รายละเอียดโครงการ

พืชให้สีครามท้องถิ่นของจังหวัดแพร่หลายชนิดโดยเฉพาะห้อมเป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญของจังหวัดสู่ระดับประเทศ และระดับโลกที่นำมาผลิตเป็นสินค้าผ้าหม้อห้อม นอกจากห้อมแล้วยังมีพืชให้สีครามอีก 2 ชนิด คือ คราม และเบิก ที่ปัจจุบันไม่ได้มีความสำคัญทางเศรษฐกิจของแพร่แต่มีแนวโน้มของการใช้ประโยชน์ในด้านอื่น รวมทั้งบางชนิดยังไม่มีผู้ศึกษาศักยภาพในการใช้ประโยชน์จริงจังเนื่องจากขึ้นอยู่ตามธรรมชาติในป่า (เบิก) นอกจากสารสีครามในพืชกลุ่มนี้แล้วนั้นยังมีสารสำคัญอื่นอีกหลายชนิด เช่น สารสำคัญกลุ่ม Indole alkaloid glucosides สารกลุ่มควินาโซลิโนน แอลคาลอยด์ (Quinazolinone alkaloids) โมโนเทอร์พีน (Monoterpenes) ไตรเทอร์พีน (Triterpenes) ฟลาโวนอยด์ (Flavonoids) สเตอรอล (Sterols) แอนทราควิโนน (Anthraquinones) เบนโซซาซิโนน (Benzoxazinones) และลิกแนน (Lignans) (Honda and Tabata, 1979; Sun et al., 2008; Gu et al., 2014) ที่พบในครามและห้อม ซึ่งสารประกอบเหล่านี้มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อจุลินทรีย์และเชื้อไวรัสบางชนิดได้รวมถึงมีคุณสมบัติในการต้านมะเร็งได้อีกด้วย (Honda and Tabata, 1979; Merz et al., 2004; Ichimaru et al., 2015) แต่ยังไม่สามารถนำมาใช้ให้เกิดศักยภาพที่สูงสุดได้ ดังนั้น พืชเหล่านี้จะมีความเสี่ยงในการสูญหายค่อนข้างสูง เพราะการบุกรุกพื้นที่ป่าเพื่อทำประโยชน์อย่างอื่น ความจำเป็นในการเก็บรักษาทรัพยากรพืชเหล่านี้จึงมีความสำคัญยิ่ง นอกจากการเก็บรักษาแล้ว ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกลุ่มพืชก็มีความจำเป็นเช่นเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของพันธุ์ พันธุกรรมและความแตกต่างหรือความหลากหลาย จากพืชกลุ่มห้อมลักษณะทางสัณฐานภายนอกแบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ ห้อมใบใหญ่ และห้อมใบเล็ก โดยเฉพาะห้อมใบใหญ่นิยมปลูกในพื้นที่ที่หลากหลายซึ่งอาจมีความหลากหลายทางชีวภาพที่แตกต่างกัน ประกอบกับจังหวัดแพร่ได้ขอขึ้นทะเบียนสิ่งบ่งชี้ทางภูมิศาสตร์ (GI) “ผลิตภัณฑ์หม้อห้อม” แต่ก็ไม่สามารถระบบชนิดสายพันธุ์ได้อย่างชัดเจนทางวิทยาศาสตร์ เพียงแต่ระบุว่าต้องเป็นสินค้าที่ผลิตจากห้อมของจังหวัดแพร่ ซึ่งไม่ครอบคลุมพืชให้สีครามอื่น เช่น คราม และเบิก รวมไปถึงการที่จะรักษาผลประโยชน์ของชาติโดยการจดสิทธิบัตรพันธุ์พืชในอนาคตเมื่อมีการใช้ประโยชน์อย่างจริงจังการศึกษาในระดับพันธุกรรมของพืชหรือสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ต้องอาศัยเครื่องหมายพันธุศาสตร์หรือที่เรียกว่า genetic marker เป็นตัวบ่งชี้ ส่วนการทำงานของยีนนั้นก็ต้องอาศัยการแสดงออกในรุ่นลูกรวมทั้งอาศัยความรู้ทางคณิตศาสตร์เข้ามาช่วย