ฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่นในการลดไขมันพอกตับผ่านกลไกลควบคุมการเผาผลาญไขมันในเซลล์ตับ

Highlight

สารสกัดสาหร่ายพวงองุ่นมีศักยภาพในการควบคุมการสะสมไขมันและลดระดับไตรกลีเซอไรด์ในเซลล์ HepG2 ที่ถูกกระตุ้นด้วยกรดไขมันโอเลอิก รวมถึงยังสามารถควบคุมการแสดงของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญไขมัน กระตุ้นการแสดงของยีน SIRT1 และลดการแสดงออกของยีนที่ใช้ในการสะสมไขมัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสารสกัดสาหร่ายพวงองุ่น มีสารประกอบสำคัญที่ช่วยลดการสะสมไขมันและไตรกลีเซอไรด์ในเซลล์ตับโดยการควบคุมโมเลกุลการเผาผลาญไขมันได้

ที่มาและความสำคัญ

สาหร่ายทะเลมีฤทธิ์ที่หลากหลายที่สามารถป้องกันโรคเรื้อรังต่างๆ รวมถึงการบาดเจ็บของตับ และโรคไขมันพอกตับได้ การศึกษาวิจัยนี้จึงได้ศึกษาผลประโยชน์ทางสุขภาพของสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่น Caulerpa lentillifera ในการลดการสะสมไขมันและการเผาผลาญไขมันในเซลล์ตับ

Abstract

Seaweed has attracted attention as a bioactive source for preventing different chronic diseases, including liver injury and non-alcoholic fatty liver disease, the leading cause of liver-related mortality. Caulerpa lentillifera is characterized as tropical edible seaweed, currently being investigated for health benefits of its extracts and bioactive substances. This study examined the effects of C. lentillifera extract in ethyl acetate fraction (CLEA) on controlling lipid accumulation and lipid metabolism in HepG2 cells induced with oleic acid through the in vitro hepatic steatosis model. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis indicated that CLEA contained diverse organic compounds, including hydrocarbons, amino acids, and carboxylic acids. Docked conformation of dl-2-phenyltryptophane and benzoic acid, two major bioactive CLEA components, showed high affinity binding to SIRT1 and AMPK as target molecules of lipid metabolism. CLEA reduced lipid accumulation and intracellular triglyceride levels in HepG2 cells stimulated with oleic acid. The effect of CLEA on regulating expression of lipid metabolism-related molecules was investigated by qPCR and immunoblotting. CLEA promoted expression of the SIRT1 gene in oleic acid-treated HepG2 cells. CLEA also reduced expression levels of SREBF1, FAS, and ACC genes, which might be related to activation of AMPK signaling in lipid-accumulated HepG2 cells. These findings suggest that CLEA contains bioactive compounds potentially reducing triglyceride accumulation in lipid-accumulated HepG2 hepatocytes by controlling lipid metabolism molecules.

KEYWORDS: Caulerpa lentillifera, Non-alcoholic fatty liver disease, Lipid metabolism, Hepatocyte

Citation: Sangpairoj K, Pranweerapaiboon K, Saengkhae C, Meemon K, Niamnont N, Tamtin M, Sobhon P, Yisarakun W, Siangcham T*. Extracts of tropical green seaweed Caulerpa lentillifera reduce hepatic lipid accumulation by modulating lipid metabolism molecules in HepG2 cells. Heliyon. 2024;10(6):327635. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e27635

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
แหล่งทุนวิจัย: Agricultural Research Development Agency (Public Organization), Thailand
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

การออกฤทธิ์ต้านโรคอ้วนของสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่นในสัตว์ทดลองต้นแบบ Caenorhabditis elegans

Highlight

สารสกัดสาหร่ายพวงองุ่นมีศักยภาพในการลดปริมาณไขมัน ระดับไตรกลีเซอไรด์ และก้อนไขมันสะสมในสัตว์ทดลองได้ รวมถึงยังสามารถลดความเครียดจากภาวะออกซิเดชั่น โดยมีกลไกการออกฤทธิ์ผ่านทางยีนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตไขมัน (sbp-1) ดังนั้นการวิจัยนี้บ่งชี้ว่าสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่นสามารถลดไขมันและต้านโรคอ้วนในสิ่งมีชีวิตต้นแบบได้

ที่มาและความสำคัญ

โรคอ้วนเป็นภาวะที่มีการสะสมไขมันมากเกินจำเป็น และนำไปสู่ปัญหาสุขภาพด้านอื่น ๆ โดยสารสกัดจากธรรมชาติรวมถึงจากสาหร่ายทะเลมีฤทธิ์หลากหลาย จึงนำมาสู่งานวิจัยครั้งนี้เพื่อศึกษาการออกฤทธิ์ของสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่นในการลดไขมัน และต้านโรคอ้วน โดยศึกษาในสัตว์ทดลองต้นแบบ Caenorhabditis elegans

