BIOACTIVITY OF CRUDE EXTRACT FROM DENDROBIUM SPP. ON ANTIOXIDANT AND COLON CANCER CELL ANTIPROLIFERATION

Abstract

The present study was performed to evaluate the biological activities of crude extracts from the stems of Dendrobium species including D. anosmum D. aphyllum D. cretaceum D. crumenatum D. crystallinum D. fimbriatum D. findlayanum D. friedericksianum D. griffithianum D. lindleyi D. moschatum D. nobile D. palpebrae D. primulinum D. pulchellum and D. thyrsiflorum. Each of dried stem was extracted by 60% ethanol and then further dried by rotary evaporator and freeze dryer. The extracts were used to determine total phenolic content, which was significantly different (P <0.01) in D. griffithianum (26.12 ± 4.14 mgGAE/g extract) higher than that of other species. Then, the extracts were evaluated by various antioxidant activity assays including DPPH ABTS and FRAP. It was found that D. crumenatum had the significantly higher (P < 0.01) antioxidant activity in 3 methods, which the 50% inhibition (IC50) of DPPH and ABTS assays of D. crumenatum were 0.46 ± 0.013 mg/ml and 0.25 ± 0.020 mg/ml, respectively and FRAP value was 2.50 ± 0.06 mgTEAC.g-1. In addition, cytotoxicity of this Dendrobium extracts against human cancer cell using MTT assay, the experiment showed that D. friedericksianum has the significantly highest (P < 0.01) inhibitory effect on colon cancer cells with IC50 value of 156.71 ± 33.42 µg/ml. From these results of the above experiments, the crude extracts from D. friedericksianum, D. griffithianum and D. crumenatum having good bioactivity and were selected for apoptotic investigation using acridine orange (AO) and propidium iodide (PI) double staining, and observation under fluorescence microscopy. Result showed that the colon cancer cell death was trigger by D. friedericksianum, D. crumenatum and D. griffithianum extract through apoptosis induction. Furthermore, bioactive compounds of these three Dendrobium species were identified by gas chromatography-mass spectrophotometry (GC-MS). D. friedericksianum extract consisted of mainly 4 compounds of 1-Decene, 2, 4-Bis(1,1-dimethylethyl)phenol, 3,5-Dimethylbenzaldehyde and Cyclododecane. The D. griffithianum extract consisted of mainly 5 compounds of Cyclododecane, 6-methoxy-4-phenyl-1, 2-dihydronaphthalene, 3, 4-Dimethylbenzaldehyde, 2, 4-bis (1, 1-dimethylethyl)phenol and 2-Propenoic acid. As well as, D. crumenatum extract consisted of Cyclododecane, 1-Decene, 2, 4-bis (1, 1-dimethylethyl) phenol, 3, 5-Dimethylbenzaldehyde and Octadecanoic acid bioactive compounds. These investigations suggested that some Dendrobium species might be apply for colon cancer protection and/or therapy.

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดหยาบจากลำต้นกล้วยไม้สกุลหวายด้วย 60% เอทานอล จำนวน 16 สายพันธุ์ ได้แก่ เอื้องสายหลวง เอื้องสายไหม เอื้องสายน้ำนม หวายตะมอย เอื้องสายสามสี เอื้องแววมยุรา พวงหยก หวายเหลืองจันทบูร เอื้องมัจฉาเหลือง เอื้องผึ้ง เอื้องจำปา เอื้องเก๊ากิ๊ว เอื้องมัจฉาณุ เอื้องสายน้ำผึ้ง เอื้องช้างน้าวและเอื้องมอนไข่ จากการศึกษาปริมาณฟีนอลิกรวมของสารสกัดทั้ง 16 ชนิด พบว่าค่าเฉลี่ยของปริมาณฟีนอลิกรวมแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (P < 0.01) โดยเอื้องมัจฉาเหลืองให้ปริมาณฟีนอลิกรวมสูงที่สุด เท่ากับ 26.12 ± 4.14 มิลลิกรัมสมมูลย์ของกรดแกลลิก (GAE) ต่อสารสกัด 1 กรัม นอกจากนี้ยังได้ศึกษาฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH, ABTS และ FRAP assays พบว่าค่าเฉลี่ยของการทดลองทั้ง 3 วิธี แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (P < 0.01) โดยหวายตะมอยมีฤทธิ์ในต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุดในทั้ง 3 วิธี (IC50 = 0.46 ± 0.013 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร IC50 = 0.25 ± 0.020 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร และ FRAP value เท่ากับ 2.50 ± 0.06 มิลลิกรัม Trolox ต่อสารสกัด 1 กรัม ตามลำดับ) รวมถึงยังได้ทำการศึกษาฤทธิ์การยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลำไส้ (HT-29) ด้วยวิธี MTT assay พบว่าความเข้มข้นของสารที่สามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์ HT-29 ได้ 50 % (IC50) แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (P < 0.01) โดยสารสกัดหยาบจากหวายเหลืองจันทบูร มีฤทธิ์ฆ่าเซลล์มะเร็งลำไส้สูงที่สุดโดยมีค่า IC50 เท่ากับ 156.71 ± 33.42 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร จากผลการวิจัยข้างต้นทำการคัดเลือกสารสกัดจากกล้วยไม้สุกลหวาย 3 สายพันธุ์ที่ดีที่สุด คือ หวายเหลืองจันทบูร เอื้องมัจฉาเหลือง และหวายตะมอย จากนั้นทำการทดสอบกลไกการตายของเซลล์ด้วยการย้อมสี acridine orange (AO) และ propidium iodide (PI) ผลที่ได้พบว่าสารสกัดจากกล้วยไม้ทั้ง 3 ชนิด มีฤทธิ์ฆ่าเซลล์มะเร็งลำไส้ผ่านกลไกการตายแบบอะพอพโทซิส และยังทำการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของสารสกัดจากกล้วยไม้ทั้ง 3 สายพันธุ์ด้วยวิธี GC-MS โดยหวายเหลืองจันทบูรพบองค์ประกอบของสาร 1-Decene, 2,4-Bis(1,1-dimethylethyl)phenol, 3,5-Dimethylbenzaldehyde และ Cyclododecane เอื้องมัจฉาเหลืองพบองค์ประกอบของ Cyclododecane, 6-methoxy-4-phenyl-1,2-dihydronaphthalene, 3,4-Dimethylbenzaldehyde, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)phenol และ 2-Propenoic acid และในตัวอย่างหวายตะมอยพบองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ Cyclododecane,1-Decene, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)phenol, 3,5-Dimethylbenzaldehyde และ Octadecanoic acid การศึกษาครั้งนี้สามารถบ่งชี้ได้ว่ากล้วยไม้สกุลหวายบางสายพันธุ์สามารถนำไปใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในการป้องกันและ/หรือบำบัดโรคมะเร็งลำไส้ได้