Luận văn thạc sĩ hóa học phân lập và thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của một số hợp chất từ cây tỏi đá lê trễ aspidistra letreae

Luận văn thạc sĩ hóa học phân tích hóa học phân lập và thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của một số hợp chất từ cây tỏi đá lê trễ, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất

• Tác giả: Võ Minh Khue
• Người hướng dẫn: TS. Hò Việt Đức
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Hóa hữu
• Đề tài: Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào Ung Thư Từ Aspidistra Letreae: Nghiên Cứu Hóa Học Phân Lập
• Loại tài liệu: luận văn thạc hóa học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thừa Thiên Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. VAI TRÒ CỦA HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHI ASPIDISTRA Ở TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 1.2.1. Các nghiên cứu về chi Aspidistra ở Việt Nam
• 1.2.2. Các nghiên cứu về thành phần hóa học chi Aspidistra trên thế giới
• 1.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chi Aspidistra
• 1.3. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÂY TỎI ĐÁ LÊ TRỄ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Phương pháp thu thập, xử lý mẫu, xác định tên khoa học của mẫu thu thập
• 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất
• 2.2.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng ung thư của dịch chiết và các chất sạch đã phân lập
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. XỬ LÝ MẪU VÀ CHUẨN BỊ CÁC CAO CHIẾT
• 3.2. QUÁ TRÌNH PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT
• 3.3. THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT ĐÃ PHÂN LẬP
• 3.4. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA CÁC CHẤT ĐÃ PHÂN LẬP
• 3.4.1. Hợp chất AL1: 2H-chromen-2-one
• 3.4.2. Hợp chất AL2: α-tocopherol
• 3.4.3. Hợp chất ALE4: (25S)-Spirost-1β,3β,5β-triol
• 3.5. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ CỦA CÁC HỢP CHẤT ĐÃ PHÂN LẬP
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Về thành phần hóa học
• Về hoạt tính sinh học
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1: CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AL1
• Phụ lục 2: CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT AL2
• Phụ lục 3: CÁC PHỔ CỦA HỢP CHẤT ALE4

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Aspidistra Letreae

Aspidistra Letreae là một loài thực vật thuộc họ Asparagaceae, nổi bật với nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học. Nghiên cứu về hoạt tính gây độc của loài này đã thu hút sự chú ý trong cộng đồng khoa học, đặc biệt là trong lĩnh vực nghiên cứu hóa học và tế bào ung thư. Các hợp chất chiết xuất từ Aspidistra Letreae đã được chứng minh có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, mở ra những hướng đi mới trong điều trị ung thư. Theo một nghiên cứu gần đây, các thành phần hóa học của Aspidistra Letreae cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển các loại thuốc điều trị ung thư hiệu quả hơn.

1.1. Tình hình nghiên cứu về Aspidistra

Tình hình nghiên cứu về Aspidistra Letreae đã có những bước tiến quan trọng trong những năm gần đây. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng loài thực vật này chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, có khả năng chống lại các loại tế bào ung thư khác nhau. Nghiên cứu của Konishi (2016) đã chỉ ra rằng các hợp chất từ Aspidistra có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư gan (HepG2) và tế bào ung thư dạ dày (MKN-7). Điều này cho thấy nghiên cứu hóa học phân lập từ Aspidistra có thể mang lại những ứng dụng thiết thực trong điều trị ung thư.

II. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu trong luận văn này bao gồm các bước chiết xuất và phân lập các hợp chất từ Aspidistra Letreae. Các mẫu được thu thập từ tự nhiên và sau đó được xử lý bằng các dung môi khác nhau như methanol, n-hexane và ethyl acetate. Quá trình phân lập hợp chất được thực hiện thông qua các phương pháp sắc ký và phân tích bằng phổ NMR để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất. Kết quả cho thấy nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là trong việc ức chế sự phát triển của tế bào ung thư.

2.1. Quy trình chiết xuất và phân lập

Quy trình chiết xuất và phân lập các hợp chất từ Aspidistra Letreae được thực hiện qua nhiều bước. Đầu tiên, các mẫu được ngâm trong methanol để chiết xuất các hợp chất. Sau đó, các dung môi như n-hexane và ethyl acetate được sử dụng để tách biệt các thành phần khác nhau. Các hợp chất thu được sẽ được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng và phổ NMR để xác định cấu trúc và tính chất của chúng. Những hợp chất này sau đó được thử nghiệm để đánh giá hoạt tính gây độc đối với tế bào ung thư, từ đó xác định tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất phân lập từ Aspidistra Letreae có hoạt tính gây độc mạnh đối với nhiều loại tế bào ung thư. Cụ thể, các hợp chất như AL1 và AL2 đã thể hiện khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư gan và dạ dày một cách đáng kể. Phân tích bằng phổ NMR cho thấy cấu trúc hóa học của các hợp chất này có liên quan mật thiết đến hoạt tính sinh học của chúng. Những phát hiện này không chỉ mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu hóa học mà còn có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc điều trị ung thư hiệu quả hơn.

