ฤทธิ์ต้านออกซิเดชันและฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาท N1E–115 ของสารสกัดจากเปลือกมังคุด
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทนำและวัตถุประสงค์: ภาวะเครียดออกซิเดชันมีบทบาทสำคัญต่อพยาธิสรีรวิทยาของโรคความเสื่อมของประสาท เปลือกมังคุดอุดมไปด้วยสารประกอบฟีนอลิกกลุ่มแซนโทนซึ่งมีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันสูงอาจใช้บรรเทาหรือชะลอการเสื่อมของเซลล์ประสาทได้ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบฤทธิ์ต้านออกซิเดชันและฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาทของเปลือกมังคุดต่อความเป็นพิษของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกลูตาเมตในเซลล์ N1E–115
วิธีการศึกษา: นำสารสกัดด้วยน้ำ (GM–W) และสารสกัดด้วยเอทานอล (GM–E) จากเปลือกมังคุดมาทดสอบฤทธิ์ดักจับอนุมูลอิสระซูเปอร์ออกไซด์ และทดสอบฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาท N1E–115 ที่เหนี่ยวนำให้บาดเจ็บด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกลูตาเมต แล้วประเมินความมีชีวิตของเซลล์ด้วยวิธี MTT reduction assay และตรวจสอบกลไกการออกฤทธิ์ผ่านวิถีการส่งสัญญาณของเซลล์ mitogen activated protein kinase (MAPK) และ phosphatidylinositol 3–kinase (PI3K) โดยใช้สารยับยั้งจำเพาะ PD98059 และ LY294002
ผลการศึกษา: สารสกัด GM–W และ GM–E แสดงฤทธิ์ต้านออกซิเดชันที่ดีมาก โดยมีค่า IC50 = 29.11 + 3.88 และ 14.49 + 1.66 µg/mL ตามลำดับ พบว่าการสัมผัสสารสกัด GM–E ทั้งแบบพร้อมกัน (co–exposure) และแบบก่อนการเหนี่ยวนำให้บาดเจ็บ (pre–exposure) สามารถลดการตายของเซลล์ประสาทจากไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ขณะที่สารสกัด GM–W ไม่แสดงผลปกป้องเซลล์ สำหรับความเป็นพิษจากกลูตาเมต พบว่าเฉพาะการสัมผัสร่วมกับสารสกัด GM–E เท่านั้นที่แสดงผลปกป้องเซลล์ นอกจากนี้ พบว่าการเติมสารยับยั้งวิถี MAPK (PD98059) และ PI3K (LY294002) สามารถต้านฤทธิ์ปกป้องเซลล์ของสารสกัด GM–E จากพิษของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกลูตาเมตได้
อภิปรายผล: สารสกัด GM–E จากเปลือกมังคุดแสดงฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาท N1E–115 จากพิษของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกลูตาเมต โดยกลไกการออกฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาทอย่างน้อยอาจมีความเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติต้านออกซิเดชัน และการส่งสัญญาณผ่านวิถี MAPK และ PI3K ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าสารต้านอนุมูลอิสระจากธรรมชาติมีประสิทธิผลในการลดความเสียหายของเซลล์ที่เหนี่ยวนำด้วยอนุมูลอิสระ จึงเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการป้องกันและชะลอการเสื่อมของเซลล์ประสาท
ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ: การศึกษานี้สนับสนุนศักยภาพของสารสกัดจากเปลือกมังคุดในการปกป้องเซลล์จากพิษของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และกลูตาเมต ซึ่งอาจนำไปใช้เพื่อป้องกันหรือชะลอการเกิดโรคความเสื่อมของระบบประสาทได้ ควรมีการศึกษาสารสกัดจากเปลือกมังคุดและอนุพันธ์ xanthones ต่อไปในโมเดลความเสื่อมของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงต่อพยาธิสภาพหรือทดสอบในสัตว์ทดลองเพื่อหาสารออกฤทธิ์ พร้อมตรวจสอบฤทธิ์และกลไกระดับโมเลกุลให้ชัดเจน รวมทั้งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาจากสมุนไพรหรือผลิตภัณฑ์สมุนไพรเพื่อสุขภาพโดยใช้นาโนเทคโนโลยี
คำสำคัญ: มังคุด, ฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน, ฤทธิ์ปกป้องเซลล์ประสาท, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, กลูตาเมต
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Pizzino G, Irrera N, Cucinotta M, Pallio G, Mannino F, Arcoraci V, Squadrito F, Altavilla D, Bitto A. Oxidative stress: harms and benefits for human health. Oxid Med Cell Longev. 2017; 2017:8416763. https://doi.org/10.1155/2017/8416763.
