Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào ung thư cây đại bi blumea balsamifera l dc và cây ngải cứu artemisia vulgaris l thuộc họ cúc asteraceae

Nghiên cứu hệ thống hóa học và độc tính tế bào ung thư của cây đại bi và cây ngải cứu, phương pháp định lượng kết hợp định tính, góp phần phát triển

• Tác giả: Lê Thị Thúy Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Thanh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Và Độc Tính Tế Bào Ung Thư Của Cây Đại Bi Blumea Balsamifera Và Cây Ngải Cứu Artemisia Vulgaris
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ hóa học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Sơ lược về các đối tượng nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan về cây đại bi - Blumea balsamifera (L.
• 1.3. Đặc điểm thực vật của cây đại bi – B.
• 1.4. Nghiên cứu về thành phần hóa học cây đại bi - B.
• 1.5. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây đại bi – B.
• 1.6. Tổng quan về cây ngải cứu - Artemisia vulgaris
• 1.7. Đặc điểm thực vật của cây ngải cứu A.
• 1.8. Nghiên cứu về thành phần hóa học trong cây ngải cứu - A.
• 1.9. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây ngải cứu - A.
• 2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mẫu thực vật
• 2.2. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp phân lập các hợp chất
• 2.4. Các phương pháp xác định cấu trúc
• 2.5. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào
• 2.6. Phân lập các hợp chất
• 2.6.1. Phân lập các hợp chất từ cây đại bi – B.
• 2.6.2. Phân lập các hợp chất từ cây ngải cứu A.
• 2.7. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được
• 2.7.1. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B.
• 2.7.2. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A.
• 2.8. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được
• 2.8.1. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B.
• 3. CHƯƠNG III: THẢO LUẬN KẾT QUẢ
• 3.1. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập từ cây đại bi - B.
• 3.1.1. Hợp chất BB1: Balsamiferoside A (Hợp chất mới)
• 3.1.2. Hợp chất BB2: Balsamiferoside B (Hợp chất mới)
• 3.1.3. Hợp chất BB3: Balsamiferine K (Hợp chất mới)
• 3.1.4. Hợp chất BB4: Isohemiphloin
• 3.1.5. Hợp chất BB5: ()-Angelicoidenol 2-O-β-D-glucopyranoside
• 3.1.6. Hợp chất BB6: (1S,2R,4S)-borneol β-D-glucopyranoside
• 3.1.7. Hợp chất BB7: 1β,4β,7α-trihydroxyeudesmane
• 3.1.8. Hợp chất BB8: 6,15α-epoxy-1β,4β-dihydroxyeudesmane
• 3.1.9. Hợp chất BB9: Blumeanen J
• 3.2. Tổng hợp kết quả xác định cấu trúc các hợp chất từ cây Đại bi – B.
• 3.3. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu A.
• 3.3.1. Hợp chất AV1: Vulgarolide A (Hợp chất mới)
• 3.3.2. Hợp chất AV2: Vulgarolide B (Hợp chất mới)
• 3.3.3. Hợp chất AV3: Dihydrosyringin
• 3.3.4. Hợp chất AV4: Coniferin
• 3.3.5. Hợp chất AV5: Turpenionoside A
• 3.3.6. Hợp chất AV6: (6S,9R)-roseoside
• 3.3.7. Hợp chất AV7: Corchoionoside C
• 3.3.8. Hợp chất AV8: Pinoresinol glucoside
• 3.3.9. Hợp chất AV9: eucommin A
• 3.3.10. Hợp chất AV10: Syringaresinol glucoside
• 3.4. Tổng hợp kết quả xác định cấu trúc các hợp chất từ cây ngải cứu – A.
• 3.5. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được
• 3.5.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây đại bi – B.
• 3.5.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ cây ngải cứu – A.
• TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu

Cây đại bi (Blumea balsamifera) và cây ngải cứu (Artemisia vulgaris) thuộc họ Cúc (Asteraceae) đã được sử dụng trong y học cổ truyền từ lâu đời. Cả hai cây này không chỉ phổ biến trong đời sống hàng ngày mà còn có nhiều ứng dụng trong điều trị các bệnh thông thường và bệnh lý liên quan đến ung thư. Theo thống kê, cây đại bi có khả năng ức chế tế bào ung thư, trong khi cây ngải cứu đã được chứng minh có hoạt tính gây độc tế bào trên nhiều dòng tế bào ung thư như MCF-7, AGS và HeLa. Sự kết hợp giữa kiến thức truyền thống và nghiên cứu hiện đại sẽ giúp xác định rõ hơn về giá trị dược lý của hai loại cây này. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm thuốc từ thiên nhiên, phù hợp với nhu cầu điều trị hiện đại.