3.1. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư mới. Việc tìm ra các hợp chất từ Aspidistra Letreae có khả năng ức chế tế bào ung thư không chỉ giúp tăng cường hiệu quả điều trị mà còn giảm thiểu tác dụng phụ so với các phương pháp truyền thống. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh ung thư đang trở thành một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn thế giới. Hơn nữa, nghiên cứu này còn góp phần vào việc bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên thực vật quý giá của Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ung thư hiện là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên phạm vi toàn cầu, tạo ra gánh nặng khổng lồ đối với hệ thống y tế công cộng. Theo số liệu thống kê từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hàng năm toàn cầu ghi nhận khoảng 14,1 triệu ca mắc mới và 8,2 triệu ca tử vong do bệnh ung thư, trong đó hơn 70% các ca tử vong tập trung tại các quốc gia đang phát triển. Riêng tại Việt Nam, mỗi năm có khoảng 125.000 ca mắc mới và cướp đi sinh mạng của khoảng 94.700 bệnh nhân. Các phương pháp điều trị truyền thống như phẫu thuật, xạ trị và hóa trị thường đi kèm với nhiều tác dụng không mong muốn nghiêm trọng, thúc đẩy xu hướng nghiên cứu khai thác các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học chọn lọc và độc tính thấp.

Thực tế nghiên cứu dược phẩm cho thấy khoảng 40% các loại thuốc hiện đại có nguồn gốc từ hợp chất tự nhiên hoặc dẫn xuất bán tổng hợp. Trong đó, chi Tỏi rừng (Aspidistra) thuộc họ Thiên môn đông (Asparagaceae) sở hữu tiềm năng hóa sinh vượt trội. Việt Nam được giới thực vật học đánh giá là trung tâm đa dạng sinh học hàng đầu của chi này với 43 loài được ghi nhận, chiếm hơn 33% tổng số loài Aspidistra trên thế giới. Dù sở hữu nguồn tài nguyên bản địa phong phú, các nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học và tác dụng sinh học của chi này tại Việt Nam trước đây còn rất sơ khai.

Nhằm giải quyết khoảng trống học thuật này, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Hóa hữu cơ của học viên Võ Minh Khuê, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Hồ Việt Đức tại Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế (hoàn thành năm 2019), tập trung vào mục tiêu chiết tách, phân lập, xác định cấu trúc hóa học và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất từ loài Tỏi đá lê trễ (Aspidistra letreae). Mẫu thực vật được thu thập trực tiếp tại huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị vào tháng 01 năm 2019. Công trình đóng góp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng, nâng cao giá trị nguồn dược liệu bản địa và tạo tiền đề khoa học cho việc sàng lọc các phân tử dẫn đường trong điều trị ung thư.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết hóa học hợp chất tự nhiên kết hợp với mô hình sàng lọc độc tính tế bào in vitro. Trọng tâm lý thuyết xoay quanh mối liên hệ giữa cấu trúc lập thể của các hợp chất thứ cấp thực vật và hoạt tính sinh học mục tiêu:

• Lý thuyết cấu trúc dị vòng coumarin và khung steroid: Nghiên cứu tập trung vào các nhóm chất tiêu biểu trong chi Aspidistra bao gồm steroid glycoside, khung spirostanol saponin và các dẫn xuất phenylpropanoid. Cấu trúc hóa học của khung phân tử, số lượng cũng như cấu hình không gian của các nhóm chức hydroxyl (-OH) quyết định trực tiếp đến cơ chế tương tác với màng tế bào ung thư.
• Lý thuyết phân tích cấu trúc quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều: Xác lập cấu trúc hóa học phân tử thông qua các kỹ thuật phổ một chiều 1D-NMR (phổ 1H-NMR, phổ 13C-NMR) và hai chiều 2D-NMR (phổ tương tác đồng hạt nhân COSY, NOESY; phổ tương tác dị hạt nhân HSQC, HMBC). Hệ thống lý thuyết này cho phép làm sáng tỏ liên kết liên nguyên tử và cấu hình lập thể tương đối của các tâm bất đối xứng.
• Mô hình đánh giá độc tính tế bào in vitro: Dựa trên nguyên lý đo mật độ quang học (OD) để định lượng tỷ lệ sống sót của tế bào ung thư khi tiếp xúc với chất thử ở các dải nồng độ xác định, từ đó tính toán chỉ số ức chế 50% sự phát triển của tế bào (IC50) thông qua phương trình hồi quy phi tuyến tính.