ทั้งนี้เนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็นยีนที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ได้ ดังนั้น genetic marker จึงมีความสำคัญ ในอดีตเราใช้ลักษณะสัณฐานที่แตกต่างกันเป็น genetic marker แต่ด้วยข้อจำกัดหลายประการ นักวิทยาศาสตร์จึงได้พัฒนาเครื่องหมายระดับโมเลกุลขึ้นมา ซึ่งมีข้อได้เปรียบมากเมื่อเทียบกับลักษณะสัณฐาน RAPD เป็นหนึ่งในเครื่องหมายโมเลกุลที่ถูกพัฒนาขึ้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1990 และมีการพิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรม การจำแนกพันธุ์ เพราะสามารถทำได้รวดเร็ว เครื่องมือและวิธีการไม่ยุงยากมากนัก รวมทั้งค่าใช้จ่ายไม่แพงมากเมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ แต่เพื่อความแม่นยำและละเอียดยิ่งขึ้นวิธี 16S rRNA ด้วยเทคนิคทางชีวโมเลกุลร่วมกับการใช้ฐานข้อมูลทางชีวสารสนเทศ (Bioinformatics) จึงเลือกนำมาใช้ศึกษาในครั้งนี้ การอนุรักษ์พันธุ์พืชในท้องถิ่นนับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้พืชท้องถิ่นบางชนิดถูกทำลายและสูญหาย ในที่สุด พืชให้สีครามของจังหวัดแพร่ และในเขตภาคเหนือก็กำลังเผชิญกับภาวะดังกล่าว หลายชนิดลดจำนวนลงอย่างรวดเร็วในระยะไม่กี่ปีที่ผ่านมา สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพเล็งเห็นปัญหาดังกล่าว จึงจัดให้มีการดำเนินงานวิจัยเรื่อง “การเก็บรวบรวมและอนุรักษ์พันธุกรรมของพืชให้สีครามของภาคเหนือ” จากงานภายใต้โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องจากพระราชดำริ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ได้ศึกษารวบรวมพืชให้สีครามในจังหวัดแพร่ซึ่งการเก็บรวบรวมพันธุ์พืชกลุ่มดังกล่าว ได้ดำเนินการใกล้เสร็จเรียบร้อยแล้ว โดยเก็บรวบรวมพันธุ์พืชและปลูกไว้ที่ศูนย์ห้อมและชีวนวัตกรรม มหาวิทยาลัยแม่โจ้-แพร่ เฉลิมพระเกียรติ จ.แพร่ ขั้นตอนสำคัญอีกขั้นตอนหนึ่งของการอนุรักษ์เชื้อพันธุ์พืช คือการศึกษาพันธุกรรมของพืชที่เก็บรวบรวมเพื่อเป็นฐานข้อมูลและการใช้ประโยชน์ในอนาคต การศึกษาพันธุกรรมพืชและการจำแนกกลุ่มพืช สามารถทำได้โดยอาศัยความแตกต่างของสัณฐานวิทยาที่ปรากฏ อย่างไรก็ตามการอาศัยลักษณะดังกล่าว มีข้อจำกัดมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพืชเหล่านั้นมีลักษณะใกล้เคียงกัน การใช้เทคนิคทางด้านชีวโมเลกุลจะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการศึกษาดังกล่าว เทคนิค RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) เป็นหนึ่งในเทคนิคทางชีวโมเลกุลที่มีการใช้อย่างแพร่หลายในการศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรมพืช การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มพืช รวมไปถึงการใช้เป็นข้อมูลในการทำแผนที่ยีนในพืชหลายชนิด ดังนั้นอาศัยลักษณะทางสัณฐานร่วมกับการใช้เทคนิค RAPD