Tổng quan luận án
Luận án tiến sĩ Dược học với đề tài "Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và một số tác dụng sinh học của cây ban lá dính Hypericum sampsonii Hance., họ Ban (Hypericaceae)" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Nguyễn Việt Dũng tại Viện Dược liệu (Bộ Y tế - Bộ Giáo dục và Đào tạo), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Duy Thuần và PGS.TS. Phạm Thị Vân Anh, bảo vệ năm 2023. Luận án thuộc chuyên ngành Dược liệu - Dược học cổ truyền, mã số 9720206.
Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, tác giả chỉ ra rằng sự gia tăng nhanh chóng của các bệnh hiểm nghèo và bệnh mạn tính như đái tháo đường, tim mạch, huyết áp, Alzheimer và các rối loạn liên quan đến chuyển hóa đặt ra nhu cầu cấp thiết về việc tìm kiếm các hoạt chất tự nhiên từ dược liệu có hiệu lực điều trị nhưng ít độc tính. Cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance., thuộc chi Hypericum, họ Hypericaceae) là loài thực vật phân bố tại Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Myanmar và Việt Nam. Trong kinh nghiệm dân gian và y học cổ truyền, ban lá dính được sử dụng để điều trị nhiều chứng bệnh như chảy máu cam, thổ huyết, đái ra máu, lỵ, ho, kinh nguyệt không đều, ra mồ hôi trộm, vàng da, sởi, mụn nhọt và rắn cắn. Trên thế giới, các công trình khoa học đã chứng minh loài này và các loài cùng chi sở hữu các tác dụng sinh học phong phú bao gồm giải lo âu, an thần, chống trầm cảm, chống viêm, giảm đau, kháng khuẩn, ức chế tế bào ung thư, chống oxy hóa và điều hòa miễn dịch. Tuy nhiên, tại Việt Nam thời điểm tác giả thực hiện đề tài, chưa có công trình nghiên cứu nào được công bố một cách hệ thống về đặc điểm thực vật học, thành phần hóa học cũng như các tác dụng sinh học của cây ban lá dính mọc hoang dại; việc sử dụng làm thuốc hoàn toàn mang tính kinh nghiệm dân gian, thiếu cơ sở khoa học và tiêu chuẩn kiểm nghiệm.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm ba nội dung chính:
- Giám định tên khoa học, nghiên cứu đặc điểm thực vật và đặc điểm vi học của thân, lá, rễ cây ban lá dính.
- Nghiên cứu thành phần hóa học phần trên mặt đất cây ban lá dính.
- Đánh giá độc tính cấp của cao chiết phần trên mặt đất cây ban lá dính, nghiên cứu một số tác dụng sinh học của cao chiết phần trên mặt đất cây ban lá dính và một số hoạt chất phân lập được.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance., họ Ban - Hypericaceae), tập trung vào phần trên mặt đất của cây.
- Phạm vi không gian: Mẫu thực vật đầy đủ các bộ phận (rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt) được thu hái tại thực địa ở xã Hà Vị, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn. Mẫu tiêu bản nghiên cứu được lưu giữ tại Phòng tiêu bản Khoa Tài nguyên Dược liệu - Viện Dược liệu (ký hiệu mẫu DL-130616) và Phòng Tiêu bản thực vật - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (ký hiệu mẫu DTT 20160611).
- Phạm vi thời gian: Mẫu thực vật phục vụ nghiên cứu thực vật học, hóa học và thử nghiệm sinh học được thu hái vào tháng 06 năm 2016; toàn bộ quá trình chiết tách, phổ nghiệm cấu trúc và thực nghiệm dược lý in vitro, in vivo được hoàn tất trong thời gian đào tạo nghiên cứu sinh, hoàn thành luận án vào năm 2023.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Trong phần tổng quan, tác giả đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế về vị trí phân loại, phân bố, đặc điểm hình thái, thành phần hóa học và tác dụng dược lý của chi Hypericum L. nói chung và loài Hypericum sampsonii Hance. nói riêng:
Về vị trí phân loại học của họ và chi: Tác giả điểm lại lịch sử phân loại từ hệ thống của Jussieu (1789) thiết lập họ Hypericaceae, qua hệ thống của Kimura (1951) xếp chi Hypericum thuộc phân họ Hypericeae của họ Guttiferae, và các công trình của Robson (1977, 1981, 1985, 1987, 1990) xếp chi này thuộc họ Clusiaceae (Guttiferae). Luận án cập nhật các hệ thống phân loại phát sinh chủng loài thực vật có hoa hiện đại gồm APG II, APG III (2009) dựa trên trình tự ADN của các gen đặc trưng (lục lạp, ti thể, nhân ribosom) và mới nhất là APG IV (2016). Theo hệ thống APG IV, họ Hypericaceae được tách độc lập khỏi họ Clusiaceae, nằm trong bộ Malpighiales thuộc các nhánh Rosids → Eudicots → Angiospermae → Tracheophytes. Hiện nay, Robson (2016) cũng đã công nhận phân loại chi Hypericum thuộc họ Hypericaceae.