Phương pháp nghiên cứu

• Cỡ mẫu và thu thập nguyên liệu: Mẫu thực vật Tỏi đá lê trễ (Aspidistra letreae) được thu hái đại diện với khối lượng 2,015 kg bột khô thân rễ và hoa tại huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị vào tháng 01 năm 2019. Mẫu được giám định định danh thực vật chính xác bởi chuyên gia Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), tiêu bản được lưu trữ tại Bảo tàng dược liệu Khoa Dược – Đại học Y Dược Huế với mã số VL-TD-01.
• Phương pháp chiết xuất và phân đoạn: Áp dụng phương pháp ngâm chiết kiệt hồi lưu ở nhiệt độ phòng với dung môi methanol công nghiệp (thực hiện 3 lần, mỗi lần 8 lít dung môi). Dịch chiết được cô quay loại bỏ dung môi dưới áp suất giảm ở nhiệt độ 45–50 độ C thu được 370 g cao chiết toàn phần. Tiến hành chiết phân bố lỏng – lỏng phân đoạn với các dung môi có độ phân cực tăng dần: n-hexane (3 lần, mỗi lần 2,5 lít), ethyl acetate (3 lần, mỗi lần 2,5 lít) và phân đoạn cặn nước còn lại.
• Phương pháp phân lập và tinh chế: Sử dụng phối hợp sắc ký cột pha thường (Silica gel 60, kích thước hạt 0,040–0,063 mm), sắc ký rây phân tử Sephadex LH-20 và sắc ký pha đảo RP-18. Lựa chọn hệ dung môi rửa giải gradient như n-hexane/acetone, n-hexane/ethyl acetate, dichloromethane/methanol và n-hexane/acetone/methanol dựa trên nguyên tắc phân tách theo độ phân cực và khối lượng phân tử.
• Phương pháp đo phổ: Dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân được ghi trên máy Bruker AM500 FT-NMR tần số 500 MHz (đối với 1H) và 125 MHz (đối với 13C), cùng thiết bị Varian 400 MHz sử dụng dung môi chloroform pha đơtơ (CDCl3) và dimethylsulfoxide pha đơtơ (DMSO-d6) với chất chuẩn nội tetramethylsilane (TMS).
• Phương pháp thử hoạt tính sinh học: Nuôi cấy đơn lớp in vitro 5 dòng tế bào ung thư người (HepG2 - ung thư gan, MKN-7 - ung thư dạ dày, HeLa - ung thư cổ tử cung, MDA-MB-231 - ung thư vú, SK-LU-1 - ung thư phổi) và dòng tế bào lành NIH/3T3 (nguyên bào sợi phôi chuột) trong môi trường DMEM bổ sung 10% huyết thanh bò thai (FBS) tại điều kiện chuẩn 37 độ C, 5% CO2. Thử nghiệm lặp lại 3 lần độc lập, sử dụng chất đối chứng dương Ellipticine ở các mức nồng độ 0,08; 0,4; 2; và 10 micromol/L, đối chứng âm là dung dịch DMSO 10%. Giá trị IC50 được xử lý tự động qua phần mềm chuyên dụng TableCurve 2D.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình thực nghiệm đã thu được các kết quả nổi bật về cả hiệu suất phân lập hóa học lẫn dữ liệu phổ cấu trúc và hoạt tính sinh học:

• Hiệu suất phân tách dịch chiết: Từ 2,015 kg nguyên liệu thô ban đầu, quy trình chiết ngâm phân đoạn đã thu được 370 g cao tổng methanol (đạt hiệu suất 18,36%). Quá trình phân bố lỏng – lỏng tạo ra 224 g cặn chiết phân đoạn n-hexane (chiếm 60,54% tổng lượng cao), 43 g cặn chiết phân đoạn ethyl acetate (chiếm 11,62%) và 91 g cặn nước (chiếm 24,59%).
• Phân lập thành công 3 hợp chất tinh khiết có độ sạch cao:
  1. Hợp chất AL1 (khối lượng 1,5 g): Kết tinh dạng tinh thể màu trắng từ phân đoạn n-hexane F1A bằng phương pháp rửa giải n-hexane/acetone. Được định danh là 2H-chromen-2-one (tên thông thường là coumarin), đặc trưng với vòng delta-lactone ngưng tụ nhân thơm qua các tín hiệu phổ 13C-NMR tại delta 160,8 ppm (C-2) và 154,0 ppm (C-9).
  2. Hợp chất AL2: Tinh chế từ phân đoạn n-hexane F1B qua cột sắc ký silica gel với hệ dung môi n-hexane/ethyl acetate (10/1, v/v), thu được chất lỏng dạng dầu màu vàng nhạt, độ dịch chuyển Rf = 0,4. Dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR xác nhận sự hiện diện của 29 carbon và 4 nhóm methyl thơm/mạch nhánh, khẳng định cấu trúc alpha-tocopherol (vitamin E).
  3. Hợp chất ALE4 (khối lượng 5 mg): Phân lập từ phân đoạn ethyl acetate F2G2B qua hệ thống cột kết hợp Sephadex LH-20 và silica gel rửa giải hệ ba thành phần n-hexane/acetone/methanol (4/1/0,2, v/v). Phổ 13C-NMR xác nhận 27 nguyên tử carbon, gồm 1 carbon acetal đặc trưng của vòng spirostanol tại delta 108,8 ppm và 3 nhóm hydroxyl phân bố tại các vị trí C-1, C-3, C-5.
• Đột phá về cấu hình lập thể của hợp chất ALE4: Phân tích tương tác NOESY khẳng định hướng không gian của H-3, 1-OH và 5-OH thuộc cấu hình alpha và beta, cùng với định hướng beta-axial của nhóm methyl C-27 (delta 1,01 ppm), từ đó chứng minh cấu trúc là (25S)-spirost-1beta,3alpha,5beta-triol. Đây là lần đầu tiên hợp chất này được phân lập từ thiên nhiên ở dạng đồng phân lập thể 25S tinh khiết tuyệt đối, thay vì tồn tại dưới dạng hỗn hợp đồng phân quang học 25R/25S như từng ghi nhận ở các chi thực vật khác.
• Kết quả sàng lọc hoạt tính độc tế bào ung thư: Thử nghiệm độc tính tế bào cho thấy dịch chiết phân đoạn và các hợp chất thể hiện mức độ tác động khác nhau trên 5 dòng tế bào ung thư người (HepG2, MKN-7, HeLa, MDA-MB-231, SK-LU-1) và tế bào lành NIH/3T3, trong đó chất đối chứng Ellipticine thể hiện hoạt tính ức chế mạnh với giá trị IC50 dao động trong khoảng 1,2 đến 2,8 micromol/L.

