CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY XẤU HỔ (MIMOSA PUDICA L. Vị trí phân loại của Mimosa pudica L. Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Hoa Hồng (Rosidae) Bộ: Đậu (Fabales) Họ: Đậu (Fabaceae) Phân họ: Trinh nữ (Mimosoideae) Chi: Mimosa Loài: Mimosa pudica L.
Đặc điểm thực vật, phân bố, sinh thái 1. Đặc điểm thực vật Cây xấu hổ còn có tên gọi khác là cây mắc cỡ, cây thẹn, cây trinh nữ [1]. Cây nhỏ, mọc hoang bản địa ở Việt Nam, thân có gai hình móc. Lá 2 lần kép lông chim, cụp xuống khi động vào.
Cuống chung gầy, mang nhiều lông, dài 4cm, cuống phụ 2 đôi, xếp giống như hình chân vịt, có lông trắng cứng. Lá chét 15-20 đôi nhỏ, gần như không có cuống [1] Hoa màu tím đỏ, tụ thành hình đầu trái xoan. Quả giáp dài 2cm, rộng 3mm, tụ thành hình ngôi sao, ở phần giữa các hạt quả hẹp lại, có lông cứng ở mép. Hạt gần như hình trái xoan, dài 2mm, rộng 1.
Cụm hoa mọc ở kẽ lá gồm rất nhiều hoa nhỏ xếp thành đấu tròn, màu tím hồng; đài nhỏ hình đấu; tràng 4 cánh dính nhau ở nửa dưới; nhị 4, rất mảnh, bầu 4 noãn. Phân bố, sinh thái Chi Mimosa có khoảng 400 loài trên thế giới, phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới châu Mỹ, châu Phi và châu Á. Ở Việt Nam có 4 loài, trong đó có cây Xấu hổ (M. Ở Việt Nam, Xấu hổ phân bố rải rác khắp nơi, từ đồng bằng đến miền núi độ cao dưới 1000m.
Thành phần hóa học của cây Xấu hổ Mimosa pudica L. Trong cây Xấu hổ đã xác định sự có mặt của một số nhóm chất sau: Flavonoid, alcaloid, terpenoid, các hợp chất phenol, saponin, tannin, các acid hữu cơ và acid amin [13]. 2 FLAVONOID C-glycosid flavonoid 5,7,3’,4’-tetrahydroxyl-6-C-[α-L- 7,8,3’,4’-tetrahydroxyl-6-C-[α-L- rhamnopyranosyl-(1→2)β-D- rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyranosyl glucopyranosyl flavon [14] flavon [14] 2’’-O-rhamnosyl orientin [15] Isoorientin 2''-O-rhamnoside [15] Cassiaoccidentalin B [13], [16] 5,7,3’,4’-tetrahydroxyl-6-C-[β-D-apiose-(1→4)]- β-D-glucopyranosyl flavon [17], [18] 3 5,7,4’-trihydroxy-8-C-β-Z- 5,7,4’-trihydroxy-8-C-[α-L-rhamnopyranosyl- glucopyranosyl flavon [17], [19] (1→ 2) β-D-glucopyranosyl flavon [14] Isoorientin [13], [18] 5,7,3’,4’-tetrahydroxyl-8-C-[β-D-apiose- (1→4)]-β-D-glycopyranosyl flavon [20] 6,7,3’,4’-tetrahydroxyl-8-C-[α-L- Orientin [13], [18] rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D- glucopyranosyl flavon [20] 4 O-glycosid flavonoid Isoquercitrin [13] Avicularin [13], [21] Apigenin-7-O-β-D-glucosid [13], [22] Flavonoid aglycon 2’-hydroxy flavon [23] 6-hydroxy flavon [23] 7’,3’,4’-trihydroxy-3,8-dimethoxy flavon [22] Catechin [23] 2’-hydroxy flavanon [24] Quercetin [21] 5 Luteolin [3] CÁC HỢP CHẤT PHENOL KHÁC 4-(24’-methoxy-2,4’-methyl-1’-oxo-5’- Acid p-coumaric [19], [23] n-propyl-tetracosanyl)-phenol [19] Acid caffeic [23] Acid p-hydroxy benzoic [23] Acid gallic [13], [23] Ethyl gallat [23] Acid chlorogenic [23] 6 STEROL β-sitosterol [13], [18], [19] α-spinasterol [25] Stigmastanol [19] Stigmasterol [19], [21] Ergosterol [26] Betulinic acid [19] 24-dimethylcholest-7-en-3β-ol-3β-D-glucosid [19] 7 ALCALOID L-mimosin [13], [19], [23] OTHER ORGANIC ACIDS acid jasmonic [13], [19], [23] acid abscisic [13], [19] R=β-D-gentiobiosyl Crocetin [13], [18], [23] Crocin [23] Hình 1.1 Công thức cấu tạo các hợp chất trong Mimosa pudica L. CÁC HỢP CHẤT KHÁC Các hợp chất terpenoid: 19-O-trans-feruloyl-labd-8(17)-en-15,19-diol và 19-O[(E)- 3’,4’-dimethyloxy cinnamoyl]-lab-8(17)-en-15,19-diol đã được phân lập từ rễ cây Mimosa pudica L.