จะทำให้การประเมินลักษณะพันธุกรรมของพืชมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น แต่การศึกษาครั้งนี้เลือกใช้วิธี 16S rRNA ด้วยเทคนิคทางชีวโมเลกุลร่วมกับการใช้ฐานข้อมูลทางชีวสารสนเทศ (Bioinformatics) ซึ่งวิธีการเมตาจีโนมิกส์เป็นวิธีการที่ใช้ในการศึกษาวิเคราะห์จีโนมของจุลินทรีย์ทั้งหมดที่มีในหนึ่งชุมชีพ (community) หรือในตัวอย่างธรรมชาติ โดยวิธีการสกัด ดีเอ็นเอออกมาจากตัวอย่างที่ต้องการศึกษาโดยตรง ไม่ต้องทำการเพาะเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ ดังนั้นวิธีการเมตาจีโนมิกส์จึงครอบคลุมไปถึงการศึกษาจุลินทรีย์ที่ไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ (unculturable microbes) ซึ่งพบว่ามีมากถึงร้อยละ 99 ของจุลินทรีย์ทั้งหมด ในตัวอย่างธรรมชาติวิธีการทางเมตาจีโนมิกส์เริ่มตั้งแต่การสกัดดีเอ็นเอจากตัวอย่างในสิ่งแวดล้อม จากนั้นจึงวิเคราะห์ดีเอ็นเอเหล่านั้นด้วยวิธีการต่าง ๆ กันไป ซึ่งส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่การค้นหายีนที่ถอดรหัสสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและยาชนิดใหม่ ๆ โดยวิธีที่นำมาใช้ค้นหาสารชีวภาพใหม่ ๆ จากฐานข้อมูลเมตาจีโนม (metagenomic library) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีหลัก ๆ คือ การอ้างอิงจากคุณสมบัติจำเพาะที่ต้องการศึกษา (function-based screening) หรืออ้างอิงจากลำดับเบสของยีนที่ต้องการ (sequence-based screening) ที่ผ่านมามีชีวโมเลกุลมากมายที่ถูกค้นพบด้วยวิธีเมตาจีโนมิกส์ เช่น DNA polymerase, lipase, cellulase, protease หรือยีนที่สร้างสารปฏิชีวนะ โดยสรุปวิธีเมตาจีโนมิกส์นับเป็นเครื่องมือที่สำคัญและจำเป็นที่ใช้ในการค้นหาสารชีวโมเลกุลใหม่ ๆ และใช้วิเคราะห์ความหลากหลายทางพันธุกรรมของจุลินทรีย์ในชุมชีพ การค้นพบยีนชนิดใหม่ ๆ ทำให้เราทราบถึงโครงสร้างและหน้าที่ของจุลินทรีย์ภายในชุมชีพ ซึ่งอาจจะนำไปสู่การใช้แก้ปัญหาทั้งด้านการแพทย์ การเกษตร และอุตสาหกรรมได้ และทริปแทนทริน (Tryptanthrin) เป็นอินโดลควินาโซลีน (indole quinazoline) ที่อาจเป็นสารอัลคาลอยด์จากพืชที่มีสีคราม ทริปแทนทรินเป็นสารยับยั้งการสังเคราะห์ทางชีวภาพของเซลล์ลิวโคไตรอีน (Leukotriene, LT) ที่มีศักยภาพและออกฤทธิ์ทางปาก ทริปแทนทรินมีฤทธิ์ต้านมะเร็ง ทริปแทนทรินระงับระดับการแสดงออกของ NOS1, COX-2 และ NF-κB และควบคุมระดับการแสดงออกของ IL-2, IL-10 และ TNF-α Tsai et al. (2020) ทดสอบฤทธิ์ต้านไวรัสของ Tryptanthrin ที่แยกได้จากใบของ S. cusia กับโคโรนาไวรัส NL63 ในมนุษย์ แนวโน้มธุรกิจของอุตสาหกรรมยา ปี 2564-2566 มูลค่าจำหน่ายยาในประเทศปี 2564 มีแนวโน้มขยายตัว 2.5% ชะลอลงจากปี 2563 ผลจากการแพร่ระบาดของไวรัส COVID-19 ที่รุนแรงและแผ่ลามไปทั่วประเทศ ทำให้คาดว่าจำนวนผู้เข้ารับบริการในโรงพยาบาลสำหรับโรคที่ไม่รุนแรงจะลดลง