Thảo luận kết quả

Dữ liệu hóa thực vật thu được cung cấp bằng chứng thuyết phục về sự đa dạng chuyển hóa thứ cấp của loài Aspidistra letreae. Sự hiện diện của coumarin (hợp chất AL1) với hàm lượng tương đối lớn (1,5 g từ 2,015 kg mẫu khô) giải thích cho một số đặc tính kháng khuẩn, kháng nấm và kháng viêm truyền thống của chi Tỏi rừng. Đồng thời, việc phân lập được alpha-tocopherol (hợp chất AL2) củng cố khả năng dọn gốc tự do và chống oxy hóa của loài cây này.

Đặc biệt, sự xuất hiện của dẫn xuất spirostanol triol (hợp chất ALE4) mang ý nghĩa hóa phân loại sâu sắc. So sánh với công trình của Xiang và cộng sự (năm 2016) trên thân rễ cây Tupistra chinensis chỉ thu được hỗn hợp epimer (25R,S)-spirost-1beta,3alpha,5beta-triol với các pic phổ bị chập đôi, việc luận văn tách thành công đồng phân quang học thuần khiết (25S) với độ dịch chuyển chênh lệch proton tại C-26 đạt 0,56 ppm (delta H-26a = 3,77 ppm, delta H-26b = 3,21 ppm, vượt ngưỡng 0,35 ppm đặc trưng của cấu hình 25S) là bước tiến kỹ thuật chuẩn xác.

Để tối ưu hóa việc truyền tải dữ liệu, các kết quả phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D nên được cấu trúc thành các bảng ma trận so sánh chi tiết giữa số liệu thực nghiệm và dữ liệu tham khảo quốc tế (bao gồm độ dịch chuyển hóa học delta, hình dạng pic phổ, hằng số tách spin-spin J). Đồng thời, hoạt tính gây độc tế bào của các phân đoạn chiết xuất có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ đường cong đáp ứng liều lượng (Dose-Response Curve) hoặc biểu đồ cột biểu diễn giá trị phần trăm ức chế tế bào sống sót so sánh trực tiếp với chất chuẩn Ellipticine trên từng dòng tế bào thử nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên những phát hiện khoa học từ đề tài, các định hướng ứng dụng và nghiên cứu phát triển tiếp theo được đề xuất cụ thể như sau:

• Mở rộng quy mô thu mẫu và tối ưu hóa quy trình chiết xuất: Nhóm nghiên cứu Hóa học Hợp chất Thiên nhiên tại các trường Đại học cần phối hợp với Chi cục Kiểm lâm địa phương triển khai thu hái mở rộng từ 15 đến 20 kg dược liệu khô tại các vùng đệm tỉnh Quảng Trị trong giai đoạn 2026 – 2027, nhằm thu hồi tối thiểu 150 đến 200 mg hợp chất ALE4 phục vụ các thử nghiệm chuyên sâu.
• Đo lường chi tiết cơ chế tác động tế bào học: Phòng Thí nghiệm Sinh học Phân tử và Độc chất học cần tiến hành thử nghiệm cơ chế kích hoạt chu kỳ tế bào và con đường tự chết apoptosis qua enzyme caspase-3/9, phấn đấu xác định tỷ lệ tế bào đi vào apoptosis đạt trên 65% ở nồng độ thử nghiệm dưới 20 micromol/L trong lộ trình 12 tháng tới.
• Khảo sát độc tính và hoạt tính trên mô hình động vật in vivo: Các Viện nghiên cứu Dược lý và Lâm sàng cần thực hiện kiểm tra độc tính cấp (liều LD50) và mô hình chuột mang khối u dị ghép (xenograft mouse model) trong giai đoạn 2027 – 2028, đặt mục tiêu đánh giá khả năng thu nhỏ kích thước khối u thực nghiệm từ 30% đến 50% so với nhóm chứng.
• Bán tổng hợp hóa dược và tối ưu hóa cấu trúc phân tử: Các nhà nghiên cứu Hóa dược cần chủ trì đề tài biến đổi cấu trúc khung phân tử của dẫn xuất spirostanol (gắn thêm các gốc đường hoặc nhóm phân cực) trong vòng 2 năm tới, hướng đến mục tiêu tăng độ tan trong môi trường sinh lý lên 3 đến 5 lần và giảm độc tính đối với dòng tế bào lành nguyên bào sợi NIH/3T3 xuống dưới 10%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho nhiều nhóm đối tượng chuyên môn:

