Ethnobotanical, pharmacological, and chemical studies of Paris polyphylla var. yunnanensis (Chong- Lou herb) from Yunnan province, China

การศึกษาพฤกษศาสตร์พื้นบ้านเภสัชวิทยา และเคมีของสมุนไพรซวงหลู่ (Paris polyphylla var. yunnanensis) ในมณฑลยูนนานของจีน

Name: Yan, Xiuixiang

LCSH: Medicinal plants -- China

LCSH: otany, Medical -- China

LCSH: Medicine, Chinese

Abstract: Cancer is one of the two leading causes of death around the world. The main treatments for cancer are currently surgery, radiation therapy, chemotherapy, targeted therapy, and immunotherapy. However, immunotherapy always followed with limitations, while other therapies always accompanied many disadvantages for muti-drug resistance, and side effects. Traditional Chinese medicine (TCM) is often used as an adjunct therapy to mitigate adverse reactions to radiotherapy and chemotherapy. Many preparations are recorded in Chinese Pharmacopoeia (2020 version) for the adjuvant treatment of cancer, consisting of various of TCM herbs. Among them, several commercially available preparations include Paris polyphylla var. yunnanensis (Franch.) Hand.- Mazz. (PPvY), which have been used in both the treatment and adjuvant treatment of cancer. This thesis was divided into three parts according to the objectives of this study. Firstly, ethnobotanical methods were used to record the traditional medicinal knowledge (TMK) of PPvY and folk prescriptions contained PPvY. Secondly, anti-cancer activity for pro-apoptotic and cytotoxic effects of cultivated PPvY was verified through phytochemical approach and in vitro cell experiments. Lastly, we tried to reduce the toxicity of cultivated PPvY to normal human cells and increase its inhibition rate against human cancer cells through TCM processing methods for fermentation. The TMK of PPvY and folk prescriptions related to PPvY was carried out by literatures and ethnobotanical investigation. The results revealed that PPvY and prescriptions contained PPvY primarily addressed cancer, inflammation, and the functions of clearing heat and detoxifying. The TCM herbs most frequently used alongside PPvY were Engleromyces sinensis and Glycyrrhiza yunnanensis. The commonly employed processing methods primarily utilize PPvY in both its dried and fresh forms. Based on the results of traditional medicine knowledge for PPvY, a phytochemical approach was used to study the substance basis of cultivated PPvY. Five crude extracts were obtained from the rhizomes in cultivated PPvY. The methods of High-performance liquid chromatography (HPLC) and 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfopheny)-2H-tetrazolium (MTS) were used to determine the total saponins contents and cell inhibition rate respectively. According to fraction A3 had the highest of total saponin content (59.38%) and cytotoxicity activity, six pure compounds (Paris saponin Pb, Paris saponin H, Paris saponin III, Paris saponin I, Paris saponin VII, Paris saponin II) were isolated and identified by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Mass spectrometry (MS). All six compounds were all lower than a commonly used chemotherapy drug-cisplatin (positive control), with IC50 (Half maximal inhibitory concentration) values of 17.83 μM (SMMC-7721), 5.67 μM (HepG2), 21.02 μM (SK-HEP-1), and 26.08 μM (A549). The results indicated that these six Paris saponins induced significant cell cycle arrest and apoptosis in three cancer cells (A549 & SMMC-7721 & HepG2), which was correlated with a decrease in mitochondrial membrane potential. Total concentration (6.96%) of three Paris saponins (I + II + VII) in cultivated PPvY were with levels ten times higher than wild and those standards (0.6%) in 2020 version of Chinese Pharmacopoeia. These above results supported the potent anti-cancer efficacy of widely cultivated PPvY, which was consistent with the record in literatures and ancient books. Two fermentation trials including solid and liquid fermentation were conducted on the effects for anti-cancer and toxicity with PPvY. Firstly, three kinds of Jiuqu pies from different origins were used as starter cultures. Eight single strains were isolated and identified from three Jiuqu pies, including six bacterium and two fungi through plate method. The HPLC method was used to determine the total saponins contents before and after fermentation. According to total saponin content was increased after solid fermentation, the PPvY was fermented to further comparing the anti-cancer activity and toxicity before and after solid fermentation. Two human cancer cells (NCI-H460 and A549) and one normal human lung cell line BEAS-2B were tested. The results from comparison of antitumor efficacy of PPvY before and after fermentation showed that the anti-cancer effect on cell viability rate for these two human cancer cells in the comparison of BF (before fermentation) and NC (negative control without Jiuqu pies) was not increased by three Jiuqu pies, but increased in three single microbial strains (JQJD6, JQJD7 and JQJD8) for NCI-H460 in solid fermentation. In the comparison of BF and NC, the results from comparison of toxicity of PPvY before and after fermentation showed that the toxicity on the cell viability rate of one normal human lung cell line was reduced in JQP1 in liquid fermentation and in two single microbial strains (JQJD1 and JQJD3). Furthermore, new sources of microorganisms should be found in the fermentation of PPvY to better increase anti-cancer activity and reduce toxicity. The possibility of using solid fermentation should be used to other TCM fermentation in the future. In summary, the above results indicated that cultivated PPvY can serve as a substitute for wild resources, providing more case studies for biodiversity conservation.

