ผลของสารสกัดจากเมล็ดกระทงลาย (Celastrus paniculatus Willd.) ต่อการมีชีวิตของเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสและซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ในหนูแรทเพศผู้

The effect of Celastrus paniculatus Willd. seed extract on the neuronal viability of hippocampus and cerebral cortex in male rats

Abstract

บทนำ มีการรายงานว่าสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ (antioxidant) และยับยั้งการตาย (apoptosis) ของเซลล์เพาะเลี้ยงได้ แต่ยังไม่มีการรายงานถึงผลต่อเซลล์ประสาทในสมองหนูแรทวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาผลของสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายต่อการเปลี่ยนแปลงทางเนื้อเยื่อสมอง รวมถึงฤทธิ์ในการยับยั้งการตายของเซลล์ประสาทผ่านกลไก apoptosis ในหนูแรทเพศผู้สายพันธุ์ Sprague Dawleyวิธีการศึกษา เป็นการศึกษาไปข้างหน้าแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมในหนูแรทอายุ 4 สัปดาห์ เพศผู้ จำนวน 12 ตัว หนูแรทกลุ่มทดลอง 6 ตัว ได้รับการฉีดสารสกัดจากเมล็ดกระทงลาย ขนาด 80 มก./กก. น้ำหนักตัว เข้าทางช่องท้องติดต่อกันทุกวันเป็นเวลา 2 สัปดาห์ และกลุ่มควบคุม 6 ตัว ได้รับการฉีดด้วย Dimethylsulfoxide (DMSO) ร้อยละ 0.5 ปริมาตร 0.2 มล. ทุกวันเป็นเวลา 2 สัปดาห์เช่นกัน พักหนูแรท 5 วันก่อนนำไปศึกษาเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสด้วยวิธีย้อมสี hematoxylin และ eosin ศึกษาการแสดงออกของ anti-apoptotic protein ชนิด BCL-2 ในซีรีบรัลคอร์เท็กซ์และฮิปโปแคมปัส ด้วยวิธี immunohistochemistry และศึกษาสัดส่วนการแสดงออกของ anti-apoptotic protein (BCL-2) และ pro-apoptotic protein (BAX) ซึ่งเป็นตัวกำหนดสำคัญในการมีชีวิตรอดของเซลล์ประสาท ด้วยวิธี Western blot จากสมองทั้งลูก (whole brain) นอกจากนี้ยังทำการบันทึกปริมาณอาหารและน้ำที่กิน และน้ำหนักหนู ตลอดการทดลองผลการศึกษา หนูแรทที่ได้รับสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายเป็นเวลา 2 สัปดาห์ ไม่มีผลเปลี่ยนแปลงน้ำหนักปริมาณน้ำและอาหารที่กินในแต่ละวัน แสดงว่า การได้รับสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายไม่มีผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของร่างกาย หนูแรทกลุ่มทดลองมีลักษณะการจัดเรียงตัวของเซลล์ประสาทภายในฮิปโปแคมปัสไม่แตกแต่งจากกลุ่มควบคุม เป็นไปได้ว่าสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายไม่พบความเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท และเมื่อศึกษากลไกการยับยั้งการตายของเซลล์ประสาทผ่านการแสดงออกของ BCL-2 ซึ่งเป็น anti-apoptotic protein และ BAX ซึ่งเป็น pro-apoptotic protein พบว่ากลุ่มทดลองมีการแสดงออกของ BCL-2 เพิ่มขึ้นทั้งในซีรีบรัลคอร์เท็กซ์และฮิปโปแคมปัส และเมื่อศึกษาสัดส่วนการแสดงออกของ BCL-2 ต่อ BAX พบว่าเพิ่มขึ้นในกลุ่มทดลองอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม ดังนั้นสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายควบคุมสัดส่วนการแสดงออกของ BCL-2 ต่อ BAX จึงอาจจะมีบทบาทสำคัญต่อการปกป้องเซลล์ประสาทสรุป การศึกษานี้บ่งชี้ว่าสารสกัดจากเมล็ดกระทงลายไม่พบความเป็นพิษต่อเซลล์ประสาทและยังส่งเสริมการมีชีวิตของเซลล์ด้วยการยังยั้งการเกิด apoptosis  Background: Celastrus paniculatus (CP) seed extract has been reported to have neuroprotective and antioxidant activities. However, the direct effect of CP seed extract on promoting neuronal survival is unknown. Objective: The present study aimed to demonstrate the effects of CP seed extract on neuronal apoptosis and histological change in the brain of male Sprague Dawley rats. Materials and Methods: This study is a prospective, randomized, controlled study in 4-week-old rats. There were 12 male rats, 6 rats in the experimental group was injected with CP seed extract at the dose of 80 mg/kg body weight intraperitoneally daily for 2 weeks. Six control groups were injected with Dimethylsulfoxide (DMSO) 0.5% 0.2 mL volume daily for 2 weeks as well. Rats were rested for 5 days. The hippocampal structure was observed by hematoxylin and eosin staining technique. The expression of cerebral and hippocampal BCL-2 protein was performed by using immunohistochemistry technique. The expression ratio of BCL-2 to BAX in whole brain protein was studied by Western blot technique. Body weight, food intake, and water intake of control and experimental rats were recorded throughout 14 days of treatment. Results: Body weight, food intake, and water intake of control and experimental rats were comparable; indicating that CP seed extract has no effect on metabolic aspect of the rats. Hippocampal structure and neurons were also comparable in both groups; suggesting that CP seed extract has nontoxicity effect. However, the cerebral and hippocampal BCL-2 expression were significantly increase in treated group when compared with those of the control group. Whole brain BCL-2/BAX expression ratio was also significantly increased in treated group when compared with the control group. Since it has been suggested that the ratio of BCL-2 to BAX is an important determinant of neuronal survival, CP-regulated BCL-2/BAX expression may play a vital role in neuronal protection beyond their antioxidant activity. Conclusion: CP seed extract had no neurotoxic effect and enhanced cell survival through inhibition of apoptosis.