Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Lại Hợp Hiếu với đề tài "Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.)", thuộc chuyên ngành Hóa hữu cơ (mã số: 9.14), được thực hiện tại Viện Hóa sinh biển thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Ngô Đại Quang và TS. Nguyễn Văn Thanh. Công trình được hoàn thành năm 2021 với sự tài trợ kinh phí từ các đề tài mã số VAST.ĐTCB 01/16-17 và TĐNDTP.

Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, các hợp chất tự nhiên từ thực vật và sinh vật biển đóng vai trò thiết yếu trong việc cung cấp các tiền chất và cấu trúc dẫn đường cho quá trình phát triển dược phẩm. Thống kê cho thấy hơn 70% thuốc chống ung thư trên thị trường hiện nay có nguồn gốc từ thiên nhiên hoặc được bán tổng hợp dựa trên khung cấu trúc tự nhiên. Bên cạnh áp lực từ các bệnh lý ác tính, hiện tượng kháng kháng sinh ở vi sinh vật gây bệnh (vi khuẩn, nấm, virus) đang trở thành một thách thức lớn đối với y học toàn cầu kể từ khi các kháng sinh như penicillin và cephalosporin được đưa vào sử dụng rộng rãi từ năm 1942. Thực vật rừng ngập mặn và các cây thuốc nam truyền thống là nguồn tài nguyên dồi dào các hoạt chất sinh học nhưng chưa được khai thác toàn diện. Mặc dù chi Giá (Excoecaria) có khoảng 40 loài trên thế giới, nhưng đến thời điểm thực hiện đề tài mới chỉ có khoảng 10 loài được khảo sát về mặt hóa học và hoạt tính sinh học. Tại Việt Nam, cây Giá (Excoecaria agallocha L.) mọc ở vùng ngập mặn và cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.) mọc trên cạn là hai đối tượng có nhiều kinh nghiệm sử dụng trong y học dân gian, song các công bố trong nước trước đó còn phân tán, thiếu tính hệ thống về việc phân lập các hợp chất tinh khiết cũng như sàng lọc phối hợp các hoạt tính dược lý hiện đại.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể gồm hai nội dung chính được đánh số theo văn bản:

  1. Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ cây Giá (Excoecaria agallocha) và Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis).
  2. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào, hoạt tính kháng viêm và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của cặn chiết tổng và các hợp chất phân lập được nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học, làm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án được quy định rõ ràng:

  • Đối tượng nghiên cứu: Mẫu lá của loài cây Giá (Excoecaria agallocha L.) và mẫu lá của loài cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.), thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae).
  • Phạm vi không gian và địa điểm thu mẫu: Mẫu lá cây Giá được thu hái tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy (Cồn Ngạn), huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định (tọa độ địa lý: N: 20.57028). Mẫu lá cây Đơn lá đỏ được thu hái tại khu vực Văn Lâm, Văn Giang, tỉnh Hưng Yên. Cả hai mẫu thực vật đều được giám định tên khoa học bởi TS. Nguyễn Thế Cường thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật; tiêu bản thực vật được lưu giữ tại Viện Hóa sinh biển và Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật.
  • Phạm vi thời gian thu mẫu: Mẫu lá cây Giá được thu thập vào tháng 7 năm 2013; mẫu lá cây Đơn lá đỏ được thu thập vào tháng 4 năm 2016.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Theo số liệu từ cơ sở dữ liệu Sci-Finder đến năm 2021, chi Excoecaria gồm khoảng 40 loài được chấp nhận danh pháp khoa học, trong đó có 6 loài được ghi nhận phân bố tại Việt Nam.

STT Tên khoa học Tên thông thường tại Việt Nam
1 Excoecaria agallocha L. Giá, Giá mủ, Trà mủ, Chá
2 Excoecaria aporusifolia P.T. Li Giá lá tai nghé, Đơn đỏ lá thàu táu
3 Excoecaria cochinchinensis Lour. Đơn lá đỏ, Đơn tía, Đơn mặt trời
4 Excoecaria indica (Willd.) Müll.Arg. Trao tráo, Sòi tía
5 Excoecaria oppositifolia Griff. Trang lim, Trao tráo lá đối
6 Excoecaria poilanei Gagnep. Giá Poilane

