การศึกษาการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งโดยสารสกัดที่มีฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ฮิสโทนดีอะเซทิลเลสจากเชื้อรา Aspergillus niger isolate S1

Titleการศึกษาการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งโดยสารสกัดที่มีฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ฮิสโทนดีอะเซทิลเลสจากเชื้อรา Aspergillus niger isolate S1
Publication TypeReport
Year of Publication2011
Authorsเสนาวงศ์, ธนเศรษฐ์
Series Editorสัตยาศัย, นิสันต์
Series Title-
Date Published2011
Institutionมหาวิทยาลัยขอนแก่น
Typeโครงการวิจัย
Report NumberMRG5180078
ISBN NumberMRG5180078
Keywordsanticancer agent, antiproliferation, Aspergillus niger, HDAC inhibitor, hyperacetylation, การยับยั้งการเจริญแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์, การเกิดไฮเปอร์อะเซทิลเลชัน, ตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ฮิสโทนดีอะเซทิลเลส, สารต้านมะเร็ง
Abstract

ตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ฮิสโทนดีอะเซทิลเลส (Histone deacetylase (HDAC) inhibitors) จัดเป็นหนึ่งในกลุ่มสารต้านมะเร็งที่กำลังได้รับความสนใจ โดยสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งโดยการเหนี่ยวนำให้เซลล์เกิดการตายแบบอะพอพโทซิสและสามารถกระตุ้นให้เซลล์มะเร็งเกิดการเจริญเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะคล้ายเซลล์ปกติได้ สำหรับงานวิจัยนี้พบว่าสารสกัดหยาบด้วยเอทานอล สารสกัดแบบแยกส่วนด้วยน้ำ และอาหารเลี้ยงเชื้อที่ได้จากการเลี้ยงเชื้อรา Aspergillus niger isolate TS1 เป็นเวลา 5-10 วันสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ฮิสโทนดีอะเซทิลเลสได้ จากการศึกษาลักษณะ morphology และการวิเคราะห์เปรียบเทียบลำดับดีเอ็นเอบริเวณ internal transcribed spacer (ITS) ของ ribosomal RNA gene พบว่าเชื้อราชนิดนี้เป็น A. niger สายพันธุ์ใหม่ มีลักษณะพิเศษคือสร้าง HDAC inhibitors และหลั่งออกมาใน medium ได้ โดย 3 kDa-filtered medium ที่ได้จากการเลี้ยงเชื้อราประกอบด้วย HDAC inhibitors ที่สามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ HDACs ได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในหลอดทดลอง (in vitro) และในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (mammalian cells) ซึ่งในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ HDACs ในเซลล์นั้นแสดงให้เห็นได้ชัดเจนจากการเกิด Hyperacetylation ของโปรตีนฮิสโทน H4 โดยการวิเคราะห์ด้วย Acid-Urea-Triton (AUT) gel electrophoresis ทั้งนี้สามารถแยกบริสุทธิ์สารประกอบ 2 ชนิดจาก 3 kDa-filtered medium ด้วยวิธี Thin Layer Chromatography แต่พบว่าสารทั้ง 2 ชนิดยังไม่จัดเป็น potent HDAC inhibitors นอกจากนี้พบว่า 3 kDa-filtered medium สามารถยับยั้งการเจริญแบ่งตัวเพิ่มจำนวนของเซลล์มะเร็งปากมดลูก (HeLa cells) เซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ (HCT116 cells) และเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว (Jurkat cells) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่วนสารประกอบทั้ง 2 ชนิดสามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวและเซลล์มะเร็งปากมดลูกได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งกลไกในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งเกี่ยวข้องกับความสามารถในการเหนี่ยวนำให้เซลล์เกิดการตายแบบอะพอพโทซิส สำหรับโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบทั้ง 2 ชนิดที่แยกได้จาก 3 kDa-filtered medium ยังไม่สามารถระบุได้ในงานวิจัยครั้งนี้ อย่างไรก็ตามผลที่ได้จากงานวิจัยนี้จะนำไปสู่การค้นพบ HDAC inhibitors ชนิดใหม่ๆที่สามารถต้านเซลล์มะเร็งได้ และเป็นการค้นพบ Aspergillus niger สายพันธุ์ใหม่ที่มีการผลิต HDAC inhibitors ตามธรรมชาติ

Histone deacetylase (HDAC) inhibitors reside among the most promising targeted anticancer agents that induce cell growth arrest, apoptosis, and differentiation in cancer cells. In this study, the ethanolic crude extract, water extract and (5-10)-days culture medium of a soil fungus Aspergillus niger isolate TS1 exhibited a promising HDAC-inhibiting activity. The Aspergillus niger isolate TS1 was identified as a new variant of Aspergillus niger via morphological identification and molecular analysis of the internal transcribed spacer (ITS) region of the ribosomal RNA gene. The 3 kDa-filtered medium from this HDAC inhibitor-producing fungus significantly exhibited HDAC-inhibiting activity both in vitro and in mammalian cells. Thin layer chromatography analysis of the 3-kDa filtered medium revealed two major spots of compounds possessing HDAC-inhibiting activity. However, these two spots were much less potent when compared to that of the 3 kDa-filtered medium. HDAC-inhibiting activity in mammalian cells was demonstrated with hyperacetylation of histone H4 by Acid-Urea-Triton (AUT) polyacrylamide gel electrophoresis. The 3 kDa-filtered medium showed antiproliferative activity against human acute T cell leukemia cell line (Jurkat cells), human cervical cancer cell line (HeLa cells) and human colon cancer cell line (HCT116 cells). Two purified compounds significantly inhibited the growth of Jurkat cells and HeLa cells. The growth inhibitory effects appeared to be mediated by induction of apoptosis. The chemical structures of the above mentioned compounds remain to be elucidated. The results presented in this study would lead to discovery of a novel anticancer agent. In addition, this is the first report showing that A. niger isolate TS1 could serve as a natural source of HDAC inhibitor(s).

URLhttp://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5180078
Alternate TitleThe study on growth inhibition of cancer cells by fungal extracts possessing the activity of Histone deacetylase inhibitor from Aspergillus niger isolate S1