Về phân bố và thành phần loài chi Hypericum tại Việt Nam: Tác giả dẫn chứng tài liệu thực vật học của Phạm Hoàng Hộ, ghi nhận chi Hypericum ở Việt Nam có 7 loài là cây ưa ẩm, ưa sáng, phân bố chủ yếu ở vùng núi cao phía Bắc (Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Lào Cai, Hòa Bình...) và vùng cao nguyên miền Trung (Đà Lạt, Lâm Đồng) ở độ cao 400 - 800 m. Danh mục 7 loài gồm: H. japonicum Thunb. ex Murray (Ban Nhật), H. banroense (Ban Rổ), H. hookerianum Wight & Arn (Ban hooker), H. napaulense Choisy (Ban Nepan), H. uralum Buch.-Ham. (Ban tràn), Ban có cuống, và H. sampsonii Hance (Ban lá dính, Lưu ký nô, Ban sầm sơn). Ngoài ra, tác giả trích dẫn các nghiên cứu bổ sung của Averyanov và cộng sự (2003) ghi nhận H. hookerianum tại dãy Hoàng Liên Sơn (Lào Cai), nghiên cứu của Đỗ Huy Bích và cộng sự (2006) ghi nhận H. japonicum tại các tỉnh miền Bắc, và các ghi nhận về loài H. uralum tại Lâm Đồng.
Về thành phần hóa học của chi Hypericum: Tác giả tổng quan chi tiết loài đại diện được nghiên cứu nhiều nhất trên thế giới là Hypericum perforatum, với khoảng 150 hợp chất thuộc nhiều nhóm chất: naphthodianthron (hypericin 0,09%, pseudohypericin 0,23%), phloroglucinol (hyperforin 2,5%, adhyperforin 0,8%), flavonoid (quercetin 2,5%, isoquercitrin 0,3%, rutin 0,3%, miquelianin, quercitrin), biflavonoid (I3, II8-biapigenin 0,1 - 0,5%, amentoflavon 0,01 - 0,05%), procyanidin, tinh dầu (germacren D 18,6%, (E)-caryophyllen 11,2%), acid phenolic (acid caffeic, acid chlorogenic) và xanthon (norathyriol). Tiếp đó, tác giả điểm lại các nghiên cứu hóa học trên các loài khác như H. orientale, H. pallens, H. reflexum, H. canariense, H. grandifolium, H. cistifolium, H. galioides.
Về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Hypericum sampsonii: Tác giả tổng kết các công trình quốc tế đã phân lập hai nhóm hợp chất chủ yếu:
- Nhóm xanthon và dẫn xuất benzophenol polyprenyl hóa: Các công trình của Don và cộng sự (2004) phân lập 5 hợp chất phenolic và 16 hợp chất kháng virus viêm gan B (trong đó có hyperxanthon, dẫn xuất benzophenol mới, R-(-)-skyrin-6-O-β-D-xylopyranosid); các nghiên cứu phân lập 2 xanthon sulfonat có tác dụng ức chế tế bào ung thư P388.
- Nhóm acylphloroglucinol đa vòng (PPAP) và dẫn xuất: Zhu và cộng sự (2015) phân lập 6 PPAP mới đặt tên hyperisampsin H-M, trong đó hyperisampsin J, K, M gây độc mạnh trên tế bào ung thư với IC50 từ 0,56 đến 3,00 μM thông qua con đường apoptosis (kích hoạt caspase-3, thoái hóa PARP, tăng Bax, giảm Bcl-2 và Bcl-xL). Các công trình khác công bố các dẫn xuất sampsonin A-B, sampsonion A-M, norsampsones A-D, hypersampson M, và norsampson E (ức chế phiên mã thông qua thụ thể RXRα).
- Nghiên cứu tác dụng chống viêm: Chen và cộng sự (2020) phân lập 25 hợp chất từ dịch chiết ethanol của cây ban lá dính và chứng minh tác dụng chống viêm in vitro của các hợp chất emodin, quercetin, kaempferol, rutin, quercitrin, catechin... Một nghiên cứu khác chứng minh hợp chất petiolin F ức chế sinh NO trên đại thực bào RAW 264.7 do LPS kích thích với IC50 là 2,00 ± 0,34 µM. Shi và cộng sự (2010) chứng minh dịch chiết nước và n-butanol của cây có tác dụng chống trầm cảm liên quan đến noradrenalin và thụ thể dopamin.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn: Mặc dù trên thế giới loài cây này đã được phân lập nhiều nhóm chất đặc hữu (xanthon, PPAP) và chứng minh các hoạt tính dược lý phong phú, nguồn dược liệu Hypericum sampsonii phân bố tại Việt Nam chưa từng được nghiên cứu xác định danh tính thực vật, cấu trúc vi học, thành phần hóa học phân lập cũng như đánh giá các tác dụng sinh học in vitro và in vivo (đặc biệt là tác dụng bảo vệ tế bào gan và cải thiện trí nhớ). Luận án được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn khoảng trống tri thức này đối với nguồn dược liệu ban lá dính trong nước.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án triển khai hướng tiếp cận thực nghiệm dược học toàn diện, tích hợp các phương pháp thực vật học mô tả và giải phẫu mô học, hóa học hợp chất thiên nhiên (chiết tách, phân lập, xác định cấu trúc bằng quang phổ học phân tử) và dược lý học thực nghiệm (đánh giá độc tính, thử nghiệm in vitro trên enzym/tế bào và in vivo trên động vật bệnh lý).
