Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá tác dụng kháng ung thư của thân lá cây củ dòm stephania dielsiana y c wu

Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và tác dụng kháng ung thư của cây củ dòm Stephania dielsiana Y C Wu, mang lại thông tin quý giá cho y học.

• Tác giả: Trần Thị Thu Hiền
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Kim Vân
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược liệu – Dược học cổ truyền
• Đề tài: Nghiên Cứu Hóa Học Và Tác Dụng Kháng Ung Thư Của Cây Củ Dòm (Stephania Dielsiana Y. Wu)
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT
• 1.1. Vị trí phân loại
• 1.2. Đặc điểm thực vật loài củ dòm
• 1.3. Phân bố của loài củ dòm
• 2. CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CÂY CỦ DÒM
• 2.1. Các nhóm hợp chất khác
• 3. CHƯƠNG 3: TÁC DỤNG SINH HỌC, CÔNG DỤNG VÀ ĐỘC TÍNH CỦA CỦ DÒM
• 3.1. Tác dụng sinh học
• 3.2. Độc tính của củ dòm
• 4. CHƯƠNG 4: MỤC TIÊU PHÂN TỬ TRONG PHÁT TRIỂN THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ
• 4.1. Tổng quan về một số mục tiêu phân tử trong nghiên cứu và phát triển thuốc điều trị ung thư
• 4.2. Aurora kinase và vai trò trong ung thư
• 5. CHƯƠNG 5: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 5.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu
• 5.1.2. Một số dòng tế bào ung thư thí nghiệm
• 5.1.3. Hóa chất, dung môi
• 5.1.4. Máy móc, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu
• 5.2. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
• 5.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 5.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 5.4.1. Chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất từ thân lá cây củ dòm
• 5.4.2. Bước đầu nghiên cứu xây dựng phương pháp phân lập và phương pháp định lượng để theo dõi hàm lượng oxostephanin trong dược liệu theo thời gian thu hái
• 5.4.3. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào của một số hợp chất đã phân lập và bước đầu nghiên cứu cơ chế kháng ung thư của oxostephanin
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 6.1. CHIẾT XUẤT, PHÂN LẬP VÀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT TỪ THÂN LÁ CÂY CỦ DÒM
• 6.1.1. Chiết xuất, phân lập một số hợp chất từ thân lá cây củ dòm
• 6.1.2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được
• 6.2. BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ĐỂ THEO DÕI HÀM LƯỢNG OXOSTEPHANIN TRONG DƯỢC LIỆU THEO THỜI GIAN THU HÁI
• 6.2.1. Phân lập và sơ bộ đánh giá độ tinh khiết của oxostephanin
• 6.2.2. Xây dựng và thẩm định phương pháp định lượng oxostephanin trong thân lá cây củ dòm
• 6.2.3. Đánh giá sự thay đổi hàm lượng oxostephanin theo thời gian thu hái
• 6.3. ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT ĐÃ PHÂN LẬP VÀ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ KHÁNG UNG THƯ CỦA OXOSTEPHANIN
• 6.3.1. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào của một số hợp chất đã phân lập
• 6.3.2. Nghiên cứu cơ chế tác dụng gây độc tế bào của oxostephanin
• 6.4. VỀ ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cây củ dòm và Stephania dielsiana

Cây củ dòm, có tên khoa học là Stephania dielsiana, thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae). Loài này chủ yếu phân bố ở miền Bắc Việt Nam và một số vùng miền Nam Trung Quốc. Cây củ dòm được biết đến với nhiều công dụng trong y học cổ truyền, đặc biệt là trong việc điều trị các loại bệnh liên quan đến ung thư. Nghiên cứu về cây củ dòm đã chỉ ra rằng các hợp chất chiết xuất từ cây này có khả năng kháng ung thư đáng kể. Các nghiên cứu trước đây đã tập trung vào việc chiết xuất và phân lập các hợp chất từ củ, tuy nhiên, phần thân lá của cây vẫn chưa được khai thác triệt để. Việc nghiên cứu tác dụng kháng ung thư của cây củ dòm không chỉ giúp làm rõ giá trị dược liệu của loài này mà còn mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư.