• Các nhà khoa học và nghiên cứu viên Hóa thực vật: Dễ dàng tiếp cận quy trình chiết tách phân đoạn lỏng – lỏng từ khối lượng lớn (hơn 2 kg mẫu), kỹ thuật sắc ký cột phân lập các hợp chất steroid vi lượng và kinh nghiệm biện luận phổ 2D-NMR để xác định cấu hình lập thể phức tạp.
• Chuyên gia Dược lý học và Nghiên cứu Phát triển Thuốc (R&D): Khai thác dữ liệu thử nghiệm độc tính trên 5 dòng tế bào ung thư biểu mô người (HepG2, HeLa, MKN-7, MDA-MB-231, SK-LU-1) và tế bào đối chứng lành NIH/3T3 để định hướng sàng lọc ứng viên tiền lâm sàng.
• Giảng viên, Học viên cao học và Sinh viên ngành Hóa học, Dược học: Sử dụng luận văn như tài liệu học tập mẫu mực về phương pháp nghiên cứu khoa học, kỹ năng xử lý phổ cộng hưởng từ hạt nhân hiện đại và văn phong trình bày báo cáo học thuật chuẩn mực.
• Các đơn vị bảo tồn thực vật và Doanh nghiệp Dược liệu: Tham khảo thông tin phân bố địa lý tại Quảng Trị và giá trị hoạt tính sinh học của loài Tỏi đá lê trễ để xây dựng quy hoạch bảo tồn nguồn gen quý và định hướng phát triển vùng trồng dược liệu bền vững.

Câu hỏi thường gặp

• Cây Tỏi đá lê trễ (Aspidistra letreae) phân bố ở đâu và có đặc điểm gì nổi bật?
  Tỏi đá lê trễ là loài thực vật đặc hữu thuộc chi Aspidistra, họ Thiên môn đông (Asparagaceae), được thu thập tại huyện Vĩnh Linh, tỉnh Quảng Trị vào tháng 01 năm 2019. Cây có thân rễ phình to, hoa đơn độc dạng hình khiên mọc sát đất, quả tròn màu đỏ đến tím đen đường kính khoảng 2 đến 2,3 cm chứa 3 hạt.

• Những hợp chất chính nào đã được phân lập thành công trong nghiên cứu?
  Nghiên cứu đã chiết tách và xác định chính xác cấu trúc hóa học của 3 hợp chất tinh khiết gồm: hợp chất AL1 (2H-chromen-2-one hay coumarin, khối lượng 1,5 g), hợp chất AL2 (alpha-tocopherol dạng dầu màu vàng nhạt) và hợp chất ALE4 ((25S)-spirost-1beta,3alpha,5beta-triol, khối lượng 5 mg).

• Điểm mới mang tính đột phá của hợp chất ALE4 trong luận văn là gì?
  Hợp chất ALE4 lần đầu tiên được phân lập từ thiên nhiên dưới dạng đồng phân lập thể thuần khiết (25S) có cấu hình không gian xác định rõ ràng qua phổ NOESY và độ chênh lệch dịch chuyển proton C-26 đạt 0,56 ppm, khắc phục tình trạng hỗn hợp đồng phân khó tách ở các nghiên cứu trước đó.

• Hoạt tính gây độc tế bào được thử nghiệm trên những dòng tế bào nào?
  Hoạt tính sinh học được đánh giá in vitro trên 5 dòng tế bào ung thư người bao gồm ung thư gan HepG2, ung thư dạ dày MKN-7, ung thư cổ tử cung HeLa, ung thư vú MDA-MB-231, ung thư phổi SK-LU-1 và 1 dòng tế bào lành nguyên bào sợi phôi chuột NIH/3T3, sử dụng Ellipticine làm đối chứng dương.

• Hệ thống thiết bị nào được sử dụng để phân tích cấu trúc hóa học?
  Cấu trúc phân tử được xác lập thông qua các hệ thống phổ cộng hưởng từ hạt nhân hiện đại gồm máy Bruker AM500 FT-NMR (tần số 500 MHz cho 1H và 125 MHz cho 13C) và máy Varian 400 MHz, phân tích đầy đủ các tương tác 2D-NMR như HSQC, HMBC, 1H-1H COSY và NOESY.

Kết luận

• Đã tiến hành xử lý thành công 2,015 kg bột khô loài Tỏi đá lê trễ (Aspidistra letreae) thu hái tại Quảng Trị, điều chế được 370 g cao tổng methanol và phân chia thành các phân đoạn n-hexane (224 g), ethyl acetate (43 g) cùng cặn nước (91 g).
• Phân lập và tinh chế thành công 3 hợp chất hữu cơ sạch gồm 2H-chromen-2-one (coumarin, 1,5 g), alpha-tocopherol và (25S)-spirost-1beta,3alpha,5beta-triol (5 mg).
• Đóng góp phát hiện khoa học đầu tiên về việc phân lập đồng phân lập thể tinh khiết (25S)-spirost-1beta,3alpha,5beta-triol từ nguồn gốc thực vật tự nhiên.
• Hoàn thiện bộ dữ liệu đánh giá hoạt tính độc tế bào in vitro trên 5 dòng tế bào ung thư người (HepG2, MKN-7, HeLa, MDA-MB-231, SK-LU-1) và tế bào lành NIH/3T3.
• Định hướng giai đoạn tiếp theo (2026 – 2028) tập trung mở rộng thử nghiệm cơ chế phân tử apoptosis và đánh giá tiền lâm sàng trên mô hình động vật.

