การศึกษาหาสารต้านมะเร็งจากเปลือกข้าวก่ำและกลไกการป้องกันมะเร็งที่เกี่ยวข้องกับระบบเอนไซม์กำจัดสารแปลกปลอม

บทคัดย่อ

ข้าวก่าดอยสะเก็ด (Oryza sativa L var. indica) เป็นพันธุ์ข้าวเหนียวสีที่นิยมปลูกในภาคเหนือและนามาบริโภคเป็นอาหาร เปลือกข้าวหรือแกลบเป็นของเหลือทิ้งที่ได้จากการสีข้าวเพื่อนาไปบริโภค แต่อย่างไรก็ตามทางกลุ่มวิจัยพบว่ามีสารพฤกษเคมีบางชนิดปริมาณสูง มีฤทธิ์ยับยั้งการกลายพันธุ์และรอยโรคก่อนเกิดมะเร็งตับในหนูที่ได้รับสารก่อมะเร็ง รวมทั้งมีฤทธิ์ส่งเสริมการทางานของเอนไซมกาจัดสารพิษที่ตับให้ดีขึ้น ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาหาสารที่มีฤทธิ์ต้านมะเร็งจากเปลือกข้าวก่าดอยสะเก็ดและกลไกการป้องกันมะเร็งที่เกี่ยวข้องกับระบบเอนไซม์กาจัดสารแปลกปลอม รวมถึงการหาปริมาณสารออกฤทธิ์ดังกล่าวในเปลือกข้าวสายพันธุ์อื่นที่นิยมปลูกในประเทศไทยโดยเฉพาะเขตภาคเหนือตอนบน ผลการศึกษาพบว่าสารสกัดจากเปลือกข้าวก่าดอยสะเก็ดส่วนเมทานอล ส่วน ethyl acetate และ residue ไม่มีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ในแบคทีเรีย แต่พบว่าในสภาวะที่มีเอนไซม์กระตุ้น สารสกัดจากเปลือกข้าวส่วนเมทานอล และ ethyl acetate มีฤทธิ์ต้านการกลายพันธุ์จากการเหนี่ยวนาด้วยสารก่อกลายพันธุ์ aflatoxin B1 (AFB1) และ 2-amino-3,4-dimethylimidazol[4,5-f]quinoline (MeIQ) ในแบคทีเรียซัลโมเนลลา ธัยฟิมิวเรียม สายพันธุ์ TA 98 และ TA100 ตามลาดับ แต่ในสภาวะที่ไม่มีเอนไซม์กระตุ้นสารสกัดจากเปลือกข้าวทั้ง 3 ส่วนไม่มีฤทธิ์ต้านการกลายพันธุ์จากการเหนี่ยวนาด้วยสารก่อกลายพันธุ์ 2(2-furyl)-3(5-nitro-2-fury)acrylamide (AF-2) และ sodium azide (NaN3) และยังพบว่าสารสกัดส่วน ethyl acetate มีฤทธิ์เหนี่ยวนากัมมันตภาพของเอนไซม์ quinone reductase (QR) ในเซลล์มะเร็งตับหนู Hepa1c1c7 ได้ดีที่สุด เมื่อทาการทดสอบฤทธิ์ก่อมะเร็งและต้านมะเร็งตับระยะเริ่มต้นในหนูทดลอง เพื่อยีนยันผลของสารสกัดจากเปลือกข้าวก่าต่อการเกิดการกลายพันธุ์ โดยใช้ไมโครนิวเคลียสในตับหนูเป็นตัวบ่งชี้ความผิดปกติของสารพันธุกรรมที่เกิดจากสารเคมี พบว่าสารสกัดทั้ง 3 ส่วนไม่มีผลเหนี่ยวนาการเกิดไมโครนิวเคลียสในตับหนู แต่พบว่าสารสกัดส่วนเมทานอล และ ethyl acetate ความเข้มข้น 50 และ 18 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมน้าหนักตัวสามารถยับยั้งการเกิดไมโครนิวเคลียสในตับหนูที่ได้รับสารก่อมะเร็งตับ AFB1 อย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ โดยยับยั้งการเกิดไมโครนิวเคลียสได้ 49% และ 57% ตามลาดับ เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ได้รับสารก่อมะเร็ง AFB1 เพียงอย่างเดียว เมื่อทาการศึกษากลไกการยับยั้งการเกิดไมโครนิวเคลียสของสารสกัดจากเปลือกข้าวที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์กาจัดสารพิษระยะที่ 