II. Thành phần hóa học của cây củ dòm

Nghiên cứu về thành phần hóa học của Stephania dielsiana cho thấy cây này chứa nhiều hợp chất sinh học có giá trị. Các alcaloid như L-tetrahydropalmatin, oxostephanin, và dehydrocrebanin đã được phân lập và xác định cấu trúc. Đặc biệt, oxostephanin được chú ý nhiều nhất do tác dụng sinh học mạnh mẽ của nó. Hàm lượng oxostephanin trong thân lá cao hơn nhiều so với củ, cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng thân lá thay cho củ. Việc chiết xuất và phân lập các hợp chất từ thân lá không chỉ giúp bảo tồn cây mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế cho người dân. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các hợp chất này có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư từ thiên nhiên.

III. Tác dụng kháng ung thư của oxostephanin

Oxostephanin, một trong những hợp chất chính được chiết xuất từ cây củ dòm, đã cho thấy tác dụng kháng ung thư mạnh mẽ trong các thử nghiệm in vitro. Nghiên cứu cho thấy oxostephanin có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư như MCF7, HeLa, và OVCAR-8. Cơ chế tác dụng của oxostephanin liên quan đến việc gây độc tế bào và kích thích quá trình apoptosis. Các thử nghiệm cho thấy oxostephanin có thể làm giảm sự biểu hiện của các gen liên quan đến sự phát triển của khối u, như Aurora kinase. Điều này cho thấy tiềm năng của oxostephanin trong việc phát triển thành thuốc điều trị ung thư hiệu quả, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới cho các hợp chất tự nhiên khác trong việc điều trị bệnh.

IV. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các phương pháp chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ thân lá cây củ dòm. Các phương pháp định lượng cũng được xây dựng để theo dõi hàm lượng oxostephanin theo thời gian thu hái. Kết quả cho thấy hàm lượng oxostephanin trong các mẫu thân lá thay đổi theo thời gian, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào của các hợp chất đã phân lập cho thấy một số hợp chất có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư từ thiên nhiên. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong lĩnh vực dược liệu mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc bảo tồn và phát triển cây thuốc quý.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận án đã làm rõ thành phần hóa học và tác dụng kháng ung thư của cây củ dòm Stephania dielsiana. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng lớn của oxostephanin trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư. Cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng của các hợp chất khác trong cây củ dòm, cũng như việc xác định thời điểm thu hái tối ưu để đạt được hàm lượng hoạt chất cao nhất. Việc nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ cây củ dòm không chỉ góp phần vào việc bảo tồn nguồn dược liệu quý giá mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THỰC VẬT 1. Vị trí phân loại Loài củ dòm có tên khoa học là Stephania dielsiana Y. Wu, ngoài ra còn có các tên gọi khác như bình vôi nhựa tím, củ tòm, củ gà ấp [1], [2].

Theo hệ thống phân loại của Takhtajan năm 1996 [25], chi Stephania Lour. có vị trí phân loại như sau: Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida), Phân lớp Hoàng liên (Ranunculidae), Bộ Hoàng liên (Ranunculales), Họ Tiết dê (Menispermaceae) Chi Stephania Lour. Đặc điểm thực vật loài củ dòm Dây leo nhỏ, yếu, sống nhiều năm. Rễ củ to.

Thân leo cuốn dài khoảng 3 m. Thân non màu tím hồng nhạt. Cành non màu nâu nhạt, khi già chuyển màu nâu xám. Toàn cây không lông, có nhựa màu đỏ.

