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第一章、 前言

第三節、 過度增生的平滑肌細胞與粥狀動脈硬化之關聯-19

有相當多的文獻指出,平滑肌細胞在粥狀動脈硬化形成過程中,

扮演了很重要的角色(63、64、65)。其中原因為粥狀動脈硬化形成 過 程 中 , 血 管 內 皮 細 胞 所 釋 放 的 M-CSF ( marophage colony-stimulating factor ) 分化為巨噬細胞,對 ox-LDL 具有極高的 親合力,形成一含巨噬細胞之泡沫細胞 ( macrophage foam cell ),進 而刺激平滑肌細胞穿過彈性纖維層進入內膜增生(3),增生的平滑肌 細胞再與泡沫細胞、低密度脂蛋白及其他脂質形成動脈硬化斑塊,造 成血管的管腔狹窄(4)。由於平滑肌細胞是動脈最主要的構成物之 一,且當異常增生的平滑肌細胞對粥狀動脈硬化疾病的形成有很重要 的影響,因此很多的文獻極力的在探討,如何抑制過度增生的平滑肌 細 胞 , 普 遍 方 法 為 造 成 平 滑 肌 細 胞 的 細 胞 週 期 停 滯 使 其 無 法 proliferation ;或者造成細胞的 Apoptosis(65、63、64)。

由上述可知,抑制異常增生的平滑肌細胞已成為探討粥狀動脈硬 化疾病的重要實驗模式,而文獻中,使用 體外(

in vitro

)實驗 的設計中,促成平滑肌細胞異常增生的方式包含:實驗時增加細胞培 養時的血清比例(63),或者給予細胞生長因子等方式(64)。本論文 實驗過程中,採用將細胞培養時的血清比例,由原本的 10 % 增加 至 15 %,模擬平滑肌細胞異常增生的情形。

第四節、細胞凋亡之介紹

細胞凋亡 ( Apoptosis )首先被 Kerr, Wyllie, 及Currie 等病理 學家於1972年用來描述一種過程被嚴密控制的細胞死亡機制且與細 胞壞死 ( necrosis ) 不同的現象【表1】,指出當細胞受環境刺激後,

在基因調控之下所產生的自然死亡現象,故亦稱之為細胞計劃性死亡 ( programmed cell death )(5、6)。

一般而言細胞死亡的形式分兩大類:一類是細胞壞死 ( necrosis ) 指細胞受到外在激烈且有害的刺激,通常為非生理性的損傷如:毒藥 作用、缺氧、發炎等反應時;或細胞內在環境嚴重的錯亂而造成細胞 急劇的死亡,所以正常的生理狀態下細胞死亡是不走此途徑的,過程 中細胞膜通透性增加使水分大量進入細胞中,細胞因而腫脹破裂,典 型的特徵有:細胞膨脹、被分解、細胞核及細胞質的內涵物被釋放到 細胞外等現象。另一類細胞死亡的形式則為細胞凋亡 ( apoptosis ),

是一種藉由基因的調控,維持體內細胞數量動態平衡、清除不需要或 病變細胞的基本措施。

細胞凋亡在多細胞生物中扮演幾個生理角色,包括:挑選最適細 胞 ( the fittest cells )、塑造個體及器官形態的機制、原狀恆定 ( homeostasis )、剔除危險性細胞等功能,可見細胞凋亡在生物體之正 常發育及生理功能是所不可或缺的,過多或過少的細胞凋亡可能導致

疾病的發生(6)。

細胞凋亡的形態學特徵包括有:染色質濃縮 ( pyknosis )、細胞 質濃縮、細胞形態變得不規則而且有斷裂 ( fragmentation )、及由凋 亡細胞脫落出細胞凋亡體 ( apoptotic body ) 等情形。而在生化學特徵 包括了:細胞膜變化、凋亡蛋白酵素 ( caspases )的活化、與去氧 核醣核酸的斷裂 ( DNA fragmentation )。細胞膜變化:凋亡中的細胞 會在細胞膜上表現出一些 “請吞噬我” 的信號來告知其鄰近細胞或 巨噬細胞。這些信號已知有 phosphatidylserine ( PS )由細胞膜內 翻轉至膜外的表層, anionic thrombospondin binding sites,與一些醣 分子。這些信號可能在細胞凋亡的早期便會出現(7)。凋亡蛋白酵 素的活化,這些凋亡蛋白酵素的作用造成大部份細胞凋亡的典型表 徵,標的受質(target substrates)可歸納成三大類:凋亡蛋白酵素的 前質、凋亡過程中必須去活化的蛋白質、與凋亡過程中必須活化的蛋 白質。去氧核醣核酸的斷裂:凋亡細胞所產生的斷裂去氧核醣核酸會 在膠片電泳上呈現 “階梯” 圖案,這個階梯圖案被認為是細胞凋亡 的生化學特徵之一(8),因此看到去氧核醣核酸的斷裂,為現今偵 測細胞凋亡有用的方法,例如 terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling ( TUNEL ) 可用來測定細胞凋亡。

