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中草藥複方抑制癌細胞生長研究(青杏4號)
中草藥複方抑制腫瘤生長與誘發多種癌細胞凋亡之研究
 
一、 前言
       
      (一)  研究背景
        
        據行政院衛生署所公布的「94年國人十大死因」統計,因癌症死亡的比例佔全年死亡人數的27.2%,人數達36,357人,連續二十四年蟬聯榜首,也就是說平均每十四分又七秒,就有一人死於癌症。因此如何防癌及抗癌已成為大家在健康上最關注的焦點。
        人體所有的器官是由細胞所組成的,正常情況下,人體細胞的分裂和生長是被嚴格調控的。若體內出現異常的細胞,不受控制地迅速增長,而免疫系統又無法作用時,腫瘤就此形成。
        腫瘤可以是良性或惡性的,其中良性腫瘤的細胞並不會侵蝕正常組織,也不會擴散到身體其他的部位。而惡性腫瘤則會攻擊周圍組織和器官,也會隨著血液和淋巴等途徑轉移至身體其他部位,形成新的腫瘤,並對生命造成威脅。所以癌細胞和正常細胞不同之處在於幾點:
第一、癌細胞在缺少正常生長指令的情況下也能生長分裂,有可能是癌細胞的基因發生突變,持續不斷對內發出一些生長訊息所致。
第二、癌細胞會對周圍正常細胞發出的停止生長指令不予理會。
第三、癌細胞可逃避內建的自我毀滅機制,當細胞的DNA發生突變或受損時,正常細胞會啟動自殺程式(亦即我們所說的細胞凋亡),但癌細胞的自殺程式可能有缺失,因此無法正常執行。
第四、癌細胞具誘發新生血管生成的能力,癌細胞可以促使新生血管延伸到腫瘤內部,以供給腫瘤生長所需的氧及養分;若能阻止新生血管的生長,便可以中斷癌細胞養份的供應,讓腫瘤餓死。
第五、癌細胞具有永生的能力,這裡的永生是指細胞不會老化死亡。
第六、癌細胞具有擴散轉移的能力。
        現在癌症治療的臨床標準程序,除了手術切除外,還有化療及放療的使用。所謂的化療是指將具有細胞毒性的化學藥物以口服或注射的方式給予病人,利用藥物破壞或抑制細胞染色體分裂的原理,使癌細胞死亡。而放療的原理是利用高能量的放射線照射癌組織,促使癌細胞凋亡,以達到治療癌症的目的。
        兩種療法的共同缺點就是專一性低,也就是會同時傷害正常細胞與癌細胞,因此會有副作用的產生,同時也會造成免疫力的下降,使療程難以繼續。因此如何刺激抗癌免疫力來清除癌細胞,是一種被寄予厚望且積極被研究的一種癌症治療方法。身體中主要的抑癌免疫反應有兩種形式:
    
        1. 殺手性T細胞 (cytotoxic T lymphocytes)
        當癌細胞產生凋亡的情形時,體內有一種免疫細胞稱為抗原呈現細胞,會將凋亡的癌細胞吞噬,並將癌細胞特有的蛋白質與MHC (major histocompatibility complex)共同呈現在細胞表面,再經由其他免疫細胞的作用,造成殺手性T細胞的活化,一旦殺手性T細胞被活化,便可以專一性地辨識並毒殺癌細胞,達到清除癌細胞的目的。
       
        2. 自然殺手細胞(natural-killer cells)
        自然殺手細胞也具有清除癌細胞的功能。通常癌細胞會將自身做一些改變,以躲避體內的免疫系統,進而增生形成腫瘤。常見的改變是癌細胞會降低本身MHC的表現量,而讓殺手性T細胞無法辨識,藉此逃避殺手性T細胞的毒殺。一些研究顯示,體內自然殺手細胞可以偵測出MHC低表現量的癌細胞,進而毒殺這些癌細胞。除此之外自然殺手細胞也可以活化殺手性T細胞,加強體內抑癌免疫反應。
     