Khung phương pháp và vật liệu nghiên cứu được tác giả thiết kế chặt chẽ như sau:
| Lĩnh vực nghiên cứu |
Đối tượng / Mẫu thử |
Phương pháp và Kỹ thuật thực nghiệm |
Trang thiết bị / Hóa chất chính |
| Thực vật học |
Thân, lá, rễ tươi và bột dược liệu khô thu hái tại Bắc Kạn |
- Giám định hình thái dựa trên bản mô tả APG IV (Xu, 2017) và mẫu chuẩn đối chiếu. - Vi phẫu nhuộm kép vi học; soi bột giải phẫu. |
Kính hiển vi Axioskop 40 (Carl Zeiss, Đức); hóa chất làm tiêu bản thực vật. |
| Hóa thực vật |
4,5 kg phần trên mặt đất cây ban lá dính khô |
- Định tính nhóm chất hữu cơ bằng phản ứng hóa học (Dược điển Việt Nam V). - Chiết ngâm methanol (30 L x 3 lần x 3 ngày ở 40°C), thu hồi cắn, chiết phân bố lỏng - lỏng với n-hexan, dichloromethan, ethyl acetat. - Phân lập bằng sắc ký cột pha thuận, pha đảo, sắc ký lớp mỏng. - Xác định cấu trúc: điểm nóng chảy, độ quay cực, đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D, phổ khối phân giải cao, phổ lưỡng sắc tròn. |
- Silica gel Kieselgel 60, YMC RP-18, Diaion HP-20, bản mỏng DC Alufolien F254. - Bruker Advance AM500 FT-NMR. - Agilent 1100 LC-MSD Trap, FT-ICR-MS. - Jasco DIP-1000, Chirascan TM-CD, Kofler. |
| Độc tính cấp |
Cao chiết nước phần trên mặt đất BLD1 (tỷ lệ 3:1) |
Thử nghiệm độc tính cấp đường uống trên chuột nhắt trắng Swiss (20 - 25 g, cả hai giống), theo dõi tỷ lệ chết và triệu chứng lâm sàng trong 72 giờ và 7 ngày, mổ đại thể các tạng. |
Chuột nhắt trắng chủng Swiss (Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương). |
| Hoạt tính in vitro |
Cao BLD1 và các hợp chất tinh khiết phân lập |
- Thử nghiệm chống oxy hóa thu dọn gốc tự do DPPH ở bước sóng 517 nm (đối chứng acid ascorbic). - Thử nghiệm chống viêm ức chế sản sinh NO trên tế bào đại thực bào chuột RAW 264.7 kích thích bởi LPS qua phản ứng Griess ở bước sóng 570 nm; thử độc tính tế bào bằng MTT (đối chứng cardamonin). - Thử nghiệm ức chế enzym acetylcholinesterase (AChE) theo phương pháp Ellman ở bước sóng 412 nm (đối chứng berberin). |
- Dòng tế bào RAW 264.7 (cung cấp bởi GS. John M. Pezzuto và GS. Jeanette Maier). - Máy đọc ELISA 96 giếng (Bio-Rad). - DPPH, LPS, DTNB, ACTI, enzym AChE. |
| Tác dụng in vivo |
Cao chiết nước phần trên mặt đất BLD1 |
- Tác dụng bảo vệ gan chuột: Đánh giá trọng lượng gan, hoạt độ men gan AST, ALT huyết thanh, nồng độ MDA mô gan, và giải phẫu bệnh vi thể gan (đối chứng dương silymarin 70 mg/kg; hai mức liều thử BLD1 3,6 g/kg và 10,8 g/kg). - Tác dụng cải thiện trí nhớ trên mô hình suy giảm trí nhớ do scopolamin hydrobromid (đối chứng aricept / donepezil hydrochlorid 5 mg): Thử nghiệm mê cung nước Morris (MWM), mê cung nhiều chữ T (MTM), mô hình trục quay Rotarod. |
- Máy xét nghiệm tự động Chemix 180, Erba Chem 5 V3, XE2100 (Sysmex). - Mê cung nước Morris, mê cung nhiều chữ T, trục quay Rotarod 7650 (Ugo Basile). - Phần mềm phân tích hành vi Anymaze (US Biotech, Hoa Kỳ). - Phần mềm GraphPad Prism 5. |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày hệ thống tài liệu tổng quan gồm hai phần chính: tổng quan về chi Hypericum L. và tổng quan về cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance.).