II. Thành phần hóa học của cây đại bi và cây ngải cứu

Nghiên cứu về thành phần hóa học của cây đại bi và cây ngải cứu cho thấy sự phong phú của các hợp chất sinh học. Cây đại bi chứa nhiều hợp chất flavonoid và terpene, trong khi cây ngải cứu cũng không kém phần đa dạng với các hợp chất như sesquiterpene và monoterpene. Các hợp chất này không chỉ có giá trị trong y học mà còn có thể được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất này sẽ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế tác động của chúng đối với tế bào ung thư, từ đó tạo cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo. Các hợp chất mới được phát hiện từ hai cây này có thể trở thành nguồn dược liệu quý giá cho y học hiện đại.

III. Phương pháp nghiên cứu

Để nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của cây đại bi và cây ngải cứu, các phương pháp hiện đại như sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) đã được áp dụng. Những phương pháp này không chỉ giúp phân lập các hợp chất mà còn xác định cấu trúc hóa học của chúng một cách chính xác. Bên cạnh đó, phương pháp thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào cũng được thực hiện để đánh giá tác dụng của các hợp chất phân lập được. Điều này cho phép đánh giá khách quan về hiệu quả điều trị của các hợp chất từ cây thuốc, từ đó cung cấp thông tin quý báu cho các nghiên cứu lâm sàng trong tương lai.

IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiều hợp chất phân lập từ cây đại bi và cây ngải cứu có hoạt tính gây độc tế bào ung thư mạnh mẽ. Các hợp chất như Balsamiferoside A và Vulgarolide A đã được xác định có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư ở các dòng tế bào khác nhau. Những phát hiện này không chỉ khẳng định giá trị của hai cây thuốc trong điều trị ung thư mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc phát triển thuốc từ thiên nhiên. Sự kết hợp giữa các hợp chất này có thể tạo ra hiệu quả điều trị cao hơn khi sử dụng phối hợp, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ cho bệnh nhân.

V. Tính mới của luận án

Luận án này không chỉ cung cấp những hiểu biết mới về thành phần hóa học của cây đại bi và cây ngải cứu mà còn làm sáng tỏ hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được. Những hợp chất mới được phát hiện có thể mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm thuốc mới từ thiên nhiên, phù hợp với xu hướng sử dụng dược liệu trong điều trị bệnh hiện nay. Kết quả nghiên cứu cũng tạo cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo, giúp nâng cao giá trị kinh tế và xã hội của các cây thuốc quý ở Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1. Sơ lược về các đối tượng nghiên cứu Cây đại bi - Blumea balsamifera (L. Là cây thuộc chi đại bi – Blumea và cây ngải cứu - Artemisia vulgaris L. thuộc chi ngải – Artemisia nhưng cả hai đều thuộc họ cúc - Asteraceae.

Đây là hai cây khá quen thuộc với người dân Việt Nam cũng như các nước khác trên thế giới, chúng được trồng nhiều trong vườn nhà của người dân. Hai cây này đã được sử dụng từ rất lâu đời với các bài thuốc dân gian trong việc phòng và chữa bệnh. Cây đại bi và cây ngải cứu đều có tác dụng với các bệnh của phụ nữ như các bệnh liên quan đến kinh nguyệt, các bệnh sau sinh hay cổ tử cung. Ngoài ra một số bệnh thông dụng như cảm mạo, các bệnh ngoài da cũng là tác dụng của cây ngải cứu và cây đại bi [1].