ขณะที่ปี 2565-2566 คาดว่ามูลค่าจำหน่ายยาจะขยายตัวเฉลี่ย 3.5% ต่อปี เนื่องจาก 1) กระแสการใส่ใจสุขภาพของคนไทยเพิ่มขึ้นหลังการระบาดรุนแรงของไวรัส COVID-19 2) จำนวนประชากรผู้สูงอายุที่เพิ่มขึ้น ทำให้การเจ็บป่วยมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะโรคไม่ติดต่อเรื้อรัง 3) การเข้าถึงช่องทางการรักษาที่ดีขึ้นภายใต้ระบบประกันสุขภาพถ้วนหน้า และ 4) ผู้ป่วยต่างชาติมีแนวโน้มกลับมาใช้บริการมากขึ้น โดยอุตสาหกรรมยาและเวชภัณฑ์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้เงินลงทุนสูงในการวิจัยและพัฒนาวัตถุดิบและตัวยาใหม่อย่างต่อเนื่อง ทำให้ฐานการผลิตยาและเวชภัณฑ์หลักของโลกโดยเฉพาะยาจดสิทธิบัตรหรือยาต้นแบบกระจุกตัวอยู่ในกลุ่มประเทศพัฒนาแล้ว ได้แก่ สหรัฐฯ ยุโรป และญี่ปุ่น ซึ่งมีศักยภาพทั้งด้านบุคลากร องค์ความรู้และเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง โดยประเทศเหล่านี้สามารถผลิตเพื่อส่งออกยาและเวชภัณฑ์ตอบสนองความต้องการในตลาดโลก ขณะที่ประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่ยังเป็นเพียงผู้นำเข้ายาต้นตำรับ/ต้นแบบซึ่งมีราคาสูง อุตสาหกรรมยาแผนปัจจุบันของไทยส่วนใหญ่จะอยู่ในขั้นปลายคือการผลิตยาสำเร็จรูป ยาที่ผลิตได้ในประเทศเป็นยาชื่อสามัญ (Generic drug) ซึ่งผู้ผลิตจะนำเข้าวัตถุดิบ ตัวยาสำคัญจากต่างประเทศมาผสมและผลิตเป็นยาสำเร็จรูปในรูปแบบต่าง ๆ โดยไทยนำเข้าวัตถุดิบยาสัดส่วนสูงประมาณ 90% ของปริมาณวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตยาสำเร็จรูปทั้งหมด กลุ่มยาที่มีมูลค่าการผลิตสูงสุด ได้แก่ กลุ่มยาแก้ปวด/แก้ไข้ จากข้อมูลเหล่านี้จึงเป็นการสนับสนุนถึงความเป็นไปได้ในการใช้สมุนไพรพืชให้สีครามในการลดอาการไข้ ประเทศไทยมีแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2530–2534) กล่าวถึงการส่งเสริมและพัฒนาพืชสมุนไพรเพื่อเป็นยา เนื่องจากแนวโน้มความนิยมสมุนไพรของตลาดโลกสูงขึ้นมาก จากการคาดการณ์ขององค์การอนามัยโลก ที่มีมูลค่าถึง 3,000 ล้านล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2549 เพิ่มขึ้นเป็น 5,000 ล้านล้าน เหรียญสหรัฐฯในปี2593 (Vinit, 2015) นอกจาก สรรพคุณของตัวสมุนไพรที่ได้รับการสนใจศึกษามากขึ้น รูปแบบผลิตภัณฑ์เองก็เป็นสิ่งถูกพัฒนาควบคู่กันไปด้วย เพื่อให้ได้รูปแบบผลิตภัณฑ์ พกพาสะดวก ใช้ง่าย และมีอัตลักษณ์ด้วยรูปแบบหรือกลิ่นไอภูมิปัญญาดั้งเดิม จึงถือว่าเป็นโจทย์ ปัญหาที่น่าสนใจในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เชิงอนุรักษ์ การศึกษาวิจัยนี้มุ่งพัฒนาสูตรตำรับยาสมุนไพรพืชให้สีครามและออกแบบต้นแบบผลิตภัณฑ์ สมุนไพรจากพืชให้สีครามจากภูมิปัญญาท้องถิ่นของชุมชนในจังหวัดแพร่ โดยใช้วิธีการวิจัยเชิงปฏิบัติการแบบมีส่วนร่วม