- Về chi Hypericum, tác giả phân tích vị trí phân loại học cập nhật đến hệ thống APG IV (2016), đặc điểm hình thái học thực vật của chi (cây thảo hoặc bụi, lá mọc đối có tuyến tiết trong suốt hoặc sẫm màu chứa hyperforin, hypericin; hoa mẫu 5 màu vàng có nhiều nhị tụ thành chùm; quả nang chứa nhiều hạt nhỏ). Tác giả tổng kết vùng phân bố trên thế giới và danh mục 7 loài thuộc chi này tại Việt Nam. Về mặt hóa học, tác giả điểm lại các nhóm hoạt chất đặc trưng của loài chuẩn Hypericum perforatum gồm naphthodianthron, phloroglucinol, flavonoid, biflavonoid, xanthon, tinh dầu và các tác dụng sinh học đã được ghi nhận như chống trầm cảm, chống viêm, kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư.
- Về cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance.), tác giả trình bày vị trí phân loại theo APG IV thuộc chi Hypericum, tông Hypericum sect. sampsonii. Mô tả đặc điểm hình thái học chi tiết (cây thảo cao đến 80 cm, thân tròn có tuyến, lá mọc đối dính liền nhau ở gốc ôm lấy thân, hoa màu vàng nhạt mọc thành xim ở ngọn và nách lá, quả nang hình trứng dài 6 - 9 mm). Cấu trúc giải phẫu lá mang các tuyến tiết nhạt màu và nốt tiết sẫm màu chứa tinh dầu và hoạt chất. Tác giả tổng hợp các công bố quốc tế về thành phần hóa học (nhóm xanthon và các dẫn xuất acylphloroglucinol đa vòng PPAP như sampsonones, hyperisampsin H-M, sampsonin, norsampson E) và các tác dụng dược lý thực nghiệm (kháng khuẩn, chống viêm, gây độc tế bào ung thư gắn với thụ thể RXRα, chống trầm cảm). Cuối chương là các tri thức y học cổ truyền về tính vị, công năng và các bài thuốc dân gian sử dụng cây ban lá dính để trị xuất huyết, tiêu chảy, viêm gan vàng da, mụn nhọt và rắn cắn.
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết nguồn nguyên liệu, hóa chất, chủng loại sinh vật thử nghiệm, thiết bị phân tích và các quy trình kỹ thuật:
- Mẫu nghiên cứu: Cây ban lá dính thu hái tại xã Hà Vị, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn vào tháng 06/2016; làm tiêu bản lưu tại Viện Dược liệu (DL-130616) và Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (DTT 20160611). Bột dược liệu phần trên mặt đất (3000 g) được chiết với nước để tạo 1000 g cao khô BLD1 (tỷ lệ 3:1) dùng cho các thử nghiệm độc tính và dược lý in vivo. Mẫu bột khô (4,5 kg) dùng cho phân lập hóa học. Động vật thí nghiệm là chuột nhắt trắng Swiss (20 - 25 g), tế bào đại thực bào RAW 264.7.
- Phương pháp giám định thực vật: So sánh đặc điểm hình thái học theo khóa phân loại APG IV và tiêu bản chuẩn; kỹ thuật vi học cắt lát nhuộm kép vi phẫu lá, thân, rễ và soi bột dưới kính hiển vi Axioskop 40.
- Phương pháp nghiên cứu hóa học: Định tính nhóm chất bằng thuốc thử đặc trưng theo Dược điển Việt Nam V; chiết ngấm kiệt với methanol ở 40°C, phân bố lỏng - lỏng với n-hexan, dichloromethan, ethyl acetat; phân lập trên các cột sắc ký Kieselgel 60, RP-18, Diaion HP-20; xác định cấu trúc hóa học bằng điểm nóng chảy (Kofler), độ quay cực (Jasco DIP-1000), phổ LC-MSD, HR-ESI-MS (FT-ICR), NMR 1D/2D AM500 MHz (Bruker), phổ CD (Chirascan).
- Phương pháp dược lý thực nghiệm:
- Đánh giá độc tính cấp: Cho chuột uống cao BLD1 các mức liều tăng dần, theo dõi 72 giờ và 7 ngày, mổ đại thể xác định LD50.
- Thử nghiệm in vitro: Thử dọn gốc tự do DPPH đo quang 517 nm (chuẩn acid ascorbic); ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW 264.7 kích thích bằng LPS qua phản ứng Griess đo quang 570 nm và kiểm tra độ sống sót tế bào bằng MTT (chuẩn cardamonin); ức chế enzym acetylcholinesterase theo phương pháp Ellman đo quang 412 nm (chuẩn berberin).