Trên thế giới, các nhà khoa học đã phân lập được hơn 250 hợp chất từ 10 loài thuộc chi Excoecaria. Các nhóm chất chính bao gồm diterpenoid (với hơn 150 hợp chất thuộc các khung cấu trúc labdane, atisane, kaurane, isopimarane, beyerane, daphnane, tigliane), triterpenoid, flavonoid, polyphenol (tannin), megastigmane, coumarin, lignan và phenylpropanoid:

  • Về nhóm diterpenoid: T. Konishi và cộng sự (Nhật Bản, giai đoạn 1996–2003) đã công bố hàng loạt hợp chất thuộc các khung labdane (như ent-11α-hydroxy-3-oxo-13-epi-manoyl oxide, các excoecarin H, G1, G2, F, S, T1, T2), atisane (excoecarin M, N), ent-kaurane (excoecarin K, V2), và beyerane (excoecarin D, E, V1). Nhóm nghiên cứu của A.S.R. Anjaneyulu (Ấn Độ, 2000, 2003) phân lập các chất agallochin A–E, agallochin J–O từ phần rễ và phân đoạn chiết của E. agallocha. J.S. Yang và cộng sự (Trung Quốc, 2010) công bố các diterpenoid excolabdone A–C từ E. cochinchinensis. Năm 2015, nhóm tác giả Ấn Độ công bố khung seco-labdanoid mới excolide A–D từ E. agallocha. Nhóm nghiên cứu của Li Shen (Trung Quốc, 2020) công bố 13 hợp chất agallolide A–M từ E. agallocha thu hái tại đảo Hải Nam. Các dẫn xuất daphnane và tigliane được ghi nhận bởi Wiriyachitra (1985), Karalai (1994), Erickson (1995), S. Huang (2013, 2014) và D.S. Ning (2015, công bố venenatin).
  • Về nhóm triterpenoid: Các tác giả Ấn Độ (1983, 1993) và J. Zou (Trung Quốc, 2006) đã phân lập các dẫn xuất khung oleanane, taraxerane, friedelane, cycloartane và lupane từ E. agallocha.
  • Về nhóm flavonoid và polyphenol: T. Konishi (2003), Y. Rifai và cộng sự (2010) phát hiện các flavonol glycoside từ E. agallocha. Nhóm nghiên cứu Trung Quốc (2012) phân lập excoecariphenol A–D có hoạt tính kháng virus viêm gan C từ phân đoạn n-BuOH của E. agallocha.
  • Về hoạt tính sinh học: Các công trình quốc tế đã chứng minh dịch chiết và các hợp chất từ chi Excoecaria có khả năng ức chế kháng nguyên EBV (T. Konishi, 1998, 2001); ức chế con đường truyền tín hiệu ung thư Hedgehog Hh/GLI1 trên dòng tế bào ung thư tuyến tụy PANC-1 và ung thư tiền liệt tuyến DU145 (Y. Rifai, 2010); gây độc tế bào ung thư tụy Capan-1, Miapaca-2 và ung thư phổi A549, H1299 (Patil, 2012); ức chế virus HIV-1 (Erickson, 1995; S. Huang, 2013, 2014); kháng khuẩn và kháng nấm (Bobbarala; Agoramoorthy; Patra, 2012); chống oxy hóa dọn gốc tự do DPPH, NO, H2O2 (Hossain, 2011; Patra, 2012; Subhan, 2008; Poorna, 2012); kháng viêm cấp trên mô hình chuột gây phù chân bằng carrageenan, hạ đường huyết và giảm đau (Babuselvam, 2012; Subhan, 2008; Thirumrugan).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây về cây Giá và cây Đơn lá đỏ gồm:

