สาหร่ายไก เป็นสาหร่ายนํ้าจืดขนาดใหญ่ที่พบมากในเขตภาคเหนือของประเทศไทยสาหร่ายชนิดนี้มีคุณค่าทางโภชนาการสูง ประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน วิตามินและเกลือแร่หลายชนิด จากการทดลองในหลอดทดลองและสัตว์ทดลองพบว่า สารสกัดสาหร่ายไกมีฤทธิ์ต้านแผลในกระเพาะอาหาร ลดความดันโลหิต ต้านการอักเสบและต้านสารอนุมูลอิสระ อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาถึงผลของสารสกัดสาหร่ายไก ว่ามีผลต่อโรคต่างๆอย่างไร การศึกษาครั้งนี้ใช้หนูขาวที่เหนี่ยวนำให้มีภาวะเบาหวานชนิดที่ 2 ด้วยอาหารไขมันสูงร่วมกับการฉีดสารสเตรปโตโซโตซิน หลังจากนั้นหนูขาวที่มีภาวะเบาหวานชนิดที่ 2 นี้จะได้รับอาหารไขมันสูงเพียงอย่างเดียว หรือได้รับอาหารไขมันสูงร่วมกับสารสกัดสาหร่ายไก โดยการป้อนทางปากเป็นเวลา 12 สัปดาห์ เมื่อสิ้นสุดการทดลอง ตัวอย่างเลือดและเนื้อเยื่อไตจะถูกนำไปวิเคราะห์ทางชีวเคมี สัณฐานวิทยาของเนื้อเยื่อ และการตรวจวัดระดับสภาวะปฏิกิริยาออกซิเดชันไขมัน เนื้อเยื่อไตส่วนหนึ่งจะถูกนำมาสไลด์เพื่อตรวจวัดการทำงานของโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุลบชนิดที่ 1 และ 3 โดยการวัดปริมาณสะสมของสารรังสีพาราอะมิโนฮิปพิวเรตและวัดการทำงานของโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุบวกชนิดที่ 1 2 และ 3 โดยการวัดปริมาณสะสมของสารรังสีเอ็มพีพีในเนื้อเยื่อไต วัดการแสดงออกของเอนไซม์ต้านสารอนุมูลอิสระด้วยวิธีปฏิกริยาลูกโช่โพลีเมอเรส และวัดการแสดงออกของโปรตีนตัวกลางอื่นที่อยู่ในเนื้อเยื่อไตโดยใช้เทคนิคเวสเทิร์นบลอททิง ผลการศึกษาพบว่า หนูขาวกลุ่มเบาหวานควบคุมมีระดับนํ้าตาลและไตรกลีเซอร์ไรด์ในพลาสมาสูงร่วมกับมีภาวะดื้อต่ออินซูลินอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในขณะที่หนูขาวกลุ่มที่ได้รับสารสกัดสาหร่ายไกสามารถลดภาวะดังกล่าวได้ ลักษณะสัณฐานวิทยาของหนูขาวกลุ่มเบาหวานควบคุม พบการขยายขนาดของโกลเมอรูลัสและท่อไตอย่างเห็นได้ชัด และหนูกลุ่มที่ได้รับสารสกัดสาหร่ายไกมีภาวะการบวมลดลง เมื่อวัดการขนส่งสารรังสีเข้าสู่เซลล์ไตพบว่า ปริมาณการสะสมของสารรังสีพาราอะมิโนฮิปพิวเรต ในแต่ละกลุ่มการทดลอง ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในขณะที่การขนส่งสารรังสีเอ็มพีพี ในเนื้อเยื่อไตของหนูขาวกลุ่มเบาหวานควบคุมจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ในขณะที่หนูขาวกลุ่มเบาหวานที่ได้รับสารสกัดสาหร่ายไกสามารถขนส่งสารรังสีเอ็มพีพี ได้เท่ากับหนูขาวในภาวะปกติ นอกจากนี้หนูขาวกลุ่มเบาหวานควบคุมจะไม่พบการตอบสนองของอินซูลินต่อการขนส่งสารรังสีพาราอะมิโนฮิปพิวเรต ในขณะที่หนูขาวกลุ่มเบาหวานที่ได้รับสารสกัดสาหร่ายไกพบการตอบสนองผลของอินซูลินต่อการขนส่งสารรังสีพาราอะมิโนฮิปพิวเรต เหมือนหนูขาวกลุ่มควบคุม อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ซึ่งกลไกที่สารสกัดสาหร่ายไกมีผลช่วยเพิ่มการขนส่งสารประจุบวก และเพิ่มการตอบสนองผลของอินซูลินต่อการขนส่งสารประจุลบพบว่า หนูขาวในกลุ่มเบาหวานควบคุมจะมีการแสดงออกของยีนกลูตาไธโอนเพอร์รอกซิเดสร่วมกับภาวะไขมันออกซิเดชั่นในเนื้อเยื่อไตสูง และหนูขาวกลุ่มที่ได้รับสารสกัดสาหร่ายไกมีระดับการแสดงออกของยีนกลูตาไธโอนเพอร์รอกซิเดส และภาวะไขมันออกซิเดชั่นในไตลดลงใกล้เคียงกับหนูขาวในภาวะปกติ โดยเมื่อศึกษาระดับการแสดงออกของยีนโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุลบชนิดที่ 1 และ 3 และโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุบวกชนิดที่ 1 2 และ 3 พบว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในแต่ละกลุ่มการทดลอง นอกจากนี้ผลดีของสารสกัดสาหร่ายไกยังพบว่า สามารถช่วยยับยั้งการทำงานและการแสดงออกของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของภาวะเครียดออกซิเดชั่น ได้แก่ โปรตีนเอ็นเอฟแคปปา บี 65 และโปรตีนไคเนสซี แอลฟา และยังช่วยเพิ่มการทำงานของโปรตีนไคเนสซี เซต้า ซึ่งผลดังกล่าวเป็นกลไกส่งเสริมผลการตอบสนองต่อผลของอินซูลินต่อการขนส่งสารอินทีย์ประจุลบโดยผ่านการทำงานของโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุลบชนิดที่ 1 และ 3 อีกด้วย โดยสรุปจากการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า สารสกัดสาหร่ายไกมีฤทธิ์เป็นสารต้านภาวะเบาหวานและมีฤทธิ์เป็นสารต้านอนุมูลอิสระโดยสามารถลดภาวะนํ้าตาลและไขมันในเลือดสูง ภาวะดื้อต่ออินซูลิน และภาวะเครียดออกซิเดชั่นที่เกิดในหนูขาวที่ถูกเหนี่ยวนำให้มีภาวะเบาหวานชนิดที่ 2 ได้ และยังมีฤทธิ์ปกป้องไตโดยสามารถช่วยฟื้นฟูการขนส่งสารอินทรีย์ประจุลบและบวกในไตได้ โดยผลการออกฤทธิ์ของสารสกัดสาหร่ายไกเกี่ยวข้องกับการสร้างยีนที่เกี่ยวข้องกับสารอนุมูลอิสระกลูตาไธโอนเพอร์รอกซิเดส ลดการทำงานของโปรตีนที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในภาวะเครียดออกซิเดชั่น เช่น เอ็นเอฟแคปปา บี 65 และโปรตีนไคเนสซีแอลฟา