不同灵芝属菌种皆含有一大约13 kDa分子量的蛋白质，具有免疫调节功能。根据本实验室多年来的研究显示，此类蛋白可以抑制肺癌细胞的端粒酶活性，促使肺癌细胞衰老和生长停滞。此外，灵芝免疫调节蛋白还能有效减缓上皮因子刺激癌细胞的转移能力，并减少癌细胞本身的转移和移行能力；与化疗药并用还能提高疗效，提升白血球数量。
文．图／柯俊良
◎本文原载於2010年4月《健康灵芝》第48期 4～7页
近年来中草药在抗癌方面的能力陆续被证实，其中灵芝一直被视为传统中药的翘楚，其有效成分包括灵芝多醣体、灵芝三萜类和灵芝免疫调节蛋白等等。
许多细胞和动物实验已经证实，灵芝多醣体和灵芝三萜类具有抗肿瘤等功能，而不同灵芝属菌种，如小孢子灵芝（Ganoderma microsporum ）、赤芝（G. lucidium）和松杉灵芝（G. tusgae），皆含有一大约13 kDa分子量的蛋白质，它们都具有促进淋巴球增殖及刺激干扰素-γ表现量的功能，且其胺基酸序列与免疫球蛋白重链区高达30%相似度，不具有半胱胺酸（cysteine），因此不易被氧化和水解。
我的授业恩师中央研究院林荣耀院士所领导的研究团队，统称这类蛋白质为「灵芝免疫调节蛋白质」。
抑制肺癌细胞的端粒酶活性，提高治疗效果
在许多癌症中可侦测到端粒酶活性，而体细胞中，除了干细胞、淋巴球、角质细胞和造血原细胞之外，一般正常组织和细胞中通常侦测不到此酵素的活性。染色体端粒酶的再活化可使正常细胞具有高度的细胞增殖速率，进而走向不朽化，并提高正常细胞转型成恶性肿瘤的机率。
更有研究进一步指出，非小细胞肺腺癌病人的端粒酶活性，与高度的细胞增殖速率和恶化程度有关，因而推测端粒酶活性是肺癌患者重要的预後因子之一，特别是端粒酶活性低者，其预後表现较佳。所以端粒酶的活性控制，可能是发展新型癌症治疗策略的主要标的之一。
目前科学界对端粒酶的调控已非常清楚，特别是「端粒酶反转录酶（telomerase reverse transcriptase subunit，简称hTERT）」的基因表现量（mRNA），其在肿瘤组织表现很高，但在正常组织表现却特别低；如果将hTERT基因转殖到不会表现端粒酶活性的细胞株，则可使该细胞株表现出端粒酶活性。由此可以进一步推测，hTERT的转录活化可能是调控端粒酶的主要步骤。
一般常以「染色体端粒酶重覆增幅步骤（telomeric repeat amplification protocol, TRAP assay）」来侦测端粒酶的活性，结果发现，随着灵芝免疫调节蛋白浓度增加，A549肺癌细胞株端粒酶的活性明显降低。
再以半定量（RT-PCR）和定量（real-time PCR）分析，结果发现，hTERT的mRNA也会随着灵芝免疫调节蛋白浓度增加而减少。进一步以启动子萤光报告基因活性分析，结果发现，随着灵芝免疫调节蛋白浓度增加，hTERT启动子活性亦随之减少。
我们的结论显示，灵芝免疫调节蛋白处理细胞後，在基因层次上，灵芝免疫调节蛋白藉由抑制转录因子（c-Myc）与hTERT 启动子的结合（图1），降低hTERT 转录活性，最後导致端粒酶的活性丧失；在转译後修饰方面，灵芝免疫调节蛋白进到细胞的内质网，并且诱发内质网压力造成钙离子的释出。