- Thử nghiệm in vivo tác dụng bảo vệ gan: Chuột nhắt gây tổn thương gan, dùng cao BLD1 (liều 3,6 g/kg và 10,8 g/kg) so với chứng bệnh lý và thuốc đối chiếu silymarin (70 mg/kg); đo trọng lượng gan, hoạt độ men gan AST, ALT huyết thanh, nồng độ MDA mô gan, và phân tích mô bệnh học gan vi thể.
- Thử nghiệm in vivo tác dụng cải thiện trí nhớ: Gây suy giảm trí nhớ bằng scopolamin, đối chiếu với donepezil (aricept 5 mg/kg), đánh giá hành vi qua mê cung nước Morris (thời gian tìm bến đỗ, % thời gian bơi tại 1/4 bể mục tiêu, % quãng đường ở 3/4 bể còn lại), mê cung nhiều chữ T (thời gian và quãng đường tìm khoang đích), và mô hình trục quay Rotarod (thời gian duy trì trên trục quay); ghi nhận và xử lý tín hiệu qua hệ thống Anymaze và phần mềm GraphPad Prism 5.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu
Chương này công bố toàn bộ số liệu và kết quả thực nghiệm đạt được:
- Về thực vật học: Xác nhận mẫu nghiên cứu là loài Hypericum sampsonii Hance. Mô tả đầy đủ hình thái lá dính liền gốc đặc trưng, hoa vàng mẫu 5, bầu nhụy 3 ô, hạt nhỏ hình trụ màu nâu cam. Mô tả và hình ảnh hóa đặc điểm giải phẫu vi phẫu lá (tế bào biểu bì có cutin, khoang tiết nguyên sinh, nốt tiết sẫm màu), vi phẫu thân (tiết diện tròn, mô dày, libe - gỗ xếp vòng liên tục), vi phẫu rễ và đặc điểm bột dược liệu (mảnh mô mềm mang tế bào tiết, mảnh biểu bì có lỗ khí, mảnh mạch vạch, mạch mạng).
- Về thành phần hóa học: Định tính khẳng định sự có mặt của các nhóm flavonoid, anthraglycosid, tanin, acid hữu cơ, sterol. Từ các cắn chiết phân đoạn dichloromethan và ethyl acetat, tác giả đã phân lập và xác định cấu trúc hoàn chỉnh của 15 hợp chất tinh khiết (được mã hóa từ HSA1 đến HSA22, bao gồm các hợp chất HSA1, HSA2, HSA4, HSA6, HSA9, HSA11, HSA12, HSA13, HSA15, HSA16, HSA17, HSA18, HSA20, HSA21, HSA22). Cấu trúc của từng chất được xác lập chi tiết dựa trên bảng số liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR, các tương tác dị hạt nhân tầm xa HMBC chính, khối phổ HR-ESI-MS và phổ lưỡng sắc tròn CD.
- Về độc tính cấp của cao BLD1: Thử nghiệm xác định giới hạn an toàn đường uống của cao chiết nước trên chuột nhắt trắng Swiss, ghi nhận liều dung nạp tối đa và theo dõi tình trạng giải phẫu đại thể các cơ quan nội tạng.
- Về tác dụng sinh học in vitro:
- Hoạt tính dọn gốc tự do DPPH: Báo cáo kết quả phần trăm ức chế và xác định giá trị nồng độ ức chế 50% (IC50) của cao chiết BLD1 cùng các chất tinh khiết có hoạt tính so sánh với chất chuẩn acid ascorbic.
- Hoạt tính ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW 264.7: Báo cáo tỷ lệ ức chế sinh NO và độ sống sót của tế bào bằng thử nghiệm MTT; xác định các giá trị IC50 của cao BLD1 và các hợp chất tinh khiết thể hiện tác dụng kháng viêm nổi bật so với cardamonin.
- Hoạt tính ức chế enzym acetylcholinesterase: Báo cáo tỷ lệ ức chế hoạt độ AChE và xác định giá trị IC50 của cao BLD1 và các chất tinh khiết thử nghiệm so với berberin.
- Về tác dụng bảo vệ gan in vivo của cao BLD1:
- Cao chiết BLD1 ở cả hai mức liều 3,6 g/kg và 10,8 g/kg thể hiện tác dụng làm giảm sự phì đại trọng lượng gan chuột so với lô mô hình tổn thương gan.
- Hoạt độ enzym men gan AST và ALT trong huyết thanh chuột ở các lô dùng cao BLD1 giảm rõ rệt so với lô mô hình, tương đương hiệu quả hạ men gan của lô dùng silymarin 70 mg/kg.
- Nồng độ malonyl dialdehyd (MDA) - chỉ số peroxy hóa lipid màng tế bào trong mô gan chuột dùng cao BLD1 giảm có ý nghĩa thống kê so với lô mô hình.
- Kết quả giải phẫu bệnh vi thể gan: Gan chuột lô dùng cao BLD1 liều 3,6 g/kg và 10,8 g/kg giảm thiểu tổn thương thoái hóa hạt, thoái hóa mỡ và hoại tử tế bào gan, phục hồi cấu trúc bè gan tương đương lô đối chứng silymarin.