  • Năm 1999, nhóm GS. Phạm Xuân Sinh (Trường Đại học Dược Hà Nội) sơ bộ định lượng flavonoid và đánh giá tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm từ lá Đơn lá đỏ.
  • Năm 2002, nhóm TS. Nguyễn Viết Tựu công bố phân lập isoflavone vestitol, chalcon và flavanon từ E. cochinchinensis.
  • Năm 2005, nhóm PGS. Phan Minh Giang (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN) hợp tác với các nhà khoa học Nhật Bản công bố hai hợp chất megastigmane mới là excoecarioside A và B cùng các dẫn xuất kaempferol glycoside, gallic acid, p-hydroxybenzoic acid, (-)-shikimic acid từ lá E. cochinchinensis.
  • Nhóm Nguyễn Thái An (Trường Đại học Dược Hà Nội) khảo sát chế phẩm chiết lá Đơn lá đỏ trên mô hình khối u chuột thực nghiệm gây bởi benzo-α-pyrene.
  • Năm 2015, nhóm TS. Trần Thị Minh (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) phân lập ba triterpenoid dạng taraxerane và một steroid glucoside từ lá E. cochinchinensis thu tại Thái Bình.
  • Năm 2021, nhóm PGS. Trần Thu Hương (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) công bố hợp chất ent-kaurane diterpenoid mới là agallochin P cùng 9 hợp chất đã biết từ lá cây Giá và thử nghiệm độc tính tế bào trên MCF-7, HepG2, SK-LU-1.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết là thực hiện việc chiết tách, phân lập có hệ thống các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ lá cây Giá (E. agallocha) sinh trưởng tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy và cây Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) trồng tại Hưng Yên; giải đoán cấu trúc chi tiết bằng các phương pháp phổ nghiệm hiện đại; đồng thời sàng lọc, đánh giá đối chiếu hoạt tính gây độc tế bào ung thư, hoạt tính kháng các chủng vi sinh vật kiểm định và hoạt tính ức chế quá trình sinh nitric oxide (NO) gây viêm trên đại thực bào RAW264.7.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết về hóa học các hợp chất thiên nhiên (Natural Products Chemistry), hóa học lập thể và hóa phân loại thực vật họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), tập trung vào các nhóm chuyển hóa thứ cấp: diterpenoid, megastigmane, flavonoid, coumarin, phenolic glycoside và dẫn xuất acid hữu cơ.

Phương pháp thực nghiệm của luận án bao gồm các kỹ thuật thực nghiệm chuẩn mực:

  • Phương pháp chiết xuất: Mẫu lá cây Giá và lá cây Đơn lá đỏ sau khi thu hái được rửa sạch, phơi khô trong bóng râm, xay nhỏ thành bột thô. Mẫu bột được ngâm chiết kiệt ở nhiệt độ phòng hoặc chiết có hỗ trợ siêu âm bằng dung môi methanol (MeOH). Dịch chiết gom lại và cô cạn dưới áp suất giảm ở nhiệt độ thấp bằng máy cất quay chân không để thu cặn chiết tổng MeOH. Cặn MeOH được phân tán vào nước cất rồi tiến hành chiết phân bố lỏng - lỏng lần lượt với các dung môi hữu cơ có độ phân cực tăng dần: chloroform (CHCl3), ethyl acetate (EtOAc), thu được các phân đoạn cặn chiết tương ứng và phần dịch nước.
  • Phương pháp phân lập và tinh chế: Sử dụng phối hợp các kỹ thuật sắc ký cột (Column Chromatography - CC) trên các loại pha tĩnh khác nhau gồm silica gel pha thường (kích thước hạt 0,040–0,063 mm và 0,063–0,200 mm), silica gel pha đảo (RP-18), nhựa hấp phụ trao đổi ion Diaion HP-20 và gel lọc rây phân tử Sephadex LH-20. Quá trình phân tách được theo dõi và kiểm tra độ tinh khiết bằng sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography - TLC) trên bản mỏng tráng sẵn silica gel 60 F254 và RP-18 F254, hiện màu bằng đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm và 365 nm hoặc dùng thuốc thử dung dịch acid sulfuric (H2SO4) 10% trong ethanol gia nhiệt.
  • Phương pháp xác định cấu trúc hóa học: Xác định các hằng số vật lý như điểm nóng chảy (Melting Point - Mp); ghi phổ khối lượng phân giải cao ion hóa phun mù điện tử (HR-ESI-MS) hoặc phổ khối lượng phân giải cao thời gian bay (HR-TOF-MS) để xác định khối lượng phân tử chính xác và công thức phân tử; phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1D-NMR: 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT) và hai chiều (2D-NMR: 1H-1H COSY, HSQC, HMQC, HMBC, NOESY) để xác định trật tự liên kết và cấu hình lập thể tương đối của các phân tử.
  • Phương pháp thử nghiệm hoạt tính sinh học:
    • Đánh giá tác dụng gây độc tế bào in vitro: Sử dụng phương pháp MTT/MTS trên các dòng tế bào ung thư người (như ung thư biểu mô phổi A549, ung thư biểu mô KB, ung thư phổi LU-1, ung thư vú MCF-7...).
    • Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: Sử dụng phương pháp pha loãng vi lượng trên phiến 96 giếng để xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ ức chế 50% (IC50) trên các chủng vi khuẩn Gram (+), Gram (-) và nấm men, nấm mốc chuẩn.
    • Đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro: Khảo sát khả năng ức chế sự sản sinh gốc nitric oxide (NO) trên mô hình tế bào đại thực bào RAW264.7 của chuột được kích thích bởi lipopolysaccharide (LPS), đo mật độ quang thông qua phản ứng Griess và xác định giá trị IC50.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan

Chương này tổng hợp các dữ liệu khoa học về đặc điểm thực vật học của chi Excoecaria trên thế giới (khoảng 40 loài) và danh lục 6 loài phân bố tại Việt Nam (E. agallocha, E. aporusifolia, E. cochinchinensis, E. indica, E. oppositifolia, E. poilanei). Tác giả hệ thống hóa các nghiên cứu hóa học trên 10 loài đã công bố, chỉ ra sự hiện diện của hơn 250 hợp chất thuộc các nhóm diterpenoid (atisane, beyerane, daphnane, isopimarane, kaurane, labdane, tigliane), triterpenoid (oleanane, taraxerane, friedelane, lupane), polyphenol, flavonoid, coumarin, lignan và megastigmane. Chương I cũng điểm lại toàn diện các hoạt tính dược lý đã được kiểm chứng trên thế giới (độc tế bào ung thư tụy, phổi, cổ tử cung; kháng HIV-1; kháng virus viêm gan C; kháng khuẩn; kháng nấm; chống oxy hóa; chống viêm loét; giảm đau; hạ đường huyết) và tổng thuật chi tiết tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của cây Giá và cây Đơn lá đỏ tại Việt Nam.

Chương II: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương II trình bày cụ thể thông tin thu thập mẫu thực vật, bao gồm vị trí địa lý, thời gian thu hái, quy trình làm tiêu bản và định danh mẫu lá cây Giá tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy (Nam Định) vào tháng 7/2013 và mẫu lá cây Đơn lá đỏ tại Văn Lâm (Hưng Yên) vào tháng 4/2016 bởi TS. Nguyễn Thế Cường. Nội dung chương mô tả chi tiết sơ đồ ngâm chiết bột lá với MeOH, quy trình chiết phân bố lỏng - lỏng thu cặn CHCl3, EtOAc và dịch nước; các hệ dung môi sắc ký cột pha thường và pha đảo; điều kiện đo đạc phổ khối lượng HR-ESI-MS và các hệ phổ NMR (1H, 13C, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY); cùng quy trình chi tiết các mô hình thử nghiệm sinh học in vitro đánh giá độc tính tế bào, kháng vi sinh vật kiểm định và ức chế sản sinh NO trên tế bào đại thực bào RAW264.7.

Chương III: Thực nghiệm và kết quả

Chương III trình bày quá trình thực nghiệm phân lập và bảng biểu dữ liệu kết quả thu được:

  • Từ cặn chiết lá cây Giá (E. agallocha), tác giả đã phân lập được 9 hợp chất ký hiệu từ EA-1 đến EA-9.
  • Từ cặn chiết lá cây Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis), tác giả đã phân lập được 13 hợp chất ký hiệu từ EC-1 đến EC-13.
  • Bảng danh mục thông số vật lý, điểm nóng chảy và các dữ kiện phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D-NMR, phổ khối HR-ESI-MS chi tiết cho từng hợp chất tinh chế.
  • Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào ung thư của cặn chiết và các hợp chất tinh khiết từ cây Giá.
  • Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các phân đoạn và hợp chất từ cây Giá.
  • Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng viêm (ức chế sản sinh NO trên đại thực bào RAW264.7) và xác định giá trị IC50 của các hợp chất phân lập từ cây Đơn lá đỏ.