      中草藥複方是從中藥所提煉出來的,具有抗癌、抗發炎和免疫調節的作用,其主要成分包含冬蟲夏草、白花蛇舌草、青黛、豬苓、黃蓍、人參、龍葵、藿香、白朮、天花粉、威靈仙、珍珠、女貞子、甘草、冰片等,研究顯示中草藥複方同時具有增強免疫及免疫抑制的效果
        此外,進一步研究其中成分,顯示具有抗腫瘤活性,這些中藥抗腫瘤的活性可能由於它們抗氧化、抗致突變、免疫調節、細胞穩定或細胞毒殺的效果。我們初期的研究顯示,中草藥複方對於周邊血液單核球(PBMC)和T細胞具有免疫調節作用,我們亦證實中草藥複方可誘發許多人類癌細胞的凋亡
        因此本研究目的為檢測中草藥複方對老鼠腫瘤形成的影響,我們計畫建立一個動物模式,在BALB/c 老鼠背部的皮下打入結腸癌CT-26細胞,使之形成腫瘤,再藉由中草藥複方的餵食,來研究在動物模式中,中草藥複方是否具有抑制腫瘤生長的功效。
 
      (二)  實驗說明
        
        實驗中所使用的BALB/c 老鼠為5-7週大之雌鼠,購自台大醫學院實驗動物中心。將所有老鼠分為兩組,其中一組早晚餵食200 μl強效型中草藥複方,另一組則為對照組,早晚餵食200 μl無菌水。
第一次實驗:將2 × 106的CT-26細胞懸浮於100 μl的phosphate buffer solution (PBS)中,以26G的針頭,採皮下注射的方式,將CT-26細胞施打於上述BALB/c 老鼠背部,待腫瘤形成,每週測量紀錄腫瘤的體積。
第二次實驗:以相同方法將每隻老鼠施打3 × 106的CT-26細胞(細胞懸浮於200 μl的PBS 中),待腫瘤形成,每3天測量紀錄腫瘤的體積。
第三次實驗:以相同方法將每隻老鼠施打2 × 104的CT-26-1細胞(細胞懸浮於100 μl的PBS 中),待腫瘤形成,每3天測量紀錄腫瘤的體積。
第四次實驗:以相同方法將第二次的實驗中未形成腫瘤的老鼠施打1 × 106的CT-26-1細胞(細胞懸浮於100 μl的PBS 中),待腫瘤形成,每3天測量紀錄腫瘤的體積。
第五次實驗:則是將每隻老鼠施打經過72 Gy咖瑪放射線照射的 1 × 106 的CT-26-1細胞(細胞懸浮於100 μl的PBS 中),兩星期後,再施打1 × 105 CT-26-1細胞,再經1個月後,施打1 × 106 的CT-26-1細胞待腫瘤形成,測量紀錄腫瘤的體積。上述實驗中腫瘤體積計算公式均為V=d1 × d2 × d3,其中d1、d2、d3分別為腫瘤之長、寬、高。
二、 結果
       
         第一次實驗中,在接近一個月後可明顯觀察到,10隻餵食中草藥複方及8隻餵食無菌水的老鼠中,分別有6隻及5隻老鼠長出腫瘤。兩組老鼠的腫瘤體積在初期並無差別,餵食中草藥複方的腫瘤體積為0.4 ±0.3 cm3,餵食無菌水的腫瘤體積為0.48 ±0.3 cm3。第52天時,將長有腫瘤的老鼠麻醉拍照,比較兩組腫瘤的大小餵食差異顯示中草藥複方老鼠的腫瘤明顯較餵食無菌水老鼠的腫瘤來的小。到第56天時,餵食中草藥複方的腫瘤體積為3.09 ± 1.65 cm3,餵食無菌水的腫瘤體積為5.76 cm3(圖一A)。
 
                          圖一:A.餵食中草藥複方對腫瘤生長的影響 (第一次實驗)
 
         就平均值而言,餵食中草藥複方的腫瘤體積約僅有餵食無菌水腫瘤體積的53.6 %
        由於第一次實驗中,並非所有施打CT-26細胞的老鼠皆長出腫瘤,因此第二次實驗中,將CT-26細胞數提高為3 × 106,同樣在接近一個月後可明顯觀察到腫瘤形成,且兩組老鼠的腫瘤體積在初期並無差別,餵食中草藥複方的腫瘤體積為0.11 ±0.08 cm3,餵食無菌水的平均腫瘤體積為0.17 cm3(圖一B)。
 