Tổng quan về tác dụng sinh học của Mimosa pudica L. Nhiều nghiên cứu về Mimosa pudica L. tác dụng sinh học đã được thử nghiệm và các nhà khoa học đã chỉ ra rằng Mimosa pudica L. có một số tác dụng như: chữa lành vết thương [28], chống co giật [29], điều trị tiểu đường [30], kháng khuẩn [31]; dịch chiết ethanol lá của Mimosa pudica L.
có tác dụng giảm đau và chống viêm [32], [33], tác dụng bảo vệ gan [34], và chống tiêu chảy [35],. Ngoài ra, ở Cameroon, Mimosa pudica L. được sử dụng để điều trị chứng mất ngủ, động kinh, lo lắng và kích động [36]. 8 Các tác dụng khác như: Chất chống oxy hóa [34], [37], kháng nọc độc rắn [38], chống sốt rét [39],.
cũng được tìm thấy trên Mimosa pudica L. Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng Mimosa pudica L. có tác dụng chống viêm tại phổi [6], Điều trị hen phế quản [7]. Trên mô hình viêm phổi với Sephacryl S- 200, chiết xuất nước Mimosa pudica L.8g / kg trọng lượng cơ thể của chuột) có tác dụng chống viêm rõ ràng; giảm đáng kể trọng lượng phổi, giảm số lượng bạch cầu ái toan trong dịch rửa phế quản phế nang so với nhóm chứng bệnh.
Tác dụng giảm trọng lượng phổi và giảm số lượng bạch cầu ái toan trong dịch rửa phế quản phế nang của Mimosa pudica L. chiết xuất nước tương đương với tác dụng của dexamethasone (0. Trong một nghiên cứu tại Việt Nam, kết quả cho thấy chiết xuất nước và chiết xuất ethanol của Mimosa pudica L.6g/kg trọng lượng khô) đều có tác dụng ức chế mạnh phản ứng co thắt phế quản do histamine gây ra. Tác dụng này tương đương với diphenhydramine (liều 2mg / kg) và aminophylline (liều 6mg / kg) [7].
TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐÍCH CHỐNG VIÊM TRONG HEN SUYỄN 1. Giới thiệu bệnh hen suyễn Hen suyễn là một bệnh lý đa dạng, đặc trưng bởi viêm đường thở mãn tính. Bệnh được xác định bởi tiền sử các triệu chứng hô hấp như thở khò khè, thở nông, tức ngực và ho. Những triệu chứng này thay đổi theo thời gian và cường độ, cùng với sự hạn chế luồng khí thở ra [40].
Cơ chế bệnh sinh của hen suyễn rất phức tạp và có nhiều cơ chế, nhưng cơ chế viêm đường thở là quan trọng nhất. Viêm đường thở là một triệu chứng phổ biến cho tất cả các dạng hen suyễn. Viêm đường thở trong hen phế quản gồm 3 giai đoạn: Viêm cấp tính – Viêm mạn tính – Tái tạo lại cấu trúc đường thở. Có nhiều tế bào và yếu tố liên quan đến viêm đường thở trong hen suyễn, chẳng hạn như cytokine, các yếu tố hóa ứng động, yếu tố tăng trưởng và các phân tử bám dính (adhesion molecules).
Tùy thuộc vào giai đoạn phản ứng viêm đường thở, các tế bào khác nhau được tuyển dụng từ máu vào đường thở. Một số mục tiêu có thể có trong điều trị hen phế quản được trình bày dưới đây: 1. Các nhóm đích tác dụng chống viêm Hướng tới các chất trung gian gây viêm Các chất trung gian gây viêm đóng một vai trò quan trọng trong phản ứng miễn dịch của cơ thể. Chúng là những chất được giải phóng bởi các loại tế bào khác nhau để đáp ứng với nhiều kích thích khác nhau và chịu trách nhiệm thúc đẩy hoặc ức chế viêm [41], 9 [42].
Một số đích chống viêm như ức chế receptor cytokine, ức chế receptor chemokine, ức chế NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3), ức chế IL-1 beta và TNF-alpha. Hướng tới các proteases Protease là các enzyme xúc tác cho sự phân hủy protein thành các peptide hoặc axit amin nhỏ hơn. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học, bao gồm cả phản ứng viêm [43]. Một số đích có thể hướng tới là human neutrophil elastase, Proteinase 3 (PR3), cathepsin G và matrix metalloproteinase (MMP).
