โภชนพันธุศาสตร์ในผักตระกูลกะหล่ำกับบทบาทการเป็นเคมีป้องกันมะเร็ง

Main Article Content

พัศกร เวสารัชอารีย์กุล
กวินทรา แต้มประสิทธิ์
นาถธิดา วีระปรียากูร

บทคัดย่อ

ในปัจจุบันอุบัติการณ์การเกิดมะเร็งเพิ่มขึ้นอย่างมาก แนวทางในการป้องกันการเกิดมะเร็งจึงเป็นสิ่งที่ทั่วโลกให้ความสนใจ การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการรับประทานอาหารเป็นหนึ่งในแนวทางการปฏิบัติเพื่อที่จะลดความเสี่ยงในการเกิดมะเร็ง บทความฉบับนี้มุ่งเน้นไปที่การประเมินทางชีวภาพของผักตระกูลกะหล่ำรวมถึงสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ที่มีอยู่ในผักตระกูลดังกล่าวกับฤทธิ์ในการป้องกันการเกิดโรคมะเร็งในระดับพันธุกรรม ซึ่งสัมพันธ์กับการแสดงออกของยีนที่มีบทบาทในการเกิดมะเร็ง ได้แก่ ยีนก่อมะเร็ง, ยีนต้านมะเร็ง, ยีนซ่อมแซมสารพันธุกรรม และยีนควบคุมสภาวะเครียดจากการถูกออกซิไดซ์เกินสมดุล ความแตกต่างในเชื้อชาติสามารถส่งผลต่อการมีพหุสัณฐานของยีนที่แปรผันต่างกันได้ อาจเปลี่ยนจากยีนที่โดยปกติแล้วไม่ได้ก่อให้เกิดมะเร็งไปเป็นยีนที่มีความไวในการเกิดมะเร็งเพิ่มขึ้น ในบทความนี้ได้ทบทวนปฏิสัมพันธ์ระหว่างการบริโภคผักตระกูลกะหล่ำกับความแปรผันของยีนที่สัมพันธ์กับการลดความเสี่ยงในการเกิดโรคมะเร็งชนิดต่าง ๆ ผ่านกลไกการเป็นเคมีป้องกันหลัก 2 กลไก คือ (1) กลุ่มที่ออกฤทธิ์ยับยั้งการสร้างและกระตุ้นฤทธิ์ของสารก่อมะเร็ง และ (2) กลุ่มที่ยับยั้งพัฒนาการของเซลล์มะเร็งที่เหนี่ยวนำให้เกิดการหยุดหรือชะลอการเจริญเติบโตและลุกลามของเซลล์มะเร็งผ่านการยับยั้งวัฏจักรเซลล์ และเหนี่ยวนำให้เซลล์มะเร็งตายแบบอะพอพโทซิสไป การยับยั้งข้างต้นเกิดผ่านวิถีสัญญาณที่แตกต่างกัน เช่น Nrf2/ARE, MAPK, AP-1, NF-kB, IGF-I และ EGFR เป็นต้น นอกจากนี้ยังได้ศึกษาความสัมพันธ์กระบวนการปรุงด้วยกรรมวิธี, อุณหภูมิและเวลาที่ต่างกัน กับการลดลงของปริมาณสารออกฤทธิ์ที่สำคัญ ได้แก่ สารกลุ่มไอโซไธโอไซยาเนตซึ่งมีฤทธิ์ในการป้องกันมะเร็ง โดยพบว่าการปรุงอาหารด้วยวิธีการลวก เป็นวิธีการที่ดีที่สุดที่ยังคงเหลือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากเพียงพอสำหรับการออกฤทธิ์เป็นเคมีป้องกันมะเร็ง

Article Details

ประเภทบทความ
บทความปริทัศน์ (Review Article)

เอกสารอ้างอิง

Abdull Razis AF, Konsue N, Dervetzoglou M, Plant KE, Plant N, Ioannides C. (2012). Phenethyl isothiocyanate, a naturally occurring phytochemical, is an antagonist of the aryl hydrocarbon receptor. Mol Nutr Food Res. 56(3): 425-434.

Ardekani AM, Jabbari S. (2009). Nutrigenomics and cancer. Avicenna J Med Biotechnol. 1(1): 9–17.

Baenas N, Marhuenda J, García-Viguera C, Zafrilla P, Moreno DA. (2019). Influence of cooking methods on glucosinolates and isothiocyanates content in novel cruciferous foods. Foods 8(7): 257.

Béliveau R, Gingras D. (2007). Role of nutrition in preventing cancer. Can Fam Physician. 53(11): 1905–1911.

