探討細胞壓力反應造成大腸腺癌細胞凋亡的分子機轉

由於飲食和生活習慣的改變，大腸直腸癌的發生率在亞洲地區迅速竄升，也是國人十大癌症死因的第三名。其主要的治療為手術切除，以及術後的化學治療，甚至要併用標靶治療，然而高劑量的化學治療仍有很多全身性的副作用，因此食物中所含的自然而無毒的天然物就常被用來做為癌症治療的研究，以其合併飲食添加物的抗氧化劑或標靶治療或許可以做為輔助療法，藉以增強療效並降低藥物副作用。
細胞壓力反應是當細胞接觸到環境壓力時所產生一連串的分子變化。而這些變化是為了讓細胞更能夠適應環境。細胞壓力反應主要可以透過一些壓力蛋白質的作用，進而保護細胞免於死亡。例如熱壓力誘導熱休克蛋白，氧化壓力誘導產生第一型血紅素氧化脢，而內質網壓力可以減少未摺疊蛋白的聚集。如果可以合併多種方法阻斷這些機制，就可能促成癌細胞的死亡。
氧化壓力(oxidative stress)或過多的抗氧化物引發的氧化還原失衡都能造成細胞凋亡，NAC能夠抑制過氧化物 (reactive oxygen species, ROS)造成的細胞死亡，但卻無法抑制滅必治 (etoposide)這類抗癌藥物造成的細胞凋亡。此外，由於標靶治療目前已經廣泛地運用於癌症的治療，以漆黃素合併熱休克蛋白90抑制劑來探討熱休克蛋白對大腸癌細胞凋亡的機轉。因此，本研究主要的目的是希望透過併用藥物造成細胞的壓力反應來觀察大腸癌細胞凋亡的機轉。
以天然物漆黃素(fisetin)與抗氧化劑N-乙醯- L -半胱氨酸 (N-acetyl-L-cysteine, NAC)探討氧化壓力對大腸癌細胞凋亡的機轉，使用無毒的10 mM 及20 mM的NAC可以強化漆黃素所造成的大腸癌細胞凋亡。合併療法也會增加caspase-3的裂解與活性，產生更多的DNA ladder，同時也降低粒線體的膜電位(mitochondrial membrane potential, MMP)及Caspase-9的裂解與活性。合併療法更能夠有效地抑制ERK蛋白的磷酸化及形成DNA ladder，並增加裂解caspase-3與活性。此外，NAC也能增強一種類似漆黃素的化學物質Chrysin(白楊素)誘導COLO205細胞的凋亡，而且在不同的大腸癌細胞株實驗，包括HCT-116，HT-29 及HCT-15也同樣觀察得到這樣的現象。由此實驗得知NAC強化漆黃素(或白楊素)造成大腸癌細胞凋亡的原因，並不是透過ROS的系統而來，而是透過降低mitochondrial membrane potential (粒線體膜電位)及Bcl-2蛋白形成後續的凋亡途徑。
此外，我們發現漆黃素若併用熱休克蛋白90抑制劑，geldanamycin (GA)與Radicicol (RAD)，能夠造成大腸癌細胞凋亡，原因在於增加p53蛋白上的泛?旬擘訄O蛋白(ubiquitin-tagged protein)，所以加速裂解，降低p53蛋白細胞及其穩定度。
由細胞實驗的結果看來，併用天然物漆黃素(或白楊素)與NAC或休克蛋白90抑制劑具有抗大腸癌的潛力，值得進行後續的動物研究。