以 ergostone 為骨架的三萜類化合物 antcin E、antcin F 和 methyl antcinates G、methyl antcinates H (Cherng, 1996)。研究中發現樟芝子實體 3 種以 ergostane 為骨架的新化合物 zhankuic acid A (1) 、B (3) 、C (4),從菌絲體發現 5 種 三 萜 化 合 物 :zhankuic acid D (2) 、 zhankuic acid E (5) 、 15 a - acetyl-dehydro –sulphurenic acid (6)、dehydroeburicoic acid (7)、dehydrosulphurenic acid (8),其中主要的 zhankuic acid A、C 對 P388 淋巴癌細胞株有細胞毒殺作 用,而 zhankuic acid A 、 B 具有 anticholinergic 及 antiserotonergic 的活性 (Chen and Yang, 1995)。
(三) 其他
樟 芝 菌 絲 體 利 用 甲 醇 萃 取 , 再 以 製 備 型 HPLC 純 化 , 得 到 一 化 合 物 3-Methyl-butyric acid 4- (3-methyl-but-2-enyloxy) -phenyl ester,該化合物對於人類 肝癌細胞 Hep G2 和 Hep 3B 具有細胞毒性,IC50 分別為 49.5 及 62.7 μg/mL (宋,2003)。研究中從樟芝菌絲體分離出五種新的 maleic 和 succinic acid,且這 些新的化合物對於 LLC 腫瘤細胞均具有細胞毒性,其中尤以化合物 2,3 的效 果較佳,EC50 分別為 3.6 及 7.5 μg/mL (Norio Nakamura, 2004)。
八、藥理研究
目前研究人員研究樟芝的方向以抗氧化 (antioxidant) 、解毒 (antidote) 、抗 癌 (anticancer) 、免疫調節 (immunomodulatory)、保護肝臟為主。
(一) 抗癌
樟芝抗癌機制之研究多利用液態發酵樟芝之菌絲體甲醇萃取物或樟芝子實 體乙醇萃取物來研究其功效,利用樟芝菌絲體甲醇萃取物來處理人類肝癌細胞株 結果顯示,會抑制此肝癌細胞的生長與延緩肝癌細胞的DNA 合成,進而造成細 胞凋亡 (張,2002;宋,2003)。也有研究利用樟芝子實體乙醇萃取物誘導人類 白血病前骨髓細胞,使白血病前骨髓細胞產生細胞凋亡現象,從而達到抗癌作用 (呂,2003;Lu et al., 2009)。從樟芝菌絲體以 Chloroform 萃取後發現 5 種新的 maleic 及 succinic acid 具有毒殺腫瘤細胞 LLC 之效果 (Nakamura et al., 2004)。而在動物實驗上已證實,樟芝甲醇萃取液能抑制小鼠背部腫瘤的生長 ( 張 , 2004) 。 從 樟 芝 子 實 體 中 用 乙 酸 乙 酯 萃 取 分 離 出 4,7-Dimethoxy-5-methyl-l,3-benzodioxole 具有抑制大腸癌細胞之功效 (Lien et al., 2009)。
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(二) 抗氧化
樟芝菌絲體水萃物可以增加細胞膜上高分子量的蛋白質的含量,避免細胞膜 受到自由基的攻擊而瓦解,因此減少紅血球的溶血情況 (Hseu et al., 2002);固態 栽培的樟芝可以減少沙門氏菌因過氧化物或致突變劑的存在下,所導致的突變 (魏,2003);液態深層培養之樟芝能有效清除自由基,減少因自由基所引發的疾 病 (Song et al., 2002)。樟芝菌絲體的水萃取物與培養液經研究顯示,具抑制脂質 過氧化及清除 DPPH 自由基的能力,有良好的抗氧化作用(Song and Yen, 2002)。樟芝菌絲體之水萃取物可保護正常紅血球免於自由基過氧化的傷害,且 對 HL-60 細胞具有毒殺作用(Hseu et. al., 2002)。樟芝菌絲體與子實體具有抑 制酒精代謝時所伴隨的抗氧化酵素(SOD 與 Catalase)升高現象,且有降低酒 精所誘發之急性肝損傷功能(戴,2001)。樟芝子實體與菌絲體之甲醇萃取物表 現於對捕捉 DPPH 自由基、超氧陰離子、減緩脂質過氧化、減少共軛雙烯鍵形 成及螯合鐵離子之能力等,具有良好的抗氧化活性(黃,2000),且樟芝菌絲體 甲醇萃取物在低劑量下,對肝腫瘤細胞株HepG2 有很強的細胞毒殺作用(陳等,