Brennan P, Hsu CC, Moullan N, Szeszenia-Dabrowska N, Lissowska J, Zaridze D, Rudnai P, Fabianova E, Mates D, Bencko V, Foretova L, Janout V, Gemignani F, Chabrier A, Hall J, Hung RJ, Boffetta P, Canzian F. (2005). Effect of cruciferous vegetables on lung cancer in patients stratified by genetic status: a mendelian randomisation approach. Lancet 366(9496): 1558-1560.

Capuano E, Dekker M, Verkerk R, Oliviero T. (2017). Food as pharma? The case of glucosinolates. Current Pharmaceutical Design 23(19): 2697-2721.

Farhud D, Yeganeh MZ, Yeganeh MZ. (2010). Nutrigenomics and nutrigenetics. Iran J Public. 39(4): 1–14.

Garg R, Sharma N, Jainu SK. (2015). Nutrigenomics and nutrigenetics: Concepts and applications in nutrition research and practice. Acta Medica Int. 1: 124–130.

Ginsberg G, Smolenski S, Hattis D, Guyton KZ, Johns DO, Sonawane B. (2009). Genetic polymorphism in glutathione transferases (GST): Population distribution of GSTM1, T1, and P1 conjugating activity. J Toxicol Environ Health Part B. 12(5-6): 389–439.

Guengerich F. P. (2001). Common and uncommon cytochrome P450 reactions related to metabolism and chemical toxicity. Chem Res Toxicol. 14(6): 611–650.

Harries, LW, Stubbins, MJ, Forman, D, Howard, GC, Wolf, CR. (1997). Identification of genetic polymorphisms at the glutathione S-transferase Pi locus and association with susceptibility to bladder, testicular and prostate cancer. Carcinogenesis 18(4): 641–644.

Hedges LJ, Lister CE. (2006). Nutritional attributes of Brassica vegetables, In: Crop and food research confidential report No.1618, A report presented for Horticulfare New Zealand. New Zealand Institute for Crop & Food Research Limited Private Bag 4704, Christchurch, New Zealand. 1–46.

Hein DW, Zhang X, Doll MA. (2018). Role of N-acetyltransferase 2 acetylation polymorphism in 4, 4'-methylene bis (2-chloroaniline) biotransformation. Toxicol Lett. 283: 100–105.

Helzlsouer KJ, Selmin O, Huang HY, Strickland PT, Hoffman S, Alberg AJ, Watson M, Comstock GW, Bell D. (1998). Association between glutathione S-transferase M1, P1, and T1 genetic polymorphisms and development of breast cancer. J Natl Cancer Inst. 90(7): 512-518.

Higdon J, Drake VJ, Delage B. Cruciferous vegetables (2016). Oregon: Oregon State University. Available from: https://lpi.oregonstate.edu/mic/food-beverages/cruciferous-vegetables. Cited 09 Sep 2021.

Higdon J, Drake VJ, Delage B. Indole-3-Carbinol (2017). Oregon: Oregon State University. Available from: https://lpi.oregonstate.edu/mic/dietary-factors/phytochemicals/indole-3-carbinol. Cited 09 Sep 2021.

Hoesel B, Schmid JA. (2013). The complexity of NF-kB signaling in inflammation and cancer. Molecular Cancer 12: 86.

Houghton CA. (2019). Sulforaphane: its "coming of age" as a clinically relevant nutraceutical in the prevention and treatment of chronic disease. Oxid Med Cell Longev. 2019: 1–27.

Ishida M, Hara M, Fukino N, Kakizaki T, Morimitsu Y. (2014). Glucosinolate metabolism, functionality and breeding for the improvement of Brassicaceae vegetables. Breed science. 64(1): 48–59.

Kasthurinaidu SP, Ramasamy T, Ayyavoo J, Dave DK, Adroja DA. (2015). GST M1-T1 null allele frequency patterns in geographically assorted human populations: a phylogenetic approach. PloS one 10(4): e0118660.

Khan N, Mukhtar H. (2018). Cancer Chemoprevention. In: McQueen CA, editor. In: Comprehensive toxicology. 3rd Comprehensive Toxicology. Amsterdam: Elsevier; pp. 361–376.

Lam TK, Gallicchio L, Lindsley K, Shiels M, Hammond E, Tao XG, Chen L, Robinson KA, Caulfield LE, Herman JG, Guallar E, Alberg AJ. (2009). Cruciferous vegetable consumption and lung cancer risk: a systematic review. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 18(1): 184-195.