Abstract: มะเร็งคือหนึ่งในสาเหตุการตายที่พบทั่วโลก ซึ่งการรักษาส่วนมากคือการผ่าตัด การฉายแสงเคมีบำบัด การใช้ยารักษามะเร็ง รวมถึง การรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัด อย่างไรก็ตามการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดยังมีข้อจำกัดและการรักษาโดยวิธีอื่นๆ ยังมักมาพร้อมข้อเสียหลายอย่าง เช่น การดื้อยา และอาการข้างเคียง ซึ่งบ่อยครั้งได้มีการใช้การแพทย์แผนจีนมาบำบัดเพื่อลดผลข้างเคียงที่เกิดจากการรักษาด้วยรังสีและเคมีบำบัด โดยมีการบันทึกสมุนไพรที่ถูกนำมาใช้ในการรักษามะเร็งในตำรายาจีนปี 2020 หลายชนิด ซึ่งปัจจุบันมีการจำหน่ายยาจีนที่รักษามะเร็งในท้องตลาดอย่างกว้างขวางเช่น PPvY การศึกษาในครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อ 1. ศึกษาพืชสมุนไพร PPv และสูตรตำรับยาสมุนไพรที่เกี่ยวข้องกับ PPvY 2. ศึกษาฤทธิ์ของพฤกษเคมีของ PPvY ต่อการตายของเซลล์มะเร็ง 3. ลดพิษที่เกิดจาก PPvYในเซลล์มนุษย์ และเพิ่มอัตราการยับยั้งเซลล์มะเร็งในมนุษย์ด้วยกระบวนการ TCM จากการรวบรวมวรรณกรรมและศึกษาพฤกษศาสตร์พื้นบ้านเพื่อรวบรวมองค์ความรู้การแพทย์ดั้งเดิมของ PPvY และ สูตรยาที่เกี่ยวของกับ PPvY พบว่า PPvY และสูตรยาที่เกี่ยวของกับ PPvYสามารถรักษามะเร็ง การอักเสบ ดับร้อน และถอนพิษ โดยสมุนไพร ที่พบปะปนกับ PPvYมากที่สุดคือ E. sinensis และ G. yunnanensis และมักนิยมใช้เป็นองค์ประกอบในตัวยาทั้งสดและแห้ง จากนั้นได้ศึกษาเหง้าของ PPvYที่ได้จากการเพาะปลูก โดยศึกษาสารสกัดจากเหง้า PPvY จำนวน 5 ตัวอย่าง ด้วย HPLC และ MTSโดยสารสกัดได้ถูกเปรียบเทียบปริมาณซาโปนิน และอัตราการยับยั้งของเซลล์ตามลำดับ โดยพบว่า Fraction A3 มีปริมาณซาโปนินสูงที่สุด (59.38%) และ Paris saponin Pb, Paris saponin H, Paris saponinIII, Paris saponin I, Paris saponin VII, Paris saponin II ถูกแยกด้วย Nuclear Magnetic Resonance (NMR) และ Mass spectrometry (MS)โดยพบว่าองค์ประกอบของสารทั้ง 6 มีความเป็นพิษน้อยกว่ายาที่ใช้รักษาในเคมีบำบัดที่ค่า IC50 เท่ากับ 17.83 μM (SMMC-7721) 5.67 μM (HepG2) 21.02 μM (SK-HEP-1) และ 26.08 μM(A549) ตามลำดับ และยังพบว่าองค์ประกอบของซาโปนินขององค์ประกอบของสารทั้ง 6 สามารถชักนำให้เกิดการตายของเซลล์มะเร็งใน human cancer cell lines 3 ชิดคือ A549, SMMC-7721 และ HepG2 