Củ dạng thay đổi, vỏ xù xì có những nốt sần dọc dài, màu nâu xám, nâu nhạt hay màu đất, ruột củ màu hồng, lát cắt có nhiều xơ [26]. Lá đơn màu xanh, mép nguyên, mọc so le, có cuống dài 4,5-8,5 cm. Phiến lá hình tam giác tròn, 9-13 x 8-13,5 cm. Mép lá hơi lượn sóng có răng tù rất thưa ở ngọn; ngọn lá nhọn; gốc bằng hoặc hơi lõm; gân chính xếp chân vịt, xuất phát từ chỗ đính của cuống lá.

Gân 9-12 chiếc, tỏa tròn xuất phất từ đỉnh của cuống lá. Cuống lá đính vào 1/5 đến 1/3 phiến lá tính từ gốc [26]. Ngọn non, cuống lá và cuống cụm hoa có màu tím hồng [1]. Hoa đơn tính khác gốc.

Cụm hoa đực xim tán kép, cuống cụm hoa dài 1,3- 2 cm, gồm 8-12 tán kép, ở gốc tán có lá bắc nhỏ dài 0,8-1,2 cm, mỏng, màu vàng xanh, hình mác đầu nhọn, mép lá màu vàng nhạt có răng cưa, mỗi tán lại gồm 7- 11 tán nhỏ, cuống tán rất ngắn. Hoa đực nhỏ, lá đài 6, rời, xếp thành 2 vòng 3, kích thước đều nhau, hình tim, đỉnh nhọn, sống giữa cánh đài có gân màu xanh nâu, có các gân nhỏ màu nâu từ sống giữa tỏa ra 2 bên, mép bên cụp vào trong; 3 luan an cánh hoa 3, rời, đều nhau, xếp xen kẽ lá đài, hình trứng ngược, màu đỏ cam, có các vân màu nâu, dày, nạc, mép cuốn vào bên trong; bộ nhị 6, chỉ nhị dính liền nhau, bao phấn 6, xếp thành vòng tròn trên 1 mặt phẳng [26]. Cột nhị ngắn, bao phấn 6, dính thành đĩa 6 ô [27]. Cụm hoa cái xim tán kép gần dạng đầu, 7-8 đầu nhỏ, cuống rất ngắn [2].

Hoa cái nhỏ, đài 1, màu vàng xanh đậm dần về phía gốc, có các vân màu đỏ, hình mác rộng nhọn đầu, mép dưới cuốn vào trong; cánh hoa 2, rời xếp lệch về 1 phía, màu vàng nhạt, hình trứng ngược, dày, nạc, dài 0,6-1 mm. Bầu hình trứng ngược, cuống ngắn, núm nhụy chia 5 thùy. Quả hình trứng ngược, dài 0,8-1,2cm, khi chín có màu đỏ tươi. Hạt hình móng ngựa (kích thước 6-8mm, 3-5mm) có lỗ nhỏ ở giữa hình trái xoan, trên lưng có 4 hàng gai, mỗi hàng có 13-17 gai.

Ra hoa vào tháng 3, có quả vào tháng 5 [26]. Một số đặc điểm hình thái của củ dòm được trình bày trong hình 1. Cành mang hoa quả, 2. Hình ảnh của loài S.

Phân bố của loài củ dòm Chi Stephania Lour. có khoảng 107 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới, á nhiệt đới các nước châu Á như: Trung Quốc (43 loài), Thái Lan (18 loài), Indonesia (17 loài), Việt Nam (23 loài), các nước châu Phi (12 loài), Malaysia (11 loài), Ấn Độ (11 loài), Philippin (8 loài), Papua New Guinea (8 loài), Australia (7 loài), Myanma (5 loài), Đài Loan (5 loài), khu vực Hymalaya (3 loài), Campuchia (3 loài), Nhật Bản (2 loài), Sri Lanka (2 loài), Lào (2 loài), Đông 4 luan an Timor (1 loài), Quần đảo Solomon (1 loài), Banglades (1 loài), Nepal (1 loài)… [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36]. Củ Thân và lá Cụm hoa đực Cụm hoa cái Quả xanh Hạt Hình 1. Một số đặc điểm hình thái loài Stephania dielsiana Y.