Một số nghiên cứu khác cũng cho thấy khả năng ức chế tế bào ung thư của một số hợp chất được chiết suất từ cây đại bi và cây ngải cứu. Vì vậy cây đại bi và cây ngải cứu – hai cây khác chi nhưng cùng họ – được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu của đề tài luận án nhằm góp phần làm sáng tỏ thêm các tác dụng sinh học của hai cây để có định hướng khai thác, sử dụng. Tổng quan về cây đại bi - Blumea balsamifera (L. Đặc điểm thực vật của cây đại bi – B.

Cây Đại bi hay còn gọi là cây cúc tần (danh pháp: Blumea balsamifera) là loài thực vật có hoa thuộc chi Đại bi (Blumea), họ Cúc (Asteraceae). Đại bi là cây thân thảo dạng bụi thấp, sống lâu năm. Thân cao từ 1-3 m, thân có khía rãnh phân cành ở ngọn, phủ lông tơ vàng nhạt. Lá mọc so le, phiến lá hình bầu dục, hai đầu nhọn, hơi tù, dài 8-30 cm, rộng 2-12 cm, có tuyến thơm và có lông dày trắng ở mặt dưới, mép lá có răng cưa đều.

Vò lá ta sẽ thấy mùi thơm dễ chịu của băng phiến. Cụm hoa gồm nhiều đầu màu vàng, trên hoa có nhiều lông tơ, họp thành ngù ở kẽ lá và đầu cành, đầu có đường kính 8–10 mm, có cuống ngắn, lá bắc xếp thành nhiều hàng, không đều nhau, trong đầu có nhiều hoa cái ở xung quanh, phần giữa là hoa lưỡng tính, mào lông có màu gỉ sắt, tràng hoa cái hình ống có 3 răng, tràng hoa lưỡng tính gần như có hình trụ, 5 răng, 5 nhị, bầu hình trụ, hơi có lông Quả bế, có chùm lông ở đỉnh. Toàn cây có lông trắng mềm và thơm như long não. Cây mọc ở ven rừng thưa, rừng tái sinh, trảng cỏ, ven đường đi, quanh làng bản ở độ cao 100-1600 m.

Cây ra hoa vào tháng 3-5 và có quả tháng 7-8 [1]. 4 luan an Hình 1.1: Hình ảnh cây Đại bi – Blumea balsamifera Ở nước ta cây đại bi mọc ở các tỉnh Lai Châu, Lào Cai, Sơn La, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Vĩnh Phúc, Hòa Bình, Ninh Bình, Thanh Hóa, Quảng Trị, Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Tây Ninh. Cây mọc hoang khắp nơi ở trung du, đồng bằng, thường gặp ven đường, quanh làng, trên các đồng cỏ. Cây đại bi thường mọc ở những đồi núi đã phát quang có nhiều ánh sáng, không thấy trong rừng sâu, thường mọc thành bãi khá rộng, vì chưa có sự khai thác nên chưa thống kê được trữ lượng.

Ngoài ra cây đại bi còn có ở một số nước trong khu vực như Ấn Độ, Myanma, Nepan, Trung Quốc, Lào, Campuchia, Thái Lan, Indonesia [1]. Đại bi có vị cay và đắng, mùi thơm nồng, tính ẩm, có tác dụng ôn trung hòa huyết, khư phong trừ thấp, tán ứ tiêu thũng, sát trùng. Ở Việt Nam, theo kinh nghiệm dân gian, cây đại bi được dùng để chữa trị rất nhiều bệnh: cảm cúm, ho, viêm họng, long đờm, sổ mũi, đau răng, chân răng loét, đau ngực, đau bụng, đau dạ dày, trị co thắt, sản hậu, đau lưng, đau bụng sau khi sinh, đau bụng kinh, cảm mạo, đau dạ dày, đầy bụng chứng khó tiêu, tiêu chảy, dùng ngoài chữa vết thương, chấn thương, chữa đinh nhọt, viêm mủ da, ngứa da, tan máu bầm, chữa ngất hôn mê. Lá cây đại bi có tính kháng khuẩn, chống nấm, giải nhiệt, hạ sốt và làm giảm đau.

Ở Ấn Độ, người ta dùng đại bi làm thuốc chữa trạng thái tâm thần bị kích thích, chữa chứng mất ngủ và bệnh cao huyết áp. Ở Philippin, cây đại bi (Sambong) được biết đến như là thuốc lợi tiểu, dùng để điều trị sỏi thận, dùng giảm huyết áp, điều trị tiêu chảy, bệnh lỵ và còn làm thuốc long đờm. Lá của cây đại bi cũng được dùng như trà tại Philippin [1]. Nghiên cứu về thành phần hóa học cây đại bi - B.