ร่วมกับการใช้แบบประเมินความพึงพอใจต่อรูปแบบผลิตภัณฑ์ต้นแบบสมุนไพรพืชให้สีครามลดไข้ โดยมีเป้าหมายในการกระตุ้นให้ชาวบ้านในชุมชนตระหนักถึงความสำคัญของสมุนไพรภายในชุมชนของตนเอง ร่วมกันสร้างต้นแบบผลิตภัณฑ์เฉพาะถิ่นที่ชูความเป็นเอกลักษณ์อันเป็นภูมิปัญญา ดั้งเดิมของชุมชน พร้อมกับการส่งเสริมให้ชาวบ้านในชุมชนตระหนักถึงความมีสุขภาพที่ดี รู้จัก การดูแลสุขภาพตนเองด้วยสมุนไพร และการส่งเสริมการพึ่งพาตนเองด้านสุขภาพของชุมชนบนฐานทรัพยากรธรรมชาติของท้องถิ่น โดยส่งเสริมตั้งแต่กระบวนการปลูกพืชให้สีครามโดยใช้จุลินทรีย์อัดแท่งจากของเหลือทิ้งทางการเกษตรด้วยชีวนวัตกรรม และทำการอบรมถ่ายทอดองค์ความรู้การผลิต และหลักการวิเคราะห์ต้นทุนและผลตอบแทนในการปลูกพืชให้สีครามด้วยชีวนวัตกรรมจุลินทรีย์อัดแท่ง การสกัดสารพร้อมใช้ Tryptanthrin ด้วยไมโครเวฟร่วมต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์สมุนไพรบรรเทาอาการหวัด ลดไข้ เพื่อให้เกษตรกรสามารถนำหลักการและองค์ความรู้การคำนวณต้นทุนและผลตอบแทนที่ได้รับจากการผ่านทอดไปประยุกต์ใช้การผลิตจุลินทรีย์อัดแท่งต่อการปลูกพืชให้สีครามของจังหวัดแพร่ทั่ง 5 ชนิด และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เองได้ ต้นทุนการสกัดสารพร้อมใช้ Tryptanthrin ด้วยไมโครเวฟร่วมต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์สมุนไพรบรรเทาอาการหวัด ลดไข้รวมถึงสามารถนำข้อมูลต้นทุนและผลตอบแทนมาวางแผน บริหารงาน และติดตามควบคุมให้สามารถดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ ให้มีความยั่งยืนต่อไป และทำการอบรมถ่ายทอดองค์ความรู้การประเมินผลตอบแทนทางสังคมของการถ่ายทอดองค์ความรู้การผลิตพืชให้สีครามด้วยชีวนวัตกรรมการสกัดสารพร้อมใช้ Tryptanthrin ด้วยไมโครเวฟร่วมต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์สมุนไพรบรรเทาอาการหวัด ลดไข้ เพื่อให้กลุ่มเกษตรกรที่ทำฟาร์มปลูกพืชพืชให้สีครามใน จ.แพร่ สามารถวางแผนคิดวิเคราะห์เกี่ยวกับแผนธุรกิจ (BMC) ได้ และมีความสามารถในการยืดหยุ่นแผนธุรกิจได้อย่างเหมาะสม จากนั้นประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของการผลิตพืชให้สีครามของจังหวัดแพร่ด้วยชีวนวัตกรรมจุลินทรีย์อัดแท่งร่วมอินทรีย์วัตถุเหลือทิ้งทางการเกษตรและการพัฒนาผลิตภัณฑ์สมุนไพรบรรเทาอาการหวัด ลดไข้ ของสารสกัดพร้อมใช้ Tryptanthrin จากพืชให้สีคราม เพื่อหาแนวทางในการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตพืชให้มีครามของจังหวัดแพร่ และการพัฒนาผลิตภัณฑ์สมุนไพรบรรเทาอาการหวัด ลดไข้ ของสารสกัดพร้อมใช้ Tryptanthrin จากพืชให้สีคราม และยังเป็นการส่งเสริมการปลูกพืชให้สีครามท้องถิ่นของจังหวัดแพร่ จนทำให้มีรายได้เลี้ยงครอบครัวได้อย่างเพียงพอ ตลอดจนเพิ่มแนวทางในการผลิตที่มีประสิทธิภาพ อันจะนำไปสู่การสร้างคุณภาพชีวิตและความ เป็นอยู่ที่ยั่งยืนต่อไป