                                   B. 餵食中草藥複方對腫瘤生長的影響 (第二次實驗)
                                    照片中右邊兩隻餵食水;左邊兩隻是餵食中草藥複方
 
 
        隨著實驗天數增加,就腫瘤體積平均值而言,餵食中草藥複方的腫瘤較小。第51天將老鼠麻醉拍照,可明顯看出餵食中草藥複方的腫瘤體積較小,此結果與第一次實驗相同,顯示中草藥複方的確具有抑制腫瘤生長的效果
在第二次實驗中,依然有部分老鼠未長出腫瘤,因此我們往後之實驗皆使用CT-26-1細胞(曾勝弘醫師實驗室贈予,形成腫瘤的能力較佳) ,我們先測試中草藥複方是否能夠抑制此株細胞所形成之腫瘤。結果發現,當細胞施打2 × 104的CT-26-1細胞時,餵食無菌水的老鼠皆長出腫瘤,而餵食中草藥複方的老鼠則僅有半數長出腫瘤。在施打CT-26-1細胞34天時,餵食中草藥複方的腫瘤體積為0.157 ±0.19 cm3,餵食無菌水的腫瘤體積為0.474 ±0.4 cm3
        我們將第二次實驗中,未長出腫瘤的老鼠施打CT-26-1細胞,結果第3天即可觀察到腫瘤形成。其中餵食中草藥複方的12隻老鼠中,只有8隻長出腫瘤,而5隻餵食無菌水的老鼠則有4隻長出腫瘤。在腫瘤形成初期,兩組老鼠的腫瘤體積並無差別,餵食中草藥複方的腫瘤體積為0.011 ±0.0076 cm3,餵食無菌水的平均腫瘤體積為0.0098 ±0.0068 cm3。而第10天開始,兩組老鼠的腫瘤體積開始有明顯的差別(圖一C
 
 
                  C. 餵食中草藥複方對腫瘤生長的影響 (第三次實驗)
 
       就平均值而言,餵食中草藥複方的老鼠腫瘤僅有餵食無菌水老鼠腫瘤的53.8 %,而到第56天時,僅有31.2 %。而由第51天的照片中,亦可明顯看出餵食中草藥複方的腫瘤體積較小
         由於2 × 104的CT-26-1細胞即可在老鼠身上形成腫瘤,但在第四次實驗中施打1 × 106的CT-26-1細胞時,卻不是所有老鼠皆長出腫瘤,顯示第一次CT-26細胞的施打可使老鼠對CT-26-1細胞產生免疫反應,而中草藥複方可加強老鼠的免疫能力,因此餵食中草藥複方的老鼠長出腫瘤的比例較低而從腫瘤體積的比較可看出,餵食中草藥複方的老鼠,腫瘤明顯較小,且兩組老鼠腫瘤體積的差距遠較第一、二次實驗來的大(圖一D
 
 
 D. 餵食中草藥複方對腫瘤生長的影響 (第四次實驗)
        顯示中草藥複方極有可能是透過加強體內的免疫能力來達到抑制腫瘤生長的功效。為此我們先將1 × 106的CT-26-1細胞經過72Gy咖瑪放射線照射,並證實在這樣的處理下,的確會造成CT-26-1細胞凋亡,照射3天後有64.88 %的細胞凋亡;照射7天後則有88.14 %的細胞凋亡。由於施打凋亡的細胞可使動物體內對此種細胞產生免疫反應,因此在施打經過72Gy咖瑪放射線照射的 1 × 106 的CT-26-1細胞兩星期後,再施打1 × 105 的CT-26-1細胞。觀察一個月後發現所有的老鼠皆無長出腫瘤,顯示此時老鼠的確可對CT-26-1細胞產生免疫反應。我們接著再施打1 × 106 的CT-26-1細胞,結果發現餵食無菌水的老鼠皆形成腫瘤,但餵食中草藥複方的老鼠卻不會形成腫瘤(圖一E)。
 
E. 餵食中草藥複方對腫瘤生長的影響 (第五次實驗)。腫瘤體積計算公式為V=d1 × d2 × d3,其中d1、d2、d3分別為腫瘤之長、寬、高。
 
 
三、 結論
  1. 中草藥複方的確可以有效抑制腫瘤的生長。
  2. 中草藥複方可有效地活化老鼠的抗癌殺手性T細胞。
  3. 中草藥複方可能具有加強抗癌免疫力的效果來抑制腫瘤的生長。
  4. 中草藥複方將可用於輔助正統癌症療法,期能降低化療藥物或咖瑪放射線照射的使用劑量,或縮減癌症療程,降低正統癌症療法所造成的副作用。
發佈時間:2007-05-08 02:05:15
資料來源:中日飛達聯合有限公司