钙离子的释出会抑制AKt激酶的活性，使NF-κB无法与hTERT蛋白结合进入细胞核，进而抑制端粒酶的活性。同时使用蛋白输出抑制剂（leptomycin B）和蛋白分解酶抑制剂（MG132），皆会阻止hTERT蛋白被带出细胞核外，并且恢复端粒酶的活性，而根据我们的研究发现，灵芝免疫调节蛋白促使hTERT蛋白座落位置的转移，也与核输出机制有关（图1）。
图1 灵芝免疫调节蛋白调控肺癌细胞端粒酶的讯息传路径
（点选图片可放大）
此外，灵芝免疫调节蛋白也会造成肺癌细胞的细胞周期停滞在G1期，并趋於未成熟的细胞衰老。综合上述研究发现，在肺癌细胞中，灵芝免疫调节蛋白在抑制端粒酶活性的过程里，影响hTERT蛋白的座落位置（转译後修饰的调控），比抑制hTERT基因的表现（转录的调控）更显重要。而经由动物实验我们也证实，灵芝免疫调节蛋白确实具有抑制肿瘤生长的能力。
本实验研究结果证实，自松杉灵芝菌丝体纯化的免疫调节蛋白具有抗癌功效，此免疫调节蛋白可应用於抑制肺癌细胞的端粒酶活性，将来有机会发展出治疗或搭配其他抗癌药物一起处理，抵抗肿瘤，并减少肿瘤细胞的复发。
促使肺癌细胞衰老和生长停滞
我们的研究也证实，灵芝免疫调节蛋白会抑制A549、CaLu-1和H1355等肺癌细胞生长，但对人类正常细胞株则毫无影响。研究进一步发现，灵芝免疫调节蛋白可使肺癌细胞的细胞周期停滞在G1期，走向「未成熟的衰老反应（premature senescence）」，并明显增加lysosome胞器增大， 此为衰老细胞重要特徵。
一般哺乳类细胞大多会藉由两种细胞防御机制，细胞凋亡（apoptosis）和细胞衰老（cellular senescence），避免正常细胞走向癌化阶段。这两种细胞防御机制极具差异，细胞凋亡会造成细胞死亡；细胞衰老则会造成细胞走向不可逆的生长停滞。
细胞衰老还可分为「复制衰老（replicative senescence）」和「未成熟衰老（premature senescence）」，复制衰老主要是正常细胞因为染色体端粒复制问题所产生的生长屏障（Hayflick limit）进而诱发的细胞反应；未成熟的衰老则是细胞受到外在压力（如氧化性伤害），造成年轻的细胞走向细胞老化的现象。
这两种细胞衰老反应的差别主要在於，前者细胞的端粒序列长度会逐渐缩短，後者细胞的端粒序列长度则不受影响，但端粒序列的稳定受到破坏。两者细胞型态和生理特徵皆相同，包括：细胞外型呈现平坦及胀大、细胞质颗粒状囊泡增多等。
衰老反应所造成的生长停滞通常是细胞周期停滞在G1期所造成，且伴随着活化细胞周期的「负调控者」，包括p53、Rb和cyclin-dependent kinase inhibitor（如p21CIP1、p27Kip1和p16INK4a）。
有文献指出，透过活化肿瘤抑制基因或抑制抑癌基因，会造成癌细胞走向未成熟的衰老反应，产生类似衰老的现象。也有文献指出，造成癌细胞走向未成熟的衰老反应，主要是抑制端粒酶活性和诱发细胞周期负调控者的表现所造成。
最近的研究也陆续证实，癌细胞会受到物理性或化学性伤害，而出现未成熟的衰老反应。此外，以抗癌药物doxorubicin（俗称小红莓）和aphidicolin处理，也会促使肿瘤细胞趋於未成熟的衰老反应。由此可见，诱发肿瘤细胞趋於细胞衰老阶段，已被视为癌症治疗的新策略。
