สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและเปปไทด์ต้านมะเร็งที่ได้จากการหมักรำข้าวด้วย Bacillus subtilis MP9 ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับและลำไส้

Abstract

การศึกษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและการผลิตเปปไทด์ต้านมะเร็งจากรําข้าวในครั้งนี้ มี วัตถุประสงค์เพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์จากรําข้าวในเชิงการป้องกันและหรือบําบัดรักษาโรคมะเร็งจาก การนําเมล็ดข้าวที่ทําการเกษตรแบบอินทรีย์ 2 สายพันธุ์ คือ ข้าวหอมดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิล มาสีและคัดแยกรําข้าว พบว่าในสารสกัดรําข้าวด้วยเมทานอลมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระในรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 น้อยกว่ารําข้าวหอมนิลอย่างมีนัยสําคัญ ทางสถิติ (P < 0.05) โดยมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดเท่ากับ 24 : 70 mgGAE/g และมี ปริมาณสารต้านอนุมูลอิสะ DPPH เท่ากับ 56 : 83 เปอร์เซ็นต์ สารต้านอนุมูลอิสะ ABTS+ มีค่า IC50 เท่ากับ 0.32 : 0.06 และสารต้านอนุมูลอิสะ FRAP เท่ากับ 359 : 836 แmol/Fet/g ในรําข้าวหอม ดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิล ตามลําดับ การศึกษาชนิดและปริมาณของสารและหรือสารออกฤทธิ์ ทางชีวภาพหลังจากการหมักรําข้าวด้วย B. subtitis MP9 และทําการตรวจวัดด้วยเครื่อง GC-MS พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงปริมาณของ tetradecanoic acid, 9-octadecenoic acid และ Octadecanoic acid เพิ่มขึ้นเล็กน้อยหลังจากการหมักรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และมี Octadecanoic acid และ oleic acid เพิ่มขึ้นเล็กน้อยในข้าวหอมนิลหมัก การผลิตเอนไซม์โปรติเอสจาก B. Subtitis MP9 พบว่าได้เอนไซม์โปรติเอสในรูปแบบแห้งที่มีกิจกรรมของเอนไซม์ เท่ากับ 15,400 U/g และเมื่อทําการผลิตเปปไทด์ด้วยการย่อยโปรตีนรําข้าวด้วยโปรติเอสที่ความ เข้มข้น 10 U/g พบว่าได้เปปไทด์เท่ากับ 42 และ 37 เปอร์เซ็นต์ ในโปรตีนรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ตามลําดับ การทดสอบการทนของเปปไทด์ต่อสภาวะกระเพาะอาหารและลําไส้จําลอง พบว่าเปปไทด์ที่คงทนได้มีน้ําหนักเหลือ 59 : 67 เปอร์เซ็นต์ และ 96 : 99 เปอร์เซ็นต์ ของเปปไทด์จาก รําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ตามลําดับ การคัดแยกขนาดของเปปไทด์ออกเป็นขนาดต่างๆ ตามน้ำหนักโมเลกุล พบว่าเปปไทด์ที่มีขนาดใหญ่กว่า 50 kDa มีสัดส่วนมากกว่า 96 เปอร์เซ็นต์ ทั้ง เปปไทด์จากรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และหอมนิล ในขณะที่เปปไทด์ขนาดเล็กกว่า 50 kDa ในแต่ละ ช่วงขนาด 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 ผลที่ได้พบว่า เปปไทด์จากรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 มี ประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับ 29.2 - 44.2 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เปปไทด์จาก รําข้าวหอมนิลสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับ 33.2 - 45.5 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้พบว่าเปปไทด์ ที่มีขนาดน้อยกว่า 3 kDa และขนาด 3 - 5 kDa มีแนวโน้มในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งตับสูง กว่าเปปไทด์จากรําข้าวที่มีขนาดที่ใหญ่กว่า และเมื่อศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะรูปร่างของ เซลล์มะเร็งตับภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าทั้งเปปไทด์จากรําข้าวทั้ง 2 ชนิดดังกล่าว สามารถกระตุ้น ให้เซลล์มะเร็งตับมีลักษณะการเจริญที่ผิดปกติเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม โดยไม่เจริญเป็นรูป หลายเหลี่ยม ไม่แผ่เต็มพื้นที่ในภาชนะเพาะเลี้ยง และเซลล์ไม่ยึดติดกันแน่น การศึกษาฤทธิ์ต้านมะเร็ง ลําไส้ของเปปไทด์จากรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และรําข้าวหอมนิล โดยแบ่งกลุ่มทดสอบเหมือน ๆ กับการทดสอบฤทธิ์การต้านมะเร็งตับ ผลที่ได้พบว่าเปปไทด์จากรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลําไส้ 43.7 - 74.1 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เปปไทด์จากรําข้าวหอมนิลสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลําไส้ 39.7 - 77.3 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้พบว่าเปปไทด์ที่มี ขนาดน้อยกว่า 3 kDa มีอัตราการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลําไส้สูงกว่าอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ (P < 0.05) เมื่อเปรียบเทียบกับเปปไทด์จากรําข้าวหอมนิลที่มีขนาดอื่น ๆ ที่ทุกระดับความเข้มข้น นอกจากนั้น เมื่อศึกษาถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะรูปร่างของเซลล์มะเร็งลําไส้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าทั้งเปปไทด์จากรําข้าวทั้ง 2 ชนิดดังกล่าว ไม่มีผลชัดเจนที่ทําให้เซลล์มะเร็งลําไส้เจริญผิดปกติเปปไทด์ต้านมะเร็งจากรําข้าวหอมดอกมะลิ 105 และข้าวหอมนิลจากการวิจัยในครั้งนี้ อาจจะเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สําคัญในการป้องกันและหรือบําบัดรักษาโรคมะเร็งตับและมะเร็งลําไส้ได้