Abstract

Obesity is a multifactorial disease characterized by an excessive accumulation of fat, which in turn poses a significant risk to health. Bioactive compounds obtained from macroalgae have demonstrated their efficacy in combating obesity in various animal models. The green macroalgae Caulerpa lentillifera (CL) contains numerous active constituents. Hence, in the present study, we aimed to elucidate the beneficial anti-obesity effects of extracts derived from C. lentillifera using a Caenorhabditis elegans obesity model. The ethanol (CLET) and ethyl acetate (CLEA) extracts caused a significant decrease in fat consumption, reaching up to approximately 50–60%. Triglyceride levels in 50 mM glucose-fed worms were significantly reduced by approximately 200%. The GFP-labeled dhs-3, a marker for lipid droplets, exhibited a significant reduction in its level to approximately 30%. Furthermore, the level of intracellular ROS displayed a significant decrease of 18.26 to 23.91% in high-glucose-fed worms treated with CL extracts, while their lifespan remained unchanged. Additionally, the mRNA expression of genes associated with lipogenesis, such as sbp-1, showed a significant down-regulation following treatment with CL extracts. This finding was supported by a significant decrease (at 16.22–18.29%) in GFP-labeled sbp-1 gene expression. These results suggest that C. lentillifera extracts may facilitate a reduction in total fat accumulation induced by glucose through sbp-1 pathways. In summary, this study highlights the anti-obesity potential of compounds derived from C. lentillifera extracts in a C. elegans model of obesity, mediated by the suppression of lipogenesis pathways.

KEYWORDS: obesity, fat accumulation, macroalgae, green seaweed, Caulerpa lentillifera, sea grape, Caenorhabditis elegans

Citation: Chumphoochai K, Manohong P, Niamnont N, Tamtin M, Sobhon P, Meemon K. Anti-Obesity Effects of Marine Macroalgae Extract, Caulerpa lentillifera, in a Caenorhabditis elegans Model. Marine Drugs. 2023; 21(11):577. https://doi.org/10.3390/md21110577

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Kawita Chumphoochai
แหล่งทุนวิจัย: Fundamental Fund
Credit ภาพ: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล

การทดสอบความเป็นพิษและประสิทธิภาพการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่น

Highlight: สารสกัดจากสาหร่ายพวงองุ่นด้วยเอทานอล (CLET) มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้ดีและมีความเป็นพิษต่ำ ขณะที่สารสกัดด้วยเฮกเซนและเอทิลอะซิเตท (CLHE และ CLEA) ควรใช้ในความเข้มข้นที่เหมาะสมที่ไม่เกิน 500 และ 200 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ เพื่อให้ได้ฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระและไม่เป็นพิษต่อเซลล์

ที่มาและความสำคัญ
สาหร่ายพวงองุ่นได้มีการใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางทั้งทางด้านอุตสาหกรรมยาและผลิตภัณฑ์ดูแลสุขภาพ ในการศึกษาวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเป็นพิษและศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดสาหร่ายพวงองุ่นใน 5 กลุ่มตัวอย่าง ซึ่งแบ่งตามลักษณะการสกัดด้วยตัวทำละลายที่ต่างกัน ได้แก่ เอทานอล (CLET) เฮกเซน (CLHE) เอทิลอะซิเตท (CLEA) บิวทานอล (CLBU) และน้ำ (CLAQ) โดยวิธี MTT และ LDH ในเซลล์ 4 ชนิด เพื่อประเมิน cytotoxicity และวิธี comet และ micronucleus สำหรับประเมิน genotoxicity ผลการทดสอบพบว่าสารสกัด CLET, CLBU และ CLAQ มีความเป็นพิษต่อเซลล์ต่ำ นอกจากนี้การประเมินศักยภาพในการต้านอนุมูลอิสระโดยวิธี DPPH และ ABTS ยังพบว่าสารสกัด CLET, CLEA และ CLHE มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้สูง ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสารสกัด CLET มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้ดีและมีความเป็นพิษต่ำ ขณะที่ CLEA และ CLHE ควรใช้ในความเข้มข้นที่เหมาะสมที่ไม่เกิน 500 และ 200 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ เพื่อให้ได้ฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระและไม่เป็นพิษต่อเซลล์

Abstract
Caulerpa lentillifera (sea grape) has been widely used in pharmaceutical industry and health-care products in Thailand. In this study, we attempted to evaluate the toxicity and antioxidant capacity of sea grape extracts in five fractions (ethanol- CLET, hexane- CLHE, ethyl acetate- CLEA, butanol-CLBU, and aqueous-CLAQ). The extracts were evaluated for cytotoxicity by MTT and LDH assays on four cell lines, fibroblast (L929), macrophages (RAW 264.7), hepatocytes (FL83B), and keratinocytes (HaCaT). Genotoxicity was tested by comet assay and micronucleus assay on human lymphoblast cells (TK6). The antioxidant capacity was measured by DPPH and ABTS scavenging assays. Our results demonstrated low cytotoxicity and genotoxicity of CLET, CLBU and CLAQ. When tested by DPPH and ABTS assays, CLET, CLEA, and CLHE showed high antioxidant activity. In conclusion, CLET, CLBU, and CLAQ demonstrated no toxic effects, and CLET, CLEA, and CLHE exhibited high antioxidant capacity. Therefore, our results indicated that CLET, CLEA, and CLHE could be consumed safely at doses lower than 500 and 200 μg/ml for CLHE and CLEA, respectively.

KEYWORDS: Anti-oxidation, Caulerpa lentillifera, Cytotoxicity, Genotoxicity

Citation: Osotprasit, S., Samrit, T., Chaiwichien, A., Changklungmoa, N., Meemon, K., Niamnont, N., Manohong, P., Noonong, K., Tamtin, M., Sobhon, P., et al. 2021. Toxicity and anti-oxidation capacity of the extracts from Caulerpa lentillifera. CMUJ. Nat. Sci. 20(3): e2021065

RELATED SDGs:

3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING

14. LIFE BELOW WATER

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ไกร มีมล
แหล่งทุนวิจัย: Agricultural Research Development Agency (Public Organization)