- Về tác dụng cải thiện trí nhớ in vivo của cao BLD1:
- Mô hình mê cung nước Morris: Cao BLD1 rút ngắn thời gian tiềm tàng chuột tìm thấy bến đỗ qua các ngày huấn luyện; trong thử nghiệm không gian, làm tăng đáng kể % thời gian chuột bơi ở 1/4 bể trước đó có bến đỗ và giảm % quãng đường bơi ở 3/4 bể còn lại so với lô mô hình suy giảm trí nhớ do scopolamin.
- Mô hình mê cung nhiều chữ T: Cao BLD1 làm giảm rõ rệt thời gian tìm thấy khoang đích và rút ngắn chiều dài quãng đường chuột di chuyển để tới được khoang đích.
- Mô hình trục quay Rotarod: Chuột uống cao BLD1 duy trì thời gian vận động thăng bằng trên trục quay lâu hơn rõ rệt so với chuột lô mô hình, chứng minh tác dụng cải thiện sự phối hợp vận động và trí nhớ thực nghiệm.
Chương 4: Bàn luận
Chương Bàn luận tập trung biện giải các kết quả đạt được trong mối liên hệ với các nghiên cứu đã công bố:
- Bàn luận về thực vật học: Khẳng định các đặc điểm vi phẫu lá, thân, rễ và bột dược liệu thu thập tại Bắc Kạn có tính ổn định cao, tương đồng với các mô tả của chi Hypericum trong y văn nhưng mang đặc trưng riêng biệt của loài Hypericum sampsonii (đặc biệt là hệ thống tuyến tiết nhạt và sẫm màu cùng cấu tạo gốc lá dính liền), cung cấp tiêu chuẩn đáng tin cậy phục vụ kiểm nghiệm dược liệu.
- Bàn luận về thành phần hóa học: Phân tích quá trình chiết tách và cấu trúc hóa học của 15 hợp chất phân lập được từ phân đoạn cặn dichloromethan và ethyl acetat. Tác giả thảo luận về tính đặc trưng của các nhóm hợp chất (flavonoid, xanthon, acylphloroglucinol...) trong mối tương quan với các công trình nghiên cứu trên cây ban lá dính ở Trung Quốc và Đài Loan.
- Bàn luận về độc tính cấp: Khẳng định tính an toàn của cao chiết nước BLD1 theo đường uống, cung cấp căn cứ lựa chọn khoảng liều an toàn cho các thử nghiệm tác dụng dược lý in vivo.
- Bàn luận về các tác dụng sinh học:
- Bàn luận về hoạt tính in vitro: Phân tích khả năng dọn gốc tự do DPPH, hoạt tính ức chế sinh NO (chống viêm) trên tế bào đại thực bào và ức chế enzym AChE của cao BLD1 cùng các chất tinh khiết; chỉ ra các hợp chất chịu trách nhiệm chính cho các hoạt tính này.
- Bàn luận về tác dụng bảo vệ gan in vivo: Giải thích cơ chế bảo vệ nhu mô gan của cao BLD1 thông qua việc giảm peroxy hóa lipid (giảm MDA), ổn định màng tế bào gan ngăn chặn giải phóng men gan AST, ALT vào máu, phù hợp với hình ảnh vi thể cấu trúc gan được bảo tồn.
- Bàn luận về tác dụng cải thiện trí nhớ in vivo: Luận giải hiệu quả phục hồi trí nhớ không gian và khả năng học tập của chuột trên các mô hình mê cung Morris, mê cung nhiều chữ T và Rotarod; liên hệ kết quả in vivo này với hoạt tính ức chế enzym acetylcholinesterase in vitro đã được chứng minh, làm sáng tỏ cơ chế bảo tồn hàm lượng acetylcholin tại synap thần kinh trung ương.
Kết quả và những đóng góp mới
Luận án đã tổng hợp những đóng góp mới về mặt lý luận khoa học và thực tiễn ứng dụng như sau:
Về mặt khoa học lý luận:
- Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu toàn diện, có hệ thống từ phân loại thực vật học, giải phẫu vi học, thành phần hóa học đến tác dụng sinh học in vitro và in vivo của cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance., họ Hypericaceae).
- Xác lập bộ tiêu chuẩn thực vật học và đặc điểm vi giải phẫu hiển vi (vi phẫu thân, lá, rễ; vi học bột lá và thân) của cây ban lá dính thu hái tại Bắc Kạn, tạo cơ sở dữ liệu khoa học chuẩn xác để giám định, nhận biết và kiểm nghiệm tránh nhầm lẫn với các loài khác trong chi Hypericum.
- Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 15 hợp chất tinh khiết (HSA1 đến HSA22) từ phần trên mặt đất của cây ban lá dính thu hái tại Việt Nam bằng các phương pháp phổ hiện đại (HR-ESI-MS, 1D và 2D NMR, CD).
