Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hệ thực vật nhiệt đới phong phú với hơn 13.000 loài thực vật bậc cao, trong đó có hơn 4.000 loài được ứng dụng trong y học cổ truyền. Chi Mâm xôi (Rubus) thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae) ghi nhận khoảng 55 đến 57 loài phân bố rộng khắp các vùng sinh thái tại nước ta. Trong đó, Ngấy hương (Rubus cochinchinensis Tratt.) là dược liệu mọc hoang phổ biến từ Cao Bằng, Lạng Sơn đến Lâm Đồng, từ lâu đã được nhân dân sử dụng theo kinh nghiệm dân gian với liều lượng 15 đến 30 g cành lá khô mỗi ngày để sắc uống hỗ trợ điều trị viêm gan, vàng da, tiêu hóa kém và phục hồi sức khỏe cho phụ nữ sau sinh.

Mặc dù có lịch sử sử dụng lâu đời, nguồn dữ liệu khoa học về cây Ngấy hương còn rất hạn chế. Kể từ công trình nghiên cứu hóa học sơ bộ vào năm 1999 cho đến năm 2022, chưa có thêm bất kỳ công bố toàn diện nào về thành phần hoạt chất chi tiết cũng như chứng minh tác dụng dược lý thực nghiệm của loài cây này. Đề tài luận văn thạc sĩ dược học chuyên ngành Dược liệu – Dược học cổ truyền của tác giả Phạm Nguyễn Anh Thư, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Thị Vân Anh tại Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống học thuật này.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc giám định đặc điểm hình thái vi học, chiết xuất phân đoạn định hướng sinh học, phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất tinh khiết, đồng thời định lượng hoạt tính kháng viêm và chống oxy hóa. Nghiên cứu được thực hiện trên 4,0 kg mẫu dược liệu thu hái tại Vườn quốc gia Bạch Mã (Thừa Thiên Huế) trong giai đoạn 2019-2021. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp hệ thống số liệu định lượng chính xác về nồng độ ức chế IC50, tạo luận cứ khoa học vững chắc cho việc bảo tồn và phát triển các chế phẩm bảo vệ gan từ cây Ngấy hương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh học phân tử về phản ứng viêm và stress oxy hóa trong cơ thể sinh vật. Quá trình viêm là đáp ứng miễn dịch tự nhiên nhưng khi diễn ra quá mức sẽ giải phóng ồ ạt các chất trung gian tiền viêm. Mô hình nghiên cứu áp dụng cơ chế hoạt hóa dòng thác tín hiệu trên tế bào đại thực bào thông qua thụ thể Toll-like khi bị kích thích bởi Lipopolysaccharide (LPS), dẫn đến biểu hiện enzym cảm ứng sinh Nitric Oxide (iNOS) và gia tăng phóng thích phân tử Nitric Oxide (NO) gây tổn thương mô. Khả năng ức chế sản sinh NO là chỉ số chuẩn mực để sàng lọc hoạt tính kháng viêm in vitro.

Bên cạnh đó, lý thuyết về stress oxy hóa giải thích sự mất cân bằng giữa các gốc chứa oxy hoạt tính (ROS), gốc chứa nitơ hoạt tính (RNS) với hệ thống chống oxy hóa nội sinh. Các gốc tự do tấn công màng lipid tế bào dẫn đến quá trình peroxy hóa lipid tạo ra sản phẩm độc hại là Malondialdehyde (MDA), gây hủy hoại màng tế bào gan. Khung lý thuyết này kết hợp chặt chẽ với mối tương quan cấu trúc - hoạt tính (SAR) của các hợp chất tự nhiên như triterpenoid khung ursan, dẫn xuất polyphenol và flavonoid, vốn có khả năng dập tắt gốc tự do nhờ cơ chế nhường nguyên tử hydro hoặc trao đổi đơn điện tử.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng cỡ mẫu 4,0 kg bột khô cành lá Ngấy hương đạt tiêu chuẩn độ ẩm và độ tinh khiết theo Dược điển Việt Nam. Phương pháp chọn mẫu là thu hái thực địa ngẫu nhiên nhưng đồng nhất về thời điểm phát triển sinh học vào tháng 3/2020 tại Thừa Thiên Huế, giúp hàm lượng hoạt chất đạt trạng thái tích lũy tối ưu.

Quy trình chiết xuất và phân lập áp dụng phương pháp ngấm kiệt với dung môi cồn 50% ở nhiệt độ phòng để thu 2 lít dịch chiết đậm đặc. Dịch chiết sau đó được phân tách phân bố lỏng - lỏng với các dung môi có độ phân cực tăng dần gồm dichloromethan, ethyl acetat, n-butanol và nước. Phân đoạn ethyl acetat (khối lượng 60 g) được chọn lọc để phân lập sắc ký cột cổ điển sử dụng chất hấp phụ Silica gel pha thuận, kết hợp sắc ký rây phân tử qua cột Sephadex LH-20 và chất hấp phụ polyme Toyopearl HW-40C. Cấu trúc hóa học của các hợp chất tinh khiết được làm sáng tỏ bằng hệ thống thiết bị đo phổ khối UPLC-MS cùng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D-NMR ở tần số 400 MHz và 600 MHz.