根据上述的理论基础，我们利用细胞衰老的方法SA-[β]-Gal染色和acridine orange染色加以分析，结果发现，经灵芝免疫调节蛋白处理的A549肺癌细胞，细胞呈现SA-[β]-Gal的呈色反应占23 ± 6%，Acridine Orange的呈色反应则占45 ± 0.2%。以同样的方法分析CaLu-1肺癌细胞，结果发现，经灵芝免疫调节蛋白处理後，细胞呈现SA-[β]-Gal 的呈色反应占50 ± 5.8%，Acridine Orange的呈色反应则占76 ± 2.8%。
不过实验也发现，经灵芝免疫调节蛋白处理的A549肺癌细胞，其端粒序列长度并未受到影响。有文献指出，细胞衰老的诱发决定於端粒序列的稳定，而不是端粒序列的缩短。未成熟的细胞衰老是抑制癌细胞生长的抗癌机制之一，因此显示灵芝免疫调节蛋白抑制端粒酶活性，会造成肺癌细胞走向未成熟的细胞衰老。
抑制肺癌细胞的移行和转移能力
目前国人肺腺癌治疗已有部分使用标靶治疗，特别是不抽菸的女性肺腺癌患者，她们的上皮生长因子受器（epidermal growth factor receptor，简称EGFR）通常具有突变，所以非常适合使用标靶治疗药，如艾瑞莎（Iressa）。因为艾瑞莎主要攻击的目标就是癌细胞的EGFR，它会作用在EGFR位於细胞内酪胺酸磷酸化的部分，使EGFR失去刺激癌细胞增生、转移的功能。
一般癌症细胞会先有移行性，接下来才会进行转移作用（metastasis）。由於灵芝免疫调节蛋白质刺激A549细胞後，会使细胞的型态产生变化，推估可能会因此改变细胞的移行性。我们先将肺癌细胞经不同浓度（0、2、4、8μg/ml）的灵芝免疫调节蛋白质处理後，再利用伤口癒合评估法（wound healing assay）於不同时间观察细胞有无移动性。
结果发现，时间增加24小时後，不添加和低浓度（2μg/ml）灵芝免疫调节蛋白质处理的肺癌细胞，仍可看到细胞移出，把原本所划的线遮住；但经高浓度（4 和 8μg/ml）灵芝免疫调节蛋白质处理的肺癌细胞，则几乎不会移出，甚至有一点细胞死亡且浮起的现象。其他经灵芝免疫调节蛋白质处理的细胞，只有在低浓度会细胞移出，而移出细胞的量，则没有超过未经灵芝免疫调节蛋白质处理的细胞数量。
笔者最近也发现，自小孢子灵芝中纯化的灵芝免疫调节蛋白，可有效减缓上皮因子刺激癌细胞的转移能力，并减少癌细胞本身的转移和移行能力（图2），甚至影响到癌细胞转移时重组的细胞骨架之形成。
图2 灵芝蛋白GMI对EGF诱发肺腺癌细胞转移的抑制作用
与化疗药并用可提高化疗，增加白血球数量
此外，我们的研究也观察到，灵芝免疫调节蛋白可增加顺铂（cisplatin）的敏感度。顺铂是目前治疗肺腺癌的基底药之一，但病患往往也会因顺铂的治疗产生恶心、呕吐或掉发的副作用，甚至造成白血球过低以致无法进行化疗。而灵芝免疫调节蛋白可提高顺铂毒杀肺腺癌细胞的能力（图3），只要四分之一浓度的顺铂，即可有效杀死肺癌细胞。
另外，灵芝免疫调节蛋白也可增加淋巴球的数目，帮助患者继续使用顺铂治疗。曾有一名诊断分期为ⅢB的患者，经顺铂和紫杉醇共同治疗三个疗程，并口服灵芝免疫调节蛋白後，肿瘤缩小到可进行手术开刀。此幸运的患者已完成手术切除肿瘤的治疗，目前仍持续追踪预後，笔者衷心期盼他能够长命百岁。
图3 灵芝蛋白GMI与顺铂并用对肺腺癌细胞的抑制作用