- Cung cấp bằng chứng thực nghiệm in vitro về hoạt tính dọn gốc tự do DPPH, hoạt tính ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW 264.7 và hoạt tính ức chế enzym acetylcholinesterase của cao chiết nước BLD1 cùng các chất tinh khiết phân lập được.
Về mặt thực tiễn và ứng dụng:
- Chứng minh tính an toàn qua thử nghiệm độc tính cấp đường uống của cao chiết nước BLD1 trên động vật thực nghiệm.
- Chứng minh tác dụng bảo vệ gan rõ rệt in vivo của cao chiết BLD1 thông qua việc làm giảm hoạt độ men gan AST, ALT, giảm nồng độ MDA trong mô gan và bảo vệ cấu trúc vi thể mô gan trên mô hình tổn thương gan thực nghiệm, với hiệu quả tương đương chất đối chứng silymarin.
- Chứng minh tác dụng cải thiện suy giảm trí nhớ in vivo của cao chiết BLD1 trên chuột nhắt trắng qua các thử nghiệm mê cung nước Morris, mê cung nhiều chữ T và trục quay Rotarod.
- Cung cấp cơ sở khoa học xác đáng giải thích cho các kinh nghiệm dân gian sử dụng cây ban lá dính để thanh nhiệt giải độc, trị viêm gan vàng da, đồng thời mở ra triển vọng phát triển các chế phẩm hỗ trợ điều trị bệnh lý gan mật và sa sút trí tuệ/suy giảm nhận thức từ nguồn dược liệu bản địa.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:
- Sử dụng các đặc điểm vi học và dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập để xây dựng tiêu chuẩn cơ sở phục vụ kiểm nghiệm và tiêu chuẩn hóa dược liệu ban lá dính tại Việt Nam.
- Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng phân tử của các hợp chất tinh khiết có hoạt tính cao (ức chế AChE, chống viêm).
- Nghiên cứu quy trình chiết xuất ở quy mô lớn hơn và xây dựng dạng bào chế thích hợp cho cao chiết ban lá dính phục vụ hỗ trợ điều trị bệnh lý gan và suy giảm trí nhớ.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án:
- Mẫu nghiên cứu trong luận án chỉ thu hái tại một địa điểm duy nhất là xã Hà Vị, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn vào tháng 06 năm 2016, do đó chưa khảo sát được sự biến thiên về hàm lượng hoạt chất theo các mùa thu hái khác nhau trong năm cũng như sự sai khác giữa các vùng sinh thái phân bố khác của cây ban lá dính tại Việt Nam.
- Thử nghiệm tác dụng bảo vệ gan và cải thiện trí nhớ in vivo mới chỉ thực hiện trên cao chiết nước toàn phần (BLD1), chưa thử nghiệm in vivo riêng rẽ đối với từng hợp chất tinh khiết do hàm lượng các chất phân lập được còn hạn chế.
- Thử nghiệm an toàn sinh học mới dừng lại ở độc tính cấp theo đường uống trong 7 ngày, chưa tiến hành thử nghiệm độc tính bán trường diễn và độc tính trường diễn.
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Mở rộng khảo sát, thu hái mẫu ban lá dính tại các tỉnh miền núi phía Bắc khác để đánh giá chất lượng dược liệu và hàm lượng hoạt chất theo vùng địa lý và mùa vụ sinh trưởng.
- Nghiên cứu độc tính bán trường diễn và độc tính trường diễn của cao chiết BLD1 trên động vật thực nghiệm để hoàn thiện hồ sơ an toàn tiền lâm sàng.
- Tối ưu hóa quy trình phân lập các hợp chất có hoạt tính ức chế enzym AChE và kháng viêm ở quy mô lớn hơn để triển khai thử nghiệm dược lý in vivo trên từng đơn chất tinh khiết và làm rõ cơ chế tác động ở mức độ thụ thể và biểu hiện gen.
Giá trị tham khảo
Luận án mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Dược liệu, Dược học cổ truyền, Hóa thực vật và Dược lý học: Luận án là tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về quy trình nghiên cứu tích hợp từ mô tả thực vật, giải phẫu hiển vi, chiết tách - phân lập hợp chất thiên nhiên đến thiết kế thử nghiệm dược lý in vitro và in vivo theo chuẩn mực khoa học.
- Cán bộ nghiên cứu tại các viện dược liệu, trung tâm kiểm nghiệm thuốc và mỹ phẩm: Có thể khai thác trực tiếp các số liệu giải phẫu vi phẫu rễ, thân, lá, đặc điểm bột dược liệu và bảng số liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân của 15 hợp chất tinh khiết để xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm, nhận dạng và kiểm tra độ tinh khiết của dược liệu ban lá dính.
- Các nhà nghiên cứu phát triển thuốc và sản phẩm bảo vệ sức khỏe: Dữ liệu thực nghiệm về tác dụng bảo vệ tế bào gan (hạ men gan, giảm MDA) và tác dụng cải thiện trí nhớ (trên mô hình scopolamin qua hệ thống mê cung Morris, mê cung chữ T) cung cấp bằng chứng tiền lâm sàng trực tiếp để định hướng nghiên cứu bào chế các chế phẩm hỗ trợ điều trị viêm gan và cải thiện chức năng nhận thức.