โดยพบว่าปริมาณซาโปนิน I, II, and VII มีค่าสูงถึง 6.96% จากการทดลองการหมักสองรูปแบบ ซึ่งได้แก่ การหมักแบบของแข็งและการหมักแบบของเหลว เพื่อศึกษาผลต่อฤทธิ์ต้านมะเร็งและความเป็นพิษของ PPvY ในขั้นต้น ใช้แป้งจิ่วชูสามชนิดที่มีแหล่งกำเนิดต่างกันเป็นวัตถุดิบสำหรับการหมัก และได้แยกเชื้อสายเดี่ยวทั้งหมดแปดสายพันธุ์จากแป้งจิ่วชูสามชนิด โดยประกอบไปด้วยเชื้อแบคทีเรียหกสายพันธุ์และเชื้อราอีกสองสายพันธุ์ ซึ่งแยกได้จากวิธีการเพาะเลี้ยงบนจานอาหารเลี้ยงเชื้อ หลังจากนั้นจึงใช้วิธี HPLC ในการวิเคราะห์ปริมาณรวมของซาโปนินก่อนและหลังการหมัก ผลการศึกษาพบว่าปริมาณของซาโปนินเพิ่มขึ้นหลังการหมักแบบของแข็ง ดังนั้นจึงนำ PPvY มาหมักเพิ่มเติมเพื่อเปรียบเทียบฤทธิ์ต้านมะเร็งและความเป็นพิษก่อนและหลังการหมักแบบของแข็ง โดยใช้เซลล์มะเร็งปอดมนุษย์สองชนิดคือ NC และ BF พบว่าเซลล์มะเร็งทั้งสองไม่ได้มีปริมาณเพิ่มขึ้น แต่เพิ่มขึ้นในเชื้อสายเดี่ยวสามสายพันธุ์ (JQJD6, JQJD และ JQJD8) ของเซลล์มะเร็งชนิด NCI-H460 โดยการหมักแบบของแข็ง จากการเปรียบเทียบความเป็นพิษของสาร PPvY ก่อนและหลังการหมักพบว่า ความเป็นพิษต่ออัตราการอยู่รอดของเซลล์ปอดมนุษย์ปกติลดลงในแป้งจิ่วชูชนิด JQP1 ในการหมักแบบของเหลวและในเชื้อสายเดี่ยวสองสายพันธุ์ (JQJD1 และ JQJD3) ดังนั้นการศึกษาในครั้งนี้จึงเป็นจุดเริ่มต้นในการค้นหาจุลินทรีย์แหล่งใหม่เพื่อใช้ในการหมัก PPvY เพื่อเพิ่มฤทธิ์ต้านมะเร็งและลดความเป็นพิษให้ดียิ่งขึ้น โดยอาจนำไปประยุกต์ต่อการหมักสมุนไพรจีนแบบอื่น ๆ ในอนาคต โดยสรุปผลข้างต้นแสดงให้เห็นว่าการเพาะปลูก PPvY สามารถทดแทนทรัพยากรป่าได้ทำให้เกิดกรณีศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพ

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Terd Disayathanoowat

Role: Advisor

Name: Angkhana Inta

Role: Advisor

Name: Lixin Yang

Role: Advisor

Name: Hataichanok Pandith

Role: Advisor

Created: 2024

Modified: 2024-12-07

Issued: 2024-12-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

Spatial: China

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctor's degree

Descipline: Biodiversity and Ethnobiology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	640555816.pdf	7.96 MB	1	2025-03-18 14:05:22

ใช้เวลา

0.040387 วินาที