另外,利用 ELISA 的斷裂去氧核醣核酸測定法更可用來定量細胞凋

亡的程度。

細胞凋亡在細胞內的分子機制大致可分為二種:包含有 extrinsic pathway 及 intrinsic pathway。extrinsic pathway 是由death ligand 鍵 結至death receptor,進而將死亡的訊息送到細胞內,誘發一連串凋亡 事件的產生。而 intrinsic pathway 則是經由 DNA damage、hypoxia、

和生長因子的缺乏所引發,其主要過程中會活化 apoptosis proteins 且抑制 antiapoptosis proteins 的表現(9)。

細胞凋亡的過程中涉及許多相關的基因和蛋白,其中研究最多的 包含:caspase家族、p53、Fas等。(A)Caspase 為半胱氨酸蛋白酶,

當細胞接受來自藥物或細胞激素( TNF, FasL, IFN )的刺激,將引 發細胞內死亡訊息的傳遞,最後會活化caspase,活化後主要會切斷細 胞內的結構蛋白質,並破壞某些參與代謝的酵素和訊息傳遞的蛋白 質。如:被活化的caspase-8、9能引起Caspase 級聯反應,進而降解結 構蛋白和功能蛋白,引起凋亡,此外細胞中也具有caspase的抑制因 子 , 這 些 因 子 屬 於 一 個 龐 大 的 蛋 白 家 族 稱 為IAPs ( inhibitors of apoptosis proteins ) ,他們能與caspase 結合,抑制其活性,藉由此抑 制以相互調節。(B)p53為一抑癌基因,存在於細胞核內為一核蛋 白,當細胞的DNA受到損傷、生長因子短缺、或缺氧…等情況,進 而會觸發凋亡的進行,過程中活化的p53會進一步促進下游凋亡相關

基因的轉錄如:pro-apoptosis Bax protein、Fas/CD95 ligand、PIGs

( p53- induced genes )等,導致 apoptosis的進行;且其亦可活化抑 制存活相關蛋白的表現如:IGF-BP3 protein來促使apoptosis的發生。

(C)Fas屬於TNF家族,具有三個富含半胱氨酸的胞外區和一個死亡 結合區 ( Death domain ),當FasL (Fas ligand )與Fas結合後,

會使胞內的Death domain 改變並與pro-caspase-8(或-10)結合,形成 DISC(death-inducing signaling complex),進而激活caspase( 8、9、

and 10 ),引起Caspase 級聯反應,最後降解結構蛋白和功能蛋白,

引起細胞凋亡(7、10、11)。

第五節、桑黃(

Phellinus merrillii

)之介紹

一、藥用菇類簡介

中要典籍很早即記載部分真菌(菇類)之子實體及其菌絲體均可 被食用或應用於醫療上。而近年來許多文獻指出靈芝、樟芝、松茸、

舞茸或巴西蘑菇等菇類具有抗腫瘤、降血壓、降膽固醇或增強免疫力 等生物活性,因此如何從中得到有效的抗氧化或抗腫瘤成分,以製造 抗心血管疾病或抗腫瘤新藥,是目前及未來的研究趨勢(12)。

菇是一種具有明顯子實體( fruit body )的大型真菌,能形成此 種子實體之菇類,少數為子囊菌綱真菌,大部分屬於擔子菌綱,其中 大多為食藥用菇類,少數為毒菇。因食藥用菇之子實體集菌絲體富含 有蛋白質、多醣、有機酸、核苷酸和酵素等成分及抗腫瘤、降血壓等 生物活性物質,現已成為高經濟價值及學術價值之產品(13、14)。

近來的研究中發現,菇類的子實體萃取液或是菌絲體發酵液中,

含 有 相 當 多 的 生 理 活 性 成 分 , 如 水 溶 性 多 糖 體 、 超 氧 歧 化 酵 素

( superoxide dismutase, SOD ) 及 10-ODA ( 10-oxo-trans-8- decenoic acid )等,分別具有免疫調節、自由基清除等特性(10、11)。