2001)。
(三) 抑制腫瘤細胞生長
低劑量的樟芝菌絲體之甲醇萃取液,加入肝腫瘤細胞 Hep G2 中,發現能有 效的毒殺腫瘤細胞。在樟芝抑制腫瘤細胞的成果比較中,食品工業研究所發現萃 取樟芝胞外有效成分,以及業界萃取樟芝胞內成分,皆可有效抑制肝癌、子宮頸 癌、胃癌及乳癌(陳等,2001)。樟芝子實體分離出的化合物 Zhankuic acid A、B 及C,發現三者各有不同抗癌效果(楊,1991),其中 A 和 C 對 P-388 淋巴癌 細胞株有細胞毒殺作用,而A 和 B 具有 anticholinergic 及 antiserotonergic 的效 果(Chen et. al., 1995),此外另一已被鑑定之化合物 dehyhroeburicoic acid 則具 抗炎作用,以及抑制腦部神經膠母細胞瘤,使其壞死或凋亡(Deng et. al., 2009)。
亦有報告指出,Antcin A 具有抑制老鼠血癌(P-388 murine 1eukemia) 細胞毒素 的 活 性 ,antcin B 具 有 抗 副 交 感 神 經 作 用 ( anticholinergic ) 及 抗 血 清 素
(antiserotonin)活性(Cherng et. al., 1995)。
(四) 免疫調節及抗發炎
研究指出從樟芝菌絲體及人工栽培的子實體中分離出三種免疫調節蛋白 aca I、aca II、aca III,試驗的結果顯示三種樟芝蛋白皆可刺激小鼠淋巴細胞增生 及 IFN-γ 的分泌;直接刺激巨噬細胞 RAW 264.7 分泌 NO 及 TNF-α (曹,
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2003)。樟芝子實體分離出 14 種成分對人類的白血球具有免疫調節的效果 (Shen et al., 2003)。而樟芝子實體中的 zhankuic acid 可以降低血液中嗜中性球 (neutrophils) 釋放活性氧物質 (reactive oxygen species, ROS) 及細胞表面黏著分 子 Mac-1 (CD11b/CD18) 的表現,達到抗發炎的效果 (Shen et al., 2004a);以五 種不同的樟芝水萃液來液態培養樟芝菌絲,其菌絲水萃物也同樣具有降低白血球 產生ROS,達到抗發炎的效果 (Shen et al., 2004b)。
(五) 保肝
有研究指出樟芝菌絲多醣體均有抗 B 型肝炎病毒的活性也均無細胞毒性,
尤以樟芝菌株 B86 在 50 μg/mL 有強烈抑制 B 型肝炎病毒表面抗原的作用,而 且比 1000 unit/mL α-干擾素效果更佳 (Lee, 2002)。研究發現,在 3、12.4、24.8 ml/kg b.w/day 之劑量下,於四氯化碳投予前一周,每天連續八週餵食樟芝發酵 液,結果顯示樟芝發酵液對四氯化碳誘發的慢性肝損傷有保護的能力,其保護機 制 應 與 其 提 升 glutathione peroxidase , glutathione reductase 與 glutathione S-transferase 活性及抑制肝臟和血漿脂質過氧化能力有關 (陳,2002)。也有研究 顯示,以樟芝發酵液 (1g/kg) 餵食經四氯化碳誘發慢性肝炎的老鼠,具有改善的 效果。樟芝發酵液 (2 g/kg) 也能抑制 dimethylnitrosamine 所引起的肝臟纖維化 (郭,2002)。
九、安全性評估
在安全評估方面,樟芝菌絲體懸浮液,在 3000 mg/kg 劑量下,對雄及雌大 白鼠服用 14 天內,對動物不引起任何毒性症狀,器官亦無組織病變(許等,
2001)。在 50、150、500 mg/kg/day 之劑量,以餵食針給予懷孕等 6 天至 15 天 之SD 大白鼠,也未發現在子宮重量、生育力指數、受精卵著床前流失率、著床 後死亡率、胎鼠平均體重改變及畸胎之影響(林等,2001)。以胃管連續餵服20、
200、2000 mg/kg 劑量之樟芝菌絲體凍乾品,28 天予大白鼠,無動物死亡、器官 組織病變、血清生化值改變之現象,動物體重亦持續正常成長,大白鼠連續服用 混在飼料之乾燥樟芝(0.5, 1, 2%) 90 天,亦無毒性發現(陳等,2001)。以630 mg/kg 劑量之子實體,連續餵食大白鼠 14 天,並無體重異常或組織病變出現。