Rudrapal M, Khairnar SJ, Khan J, Dukhyil AB, Ansari MA, Alomary MN, Alshabrmi FM, Palai S, Deb PK, Devi R. Dietary polyphenols and their role in oxidative stress–induced human diseases: Insights into protective effects, antioxidant potentials and mechanism(s) of action. Front Pharmacol. 2022;13:806470. https://doi:10.3389/fphar.2022.806470.
Feng J, Zheng Y, Guo M, Ares I, Martínez M, Lopez–Torres B, Martínez–Larrañaga MR, Wang X, Anadón A, Martínez MA. Oxidative stress, the blood–brain barrier and neurodegenerative diseases: The critical beneficial role of dietary antioxidants. Acta Pharm Sin B. 2023;13(10):3988-4024.
Forest Botany Division, Forest and Plant Conservation Research Office, Department of National Parks, Wildlife and Plant. Thai Plant Names. [Internet]. 2557 [cited 2024 May 30]. Available from: https://www.dnp.go.th/Botany/mplant/index.html.
Plants of the World Online, Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. [Internet]. [cited 2024 May 30]. Available from: https://www.plantsoftheworldonline.org/.
National List of Essential Medicines (No. 2) B.E. 2555 (2012). Published in Government Gazette on 21 August B.E. 2555 (2012). (in Thai).
Alam M, Summya Rashid S, Fatima K, Adnan M, Shafie A, Akhtar MS, Ganie AH, Sayed M. Eldin SM, Islam A, Khan I, Hassan MI. Biochemical features and therapeutic potential of –Mangostin: Mechanism of action, medicinal values, and health benefits. Biomed Pharmacother. 2023;163:114710. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.114710.
Ghasemzadeh A, Jaafar HZE, Baghdadi A, Tayebi–Meigooni A. Alpha–mangostin–rich extracts from mangosteen pericarp: Optimization of green extraction protocol and evaluation of biological activity. Molecules. 2018;23(8):1852. https://doi:10.3390/molecules23081852.
Zonouz AM, Rahbardar MG, Hosseinzadeh H. Antidotal and protective effects of mangosteen (Garcinia mangostana) against natural and chemical toxicities: A review. Iran J Basic Med Sci. 2023;26:492-503. https://dx.doi.org/10.22038/IJBMS.2023.66900.14674
Ansori ANM, Fadholly A, Hayaza S, Susilo RJK, Inayatillah B,Winarni D, Husen SA. A review on medicinal properties of mangosteen (Garcinia mangostana L.). Res J Pharm Technol. 2020;13(2):974-82.
Weecharangsan W, Opanasopit P, Sukma M, Ngawhirunpat T, Sotanaphun U, Siripong P. Antioxidative and neuroprotective activities of extracts from the fruit hull of mangosteen (Garcinia mangostana Linn.). Med Princ Pract. 2006;15;281-7.
Moongkarndi P, Srisawat C, Saetun P, Jantaravinid J, Peerapittayamongkol C, Soi–ampornkul R, Junnu S, Sinchaikul S, Chen ST, Charoensilp P, Thongboonkerd V, Neungton N. Protective effect of mangosteen extract against beta–amyloid–induced cytotoxicity, oxidative stress and altered proteome in SK–N–SH cells. J Proteome Res. 2010;9:2076-86. (in Thai)
Lee Y, Kim S, Kim Y, Chin Y, Cho J. Inhibition of excitotoxic and Aβ(25-35)–induced neuronal damage by fractions prepared from mangosteen pericarp in primary cultured rat cortical cells. Proceedings of the 2012 Fall International Convention of The Pharmaceutical Society of Korea, Seoul, Korea; 2012 Oct 23-24; Seoul, Korea.