此外還發現菇類萃取物還具有抗腫瘤(15、16)、增加免疫力(20)、

降血壓(17)等生理活性功能。特別在抗腫瘤方面,菇類的子實體萃 取液或是菌絲體發酵液中具有多醣體(β-葡聚醣以及與蛋白質結合

的葡萄糖)、triterpene、agglutinin、dietary fiber 等,主要功用為恢復 或增強體內免疫能力,經由活化多種免疫細胞如:刺激巨噬細胞、嗜 中性細胞、T 細胞、B 細胞及自然殺手細胞等(20),以達抗腫瘤之 效果。

二、桑黃之生物特性

桑黃為一種寄生於桑樹上的多年生覃菇類,在分類上桑黃是屬於 真菌界( Fungi )、擔子菌門( Basidiomycotina )、真正擔子菌綱

( Hymenomycetidae )、平滑臥孔菌目( Aphyllophorales ) 刺革 菌科( Hymenochaetaceae )、火木層孔菌屬( Phellinus )、桑黃種

( Phellinus merrillii )。本論文所使用之桑黃,經大陸中國科學研究 院 戴 玉 成 博 士 及 台 中 科 學 博 物 館 植 物 組 主 任 吳 聲 華 博 士 確 認 為 Phellinus merrillii 。

桑黃特徵為馬蹄型,長約 9 公分,寬 6~15 公分,厚 2~5 公分,

傘的表面具有,呈現淡紅褐色或暗褐色,有明顯的環溝與縱溝形成龜 裂紋。邊緣的新生部分為鮮黃色,底部則由鮮黃色逐漸變成黃褐色,

而底部的管孔是多層黃色或黃褐色的楔形,會生長厚膜的剛毛,藉此 可和其他種類區別。

生長時主要寄生於桑樹的古木上,但也會寄生於其他的闊葉樹 上,是會讓心材腐朽枯死的木層孔菌型的白色腐朽菌,原本為瘤狀,

慢慢的生長為扇狀。主要產地為中國、菲律賓、北美、中南美等地。

『本草綱目』將桑黃歸納為木耳的項目中,指其為硬蕈類,記載 療效包含:治療子宮出血、白帶、月經不順等婦女病,支氣管炎、氣 喘、肺結核等呼吸系統疾病,胃痛、下痢等消化系統疾病,以及過度 疲勞、淋巴腫瘤等疾病。

桑黃子實體的主要成分包含有:多醣體β-(1-3)D

葡聚糖、β-(1-6)D 葡聚糖、蛋白質結構的酸性雜聚糖α-(1-4)、三帖類

( truterpenoids )、 腺苷、脂肪酸( C22 及 C24 的飽和脂肪酸 ) 及氨基酸。

三、桑黃之生物活性

目前國內外關於桑黃的研究中,主要是針對其子實體的藥理作 用,包含有:具有抗肝纖維化作用,結果顯示桑黃能明顯改善肝功能,

提高 SOD 活性,表現出清除自由基的作用。也具有增強自體免疫能 力之作用,研究顯示桑黃可以誘發γ-干擾素( IFN-γ )的能力

「30」、刺激巨嗜細胞( marcrophage )活化(24)、刺激巨噬細胞 產生 interleukin-10( IL-10 )「26」、誘導殺手細胞(27)活化進而 調節自體免疫能力,抑制腫瘤細胞的增殖作用(30)。

四、桑黃的其他相關研究

綜合文獻發現桑黃除了抑制癌症及抗氧化的作用外,尚包含具有

免疫調節、增加傷口癒合、降低血糖等作用。首先,在免疫調節方面,

文獻指出桑黃可以增強免疫能力,藉由促進活化免疫細胞如:T 細 胞、B 細胞、自然殺手細胞、巨噬細胞等以增強免疫能力(24、26、

27)。此外桑黃亦具有減低過敏反應的作用(28),2003 年 kim 等學 者提出桑黃可藉由減低血清中的IgG 及 IgG2a 且減低 tumor necrosis factor-α( TNF-α)與 interferon-γ( IFN-γ)以達到減低過敏之 作用(29)。而也有學者提出桑黃的減低敏感作用中,interferon-γ

27)。此外桑黃亦具有減低過敏反應的作用(28),2003 年 kim 等學 者提出桑黃可藉由減低血清中的IgG 及 IgG2a 且減低 tumor necrosis factor-α( TNF-α)與 interferon-γ( IFN-γ)以達到減低過敏之 作用(29)。而也有學者提出桑黃的減低敏感作用中,interferon-γ

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