Wu [26] 5 luan an Ở Việt Nam, theo các tài liệu tham khảo, chi Stephania Lour. có 23 loài, các loài bình vôi thường mọc hoang từ vùng núi cao đến vùng đồng bằng, ven biển, có loài mọc ngay trên bãi cát hoặc gò hoang vùng ven biển (S. Chúng phân bố rộng khắp trên cả 3 miền, từ miền Bắc (Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Hải Phòng, Hà Nội, Hà Tây, Hòa Bình, Yên Bái, Lào Cai, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Phú Thọ, Hà Giang, Sơn La, Nam Định, Ninh Bình) đến miền Trung (Thanh Hóa, Nghệ An, Lâm Đồng, Đắc Lắc, Ninh Thuận, Quảng Nam, Đà Nẵng, Thừa Thiên Huế, Bình Định, Phú Yên) và miền Nam (An Giang, Đồng Nai, Sông Bé, Bà Rịa-Vũng Tàu). dielsiana) phân bố tương đối hẹp ở Việt Nam, chủ yếu gặp ở các tỉnh miền Bắc như Lào Cai, Yên Bái, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Sơn La, Hòa Bình, Phú Thọ, Hà Nội (Hà Tây cũ), Bắc Giang, Bắc Ninh, Quảng Ninh [2], [27], [28], [37], [38], [39], [40].

Tóm lại, củ dòm là một loài bình vôi có nhựa đỏ thuộc chi Stephania Lour. phân bố tương đối hẹp ở miền bắc Việt Nam và một số tỉnh phía nam Trung Quốc, hiện đang được xếp vào danh mục VU (sắp nguy cấp) trong Sách đỏ Việt Nam. Cần tiếp tục các nghiên cứu sâu hơn để vừa đảm bảo bảo tồn cây thuốc, vừa phát hiện và chứng minh được tác dụng của các thành phần có hoạt tính sinh học trong cây củ dòm. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CÂY CỦ DÒM 1.

Alcaloid Alcaloid là thành phần chính trong củ và thân lá của cây củ dòm (Stephania dielsiana Y. Các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam đã chiết xuất phân lập được từ loài S. dielsiana 27 alcaloid trong đó chiếm tỷ lệ lớn chất là các alcaloid nhóm aporphin (20/27), ngoài ra còn có các alcaloid nhóm morphinan, protoberberin và benzylisoquinolin (hình 1. Năm 2009, Zhang Yi và cộng sự đã phân lập và nhận dạng được 12 alcaloid từ loài Stephania dielsiana Y.Wu là sinoacutin (1), stephanin (2), ayuthianin (3), dehydrostephanin (4), cephamorphinanin (5), aknadinin (6), liriodenin (7), sinomenin (8), L-tetrahydropalmatin (9), (-) corydalmin (10), oxocrebanin (11), nor-canelillin (12) [3].