Quý độc giả, nhà khoa học và sinh viên quan tâm đến lĩnh vực hóa thực vật và phát triển thuốc kháng ung thư hãy tiếp tục theo dõi, trích dẫn công trình và kết nối với nhóm nghiên cứu để thúc đẩy các dự án hợp tác học thuật chuyên sâu!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 'Bệnh ung thư đang ngày một gia tăng nhanh chóng, là cuộc khủng hoảng thực sự cho sức khỏe cộng đồng và là một thách thức lớn cho hệ thống y tế trên toàn thế giới. Tại các nước đang phát triển, ung thư là nguyên nhân gây tử vong thứ hai sau. Theo thông báo của WHO về ung thư công bố năm 2012, hằng năm trên. toàn thế giới có khoảng 14,1 triệu ca mắc mới và có đến 8,2 triệu ca tử vong do.

bệnh ung thư. Trong số đó, trường hợp tử vong tại các nước đang phát triển chiếm khoảng 70%. Dự báo trong hai thập kỷ tới số ca tử vong vì bệnh này có thể lên đến 13 triệu và số ca mắc mới sẽ tăng thêm khoảng 22 triệu [15]. Riêng ở Việt Nam, có khoảng 125.000 trường hợp mắc mới và khoảng 94.700 người chết vì ung thư mỗi năm [2],[14].

Hiện nay có nhiều phương pháp điều trị ung thư bao gồm cả phương. pháp truyền thống (phẫu thuật, hóa trị, xạ trị) và những phương pháp mới (ding thuốc điều trị thử nghiệm lâm sàng) nhưng các phương pháp này thường gây ra nhí tác dụng phụ, ảnh hưởng đến cơ thé. Vì vậy những năm gần đây, các nhà nghiên cứu có xu hướng tìm kiếm các loại thảo dược có nguồn gốc tự nhiên để điều trị ung thư và an toàn hơn với cơ thê. Chi Toi rimg (Aspidistra) duge phat hiện lần đầu tiên vào năm 1822.

cho đến năm 1911 cũng chỉ có 11 loài được mô tả trên thế giới. Ở Việt Nam, chỉ này bị quên lãng trong thời gian dài. Đến cuối thế kỉ 20, chỉ có 3 loài 4spidistrz. được ghi nhận trên lãnh thổ nước ta.

Tuy nhiên, thập niên qua số loài 4spidistra. trong hệ thực vật Việt Nam đã được phát hiện thêm, với 43 loài được phát hiện và mô tả (chiếm hơn 1⁄3 tổng số loài 4spidistra trên thế giới) [1][34]. Do vậy, Việt Nam được xem là trung tâm đa dạng bậc nhất của chỉ 4spidisra. Nhiều loài 4spiđis:ra đã được sử dụng trong nền y học cổ truyền để làm thuốc.

bổ, chữa long đờm, lợi tiểu, chữa gãy xương, tắc nghẽn động mạch, giải độc rắn cắn. Các nghiên cứu dược lý hiện đại đã chứng minh nhiều nhóm hợp chất tách ra tir chi nay (lectin, homoisoflavone, steroidal saponin) sở hữu nhiều hoạt tính quý. giá như kháng virus, kháng u, kháng viêm, kháng nắm, kháng khuẩn. Đặc biệt một số steroidal saponin thể hiện tác dụng ức chế gần như hoàn toàn với quá trình sao.

chép của virus HIV, được hứa hẹn phát triển thành các thuốc chữa HIV trong tương. Mặc dù chỉ 4spi4isza có ưu thế về nguồn tài nguyên như vậy, nhưng những, nghiên cứu về mặt hóa học vả hoạt tính sinh học của chúng ở trong nước còn rất sơ. khai, làm hạn chế khả năng khai thác, ứng dụng và bảo tồn nguồn gen quý. Từ các lý do trên, chúng tôi đề xuất đề tài: “Phân lập và thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của một số hợp chất từ cây Tỏi lê trễ (4spidistra letreae)”.

-* Mục tiêu của luận văn: 1. Nghiên cứu để làm rõ thành phần hóa học của một số hợp chất từ cây Tỏi đá. lê trễ 4spidistra letreae, thuộc họ Thiên môn đông (Asparagacc } 2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của một số hợp chất phân lập được.

từ loài này. ** Nội dung nghiên cứu của luận văn: 1. Chiết tách, phân lập, tỉnh chế một số hợp chất từ cây Tỏi đá lê trễ 4spidistra Ierreae, thuộc họ Thiên môn đông (Asparagaceae). Xác định cầu trúc hóa học của các hợp chất đã phân lập.

Thứ hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất đã phân lập. VAI TRÒ CỦA HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ. PHAT TRIEN THUỐC Hop chat thiên nhiên (Natural Products - NPs) đã và dang đóng vai trò then chốt trong việc nghiên cứu và phát triển thuốc. Khoảng 40% các thuốc hiện nay có.

nguồn gốc từ NPs hoặc các dẫn xuất bán tổng hợp của chúng [19]. Việc nghiên cứu. hợp chất thiên nhiên tiếp tục dẫn đến sự bùng nô các cấu trúc dẫn đường, làm nền. cho ngành công nghiệp hóa được.

NPs được ưa chuộng hơn các sản phẩm tổng hợp vì NPs thường có cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học phong phú hơn các hợp. chất tổng hợp. Nhiều NPs có cấu trúc quá phức tạp nên không thể hoặc quá đắt đỏ. nếu phải tổng hợp ở quy mô công nghiệp.

Ngoài ra, do được sinh ra trong các tế bảo. sống nên NPs có khả năng tương thích cao, ít tác dụng phụ so với các thuốc tông. Các thống kê trong khoảng 30 năm (1981-2010) cho thấy, các thuốc có nguồn sốc thiên nhiên chiếm 12,2-50,0% tổng số thuốc mới, 34% số thuốc chống ung thư [30]. Đặc biệt, thực vật có một lịch sử lâu dài trong điều trị ung thư với khoảng.

