背景和目的:
在临床治疗中,食道癌和肝癌(HCC)不仅是非常不易早期诊断的疾病,当被诊断为不可切除的肿瘤期别时,预后非常不好。治疗抗性和易发生转移是其致命的主要原因。而肿瘤之诱发,扩展,治疗抗性,复发和转移多被认为是癌症干细胞(Cancer Stem Cells)临床表现的特性。
牛樟芝,是台湾特有的一种真菌,生长在台湾特有的牛樟树上。传统上广泛的被运用于解毒及肿瘤治疗上。牛樟芝的取得非常困难,为了避免野生来源的污染和扩大这种用于医疗用途的稀有真菌的生产,我们使用新发展的发酵生物技术生产牛樟芝菌丝体发酵液。本研究的目的是研究牛樟芝菌丝体发酵液的抗癌效果及其对食道癌和肝癌的抑制效应及其机制。材料和方法:HA22T / VGH人类肝癌细胞、1MEA.7R.1小鼠肝癌细胞、CE81T / VGH人类食道癌细胞、BE3人类食道癌细胞、EA∙hy926和SVEC4-10内皮细胞用于本研究。我们先评估肝癌细胞和食道癌细胞的癌干细胞特性包括细胞球形成,并研究牛樟芝菌丝体发酵液对其癌干细胞特征的影响,包括血管生成,DNA修复及上皮间质转化(EMT)。
结果:细胞球形成培养物显示HA22T肝癌细胞,CE81T/ VGH和BE3人类食道癌细胞具有癌干细胞的特征。细胞研究显示牛樟芝菌丝体发酵液可以抑制肝癌细胞和食道癌细胞的细胞存活并有剂量依赖性和时间依赖性。集落形成测定显示用牛樟芝菌丝体发酵液可增强放射线对食道癌细胞的存活抑制。至于对细胞形态学的影响,由TGF-β触发BE3食道癌细胞从多边形转变到纺锤形状,可由牛樟芝菌丝体发酵液逆转。牛樟芝菌丝体发酵液亦可抑制BE3 食道癌细胞细胞象征上皮间质转化(EMT)侵袭性标记的细胞移行。小鼠动物研究显示牛樟芝菌丝体发酵液可以抑制肝癌的生长、增强放射治疗对食道癌生长的抑制且无肝功能影响。在抗血管生成试验中,牛樟芝菌丝体发酵液可以抑制内皮细胞的细胞活性,迁移和管形成活性。牛樟芝菌丝体发酵液会抑制肝癌细胞血管内皮生长因子(VEGF)和细胞内缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的产生。免疫荧光测定显示牛樟芝菌丝体发酵液可以延迟食道癌细胞γ-H2AX的消逝,这是DNA双链断裂修复的标记。Western blot测定显示牛樟芝菌丝体发酵液会提升p21表达,并降低辐射诱发的共济失调毛细血管扩张症突变激酶 (ATM, ataxia telangiectasia-mutated kinase)和检查点激酶2(Chk 2, checkpoint kinase 2)的磷酸化。实验结果亦显示牛樟芝菌丝体发酵液会抑制TGF-β引发食道癌细胞之Vimentin过度表现并逆转上皮间质转化E-cadherin趋向N-Cadherin之变化。此作用可能与其对Twist的调降有关。
结论:运用生物科技研发的药用真菌产品,牛樟芝菌丝体发酵液,具有对肝癌、食道癌之抗肿瘤效应并有经由多重分子路径调控癌症干细胞特征的潜力。