Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/73923
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorRatana Banjerdpongchai-
dc.contributor.advisorBungorn Sripanidkulchai-
dc.contributor.advisorNirush Lertprasertsuke-
dc.contributor.authorRittibet Yapraserten_US
dc.date.accessioned2022-08-18T11:05:40Z-
dc.date.available2022-08-18T11:05:40Z-
dc.date.issued2021-01-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/73923-
dc.description.abstractLiver cancer and colorectal cancer are two of the five most common cancers and are the most common causes of cancer death globally. In Thailand, cholangiocarcinoma (CCA) is the predominant pathological type of primary liver cancer that is the highest incidence and prevalence of the world. At the present, there are many techniques for cancer treatment includes surgery, chemotherapy, radiotherapy as well as immunotherapy. Most of cancer patients are prescribed chemotherapy due to their frequently late diagnosis. However, the patients always suffer from their side effects and the increasing prevalence of cancer resistance, which requires further research to develop the efficient therapy without adverse effects. Benja Amarit (BJA) recipe is a traditional herbal formula which contains nine ingredients. It has been used for treating diseases or symptoms that relate with liver and colon as well as cancer treatment for more than a century in Thailand. However, there has been no evidence-based research to support the antitumor activity of this recipe along with the mechanisms of action that are involved. In this study the anticancer potential of BJA recipe on human hepatocellular carcinoma, cholangiocarcinoma and colon cancer cells have been investigated. The BJA recipe was extracted by 95% ethanol (BJA-95), 50% ethanol (BJA-50) and water (BJAW), then the cytotoxic effects of the extracts were determined by using thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay. Interestingly, BJA-95 and BJA-50 significantly inhibited cancer cell viability in a dose-dependent manner, especially on high-invasive cholangiocarcinoma KKU-213 cells with IC50 values at 7.1±1.3 μg/mL and 11.1±1.5 μg/mL and on hepatocellular carcinoma HepG2 cells with IC50 values at 9.1±2.4 μg/mL and 27.2±4.1 μg/mL, respectively. However, BJA-95 was found to be the most effective extract by presenting the lowest IC50 values in all cancer cell lines. Meanwhile, this extract was more toxic to KKU-213 and HepG2 cells than towards normal cell lines and blood cells. Hence, the most effective extract (BJA-95) and the most sensitive cancer cell lines (KKU-213 and HepG2) were selected for subsequent experiments. The phytochemical constituents of BJA-95, BJA-50 and BJA-W were analysed by using gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography– mass spectrometry (LC-MS). The results revealed that BJA extracts consistes of fortyeight different compounds. While piperine, xanthotoxol and dihydrogambogic acid were the main compounds that mostly were found in the highest effective extract BJA-95, followed by BJA-50, while less found or absence in non-effective extract (BJA-W). The mechanisms of action of BJA extract through apoptosis induction were investigated and quantitated by annexin V-fluorescein isothiocyanate (FITC)/propidium iodide (PI) staining employing flow cytometry. The result showed that BJA-95 caused both KKU-213 and HepG2 cells to undergo apoptosis. Mechanistically, the extract increased the expression levels