สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและเปปไทด์ต้านมะเร็งที่ได้จากการหมักรำข้าวด้วย Bacillus subtilis MP9 ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับและลำไส้

บทคัดย่อ

การศึกษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและการผลิตเปปไทด์ต้านมะเร็งจากรำข้าวในครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์จากรำข้าวในเชิงการป้องกันและหรือบำบัดรักษาโรคมะเร็ง จากการนำเมล็ดข้าวที่ทำการเกษตรแบบอินทรีย์ 2 สายพันธุ์ คือ ข้าวหอมดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิลมาสีและคัดแยกรำข้าว พบว่าในสารสกัดรำข้าวด้วยเมทานอลมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระในรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 น้อยกว่ารำข้าวหอมนิลอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P < 0.05) โดยมีปริมาณสารประกอบฟินอลิกทั้งหมดเท่ากับ 24 : 70 mgGAE/g และมีปริมาณสารต้านอนุมูลอิสะ DPPH เท่ากับ 56 : 83 เปอร์เซ็นต์ สารต้านอนุมูลอิสะ ABTS+ มีค่า IC50 เท่ากับ 0.32 : 0.06 และสารต้านอนุมูลอิสะ FRAP เท่ากับ 359 : 836 ?mol/Fe2+/g ในรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิล ตามลำดับ การศึกษาชนิดและปริมาณของสารและหรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลังจากการหมักรำข้าวด้วย B. subtilis MP9 และทำการตรวจวัดด้วยเครื่อง GC-MS พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงปริมาณของ tetradecanoic acid, 9-octadecenoic acid และ octadecanoic acid เพิ่มขึ้นเล็กน้อยหลังจากการหมักรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และมี octadecanoic acid และ oleic acid เพิ่มขึ้นเล็กน้อยในรำข้าวหอมนิลหมัก การผลิตเอนไซม์ โปรติเอสจาก B. subtilis MP9 พบว่าได้เอนไซม์โปรติเอสในรูปแบบแห้งที่มีกิจกรรมของเอนไซม์เท่ากับ 15,400 U/g และเมื่อทำการผลิตเปปไทด์ด้วยการย่อยโปรตีนรำข้าวด้วยโปรติเอสที่ความเข้มข้น 10 U/g พบว่าได้เปปไทด์เท่ากับ 42 และ 37 เปอร์เซ็นต์ ในโปรตีนรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ตามลำดับ การทดสอบการทนของเปปไทด์ต่อสภาวะกระเพาะอาหารและลำไส้จำลอง พบว่าเปปไทด์ที่คงทนได้มีน้ำหนักเหลือ 59 : 67 เปอร์เซ็นต์ และ 96 : 99 เปอร์เซ็นต์ ของเปปไทด์จากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ตามลำดับ การคัดแยกขนาดของเปปไทด์ออกเป็นขนาดต่างๆ ตามน้ำหนักโมเลกุล พบว่าเปปไทด์ที่มีขนาดใหญ่กว่า 50 kDa มีสัดส่วนมากกว่า 96 เปอร์เซ็นต์ ทั้งเปปไทด์จากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ในขณะที่เปปไทด์ขนาดเล็กกว่า 50 kDa ในแต่ละช่วงขนาด คือ น้อยกว่า 3 อยู่ในช่วง 3 - 5 อยู่ในช่วง 5 - 10 และอยู่ในช่วง 30 – 50 kDa พบว่าในแต่ละช่วงขนาดมีน้ำหนักไม่แตกต่างกันมากนัก การทดสอบฤทธิ์ต้านมะเร็งตับของเปปไทด์จากรำข้าวทั้ง 2 ชนิด โดยทดสอบแบ่งตามขนาดน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกัน 5 ช่วงขนาด คือ น้อยกว่า 3, 3 - 5, 5 – 10, 30 – 50 และมากกว่า 50 kDa และทดสอบที่ระดับความเข้มข้นแตกต่างกัน 4 ระดับ คือ 75, 125, 250 และ 500 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ผลที่ได้พบว่าเปปไทด์จากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับ 29.2 – 44.2 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เปปไทด์จากรำข้าวหอมนิลสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับ 33.2 – 45.5 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้พบว่าเปปไทด์ที่มีขนาดน้อยกว่า 3 kDa และขนาด 3 – 5 kDa มีแนวโน้มในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับสูงกว่าเปปไทด์จากรำข้าวที่มีขนาดที่ใหญ่กว่า และเมื่อศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะรูปร่างของเซลล์มะเร็งตับภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าทั้งเปปไทด์จากรำข้าวทั้ง 2 ชนิดดังกล่าว สามารถกระตุ้นให้เซลล์มะเร็งตับมีลักษณะการเจริญที่ผิดปกติเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม โดยไม่เจริญเป็นรูปหลายเหลี่ยม ไม่แผ่เต็มพื้นที่ในภาชนะเพาะเลี้ยง และเซลล์ไม่ยึดติดกันแน่น การศึกษาฤทธิ์ต้านมะเร็งลำไส้ของเปปไทด์จากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และรำข้าวหอมนิล โดยแบ่งกลุ่มทดสอบเหมือน ๆ กับการทดสอบฤทธิ์การต้านมะเร็งตับ ผลที่ได้พบว่าเปปไทด์จากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลำไส้ 43.7 – 74.1 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เปปไทด์จากรำข้าว หอมนิลสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลำไส้ 39.7 – 77.3 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้พบว่าเปปไทด์ที่มีขนาดน้อยกว่า 3 kDa มีอัตราการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลำไส้สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P < 0.05) เมื่อเปรียบเทียบกับเปปไทด์จากรำข้าวหอมนิลที่มีขนาดอื่น ๆ ที่ทุกระดับความเข้มข้น นอกจากนั้น เมื่อศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะรูปร่างของเซลล์มะเร็งลำไส้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าทั้งเปปไทด์จากรำข้าวทั้ง 2 ชนิดดังกล่าว ไม่มีผลชัดเจนที่ทำให้เซลล์มะเร็งลำไส้เจริญผิดปกติ เปปไทด์ต้านมะเร็งจากรำข้าวหอมดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิลจากการวิจัยในครั้งนี้ อาจจะเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สำคัญในการป้องกันและหรือบำบัดรักษาโรคมะเร็งตับและมะเร็งลำไส้ได้

คำสำคัญ