Chương IV: Thảo luận kết quả

Chương IV tập trung biện luận chi tiết cấu trúc hóa học của 22 hợp chất phân lập dựa trên sự tương quan giữa các dữ kiện phổ HR-ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY và đối chiếu tài liệu tham khảo:

  • Nhóm hợp chất từ cây Giá (E. agallocha):
    • Hợp chất EA-1: Xác định là excoecarin L (hợp chất mới).
    • Hợp chất EA-2: Xác định là excoecarin O (hợp chất mới).
    • Hợp chất EA-3: Xác định là aquillochin.
    • Các hợp chất khác: EA-6 (blumenol A), EA-7 (blumenol B), EA-8 (kaempferol), EA-9 (methyl gallate) cùng các hợp chất EA-4, EA-5.
  • Nhóm hợp chất từ cây Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis):
    • Hợp chất EC-1: Xác định cấu trúc là 6α,7α-epoxy-4β,5β,9α,13α-tetrahydroxy-rhamnofola-1,15-dien-3-one 20-O-β-D-glucopyranoside (hợp chất mới).
    • Hợp chất EC-2: Xác định là diterpenoid venenatin.
    • Hợp chất EC-3: Xác định là glochionionol A.
    • Hợp chất EC-5: Xác định là coumarin isofraxoside.
    • Hợp chất EC-03 / EC-6: Xác định là lignan pinoresinol-4'-O-β-D-glucoside.
    • Hợp chất EC-7: Xác định là liriodendrin.
    • Hợp chất EC-8: Xác định là flavonoid rhamnocitrin 3-O-β-D-glucopyranoside.
    • Hợp chất EC-10: Xác định là sinapyl alcohol 4-O-β-D-glucopyranoside.
    • Hợp chất EC-11: Xác định là 2,3-dihydroxypropyl-benzoate 3-O-α-(4''-methoxy glucuronide).
    • Hợp chất EC-12: Xác định là 1-phenylethyl 6-O-α-L-rhamnopyranosyl-β-D-glucopyranoside.
    • Hợp chất EC-13: Xác định là benzyl-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranoside.
    • Các hợp chất EC-4, EC-9.
  • Thảo luận mối tương quan cấu trúc - hoạt tính sinh học: Biện luận tác dụng gây độc tế bào trên các dòng tế bào ung thư thử nghiệm, hoạt tính ức chế vi sinh vật kiểm định của các phân đoạn cây Giá và hiệu quả ức chế tạo thành NO kháng viêm của các hợp chất phân lập từ Đơn lá đỏ.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả và đóng góp mới cụ thể về mặt khoa học lý luận và thực tiễn:

Về mặt hóa học:

  1. Đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 22 hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ lá của hai loài cây thuộc chi Excoecaria ở Việt Nam.
  2. Phát hiện và công bố 03 hợp chất có cấu trúc mới:
    • Hợp chất excoecarin L (EA-1) phân lập từ lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.).
    • Hợp chất excoecarin O (EA-2) phân lập từ lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.).
    • Hợp chất 6α,7α-epoxy-4β,5β,9α,13α-tetrahydroxy-rhamnofola-1,15-dien-3-one 20-O-β-D-glucopyranoside (EC-1) phân lập từ lá cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.).
  3. Bổ sung dữ liệu về thành phần hóa học của chi Excoecaria với các nhóm hợp chất diterpenoid, megastigmane, phenolic glycoside, flavonoid, coumarin, lignan và phenylpropanoid.
Ký hiệu Tên hợp chất Phân loại cấu trúc Nguồn gốc loài Tình trạng công bố
EA-1 Excoecarin L Diterpenoid Cây Giá (E. agallocha) Hợp chất mới
EA-2 Excoecarin O Diterpenoid Cây Giá (E. agallocha) Hợp chất mới
EA-3 Aquillochin Coumarinolignan Cây Giá (E. agallocha) Đã biết
EA-6 Blumenol A Megastigmane Cây Giá (E. agallocha) Đã biết
EA-7 Blumenol B Megastigmane Cây Giá (E. agallocha) Đã biết
EA-8 Kaempferol Flavonoid Cây Giá (E. agallocha) Đã biết
EA-9 Methyl gallate Dẫn xuất phenolic Cây Giá (E. agallocha) Đã biết
EC-1 6α,7α-epoxy-4β,5β,9α,13α-tetrahydroxy-rhamnofola-1,15-dien-3-one 20-O-β-D-glucopyranoside Diterpene glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Hợp chất mới
EC-2 Venenatin Daphnane diterpenoid Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-3 Glochionionol A Megastigmane Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-5 Isofraxoside Coumarin glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-6 Pinoresinol-4'-O-β-D-glucoside Lignan glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-7 Liriodendrin Lignan glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-8 Rhamnocitrin 3-O-β-D-glucopyranoside Flavonoid glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-10 Sinapyl alcohol 4-O-β-D-glucopyranoside Phenylpropanoid glucoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-11 2,3-dihydroxypropyl-benzoate 3-O-α-(4''-methoxy glucuronide) Phenolic glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-12 1-phenylethyl 6-O-α-L-rhamnopyranosyl-β-D-glucopyranoside Phenethyl glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết
EC-13 Benzyl-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-β-D-glucopyranoside Benzyl glycoside Đơn lá đỏ (E. cochinchinensis) Đã biết