6 luan an CH3 2 O 3 1 H 3CO 4 11 10 HO 12 15 16 HO HO 13 9 17 14 N 5 CH 3 NH N-CH3 6 H 3C 7 8 O HO OCH 3 O OCH3 O OH OCH 3 1 5 6 3 4 O 2 3a 5 O 12 O 6a N N 1 1a 1b CH3 O CH3 11a R4 7 11 7a OH 2 , R 1 = OCH 3 , R 2 = R3 = R 4 = H R1 13, R 1 = R 2 = OCH 3 , R 3 = R4 = H 10 8 R3 9 R1 15, R 1 = OCH 3, R2 = OH, R3 = R 4 = H R2 R2 16 , R 1 = R 3 = R 4 = H, R 2 = OCH 3 3 , R 1 = OCH3 , R2 = H 20, R 1 = R 4 = OCH 3 , R 2 = R3 = H 22, R1 = R 2 = OCH3 O O N O N O CH3 R4 R4 R5 O R3 R1 R3 R1 R2 R2 4, R1 = OCH 3 , R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = H 14, R 1 = R2 = OCH 3, R 3 = R 4 = R5 = H 7, R1 = R 2 = R3 = R 4 = H 19, R 1 = OH, R 2 = OCH3 , R 3 = R4 = R 5 = H 11 , R 1 = R2 = OCH 3, R3 = R 4 = H 21 , R 1 = R3 = R 4 = R5 = H, R 2 = OCH3 17, R 1 = R3 = R 3 = H, R4 = OCH 3 24, R 1 = R2 = R 3 = R4 = R 5 = H H 3CO O O O O HO N N-CH3 N O O HO OCH 3 8 O 9 O 10 HO O O O NH O N N H 3CO CH3 O CH3 OH H3 CO 12 H3 CO 18 OCH 3 25 OCH 3 Hình 1. Cấu trúc các alcaloid phân lập được từ loài củ dòm 10 luan an OCH 3 O OCH 3 + O N CH3 N O H 3CO + OCH 3 Cl- OCH 3 26 27 Hình 1. Cấu trúc các alcaloid phân lập được từ loài củ dòm (tiếp) Năm 2011, Yecheng Deng và cộng sự đã phân lập được hai alcaloid từ loài Stephania dielsiana Y.Wu là stephanin (2) và crebanin (13) [5]. Năm 2018, De-Xiong Zhou và cộng sự đã phân lập được 17 alcaloid nhóm aporphin bao gồm stephanin (2), ayuthianin (3), dehydrostephanin (4), liriodenin (7), oxocrebanin (11), crebanin (13), dehydrocrebanin (14), stesakin (15), isolaurelin (16), oxoputerin (17), (+)-O-methylbulbocapnin (18), 8- demethyldehydrocrebanin (19), vireakin (20), dehydroisolaurelin (21), sukhodianin (22), crebanin N-oxid (23), và dehydroroemerin (24) [4].

Các nghiên cứu của Đào Đức Thiện và cộng sự năm 2018 [41], của J. Knockleby và cộng sự năm 2020 [42] đều sử dụng nguyên liệu là thân lá loài S. dielsiana thu hái ở Việt Nam và đều phân lập được 7 alcaloid là stephanin (2), tetrahydropalmatin (9), crebanin (13), O-methylbulbocapnin (18), oxostephanin (25), palmatin (26) và thailandin (27). Ở Việt Nam, năm 2009, Phạm Thanh Kỳ, Nguyễn Quốc Huy đã phân lập và nhận dạng được ba alcaloid từ củ của loài củ dòm là: L-tetrahydropalmatin (9), dehydrocrebanin (14) và oxostephanin (25) [8].

Từ thân lá củ dòm, nghiên cứu của Nguyễn Quốc Huy, Phạm Thanh Kỳ đã phân lập và xác định cấu trúc của oxostephanin (25) [9]; Nguyễn Vũ Minh và cộng sự đã phân lập và xác định cấu trúc của thailandin (27) [10]. Các nhóm hợp chất khác Năm 2009, Zhang Yi và cộng sự đã phân lập và nhận dạng được bốn lignan gồm gomisin A (28), gomisin B (29), schisandrin C (30), 6-O-benzoyl-gomisin (31), một oligopeptid asterinin B (32) và một sterol β-sitosterol (33) từ rễ loài S. 11 luan an Năm 2018, Yan Liang và cộng sự đã phân lập được 2 flavonoid là rutin (34), quercetin (35) và các sterol là β-sitosterol (33), stigmasterol (36) và α- spinasterol (37) từ phân đoạn không alcaloid của cây củ dòm [6]. Cấu trúc của các hợp chất khác phân lập từ củ dòm được trình bày trong hình 1.