中草药合併放射治疗或化学治疗
中醫系天然藥物碩士班 陳金銓助理教授
随着科技的日新月异,使得环境充斥更多致癌物质,再加上各国饮食文化不同,导致各种癌症威胁人类的健康,所以癌症是目前全世界关注的热门议题。根据卫生署统计,台湾从民国七十一年起至一百零一年,癌症為国人十大死因之首,且已连续蝉联叁十年,因此癌症的治疗已经变成现今医疗的重要议题之一。癌症可以经由外科手术切除、放射治疗、化学治疗、免疫治疗、单株抗体治疗或其他方法治疗,其中放射治疗副作用较低,并可以广泛应用於治疗多种癌症,因此為常用的癌症治疗方式。
放射治疗的作用原理是利用各种射线打断肿瘤细胞的 DNA,使之破损后不易修补,导致肿瘤细胞的死亡。目前的癌症治疗中,有 60% 以上的癌症病患须接受放射治疗;因此在放射治疗的过程中,如何增强癌细胞对放射的敏感性与降低对正常组织的损伤,是两个非常重要的课题。临床研究显示:许多中草药对於合併放射治疗有一定的增效作用,其中一个分子原理,可能就是利用中草药抑制癌细胞的 DNA 修補机制,来增加癌细胞的放射敏感性。然而由於放射随机造成 DNA 受损的特性,使得 DNA 修补的位置难以掌握和分析;因此目前研究文献,都只是间接推测这些中药物可能有抑制 DNA 修補的功效,但其详细的分子机转至今仍然不清楚。
我们利用酵母菌系统快速大量的筛选能抑制 DNA 修補的中草药,并利用特定的酵母菌系统,针对固定的 DNA 損傷位点,研究这些中草药抑制 DNA 修補的分子机转,简单的说就是在「固定」的DNA位点产生「一个」DNA 損傷位點。这样我们就可以根据这一个固定的 DNA 損傷位点,进行各种 DNA 修补的分子机制分析和探讨。得到结果后,将之进一步应用於哺乳类细胞和小鼠系统。
由於中草药复方成分繁杂,有些复方甚至可以多达 20 种以上的单方药,每种单方药又存在多种成分;因此在复方的分子药理研究上,最大的挑战是不易对眾多成分标準化。所以,我们针对市面上已经商品化的中草药物或是天然药物萃取的单一化合物為初步的筛选目标。而眾多的单一化合物中,首先我们由影响 HDAC ( histone deacetylase ) 活性的中草药或天然药物萃取化合物开始筛选。由於 Minucci 团队於 2011 年发表於 Nature 期刊中首次提到,具有 HDAC 抑制剂活性药物可抑制 DNA 修補的新观念,他们利用酵母菌系统发现 VPA ( Valproic acid ) 可以直接抑制 DNA 修補的机制。而多种中药物/天然药物都具有影响 HDAC 的特性,因此这些中药物是我们初步筛选的重点。
除此之外,我们也利用全基因组 ( Genome-wide ) 的方法,找寻各种中药物的基因目标,全面性的探讨药物的分子原理。唯有深入了解中草药物如何调控 DNA 修補之分子機轉,才能更合理的設計和發展新的藥物 ( 配方 ),來增加放射治療(或化學治療)的療效。