Về mặt hoạt tính sinh học:

  • Đã cung cấp dữ liệu thực nghiệm về tác dụng gây độc tế bào ung thư và hoạt tính kháng các chủng vi sinh vật kiểm định của cặn chiết và các hợp chất từ cây Giá.
  • Đã xác định hoạt tính kháng viêm thông qua khả năng ức chế sản sinh NO trên mô hình đại thực bào RAW264.7 của các hợp chất phân lập từ cây Đơn lá đỏ, xác định các giá trị IC50 tương ứng.

Kiến nghị của luận án:

  • Tiếp tục mở rộng nghiên cứu thành phần hóa học trên các bộ phận khác của cây Giá và cây Đơn lá đỏ (như vỏ thân, rễ, hoa, quả hoặc mủ nhựa).
  • Tiến hành thử nghiệm sâu hơn về cơ chế phân tử và khảo sát trên mô hình in vivo đối với các hợp chất mới và các hợp chất thể hiện hoạt tính sinh học tiềm năng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế:

  • Luận án chỉ tập trung khảo sát trên bộ phận lá của cây Giá và cây Đơn lá đỏ thu hái tại hai địa phương cụ thể (Vườn Quốc gia Xuân Thủy - Nam Định và Văn Lâm - Hưng Yên) vào các thời điểm nhất định (tháng 7/2013 và tháng 4/2016), chưa khảo sát biến thiên hàm lượng hoạt chất theo mùa hoặc theo các vùng sinh thái khác nhau.
  • Các đánh giá hoạt tính sinh học (gây độc tế bào, kháng vi sinh vật kiểm định, ức chế sinh NO kháng viêm) mới chỉ dừng lại ở các thử nghiệm sàng lọc in vitro, chưa thực hiện trên mô hình động vật sống (in vivo) hoặc đi sâu làm rõ cơ chế tác động ở mức độ biểu hiện gen và protein chi tiết cho toàn bộ các hợp chất mới phát hiện.

Về hướng nghiên cứu tiếp:

  • Khảo sát mở rộng thành phần hóa thực vật trên các cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản khác của hai loài cây (Excoecaria agallocha và Excoecaria cochinchinensis).
  • Đánh giá hoạt tính sinh học chuyên sâu, kiểm tra độc tính bán trường diễn và cơ chế dược lý phân tử của các hợp chất mới (EA-1, EA-2, EC-1) nhằm định hướng nghiên cứu phát triển dược phẩm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

  • Các nghiên cứu sinh, học viên cao học và nhà nghiên cứu thuộc các ngành Hóa hữu cơ, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Dược học và Hóa sinh học: Cung cấp quy trình chiết xuất, phân lập chuẩn mực và bộ dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D-NMR, HR-ESI-MS chi tiết của các nhóm khung diterpenoid, megastigmane, flavonoid, coumarin và glycoside phenolic.
  • Các nhà thực vật học và dược liệu học: Bổ sung dẫn liệu khoa học về đặc điểm phân bố, phân loại học thực vật chi Excoecaria tại Việt Nam và cơ sở hóa thực vật giải thích kinh nghiệm sử dụng cây Giá và cây Đơn lá đỏ trong y học dân gian.
  • Các đơn vị nghiên cứu phát triển thuốc từ dược liệu: Cung cấp thông tin về hoạt tính ức chế sinh NO kháng viêm, hoạt tính kháng khuẩn và độc tính tế bào in vitro của các hợp chất tự nhiên phục vụ việc định hướng sàng lọc hoạt chất sinh học.