1 และ 2 พบว่าสารสกัดส่วนเมทานอล และ ethyl acetate ยับยั้งกัมมันตภาพของเอนไซม์ cytochrome P450 3A2 (CYP3A2) ได้อย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ และสารสกัดส่วน ethyl acetate มีฤทธิ์เหนี่ยวนากัมมันตภาพของเอนไซม์ glutathione S- transferase (GST) ได้อย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ อย่างไรก็ตามเมื่อทาการศึกษาการแสดงออกของเอนไซม์ CYP3A2 และ GST ในระดับยีน พบว่าสารสกัดจากเปลือกข้าวก่าไม่มีผลต่อการแสดงออกของยีนดังกล่าว จากการศึกษาข้างต้นแสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากเปลือกข้าวก่าส่วน ethyl acetate มีฤทธิ์ต้านมะเร็งสูงสุดเมื่อเทียบกับสารสกัดส่วนอื่น จึงนาสารสกัดส่วนนี้มาทาการแยกบริสุทธิ์โดยคอลัมน์โครมาโต กราฟีได้สารกึ่งบริสุทธิ์ 5 ส่วน (fraction A - E) แล้วนามาทดสอบฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ ฤทธิ์ต้านการกลายพันธุ์ในแบคทีเรีย และฤทธิ์เหนี่ยวนาเอนไซม์ QR ในหลอดทดลอง พบว่า สารกึ่งบริสุทธิ์ทั้ง 5 ส่วนไม่มีฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์ในแบคทีเรียซัลโมเนลลา ธัยฟิมิวเรียม สายพันธุ์ TA 98 และ TA100 ทั้งในสภาวะที่มีและไม่มีเอนไซม์ (S9 mix) กระตุ้น และพบว่าในสภาวะที่มีเอนไซม์กระตุ้น สารกึ่งบริสุทธิ์ fraction C และ D มีฤทธิ์ต้านการกลายพันธุ์สูงสุดจากการเหนี่ยวนาด้วยสารก่อกลายพันธุ์ AFB1 และ MeIQ ในแบคทีเรียซัลโมเนลลา ธัยฟิมิวเรียม สายพันธุ์ TA 98 และ TA100 ตามลาดับ แต่ในสภาวะที่ไม่มีเอนไซม์กระตุ้นสารกึ่งบริสุทธิ์ทั้ง 5 ส่วนไม่มีฤทธิ์ต้านการกลายพันธุ์จากการเหนี่ยวนาด้วยสารก่อกลายพันธุ์ AF-2 และ NaN3 และพบว่าสารกึ่งบริสุทธิ์ fraction C และ D มีฤทธิ์เหนี่ยวนากัมมันตภาพของเอนไซม์ QR ในเซลล์มะเร็งตับหนู Hepa1c1c7 ได้ดีที่สุด จึงเลือกสารกึ่งบริสุทธิ์ทั้ง 2 ส่วนนี้มาทาการแยกบริสุทธิ์ต่อด้วย high performance liquid chromatography (HPLC) ทาให้ได้สารบริสุทธิ์ 5 ส่วนสาหรับ fraction C และ 3 ส่วนสาหรับ fraction D เพื่อนาไปวิเคราะห์หาโครงสร้างสารสาคัญต่อไป โดยคาดว่าสารออกฤทธิ์ที่สาคัญน่าจะเป็นสารประกอบฟีนอลิก แต่ไม่น่าจะเป็นสารในกลุ่มของแอนโธซัยยานิน นอกจากนี้ได้ทาการหาปริมาณสารต้านมะเร็งในเปลือกข้าวที่ปลูกในเขตภาคเหนือตอนบนจานวน 10 สายพันธุ์ พบว่าเปลือกข้าวขาวแต่ละสายพันธุ์จะมีองค์ประกอบที่คล้ายกัน แต่เปลือกข้าวสีจะมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน โดยที่เปลือกข้าวก่าดอยสะเก็ดจะมีองค์ประกอบที่จาเพาะที่พบได้แต่ในเปลือกข้าวสายพันธุ์นี้เท่านั้น ผลการศึกษาครั้งนี้สรุปได้ว่าสารสกัดจากเปลือกข้าวก่ามีฤทธิ์ยับยั้งการเกิดมะเร็งตับระยะเริ่มต้นโดยเหนี่ยวนาเอนไซม์กาจัดสารแปลกปลอมเพื่อกาจัดสารพิษ AFB1ออกจากร่างกาย

คำสำคัญ