Câu hỏi thường gặp
1. Mẫu cây ban lá dính sử dụng trong luận án được thu hái ở đâu và tiêu bản được lưu trữ tại những đơn vị nào?
Mẫu nghiên cứu gồm đầy đủ các bộ phận (rễ, thân, lá, hoa, quả, hạt) được thu hái tại thực địa ở xã Hà Vị, huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn vào tháng 06 năm 2016. Tiêu bản thực vật được lưu giữ tại Phòng tiêu bản Khoa Tài nguyên Dược liệu - Viện Dược liệu (ký hiệu mẫu DL-130616) và Phòng Tiêu bản thực vật - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (ký hiệu mẫu DTT 20160611).
2. Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc được bao nhiêu hợp chất tinh khiết từ cây ban lá dính thu hái tại Bắc Kạn?
Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 15 hợp chất tinh khiết từ phân đoạn cặn dichloromethan và ethyl acetat của phần trên mặt đất cây ban lá dính. Các hợp chất này được đánh mã hiệu trong luận án gồm: HSA1, HSA2, HSA4, HSA6, HSA9, HSA11, HSA12, HSA13, HSA15, HSA16, HSA17, HSA18, HSA20, HSA21, HSA22, cấu trúc được làm sáng tỏ dựa trên các dữ liệu phổ 1D-NMR, 2D-NMR, HR-ESI-MS và phổ CD.
3. Cao chiết BLD1 dùng cho thử nghiệm in vivo được chiết xuất như thế nào và tỷ lệ chiết là bao nhiêu?
Cao chiết BLD1 là cao chiết nước từ phần trên mặt đất của cây ban lá dính. Bột dược liệu (3000 g) được chiết với nước qua 3 lần (lần 1: 12000 ml; lần 2 và 3: mỗi lần 9000 ml), gộp dịch chiết và cô loại nước dưới áp suất giảm để thu được 1000 g cao khô BLD1, tương ứng tỷ lệ chiết xuất là 3:1 (3 g bột dược liệu khô cho ra 1 g cao khô).
4. Tác dụng bảo vệ gan in vivo của cao chiết BLD1 được chứng minh qua những chỉ số thực nghiệm nào?
Tác dụng bảo vệ gan của cao BLD1 (ở hai mức liều uống 3,6 g/kg và 10,8 g/kg) được đánh giá qua các chỉ số: làm giảm trọng lượng gan chuột so với lô mô hình tổn thương; làm giảm có ý nghĩa hoạt độ hai enzym men gan AST và ALT trong huyết thanh; làm giảm nồng độ malonyl dialdehyd (MDA) trong mô gan; và làm giảm tổn thương thoái hóa hoại tử tế bào gan trên tiêu bản giải phẫu bệnh vi thể mô gan chuột, thể hiện hiệu lực bảo vệ tương đương chất đối chứng silymarin (70 mg/kg).
5. Tác dụng cải thiện trí nhớ in vivo của cao chiết BLD1 được đánh giá trên các mô hình hành vi nào?
Tác dụng cải thiện trí nhớ của cao BLD1 được thực hiện trên chuột nhắt trắng bị gây suy giảm trí nhớ bằng scopolamin hydrobromid, so sánh với thuốc đối chiếu donepezil hydrochlorid (aricept 5 mg/kg), thông qua ba mô hình hành vi được ghi nhận và phân tích bằng phần mềm Anymaze: mô hình mê cung nước Morris (MWM), mô hình mê cung nhiều chữ T (MTM), và mô hình trục quay Rotarod.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Nguyễn Việt Dũng là công trình nghiên cứu thực nghiệm toàn diện đầu tiên tại Việt Nam về cây ban lá dính (Hypericum sampsonii Hance., họ Hypericaceae) thu hái tại tỉnh Bắc Kạn. Tác giả đã hoàn thành việc giám định khoa học, thiết lập bộ tiêu chuẩn giải phẫu vi học, phân lập và xác định cấu trúc 15 hợp chất tinh khiết, đồng thời xác định độc tính cấp an toàn của cao chiết nước BLD1. Luận án đã chứng minh vững chắc các hoạt tính sinh học in vitro (chống oxy hóa DPPH, chống viêm ức chế NO trên tế bào RAW 264.7, ức chế enzym acetylcholinesterase) và tác dụng dược lý in vivo (bảo vệ tế bào gan và cải thiện suy giảm trí nhớ thực nghiệm). Toàn bộ kết quả đạt được đã cung cấp cơ sở khoa học xác đáng cho kinh nghiệm sử dụng dược liệu trong dân gian và đặt nền tảng quan trọng cho việc chuẩn hóa, khai thác và ứng dụng cây ban lá dính trong y dược học tại Việt Nam.