Project title
95學年度國家科學及技術委員會補助研究計畫
Acronym
專題研究計畫
Internal ID
NSC95-2311-B040-002
Principal Investigator
Status
research project
Start Date
August 1, 2006
End Date
July 31, 2007
Organizations
Partner Organizations
Project Web Site
Options
卷柏,紫花地丁及欖仁樹抑制人類肺癌細胞 migration/invasion其作用成分與機轉之研究
Description
癌瘤細胞的轉移(metastasis) 是癌症導致死亡以及使治療複雜度提昇的主要原
因； 而癌細胞的轉移已知與多種細胞生理改變密切相關，如改變癌瘤細胞與胞外基
質(extracellular matrix，ECM)間adhesion 的能力，破壞細胞間交互作用 (intercellular
interaction) 的力量等。癌瘤細胞之所以能轉移主要是透過癌瘤細胞分泌蛋白分解酵
素如 serine proteinases，metalloproteinases (MMPs) ，cathepsins 以及 plasminogen
activator (PA) 分解ECM，最後導致intercellular matrix 分離，進而使癌瘤細胞
motility、migration 及invasion 提昇。
Martrix metalloproteinase (MMPs)為一群含鋅之蛋白分解酵素，它會參與ECM 的
合成與分解；於正常生理情況下，參與如胚胎的發育，胚胎的著床，血管生成和組
織重建等；自組織分泌出來的MMPs 為latent proenzymes，需經過蛋白分解酵素如
PA 轉換成活化態之後才具有酵素活性；另外，許多證據顯示這些活化後MMPs 可受
內生性組織抑制劑 (tissue inhibitor of metalloproteinases；TIMPs)調節而改變其活性，
也就是說MMPs 與TIMPs 之間imbalance 為決定 ECM 分解或堆積的，甚至癌瘤細
胞吸附，位移，侵入和轉移的主要因素。
而本實驗室在94 年度衛生署的中醫藥研究計畫-中藥抑制癌瘤細胞遷移和侵犯
作用之系統分析研究-篩選了57 種中藥，發現其中有6 種中藥粗萃取物不會抑制肺
癌細胞株的生長能力，卻可以有效抑制肺癌腫瘤細胞的侵襲及轉移。而我們更進一
步利用動物模式，發現這6 種中藥有卷柏 (Selaginella tamariscina)、欖仁樹的葉
(Terminalia catappa L. leaves) 及紫花地丁 (Viola yedoensis) 這3 種中藥粗萃取物可
以有效抑制接種在動物身上腫瘤的大小及轉移。因此本計畫擬進一步利用這3 種中
藥的單離成份來進一步探討在不同肺癌細胞株中其抑制細胞侵襲及轉移的能力，並
進一步探討其可能作用機制。
計畫第一年擬進行【1】利用LH-20 column 取得卷柏、欖仁樹的葉及紫花地丁的
多酚層 (polyphenol fraction)，並比較水層及多酚層抑制肺癌細胞invasion/migration
的抑制效果，另外，將進一? 單離其有效成分及探討可能作用機制。【2】利用MTT、
migration/invasion assay 及zymography 分析方式，完成3 種中藥已發表的黃酮化合物
及多酚酸成分對不同肺癌細胞 (A549、H1355 及H1299 細胞)，其細胞存活、侵襲轉
移能力、基質分解相關蛋白? 活性表現的影響分析，包括如 MMPs、TIMPs、min、
t-PA、u-PA、PAIs 及u-PAR 等；【3】探討這3 種中藥已發表的黃酮化合物及多酚酸
成分抑制不同肺癌細胞侵襲轉移的可能機制，包括細胞貼附能力、細胞移動能力的
改變及調控細胞外基質分解酵素的表現活性等；【4】進一步探討這3 種中藥已發表
的黃酮化合物及多酚酸成分對不同肺癌細胞株抑制細胞侵襲轉移及分泌蛋白? 的相
關訊息傳遞路徑的蛋白表現的影響，如探討與細胞移動能力有關的訊息傳遞Rho
family 及FAK pathway，與基質金屬蛋白水解? 活性有關的訊息傳遞MAPK family
及PI3K/Akt pathway。
計畫第二年擬進行【1】以RT-PCR 及real-time PCR 分析有抑制效果的3 種中藥
已發表的黃酮化合物及多酚酸成分，對不同肺癌細胞其migration/invasion 相關基因
表現的影響，包括如 MMPs、TIMPs、plasmin、t-PA、u-PA、PAIs 及u-PAR 等;【2】
以EMSA、Western blot 探討有抑制效果的3 種中藥已發表的黃酮化合物及多酚酸，
是否抑制上述基因的相關轉錄因子表現或與其target binding sequence 結合能力，如：
MMP-2 相關的轉錄因子CREB、AP-2 及SP-1，MMP-9 相關的轉錄因子NF-kB、c-Jun、
c-Fos 及SP-1，與u-PA 相關的轉錄因子Ets-1 及NF-kB 等。【3】選植基質分解相關
蛋白? ( MMP-2、 MMP-9、u-PA、TIMP-1 及PAI-1) 的promoter region，構築
luciferase/reporter gene plasmid (pGL3)，送入肺癌細胞中，同時處理對目標基因有抑