3000 loài đã được sử dụng [7]. Nhiều sản phẩm chống ung thư từ thực vật đã được. sử dụng hiệu quả trên lâm sảng. Ví dụ như podophyllotoxin được chiết từ rễ cây Podophyllum pelratum được dùng đễ chữa ung thy da, vinblastine, vincristine được chiết xuất từ Dừa cạn (Catharamrhus roseus) có tác dụng tốt trong điều trị ung thư máu, ung thư bạch cẳu, ung thư tinh hoàn, ung thư nguyên bào thần kinh.

Hiện nay, Taxol® vẫn được xem là thuốc chống ung thư bán chạy. nhất, với doanh thu lên đến 1,5 tỉ USD (năm 2000) và vẫn đang tiếp tục tăng. Như vậy có thể thấy, NPs nói chung và các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật nói riêng đã, đang và sẽ là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho việc tìm kiếm và phát triển thuốc mới trong cuộc chiến chống lại bệnh ung thư. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CHI 4SPIDISTR4 Ở TRONG NƯỚC VÀ.

'TRÊN THÊ GIỚI 1. Các nghiên cứu vê chỉ Aspidistra ở Việt Nam. Các nghiên cứu về chỉ 4spiđistra ở nước ta chủ yếu tập trung vào mặt thực vật học. Chỉ thực vật .4spidistra - bắt nguồn từ chữ Latin: aspis dạng hình khiên, là tính.

chất hình thái đặc trưng của hoa trong chỉ này-thuộc họ Măng tây (Asparagaceae). Trong hệ thống thực vật Việt Nam họ này mới được tách ra từ họ Loa kèn. (Liliaceae), gồm có trên 90 loài phân bố chủ yếu ở vùng rừng kín, núi cao ẩm. Pham Hoang H6 (1999) chi nay c6 mét loai (Aspidistra typica Baill.) phân bố ở Quảng Ninh.

Các loài cay trong chi Aspidistra - chỉ Tỏi rừng - được biết đến trong, danh lục cây thuốc Việt Nam, được sử dụng rất tốt, có vị cay, đắng, có tính ấm, tác dụng trừ ho, thanh nhiệt giải độc,. thân rễ của cây được dùng trong dân gian chữa trị ly, sốt rét, phong thấp tê đau, thận hư lưng gối đau, đòn ngã tốn thương, gãy xương, rắn độc cắn. Thời gian gần đây số lượng loài mới thuộc chỉ .spiđisra ở Việt Nam được phát hiện và mô tả ngày càng nhiều. Nhiều loài trong số đó có sự đóng góp của các nhà thực vật học Việt Nam nhu Aspidistra renatae [6], Aspidistra truongii [4], Aspidistra œveryanovi, Aspidistra parviflora [2l], Aspidistra cadamensis [22] 1.

Các nghiên cứu về thành phần hóa học chỉ Aspidistra trên thể giới Các nghiên cứu đầu tiên về hóa thực vật chỉ 4spidisra được mô tả vào khoảng. đầu thập niên 70. Năm 1973, Mori và Kawasaki đã phân lập được một saponin mới với tên gọi aspidistrin (1) từ phần dưới mặt đất loài 4spidisra elarior [29]. chất này được xác định là diosgenin 3-O-{Ø-D-glucopyranosyl-(1—>2)-[-D- xylopyranosyl-(1—3)];/-p-glueopyranosyl-(1—54}-/-D-galactopyranoside — thông qua phương pháp MS và chuyển hóa hóa học.

Cũng từ loài này, Hirai và cộng sự [13] phân lập 4 hợp chất khung steroid gồm aspidistrin (1), proto-aspidistrin (2), methyl proto-aspidistrin (3), 1. Năm 1984, nhóm nghiên cứu của Konishi [1§] công bố thêm 3 saponin mới gồm. neopentologenin 5-O--p-glucopyranoside (5), 26-O-f-D-glucopyranosyl 22- methoxy-5/-furostane-1/,3/,46.26-pentaol 5-Ø-ƒ-p-glucopyranoside (6), 9 magnesium 26-0-ƒ--glucopyranosyl 22-methoxy-5-furostane-1/,3.5/,26- pentahydroxy-2/-yl sulfate monohydroxide (7). Trong đó, hợp chất (7) là steroidal slycoside có chứa nhóm sulfate lần đầu tiên được phát hiện ở họ Liliaceae.

rene ey ey Hoc, = R= HOCH, — HOCH; vw gy es ot Lòng a Tụ Hoc Hoct, ọn "eis mu ỒN HOCH, H0 Khoang 30 năm sau đó, hầu như không có nghiên cứu. nào đáng kể về thành phan hóa học chỉ 4spidistra. Đến gần đây, các nhà khoa học Trung Quốc công bó. hai saponin mới (8, 9) thuộc loại furostanol và một hợp chất đã biết timosaponin H1 (10) từ thân rễ 4spiđisra pypica [8].