菌絲體以 Ames test,以沙門氏菌 TA100 為對象,顯示不具致突變性(黃等,
2000)。
第二節 阿茲海默症之相關研究
阿 茲 海 默 症 性 失 智 佔 所 有 老 年 失 智 40-50 % (Abraham et al. 1989;
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Alzheimer et al. 1995; Glenner and Wong 1984),可謂為老年失智的代表性疾病。
在1906 年,由德國的神經科醫師 Alois Alzheimer 首次觀察阿滋海默氏症患者腦 部切片並將其微觀變化記錄下來,而後便將此疾病命名為 Alzheimer’s disease (Sorrention and Bonavita, 2007)。阿茲海默症為隨年齡的增長而引起腦神經系統退 化的疾病之一。阿茲海默症的成因頗為複雜,包括基因突變、環境因素與個人習 性都可能影響該病的發生及進展;而類澱粉樣蛋白質 (amyloid β-peptide,Aβ) 假 說則是目前最為學界所接受的理論 (Abraham et al. 1989; Alzheimer et al. 1995;
Glenner and Wong 1984)。該假說指出 Aβ 乃是阿茲海默症形成的主要元兇,Aβ 會在大腦皮質 (cortex) 及海馬迴 (hippocampus) 中過度分泌而大量沉積,導致 神經元傷害而產生老年斑 (senile plaque) 和神經纏結 (neurofibrillary tangles),此 為阿茲海默症之病理特徵 (Flood et al. 1991; Hardy and Selkoe, 2002)。在大鼠側 腦室中進行連續輸注 Aβ40 來誘導大鼠腦中形成似老年斑塊的沉積,並造成神 經損壞與學習操作能力障礙,以作為擬似阿茲海默症之動物模式 (Myhre and Tysnes 2002)。近來也有研究以轉殖基因方式作為擬似阿茲海默症之動物模式 (McGowan et al., 2006;Lawlor et al., 2007; Agca et al., 2008)。
一、 原發性阿茲海默症
發病主要與腦的退行性病變有關,一般言遺傳佔相當重要因素。目前己知
比較清楚的包括類澱粉前驅蛋白質基因,位於第 2l 對染色體;早老素 1
(Presenilin 1) 基因,位於第 14 對染色體;早老素 2 (Presenilin 2) 基因,位於第 1 對染色體;Apolipoprotein E (ApoE) 基因位於第 19 對染色體上 (Rubinsztein 1997)。
二、 阿茲海默症之危險因子
(一) 類澱粉樣蛋白 (amyloid β-peptide,Aβ)
堆積在神經細胞外的老化斑塊 (senile plaques),其主要成分是由一種 39-43 個胺基酸組成的 peptide 所構成 (Li QX et al., 1999),稱為類澱粉樣蛋白 (amyloid β-peptide, Aβ ),Aβ 很難溶解,從老化斑中分離的澱粉樣蛋白作氨基酸 序列分析,發現與阿茲海默症患者腦血管斑分離的 β-蛋白屬同系物,Aβ 在中樞 神經系統之神經元及膠質細胞 (gila cell),以及身體其他組織皆會表現 (Tanzi et al., 1987;Schmechel et al., 1988),其是由類澱粉樣前驅蛋白 (amyloid precursor
堆積在神經細胞外的老化斑塊 (senile plaques),其主要成分是由一種 39-43 個胺基酸組成的 peptide 所構成 (Li QX et al., 1999),稱為類澱粉樣蛋白 (amyloid β-peptide, Aβ ),Aβ 很難溶解,從老化斑中分離的澱粉樣蛋白作氨基酸 序列分析,發現與阿茲海默症患者腦血管斑分離的 β-蛋白屬同系物,Aβ 在中樞 神經系統之神經元及膠質細胞 (gila cell),以及身體其他組織皆會表現 (Tanzi et al., 1987;Schmechel et al., 1988),其是由類澱粉樣前驅蛋白 (amyloid precursor