制效果的3 種中藥的黃酮化合物及多酚酸成分，以luciferase assay 分析這些成分對個
別基因promoter 的調控。【4】選用有抑制效果的3 種中藥已發表的黃酮化合物及多
酚酸成分，以動物模式分析其對於接種人類肺癌細胞的裸鼠或接種LLC 細胞的
C57BL/6 老鼠，其腫瘤大小、重量及轉移至肺部的能力，以評估應用的可行性。
因； 而癌細胞的轉移已知與多種細胞生理改變密切相關，如改變癌瘤細胞與胞外基
質(extracellular matrix，ECM)間adhesion 的能力，破壞細胞間交互作用 (intercellular
interaction) 的力量等。癌瘤細胞之所以能轉移主要是透過癌瘤細胞分泌蛋白分解酵
素如 serine proteinases，metalloproteinases (MMPs) ，cathepsins 以及 plasminogen
activator (PA) 分解ECM，最後導致intercellular matrix 分離，進而使癌瘤細胞
motility、migration 及invasion 提昇。
Martrix metalloproteinase (MMPs)為一群含鋅之蛋白分解酵素，它會參與ECM 的
合成與分解；於正常生理情況下，參與如胚胎的發育，胚胎的著床，血管生成和組
織重建等；自組織分泌出來的MMPs 為latent proenzymes，需經過蛋白分解酵素如
PA 轉換成活化態之後才具有酵素活性；另外，許多證據顯示這些活化後MMPs 可受
內生性組織抑制劑 (tissue inhibitor of metalloproteinases；TIMPs)調節而改變其活性，
也就是說MMPs 與TIMPs 之間imbalance 為決定 ECM 分解或堆積的，甚至癌瘤細
胞吸附，位移，侵入和轉移的主要因素。
而本實驗室在94 年度衛生署的中醫藥研究計畫-中藥抑制癌瘤細胞遷移和侵犯
作用之系統分析研究-篩選了57 種中藥，發現其中有6 種中藥粗萃取物不會抑制肺
癌細胞株的生長能力，卻可以有效抑制肺癌腫瘤細胞的侵襲及轉移。而我們更進一
步利用動物模式，發現這6 種中藥有卷柏 (Selaginella tamariscina)、欖仁樹的葉
(Terminalia catappa L. leaves) 及紫花地丁 (Viola yedoensis) 這3 種中藥粗萃取物可
以有效抑制接種在動物身上腫瘤的大小及轉移。因此本計畫擬進一步利用這3 種中
藥的單離成份來進一步探討在不同肺癌細胞株中其抑制細胞侵襲及轉移的能力，並
進一步探討其可能作用機制。
計畫第一年擬進行【1】利用LH-20 column 取得卷柏、欖仁樹的葉及紫花地丁的
多酚層 (polyphenol fraction)，並比較水層及多酚層抑制肺癌細胞invasion/migration
的抑制效果，另外，將進一? 單離其有效成分及探討可能作用機制。【2】利用MTT、
migration/invasion assay 及zymography 分析方式，完成3 種中藥已發表的黃酮化合物
及多酚酸成分對不同肺癌細胞 (A549、H1355 及H1299 細胞)，其細胞存活、侵襲轉
移能力、基質分解相關蛋白? 活性表現的影響分析，包括如 MMPs、TIMPs、min、
t-PA、u-PA、PAIs 及u-PAR 等；【3】探討這3 種中藥已發表的黃酮化合物及多酚酸
成分抑制不同肺癌細胞侵襲轉移的可能機制，包括細胞貼附能力、細胞移動能力的
改變及調控細胞外基質分解酵素的表現活性等；【4】進一步探討這3 種中藥已發表
的黃酮化合物及多酚酸成分對不同肺癌細胞株抑制細胞侵襲轉移及分泌蛋白? 的相
關訊息傳遞路徑的蛋白表現的影響，如探討與細胞移動能力有關的訊息傳遞Rho
family 及FAK pathway，與基質金屬蛋白水解? 活性有關的訊息傳遞MAPK family
及PI3K/Akt pathway。
計畫第二年擬進行【1】以RT-PCR 及real-time PCR 分析有抑制效果的3 種中藥
已發表的黃酮化合物及多酚酸成分，對不同肺癌細胞其migration/invasion 相關基因
表現的影響，包括如 MMPs、TIMPs、plasmin、t-PA、u-PA、PAIs 及u-PAR 等;【2】
以EMSA、Western blot 探討有抑制效果的3 種中藥已發表的黃酮化合物及多酚酸，
是否抑制上述基因的相關轉錄因子表現或與其target binding sequence 結合能力，如：
MMP-2 相關的轉錄因子CREB、AP-2 及SP-1，MMP-9 相關的轉錄因子NF-kB、c-Jun、
c-Fos 及SP-1，與u-PA 相關的轉錄因子Ets-1 及NF-kB 等。【3】選植基質分解相關
蛋白? ( MMP-2、 MMP-9、u-PA、TIMP-1 及PAI-1) 的promoter region，構築
luciferase/reporter gene plasmid (pGL3)，送入肺癌細胞中，同時處理對目標基因有抑
制效果的3 種中藥的黃酮化合物及多酚酸成分，以luciferase assay 分析這些成分對個
別基因promoter 的調控。【4】選用有抑制效果的3 種中藥已發表的黃酮化合物及多
酚酸成分，以動物模式分析其對於接種人類肺癌細胞的裸鼠或接種LLC 細胞的
C57BL/6 老鼠，其腫瘤大小、重量及轉移至肺部的能力，以評估應用的可行性。