Cho J, Chin Y–W. Neuroprotective and memory–enhancing effects of the water extract from pericarp of mangosteen. Fruit Clin Ther. 2016;38(10S):e31. https://doi.org/10.1016/j.clinthera.2016.07.163.
Sattayasai J, Chaonapan P, Arkaravichie T, Soi–ampornkul R, Junnu S, Charoensilp P, Samer J, Jantaravinid J, Masaratana P, Suktitipat B, Manissorn J, Thongboonkerd V, Neungton N, Moongkarndi P. Protective effects of mangosteen extract on H2O2–induced cytotoxicity in SK–N–SH cells and scopolamine–induced memory impairment in mice. PLoS One. 2013;8(12):e85053. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085053. (in Thai)
Avinash P, Reddy A, Begum N, Bakshi V. Neuroprotective effect of Garcinia mangostana on streptozotocin induced sporadic type Alzheimer’s disease in mice. Int J Appl Pharm Sci Res. 2016;1:8-15.
Murugaiyah V, Jayadhisan M, Majid ASA, Majid AMSA. Neuroprotective effect of Garcinia mangostana extract, xanthone–enriched fraction and –mangostin on amyloid ß, hydrogen peroxide, ischemia, hypoxia and glutamate–induced neurotoxicity in SH–SY5Y cells. Front cell Neurosci. 2016;10. https://doi:10.3389/conf.fncel.2016.36.00100.
eFloras (2008). Missouri Botanical Garden, St. Louis, MO & Harvard University Herbaria, Cambridge, MA. [Internet]. [cited 2024 May 30]. Available from: http://www.efloras.org
Nishikimi M, Appaji N, Yagi K. The occurrence of superoxide anion in the reaction of reduced phenazine methosulfate and molecular oxygen. Biochem Biophys Res Commun. 1972;46(2):849-54.
Amano T, Richelson E, Nirenberg M. Neurotransmitter synthesis by neuroblastoma clones. Proc Natl Acad Sci USA. 1972;69:258-63.
Kimhi Y, Parfrey C, Spector I, Barak Y, Littauer UZ. Maturation of neuroblastoma cells in the presence of dimethylsulfoxide. Biochemistry. 1976;73:462-6.
Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: Application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods. 1983;65(1-2):55-63.
Rizaldy D, Ramadhita NK, Nadhifa T, Fidrianny I. Mangosteen (Garcinia mangostana L.): Evaluation of in vitro antioxidant activities. Pharmacogn J. 2022;14(3):633-40.
Suttirak W, Manurakchinakorn S. In vitro antioxidant properties of mangosteen peel extract. J Food Sci Technol. 2014;51(12):3546-58.
Lewerenz J, Maher P. (2015). Chronic glutamate toxicity in neurodegenerative diseases–What is the evidence? Front Neurosci. 2015;9:469. https://doi:10.3389/fnins.2015.00469.
Walker CL, Liu NK, Xu XM. PTEN/PI3K and MAPK signaling in protection and pathology following CNS injuries. Front Biol (Beijing). 2013;8(4). https://doi:10.1007/s11515–013–1255–1.
Rai SN, Dilnashin H, Birla H, Singh SS, Zahra W, Rathore AS, Singh BK, Singh SP. The role of PI3K/Akt and ERK in neurodegenerative disorders. Neurotox Res. 2019;35:775-95.
Long HZ, Cheng Y, Zhou ZW, Luo HY, Dan–Dan Wen DD, Li–Chen Gao LC. PI3K/AKT signal pathway: A target of natural products in the prevention and treatment of Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. Front Pharmacol. 2021;12:648636. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.648636.
Li Q, Rubin L, Silva M, Li S, Yang C, Lazarovici P, Zheng W. Current progress on neuroprotection Induced by Artemisia, Ginseng, Astragalus, and Ginkgo traditional chinese medicines for the therapy of alzheimer’s disease. Oxid Med Cell Longev. 2022;2022:3777021. 21 pages https://doi.org/10.1155/2022/3777021.
Kondo M, Zhang L, Ji H, Kou Y, Ou B. Bioavailability and antioxidant effects of a xanthone-rich mangosteen (Garcinia mangostana) product in humans. J. Agric Food Chem. 2009;57(19):8788-92. https://doi:10.1021/jf901012