of pro-apoptotic Bax and Puma proteins, while the expression levels of anti-apoptotic Bcl-xL protein was reduced. It also increased the activity of caspase-3, -8 and -9 which were determined by specific substrates with colorimetric analysis and increased the percentage of cells with the loss of mitochondrial transmembrane potential (ΔΨm), which were measured by specific fluorescence probes DiOC6 (3,3’-dihexyloxacarbocyanine iodide). It indicated that BJA-95 induced KKU-213 and HepG2 cancer cells apoptosis via mitochondrial and caspase-dependent pathways. The mechanisms of action of BJA extract upon autophagy was determined by specific fluorescence dye then the autophagic vacuoles was imaged under fluorescence microscopy and quantitated by flow cytometry. The result showed that BJA-95 induced autophagy only in KKU-213 cells, while autophagic flux did not appear within HepG2 cells. Mechanistically, the extract significantly increased the expression levels of autophagic-related proteins including Baclin-1, ATG5 and LC3-II. However, autophagic response to therapy not only leads to cell death, it also acts in stress clearing and maintaining for cell survival. Thus, the cancer cell viability was determined under BJA- 95 treatment with or without autophagy inhibitor (3-methyl adenine, 3-MA). Intriguingly, co-treatment of 3-MA could reduce KKU-213 cell viability more then BJA-95 treatment alone, which indicated that autophagic response to BJA extract played a role in maintaining the KKU-213 cell survival. Moreover, the results showed that inhibition of autophagy by 3-MA could enhance BJA-95 induced-KKU-213 cells death via apoptosis. This antitumor potential of BJA-95 was confirmed in an in vivo model by using xenograft model. The KKU-213 cells were inoculated subcutaneously in nude mice and then the mice were treated with BJA-95 at 25 and 50 mg/kg for 20 days. The results showed that the tumor volume and tumor weight in treatment groups were significantly lower and different from the control group. Meanwhile, the extract did not affect animal body weight and it was found to be non-toxic to blood cells, kidneys, and the liver. The resulted fibrosis was originated from cancer cells apoptosis within tumor tissue was increased in treatment groups and almost 80% of the viable tumor mass was reduced when compared to the control, which exhibited by hematoxylin and eosin (H&E) staining. Additionally, immunohistochemistry (IHC) revealed that BJA-95 increased the expression levels of pro-apoptotic Bax and active caspase 3 proteins in tumor tissue, while the expression levels of anti-apoptotic Bcl-xL protein was reduced. It indicated that BJA- 95 inhibited tumor growth in an in vivo by targeting apoptosis. In conclusion, BJA extract exhibited the high effectiveness against liver cancer both hepatocellular carcinoma and particularly high-invasive cholangiocarcinoma without discernible side effects. Moreover, efficacy of BJA against cholangiocarcinoma could be enhanced by combination treatment with autophagy inhibitor (3-MA), which will be of high potential and reserved strategy in treatment of the future chemotherapeutic resistance. Therefore, BJA extract is considered as an alternative therapy for liver cancer patients, both hepatocellular carcinoma and cholangiocarcinoma.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleEffect of a Thai Herbal Recipe, Benja Amarit, on induction of human cancer cell deathen_US