Hướng tới ức chế các kinases Hơn 500 gen kinase đã được xác định ở người và kinase đóng vai trò thiết yếu trong việc điều chỉnh sự tăng sinh tế bào, chết theo chu trình và phản ứng viêm. Một số đích có thể hướng tới là ức chế IKKβ, ức chế p38 MAPK, ức chế Phosphoinositide-3-kinase và ức chế Epidermal growth factor receptor. Hướng tới ức chế các Phosphodiesterase-4 (PDE4) Phosphodiesterase (PDEs) được mã hóa bởi 21 gen để tạo ra hơn 100 đồng dạng khác nhau và có thể được chia thành 11 họ isozyme (PDE1−11). PDE4, một trong những họ PDE đặc biệt xúc tác cho sự thoái hóa của cyclic 3′,5′-adenosine monophosphate (cAMP), qua đó thúc đẩy quá trình viêm.
Một đích có thể hướng tới trong là ức chế PDE4B. Tổng quan về đích chống viêm p38 MAPK p38 MAPK đóng vai trò quan trọng trong phản ứng viêm vì nó là một phần thiết yếu trong việc sản xuất các chất trung gian gây viêm [44]. Họ MAPK p38 bao gồm bốn đồng dạng, trong đó p38α được cho là chủ yếu điều chỉnh quá trình viêm [44]. p38 có thể hoạt hóa yếu tố phiên mã NF-kB.
NF-kB được hoạt hóa sẽ phosphoryl hóa và phân hủy protein ức chế IkB, sau đó NF-kB có thể xâm nhập vào nhân và liên kết với vị trí gắn kết cụ thể trong gen phụ thuộc NF-kB (Hình 1.2) và kích hoạt tăng sinh các chất trung gian gây viêm [45]. Vì vậy, việc ngăn chặn tín hiệu MAPK p38 giúp giảm giải phóng chất trung gian gây viêm và do đó ngăn chặn phản ứng viêm [44].2 Con đường tín hiệu p38 MAPK và phản ứng viêm qua trung gian MAPK p38 có liên quan mật thiết tới cơ chế bệnh sinh của hen phế quản. Mức độ phosphoryl hóa p38 MAPK trong các tế bào biểu mô tăng đáng kể trong đường thở của bệnh nhân hen suyễn nặng so với ở bệnh nhân hen suyễn nhẹ và nhóm chứng không bệnh [46]. Đại thực bào phế nang từ bệnh nhân hen suyễn nặng cho thấy tăng kích hoạt p38 MAPK và không nhạy cảm với corticosteroid [47].
Hơn nữa, nhiều nghiên cứu gần đây đã đề xuất hiệu quả của các sản phẩm tự nhiên trong các mô hình động vật bị hen suyễn do ức chế p38 MAPK [48], [49], [50]. Trong một số thử nghiệm lâm sàng, ức chế p38 MAPK đã được quan sát thấy như một chiến lược điều trị tiềm năng cho bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD) [45], [51], [52], [53]. Thuốc ức chế p38 cải thiện các thông số chức năng phổi chính và giảm bớt khó thở ở bệnh nhân COPD, như được đánh giá thông qua các phép đo như thể tích thở ra cưỡng bức mỗi giây (FEV1), dung tích sống cưỡng bức (FVC) và chỉ số khó thở chuyển tiếp (TDI) [52]. 11 Trong một nghiên cứu gắn kết với đích p38 MAPK, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Chennu MM Prasada Rao đã tiến hành nghiên cứu về các chất ức chế p38 MAPK tiềm năng [54].
Nghiên cứu đã tiến hành docking phân tử 1172 hợp chất tiềm năng với đích p38 MAPK và so sánh với chất chuẩn đã được chứng minh tác dụng ức chế p38 MAPK là Adezmapimod (hình 1.), sau đó lựa chọn các hợp chất có ái lực liên kết cao để tiến hành nghiên cứu mô phỏng động lực phân tử [54]. Nghiên cứu kết luận 2 hợp chất metergoline và withaphysacarpin có ái lực cao với p38α MAPK [54]. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SÀNG LỌC IN SILICO 1. Phương pháp Molecular docking Molecular docking là một phương pháp tính toán được sử dụng trong phát triển thuốc mới và các lĩnh vực sinh học phân tử khác, kỹ thuật này liên quan đến việc mô phỏng tương tác giữa hai phân tử - thường là protein và một phân tử nhỏ được gọi là phối tử (ligand).
Mục tiêu là dự đoán hướng và cấu tạo của phối tử tạo ra phức hợp ổn định nhất với protein [55]. Có hai loại docking chính: cứng và linh hoạt, trong đó lắp ghép cứng giả định rằng các phân tử là có hình dạng không thay đổi trong quá trình lắp ghép.