และเพิ่มการทำงานของโปรตีนไคเนสซีเซต้า ซึ่งเป็นโปรตีนที่ควบคุมการทำงานของโปรตีนขนส่งสารอินทรีย์ประจุลบชนิดที่ 1 และ 3 ดังนั้นการศึกษานี้จึงแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของสารกัดสาหร่ายไกในการพัฒนาให้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการรักษาโรคเบาหวานชนิดที่ 2 และป้องกันภาวะแทรกซ้อนทางไตที่เกิดจากโรคเบาหวานได้ Cladophora glomerata (CG) is a freshwater macroalga widely grown in the North of Thailand. This alga contains high amount of nutritional compositions, including carbohydrate, fat, proteins, vitamins and minerals. Previously, CG extract (CGE) exhibited anti-peptic ulcer, hypotensive, anti-inflammatory and anti-oxidant activities both in vitro and in vivo. However, the effect of CGE on a particular disease remains unknown. In this study, rats were induced to a type 2 diabetes (T2DM) using high-fat diet and low single dose streptozotocin. Either high-fat diet or high-fat diet supplemented with CGE was subsequently given to T2DM rats for 12 weeks. Blood and tissue samples were collected for biochemical analyses, histological examination and renal lipid peroxidation determination. Renal transport function of organic anion transporter 1 (rOat1) and 3 (rOat3) was examined using para-aminohippurate (PAH) substrate transport into renal cortical slices while organic cation transporter 1, 2 and 3 (rOct1, 2 and 3) functions were determined using 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) substrate transport. Oxidative stress gene expressions were analyzed using quantitative real-time polymerase chain reaction and intracellular protein expressions were identified by western blotting analyses. Compared to T2DM, CGE-supplemented rats had improved hyperglycemia, hypertriglyceridemia and insulin resistance. The glomeruli basement membrane expansion, thickening, and tubular hypertrophy were also reduced in T2DM rats supplemented with CGE. Although the basal transport of PAH mediated rOat1 and 3 in renal cortical slices were not different among experimental groups, transport of MPP+ mediated by rat organic 6 cation transporters (rOCTs) was reduced in T2DM rats, and rOcts function was restored by CGE supplementation. Moreover, up-regulation of rOat1 and 3 functions by insulin stimulation was completely blunted in T2DM rats, and this defect was completely restored in T2DM supplemented with CGE. The mechanisms involved in the effects of CGE improved up-regulation of rOats, and probably function of rOcts which were associated with a significant decrease in glutathione peroxidase mRNA expression and lipid peroxidation in renal tissues in T2DM rats supplemented with CGE. Moreover, its effect did not involve with the expressions of rOat1, rOat3, rOct1, rOct2, and rOct3 mRNA expressions. Consistent with the functional transport, stress-sensitive signaling proteins, nuclear transcription factor p65NFκB and phosphorylated protein kinase Cα (p-PKCα) were significantly increased in renal tissues of T2DM rat kidneys while a decrease of these two signaling proteins were seen in T2DM supplemented CGE rats. Interestingly, increase of phosphorylated protein kinase Cζ (p-PKCζ), up-regulator of rOat1 and 3, were also significantly increased in normal and T2DM rats supplemented CGE. In summary, this study demonstrated that CGE has anti-diabetic, anti-oxidative and renoprotective effects in experimental T2DM rat model. CGE was able to improve hyperglycemia, hypertriglyceridemia, insulin resistance, as well as renal morphology, lipid peroxidation and transport function mediated by both organic anion and cation transporters. The mechanism by which CGE improved these consequences was associated with the modulation of free radical scavenging enzyme production and stress-sensitive signaling proteins, p65NFκB and PKCα, expressions and functions. Furthermore, this study also indicated that CGE directly stimulated regulatory protein of rOat1 and 3, PKCζ. Therefore, the beneficial information of our findings allow for further development of CGE into either nutraceutical or pharmaceutical products for the treatment of type 2 diabetic mellitus.