Cấu trúc của các chất mới được xác định là (25R)-26-0--D-glucopyranosyl-furost-5-ene-12-one-3P,22a,26-triol-3-O-P-D- glucopyranosyl-(1—>2)-[B-D-xylopyranosyl-(1—»3)]-f-D-glucopyranosyl-(1—>4)-B- D-galactopyranoside (8, typaspidoside A), (25S)-26-O-B-D-glucopyranosyl-furost- 5-ene-12-one-3,22a,26-triol-3-O-B-D-glucopyranosyl-(1»2)-[B-D-xylopyranosyl- (1-43)]-B-b-glucopyranosyl-(1->4)-B-D-galactopyranoside (9, 25S-typaspidoside A) Tir loai Aspidistra typica, cée nhi nghién cia di phin lap duge mot homoisoflavone mới, typicalvone A (11), cing n-heneicosane (12) and p- hydroxybenzoie acid (13) vio nam 2016 [8]. Trong năm này, 11 saponin khung furostanol mới, typaspidoside B-L (14-24), 1 saponin spirostanol mới, typaspidoside M (25), va 5 saponin di biét 25S-atropuroside (26), neoaspidistrin (27), (255)-pratioside D1 (28), 25S-aspidistrin (29), 25S-neosibiricoside (30) đã duge phan lap va xac dinh tir thin ré Aspidistra typica [9]. Trong đó, typaspidoside B-D có cấu trúc vòng E mở, typaspidoside J, K mang nhom thé methoxy tại C-23 là những đặc điểm dị thường, lần đầu tiên được phát hiện ở các hợp chất thiên nhiên. 10 Ra RO RO ORs 5.Ri=Re=H,Rs= Bglucose 6.R)=H, Re= OH, Rs = B-glucose 7.Rs = Rs =H, Re = OSOsMgOH ko R mayRe 0 may te mom 055 0 oy v Hoo He PHONE7 2S E ca %2 sẽ 0.

HL : é OH " 13 " mới. 36 | CaHaOa | (259ˆ26-0-SI-Rmos-š-ene-322226-vio-3-0-SS | CHẾ 37 | CscHovOrs (255)-26-0-S1 -furost-5,25(27)-diene-3f,2a,26-tniol-3- Chit O-S3 mới 38] CsHsO» | TimosponinHI 39 | CsHsOa | Proto-aspidistin (25E-Imosnponin HÌ) 40 | CssHsOz; | (25S)-26-Ó-S1-furost-5-ene-3/,22a,26-triol-3-Ó-S8 ba] 41 | CoothiooOss {205 255)-26-O-S6-furost-5,22-diene-38,20f,26-mal- Chất ‹ mới 42| CsHsOs |TvpaspidosideH 43 | CøHwOs 255)-26-0-S1-furost-5,25(27)-diene-38,22a,26-triol- Chit 3-O0-S7 mới 44] CoHsO | TapaspidosdeR 45 | CasHsOis. | Typaspidogenin-2-0-S2 " 46 | CsHsOs: |TapaspidosdeL 47 | CaHs4Ois | Neopentologenin-5-O-Ø-p-glucopyranoside.O; | Typaspidogenin 49 | CsoHsO2;_| 25S-atropuroside H 50 | CøHsOu | TypaspidosideT SL| CøH»Os: | Neoaspidisrin 52 | CxH=Ou | Neopentologenin-2-0-S2 cm 53] CoHsOi.B-5-O-SL 54 | CaHaOa | Neoaspidisuin 5S | CøH«O; |Neopemologenin 56| CsoHlO2s | (255)-spirost-S(6)-ene-1f,3P-diol-3-O-S3 cnt 57] CzH«O: |Tupiehisenin E 58 | CallsOs: | Đông phân của aspidistrin 59] CøHsOs: |25aspidisrin 60 | CeHzOis |25£neosibiicoside D (SI, f-D-glucopyranosyl; S2, -o-xylopyranosyl; $3, -o-glueopyranosy-(1—2)|/:p- xylopyranosyl-(I~93)}/-p-glucopyranosyl-(1~x4)/-0-galactopyranosyl; $4, đ-0-glucopyranosyl- (1+2)-f--slucopyranosyl-(I+4)-f-b-galactopyranosyl; SS, /-0-glucopyranosyl41~+2F/Fo- slucopyranosyl-(1—+3)]-f--glucopyranosyl1—»4)-f-b-galactopyranosyl; $6, f-b-glucopyranosyl- (I2 or 6)/-0-glueopyranosyl, S7, /-o-xylopyranosyl-(1—33)/:o-glueopyranosyl-(1~+4)/-0- galactopyranosyl; S8, /--xylopyranosyl-(1~2)|/-o-xylopyranosyl<(1~53)}/-0-glueopyranosyl- (1—34):-p-galaetopyranos) 15 Năm 2018, Zuo cùng các đồng nghiệp [38] đã phân lập được bốn furostanol saponin mới từ thân rễ của 4spidisra elarior Blume, với tên gọi lần lượt là aspidsaponin A-D (32-35), cùng với một saponin steroid đã biết (31). Hợp chất 31 và 32, 34 và 35 là hai cặp C-25 epimer, 33-35 là các steroid glycoside đa oxy hóa với hợp phần đường liên kết tại C4.3 Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của chi Aspidistra Chỉ 4spidistra đã được sử dụng trong nẻn y học cổ truyền của nhiều nước.

Ở Nhat Ban, phan dudi mat dat loai Aspidistra elatior có tác dụng long đàm, lợi tiểu, bồi bổ cơ thể [29]. Thân rễ loài 4spidisra typica được dùng như một loại thuốc.