Cây đại bi (cây cúc tần) được sử dụng lâu đời theo kinh nghiệm dân gian ở nước ta cũng như nhiều nước trong khu vực và trên thế giới. Nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của cây đại bi trên thế giới đã được công bố. Theo thống kê của Yuxin Pang và cộng sự được công bố năm 2014 [2], các hợp chất hóa học được phân lập từ cây đại bi - B. balsamifera bao gồm monoterpene, sesquiterpene, diterpene, flavonoid, acid hữu cơ, este, rượu, dihydroflavone và sterol trong đó thành phần chính là hai lớp chất terpene và flavonol.

Ở Việt Nam, mới có một công bố của Nguyễn Thị Thanh Mai và cộng sự nghiên cứu năm 2012 về thành phần hóa học cây đại bi - B. Kết quả họ đã phân lập được 1 hợp chất dihydroflavonol mới (B1) cùng 7 hợp chất đã biết khác (B2-B8) [3]. Trên thế giới, đã có nhiều công bố về các nghiên cứu và phân lập hợp chất trong cây đại bi. Năm 1981, từ phân đoạn dịch chiết CHCl3, Nijsiji Ruangrungsi và các cộng sự đã phân lập được 2 hợp chất flavonoid là (2R,3R)-dihydroquercetin-4’- methyl ether (B9) và (2R,3R)-dihydroquercetin-4’,7-dimethyl ether (B10) [4].

Năm 1988, Yasuo Fujimoto và các cộng sự đã công bố 3 hợp chất sesquiterpenelactone mới là blumealactone A-C từ dịch chiết lá cây đại bi (B43- B45) [5]. Năm 2005, từ các phân đoạn dịch chiết n-hexane và EtOAc của lá cây đại bi – B. balsamifera, Naoto Osaki và các cộng sự đã phân lập được 2 hợp chất sesquiterpenoid ester mới (B46- B47) và 9 hợp chất flavonoid đã biết khác (B11-B19) [6]. Năm 2005, Mohamed Hag Ali và các cộng sự đã phân lập được một hợp chất biflavonoid mới là 3-O-7’’-biluteolin (B20) và hai hợp chất đã biết khác là 3,4’,5-trihydroxy-3’,7-dimethoxyflavanone và 3’,4’,5-trihydroxy-7-methoxyflavan-one (B21-B22) [7] từ nghiên cứu về các hợp chất trao đổi thứ cấp của cây đại bi.

Đánh giá khả năng quét gốc tự do của dịch chiết cây đại bi, Nisakorn Saewan và các cộng sự đã phân lập được 9 flavonoid từ dịch chiết loài thảo dược này (B23-B31) [8]. Ragasa và cộng sự đã công bố sự phân lập được hai hợp chất mới là icthyothereol acetate và một sesquiterpene là cryptomeridiol (B48) cùng 10 hợp chất đã biết khác từ dịch chiết dichloromethane của cây đại bi cùng năm 2005 [9]. Năm 2009, Ming Chen và cộng sự đã phân lập mười sesquiterpenoid este mới là blumeaene A-J (B49-B58), với 13 flavonoid đã 6 luan an biết (B32-B38) từ dịch chiết ethanol của các bộ phận lá và cành cây đại bi [10]. Từ dịch chiết CD3OD của lá cây đại bi, Shirota Osamu và cộng sự đã phân lập được 5 hợp chất sesquiterpene khung guaiane mới (B59-B63), 1 hợp chất eudesmane sesquiterpene mới (B64) và 3 hợp chất đã biết gồm 1 hợp chất flavonoid, 1 hợp chất diterpene (B65) và 1 hợp chất sesquiterpene đã biếtvào năm 2011 [11].