Câu hỏi thường gặp

  1. Luận án đã phát hiện được những hợp chất có cấu trúc mới nào?
    Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 03 hợp chất mới gồm: excoecarin L (ký hiệu EA-1) và excoecarin O (ký hiệu EA-2) từ lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.); cùng hợp chất 6α,7α-epoxy-4β,5β,9α,13α-tetrahydroxy-rhamnofola-1,15-dien-3-one 20-O-β-D-glucopyranoside (ký hiệu EC-1) từ lá cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.).

  2. Mẫu thực vật nghiên cứu được thu hái ở đâu và định danh bởi chuyên gia nào?
    Mẫu lá cây Giá được thu hái tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy (Cồn Ngạn), huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định (tọa độ N: 20.57028) vào tháng 7/2013. Mẫu lá cây Đơn lá đỏ được thu hái tại Văn Lâm, Văn Giang, tỉnh Hưng Yên vào tháng 4/2016. Cả hai mẫu đều được định danh thực vật bởi TS. Nguyễn Thế Cường thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật; tiêu bản được lưu giữ tại Viện Hóa sinh biển và Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật.

  3. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất từ cây Đơn lá đỏ được đánh giá bằng mô hình nào?
    Hoạt tính kháng viêm được đánh giá thông qua mô hình thử nghiệm in vitro khảo sát khả năng ức chế quá trình sản sinh gốc nitric oxide (NO) trên dòng tế bào đại thực bào RAW264.7 của chuột sau khi bị kích thích bởi lipopolysaccharide (LPS), đo lường qua phản ứng Griess để xác định giá trị nồng độ ức chế 50% (IC50).

  4. Các phương pháp phổ nghiệm nào được tác giả sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất?
    Tác giả sử dụng phối hợp phổ khối lượng phân giải cao (HR-ESI-MS hoặc HR-TOF-MS) để xác định khối lượng phân tử và công thức phân tử; cùng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều (1H-NMR, 13C-NMR, DEPT) và hai chiều (1H-1H COSY, HSQC, HMQC, HMBC, NOESY) để xác định trật tự liên kết và cấu hình lập thể tương đối của các hợp chất.

  5. Chi Giá (Excoecaria) tại Việt Nam đã ghi nhận bao nhiêu loài?
    Tại Việt Nam, chi Excoecaria đã ghi nhận 6 loài gồm: Excoecaria agallocha L. (Giá, Giá mủ, Trà mủ, Chá), Excoecaria aporusifolia P.T. Li (Giá lá tai nghé, Đơn đỏ lá thàu táu), Excoecaria cochinchinensis Lour. (Đơn lá đỏ, Đơn tía, Đơn mặt trời), Excoecaria indica (Willd.) Müll.Arg. (Trao tráo, Sòi tía), Excoecaria oppositifolia Griff. (Trang lim, Trao tráo lá đối) và Excoecaria poilanei Gagnep.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Lại Hợp Hiếu đã hoàn thành việc nghiên cứu thành phần hóa học và thăm dò hoạt tính sinh học trên mẫu lá cây Giá (Excoecaria agallocha L.) thu tại Vườn Quốc gia Xuân Thủy và lá cây Đơn lá đỏ (Excoecaria cochinchinensis Lour.) thu tại Hưng Yên. Công trình đã phân lập và xác định cấu trúc 22 hợp chất tự nhiên, trong đó phát hiện 03 hợp chất có cấu trúc mới là excoecarin L, excoecarin O và một diterpene glucoside khung rhamnofolane. Đồng thời, luận án đã cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm về hoạt tính gây độc tế bào ung thư, kháng vi sinh vật kiểm định và hoạt tính ức chế sinh NO kháng viêm in vitro của các cặn chiết và hợp chất sạch phân lập được. Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học cho các ứng dụng dân gian của hai loài cây thuộc chi Excoecaria và cung cấp dữ liệu tham khảo cho chuyên ngành hóa học các hợp chất thiên nhiên tại Việt Nam.