dc.title.alternativeผลของตำรับสมุนไพรไทยเบญจอำมฤตย์ต่อการเหนี่ยวนำการตายของเซลล์มะเร็งมนุษย์en_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.lcshHerbs -- Therapeutic use-
thailis.controlvocab.lcshHerbs-
thailis.controlvocab.lcshCancer-
thailis.controlvocab.lcshBile ducts -- Cancer-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractมะเร็งตับและมะเร็งลำไส้เป็น 2 ใน 5 ของมะเร็งชนิดที่พบมากที่สุด และเป็นสาเหตุของการ เสียชีวิตจากมะเร็งที่พบบ่อยที่สุดทั่วโลก ในประเทศไทยมะเร็งท่อน้ำดี เป็นมะเร็งตับชนิดปฐมภูมิที่มี อุบัติการณ์และความชุกสูงที่สุดในโลก ในปัจจุบันมีเทคนิคมากมายในการรักษาโรคมะเร็ง ได้แก่ การ ผ่าตัด เคมีบำบัด การฉายแสง ตลอดจนภูมิคุ้มกันบำบัด เนื่องจากผู้ป่วยมะเร็งมักจะถูกวินิจฉัยล่าช้า ผู้ป่วยส่วนใหญ่จึงได้รับการรักษาโดยใช้ยาเคมีบำบัด อย่างไรก็ตามผู้ป่วยมักต้องทนทุกข์ทรมานจาก ผลข้างเคียงของการรักษา อีกทั้งความชุกของการดื้อยาที่เพิ่มมากขึ้นจึงจำเป็นที่จะต้องมีการวิจัย เพิ่มเติมเพื่อพัฒนาการรักษาที่มีประสิทธิภาพและไม่มีผลข้างเคียง ตำรับยาเบญจอมฤตย์เป็นสูตรสมุนไพรโบราณที่มีส่วนผสม 9 อย่าง ถูกนำมาใช้ในการรักษา โรคหรืออาการที่เกี่ยวข้องกับตับและลำไส้ใหญ่รวมถึงการรักษามะเร็งมานานกว่าศตวรรษในประเทศ ไทย อย่างไรก็ตามยังไม่มีหลักฐานการวิจัยที่ชัดเจนเพื่อสนับสนุนฤทธิ์ต้านมะเร็งรวมไปถึงกลไกการ ออกฤทธิ์ที่เกี่ยวข้องของสูตรตำรับยานี้ ในการศึกษานี้ได้มีการตรวจสอบศักยภาพในการต้านมะเร็งของตำรับยาเบญจอำมฤตย์ต่อ เซลล์มะเร็งตับ เซลล์มะเร็งท่อน้ำดีและเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ โดยทำการสกัดตำรับยาเบญจอำมฤตย์ ด้วยเอทานอล 95% (BJA-95) เอทานอล 50% (BJA-50) และน้ำ (BJA-W) จากนั้นจึงทำการทดสอบ ความเป็นพิษของสารสกัดต่อเซลล์มะเร็งเพาะเลี้ยงด้วยวิธี thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) พบว่า BJA-95 และ BJA-50 สามารถยับยั้งการมีชีวิตของเซลล์มะเร็งได้อย่างมีนัยสำคัญในลักษณะที่แปรผัน กับขนาดยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเซลล์มะเร็งท่อน้ำดีชนิดแพร่กระจายสูง (KKU-213) มีค่า IC50 (the half maximal inhibitory concentration) ที่ 7.1 ± 1.3 μg/mL และ 11.1 ± 1.5 μg/mL และ เซลล์มะเร็งตับ (HepG2) โดยมีค่า IC50 ที่ 9.1 ± 2.4 μg/mL และ 27.2 ± 4.1 μg/mL ตามลำดับ อย่างไรก็ ตามพบว่า BJA-95 เป็นสารสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเน่ืองจากมีค่า IC50 ที่ตํ่าที่สุดในเซลล์มะเร็ง ทั้งหมด นอกจากนี้สารสกัดนี้ยงั มีความเป็นพิษต่อเซลล์มะเร็ง KKU-213 และ HepG2 มากกว่าเซลล์ เพาะเลี้ยงและเซลล์เม็ดเลือดปกติ ดังนั้นจึงทำการคัดเลือกสารสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ได้แก่ BJA- 95 และเซลล์มะเร็งที่มีการตอบสนองต่อสารสกัดดีที่สุด ได้แก่ KKU-213 และ HepG2 เพื่อนำไปทำ การทดสอบในขั้นตอนต่อไป เมื่อทำการวิเคราะห์องค์ประกอบทางพฤกษเคมีของ BJA-95, BJA-50 และ BJA-W ด้วยวิธีแก๊ส โครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี (GC-MS) และลิควิดโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี (LCMS) พบว่าสารสกัดตำรับยาเบญจอำมฤตย์ประกอบด้วยสารประกอบต่างๆกว่าสี่สิบแปดชนิด โดยที่ piperine, xanthotoxol และ dihydrogambogic acid เป็นสารประกอบหลกั ใน BJA-95 ซึ่งเป็นสารสกัด ที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ในขณะที่สารประกอบดังกล่าวมีสัดส่วนที่ลดลงใน BJA-50 และไม่พบใน BJA-W ซ่ึงเป็นสารสกัดที่มีประสิทธิภาพตํ่าที่สุด การศึกษากลไกการออกฤทธิ์ ของสารสกัดตำรับยาเบญจอำมฤตย์ ผ่านการตายแบบ อะพอพโทซิสโดยได้ทำการย้อมเซลล์ด้วยสี annexin V-fluorescein isothiocyanate (FITC) / propidium iodide (PI) แล้ว วิเคราะห์ด้วยเครื่องโฟลไซโตมิเตอร์ ผลการทดลองพบว่า BJA-95 ทำให้เซลล์ KKU- 213 และ HepG2 เกิดการตายแบบอะพอพโทซิสเพิ่มมากขึ้น ซ่ึงในทางกลไกพบว่าสารสกัดเพิ่มระดับ การแสดงออกของโปรตีนโปร-อะพอพโทติก ได้แก่ Bax และ Puma ในขณะที่ลดระดับการแสดงออก ของโปรตีนแอนติ-อะพอพโทติก ได้แก่ Bcl-xL