Năm 2012, Jing Xu đã phân lập được 10 sesquiterpene mới (B66-B75) từ các bộ phận trên mặt đất của cây đại bi - B. Cũng năm 2012, Azis Saifudin và cộng sự đã phân lập được một hợp chất sesquiterpene khung guaian mới là epiblumeaene K (B76) cùng bốn hợp chất sesquiterpene khung guaian đã biết, ba hợp chất sesquiterpene (B77-B79) và chín hợp chất flavonoid đã biết khác (B39-B41) cùng 6 hợp chất đã được công bố [13]. Từ phân đoạn dịch chiết EtOAc của cây đại bi, Tan Daopeng và các cộng sự đã phân lập được một hợp chất diterpene trans-phytol (B80), 1 hợp chất flavone 2,4-dicumylphenol, 7,4’,4’’-tri-O-methylamentoflavone (B42) cùng các hợp chất đã biết p-hydroxybenzoic acid, gentisic acid, β-sitosterol và β- daucosterol vào năm 2013 [14]. Năm 2018, Jun Ma và các cộng sự người đã phát hiện ra 1 hợp chất diterpenoid (B81) và ba hợp chất guaiane sesquiterpenoid mới (B82-B84) từ cây đại bi - B.

Từ các nghiên cứu trên cho thấy, các hợp chất sạch được phân lập từ cây đại bi - B. balsamifera được chia thành các lớp chất chính như sau: 1. Lớp chất flavonoid Bảng 1.1: Các hợp chất thuộc lớp chất flavonoid của cây đại bi STT Tên chất TLTK B1 (2R,3S)-(-)-4′-O-Methyldihydroquercetin [3] B2 (2R,3S)-(+)-4′-O-Methyldihydroquercetin [3] B3 (2R,3R)-(+)-4′,7-Di-O-methyldihydroquercetin [3] B4 (2R,3R)-(+)-7-O-Methyldihydroquercetin [3] B5 5,7,3′,5′-Tetrahydroxy flavanone [3] B6 Quercetin [3] B7 Quercetin-3,7,3′-trimethyl ether [3] B8 Quercetin-3,3′,4′-trimethyl ether [3] B9 (2R,3R)-Dihydroquercetin-4’-methyl ether [4] 7 luan an B10 (2R,3R)-Dihydroquercetin-4’,7-dimethyl ether [4] B11 (2R,3R)-4’-O-Methyldihydroquercetin [6] B12 (2R,3R)-4’,7-O-Dimethyldihydroquercetin [6] B13 7-O-Methyleriodictyol [6] B14 3,4’-Dimethylquercetin [6] B15 3,7-Dimethylquercetin [6] B16 7-O-Methyllueolin [6] B17 3,4’,7-Trimethylquercetin [6] B18 3,3’,7-Trimethylquercetin [6] B19 3’,7-O-Dimethyllueolin [6] B20 3-O-7’’-Diluteolin [7] B21 3,4’,5-Trihydroxy-3’,7-dimethoxyflavanone [7] B22 3’,4’,5-Trihydroxy-7-methoxyflavanone [7] B23 Dihydroquercetin-4’-methyl ether [8] B24 Dihydroquercetin-7,4’-dimethyl ether [8] B25 5,7,3’,5’-Tetrahydroxyflavanone [8] B26 Blumeatin [8] B27 Quercetin [8] B28 Rhamnetin [8] B29 Tamarixetin [8] B30 Luteolin [8] B31 Luteolin-7-methyl ether [8] B32 3,5,3’,4’-Tetrahydroxyl-7-methoxyflavone [10] B33 5,7-Tihydroxyl-3,3’,4’-trimethoxyflavone [10] B34 Davidigenin [10] B35 Ayanin [10] B36 Davidioside [10] B37 Catechin [10] B38 3,5,3′-Trihydroxy-7,4′-dimethoxyflavone [10] B39 Velutin [13] B40 Ombuine [13] 8 luan an B41 Pachypodol [13] B42 7,4’, 4’’-Tri-O-methylamentoflavone [14] B1 B12 B2 B13 B3 B21 B4 B22 B5 B23 B9 B24 B10 B25 B11 B26 B6 B28 B7 B29 B8 B30 B14 B31 B15 B32 B16 B33 B17 B35 B18 B38 B19 B39 B27 B40 B41 B20 B34 B36 9 luan an B37 B42 Hình 1.2 : Công thức cấu tạo các hợp chất thuộc lớp chất flavonoid của cây đại bi 1. Lớp chất terpene Bảng 1.