Lee S-A. (2009). Gene-diet interaction on cancer risk in epidemiological studies. J Prev Med Pub Health. 42(6): 360.

Lewis S, Brennan P, Nyberg F, Ahrens W, Constantinescu V, Mukeria A, Benhamou S, Batura-Gabryel H, Bruske-Hohlfeld I, Simonato L, Menezes A, Boffetta P. (2002). Cruciferous vegetable intake, GSTM1 genotype and lung cancer risk in a non-smoking population. IARC Sci Publ. 156: 507-508.

London SJ, Yuan JM, Chung FL, Gao YT, Coetzee GA, Ross RK, Yu MC. (2000). Isothiocyanates, glutathione S-transferase M1 and T1 polymorphisms, and lung-cancer risk: a prospective study of men in Shanghai, China. Lancet. 356(9231): 724-729.

Nenclares P, Harrington KJ. (2020). The biology of cancer. Medicine 48(2): 67–72.

Pérez C, Barrientos H, Román J, Mahn A. (2014). Optimization of a blanching step to maximize sulforaphane synthesis in broccoli florets. Food Chem. 145: 264-271.

Ramírez B, Niño-Orrego MJ, Cárdenas D, Ariza KE, Quintero K, Contreras Bravo NC, et al. (2019). Copy number variation profiling in pharmacogenetics CYP-450 and GST genes in Colombian population. BMC Med Genomics. 12(1): 110.

Sanlier N, Guler SM. (2018). The benefits of Brassica vegetables on human health. J Human Health Res. 1: 104.

Sgambato A, Campisi B, Zupa A, Bochicchio A, Romano G, Tartarone A, et al. (2002). Glutathione S-transferase (GST) polymorphisms as risk factors for cancer in a highly homogeneous population from southern Italy. Anticancer Res. 22(6B): 3647–3652.

Soundararajan P, Kim JS. (2018). Anti-carcinogenic glucosinolates in cruciferous vegetables and their antagonistic effects on prevention of cancers. Molecules 23(11): 2983.

Spitz MR, Duphorne CM, Detry MA, Pillow PC, Amos CI, Lei L, de Andrade M, Gu X, Hong WK, Wu X. (2000). Dietary intake of isothiocyanates: evidence of a joint effect with glutathione S-transferase polymorphisms in lung cancer risk. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 9(10): 1017-1020.

Steck SE, Gammon MD, Hebert JR, Wall DE, Zeisel SH. (2007). GSTM1, GSTT1, GSTP1, and GSTA1 polymorphisms and urinary isothiocyanate metabolites following broccoli consumption in humans. J Nutr. 137(4): 904-909.

Surh YJ, Kundu JK, Na HK. (2008). Nrf2 as a master redox switch in turning on the cellular signaling involved in the induction of cytoprotective genes by some chemopreventive phytochemicals. Planta Med. 74(13): 1526-1539.

Tang L, Paonessa JD, Zhang Y, Ambrosone CB, McCann SE. (2013). Total isothiocyanate yield from raw cruciferous vegetables commonly consumed in the United States. J Funct Foods. 5(4): 1996-2001.

van Poppel G, Verhoeven DT, Verhagen H, Goldbohm RA. (1999). Brassica vegetables and cancer prevention. Epidemiology and mechanisms. Adv Exp Med Biol. 472: 159-168.

Wang LI, Giovannucci EL, Hunter D, Neuberg D, Su L, Christiani DC. (2004). Dietary intake of Cruciferous vegetables, Glutathione S-transferase (GST) polymorphisms and lung cancer risk in a Caucasian population. Cancer Causes Control. 15(10): 977-985.

World Health Organization (WHO). (2018). Latest global cancer data. International agency for research on cancer [Online]. Available from: https://www.who.int/cancer/PRGlobocanFinal.pdf. Cited 09 Sep 2021.

World Health Organization. Cancer Geneva: WHO. (2021). Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer. Cited 09 Sep 2021.

Xu C, Shen G, Chen C, Gélinas C, Kong A-NT. (2005). Suppression of NF- κB and NF- κB -regulated gene expression by sulforaphane and PEITC through IκBα, IKK pathway in human prostate cancer PC-3 cells. Oncogene 24(28): 4486–4495.

Zhao B, Seow A, Lee EJ, Poh WT, Teh M, Eng P, Wang YT, Tan WC, Yu MC, Lee HP. (2001). Dietary isothiocyanates, glutathione S-transferase -M1, -T1 polymorphisms and lung cancer risk among Chinese women in Singapore. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 10(10): 1063–1067.