นอกจากนี้สารสกัดยังเพิ่มกัมมันตภาพ (activity) ของ เอนไซม์ caspase-3, -8 และ -9 และเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของเซลล์ที่มีการสูญเสียศักย์ไฟฟ้าที่เย่ือหุ้มไมโท คอนเดรี ย (mitochondrial transmembrane potential, ΔΨm) ซ่ึงวัดโดยการย้อมสี DiOC6 (3,3’- dihexyloxacarbocyanine iodide) แสดงให้เห็นว่า BJA-95 สามารถเหนี่ยวนำให้เซลล์มะเร็งเกิดการตาย แบบอะพอพโทซิสผ่านทางวิถีไมโทคอนเดรียและแคสเปส การศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของสารสกัดตำรับยาเบญจอำมฤตย์ผ่านกระบวนการออโตฟากี โดยได้ทำการย้อมเซลล์ด้วยสีย้อมที่จำเพาะกับ autophagic vacuoles แล้ววิเคราะห์ด้วยเครื่อง โฟลไซโตมิเตอร์และถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ ผลการทดลองพบว่า BJA-95 กระตุ้น กระบวนการออโตฟากีเฉพาะในเซลล์ KKU-213 แต่ไม่ปรากฏในเซลล์ HepG2 ในทางกลไกพบว่าสารสกัดเพิ่มระดับการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับออโตฟากี ได้แก่ Beclin-1, ATG5 และ LC3-II อย่างไรก็ตามเนื่องจากการตอบสนองต่อการรักษาด้วยกระบวนการออโตฟากี ไม่เพียงแต่ นำไปสู่การตายของเซลล์ แต่กระบวนการดังกล่าวยังทำหน้าที่ในการขจัดความเครียดและรักษาความ อยู่รอดของเซลล์มะเร็ง ดังนั้นจึงทำการบ่มเซลล์มะเร็งด้วย BJA-95 ในสภาวะที่มีและไม่มีสารยับยั้ง กระบวนการออโตฟากี (3-methyl adenine, 3-MA) พบว่าการรักษาด้วย BJA-95 ร่วมกับการยับยั้ง กระบวนการออโตฟากี ทำให้เซลล์มะเร็งมีการตายเพิ่มมากขึ้น บ่งชี้ว่ากระบวนการออโตฟากีที่เกิดขึ้น ในการตอบสนองต่อ BJA-95 มีบทบาทในการรักษาการอยู่รอดของเซลล์ KKU-213 นอกจากนี้ผลการ ทดลองยังพบว่าการตายของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวเป็นการตายแบบอะพอพโทซิส เพ่ือเป็นการยืนยันศักยภาพในการต่อต้านมะเร็งของ BJA-95 จึงได้ทำการศึกษาในหนูทดลองที่ ได้รับการปลูกถ่ายเซลล์มะเร็ง (mice xenograftmodel) โดยทำการฉีดเซลล์ KKU-213 เข้าใต้ผิวหนัง ของหนู nude mice จากนั้นทำการป้อน BJA-95 ที่ขนาด 25 และ 50 มก./กก. เป็นเวลา 20 วันผล การศึกษาพบว่าปริมาตรของก้อนเนื้องอกและน้ำหนักของก้อนเนื้องอกในกลุ่มที่ได้รับการรักษาลดลง และแตกต่างจากกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันสารสกัดดังกล่าวไม่ส่งผลต่อน้ำหนักตัว ของสัตว์และพบว่าไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์เม็ดเลือด ไตและตับจากการย้อมสี hematoxylin และ eosin (H&E) พบว่าเนื้อเยื่อของก้อนเนื้องอกในกลุ่มที่ได้รับการรักษามีพังผืด (fibrosis) ที่เกิดจากการ การตายของเซลล์แบบอะพอพโทซิสเพิ่มมากขึ้นและเนื้องอกที่ยังมีชีวิต (viable tumor mass) ลดลง เกือบ 80% เม่ือเทียบกับกลุ่มควบคุม นอกจากนี้การย้อม immunohiochemistry (IHC) พบว่าเนื้อเยื่อ ของก้อนเนื้องอกในกลุ่มที่ได้รับการรักษามีระดับการแสดงออกของโปรตีนโปร-อะพอพโทติก ได้แก่ Bax และ active caspase-3 ที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ระดับการแสดงออกของโปรตีนแอนติ-อะพอพโทติก ได้แก่ Bcl-xL ลดลง เม่ือเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการรักษา แสดงให้เห็นว่า BJA-95 ยับยั้งการ เจริญเติบโตของก้อนมะเร็งในสัตว์ทดลองโดยการเหนี่ยวนำการตายของเซลล์แบบอะพอพโทซิส สรุปได้ว่าสารสกัดตำรับยาเบญจอำมฤตย์มีประสิทธิภาพสูงในการต่อต้านมะเร็งตับทั้งชนิด hepatocellular carcinoma และโดยเฉพาะมะเร็งท่อน้ำดี (cholangiocarcinoma) ชนิดแพร่กระจายสูง โดยไม่มีผลข้างเคียง ยิ่งไปกว่านั้นการรักษาร่วมกับสารยับยั้งกระบวนการออโตฟากีสามารถเพิ่ม ประสิทธิภาพของสารสกัดในการกระตุน้ ให้เซลลม์ ะเร็งเกิดการตายแบบอะพอพโทซิสได้ ซึ่งอาจจะ เป็นกลยุทธ์ในการรักษาภาวะการดื้อยาที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต ดังนั้นจึงควรพิจารณาสารสกัดตำรับยา เบญจอำมฤตย์เพื่อเป็นทางเลือกหน่ึงในการรักษาผู้ป่วยมะเร็งตับและมะเร็งท่อน้ำดีen_US
Appears in Collections:MED: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
590751005 ฤทธิเบศร์ ยาประเสริฐ.pdf40.71 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.