Đánh giá hoạt tính sinh học được thiết kế đa tầng: khảo sát hoạt tính kháng viêm qua thử nghiệm ức chế sinh NO trên dòng tế bào đại thực bào chuột RAW 264.7 được kích thích bởi LPS (định lượng qua phản ứng so màu với thuốc thử Griess ở bước sóng 540 nm); thử nghiệm quét gốc tự do DPPH ở bước sóng 517 nm và thử nghiệm ức chế peroxy hóa lipid MDA ở bước sóng 532 nm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Từ 4,0 kg nguyên liệu bột khô cành lá Ngấy hương, quá trình chiết phân bố lỏng - lỏng đã thu được 15,09 g cao dichloromethan (chiếm 0,38%), 78,24 g cao ethyl acetat (chiếm 1,96%), 31,40 g cao n-butanol (chiếm 0,79%) và 231,29 g cao nước (chiếm 5,78%).

Quá trình phân lập sắc ký từ 60 g cao ethyl acetat đã tinh chế thành công 9 hợp chất tinh khiết có cấu trúc rõ ràng, bao gồm: apigenin (18,9 mg), acid vanillic (18,6 mg), acid protocatechuic (46,1 mg), acid gallic (28,8 mg), artoflavanocoumarin (12,4 mg), niga-ichigosid F1 (43,25 mg), suavissimosid R1 (327,7 mg), kaempferol 3-O-rutinosid (9,8 mg) và một triterpen ester là 2α,3α,19α,23-tetrahydroxyurs-12-en-24,28-dioic acid 28-β-D-glucopyranosyl ester (61,3 mg). Đáng chú ý, có tới 8 trên 9 hợp chất (tương đương 88,9%) lần đầu tiên được phát hiện và phân lập từ cây Ngấy hương.

Về hoạt tính sinh học, phân đoạn cao dichloromethan thể hiện tác dụng kháng viêm mạnh mẽ nhất với giá trị IC50 đạt 31,17 ± 0,39 µg/mL trong việc ức chế sản sinh NO trên tế bào đại thực bào RAW 264.7. Trong thử nghiệm chống oxy hóa DPPH, phân đoạn cao n-butanol và cao ethyl acetat cho hiệu quả vượt trội với IC50 lần lượt là 18,25 ± 0,03 µg/mL và 22,23 ± 0,28 µg/mL. Đối với các hợp chất tinh khiết, acid gallic thể hiện khả năng quét gốc tự do DPPH mạnh nhất với IC50 đạt 19,22 ± 0,12 µM, vượt trội hơn so với acid protocatechuic (60,34 ± 0,71 µM) và artoflavanocoumarin (60,24 ± 0,67 µM). Trong mô hình peroxy hóa lipid MDA, hai hợp chất artoflavanocoumarin và acid gallic thể hiện hiệu lực bảo vệ màng tế bào rõ rệt với giá trị IC50 lần lượt là 337,57 ± 13,77 µM và 348,46 ± 24,42 µM.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy mối tương quan thuận giữa hàm lượng các nhóm hợp chất polyphenol, flavonoid với khả năng trung hòa gốc tự do. Sự hiện diện với hàm lượng rất cao của hợp chất triterpen glycosid suavissimosid R1 (327,7 mg) cùng các acid phenolic (acid gallic, acid protocatechuic) đóng vai trò then chốt tạo nên hoạt tính chống stress oxy hóa và bảo vệ tế bào gan. Hiệu lực ức chế NO của cao dichloromethan (IC50 = 31,17 µg/mL) khẳng định các phân đoạn ít phân cực chứa hàm lượng triterpenoid tự do có khả năng can thiệp sâu vào phản ứng viêm cấp tính.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua các đồ thị tương quan nồng độ - đáp ứng và biểu đồ cột so sánh giá trị IC50 giữa các phân đoạn cao chiết với chất đối chiếu chuẩn như Vitamin C và Quercetin. Bảng tổng hợp độ dịch chuyển hóa học trên phổ 13C-NMR và các tương tác tương quan xa HMBC đã chứng minh tính chính xác tuyệt đối trong việc xác định cấu trúc khung ursan và polyphenol. So sánh với các nghiên cứu trên thế giới về các loài khác thuộc chi Rubus như Rubus chingii hay Rubus coreanus, hoạt tính chống oxy hóa của cành lá Ngấy hương Việt Nam tương đương và mở ra tiềm năng lớn trong ứng dụng lâm sàng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Chuẩn hóa quy trình chiết xuất ở quy mô bán công nghiệp: Tiến hành nâng quy mô chiết xuất ngấm kiệt dung môi cồn 50% lên mẻ pilot 50 đến 100 kg nguyên liệu khô nhằm đạt hiệu suất thu hồi cao khô tổng số trên 8,5%, hoàn thành trong khung thời gian 12 tháng do Viện Dược liệu và các trung tâm nghiên cứu phát triển dược phẩm chủ trì thực hiện.
  2. Phát triển công thức chế phẩm bảo vệ gan dạng viên nang: Nghiên cứu bào chế viên nang cứng chứa cao chuẩn hóa giàu hoạt chất suavissimosid R1 và acid gallic với hàm lượng tiêu chuẩn 25 mg hoạt chất mỗi viên, đặt mục tiêu giảm men gan AST và ALT từ 30% đến 40% trên mô hình thực nghiệm động vật trong giai đoạn 2023-2024 do các doanh nghiệp sản xuất đông dược phối hợp với trường đại học y dược triển khai.
  3. Xây dựng vùng trồng dược liệu đạt chuẩn GACP-WHO: Thiết lập vùng chuyên canh bảo tồn và nhân giống cây Ngấy hương quy mô 10 đến 20 hecta tại các tỉnh Thừa Thiên Huế và Quảng Nam, kiểm soát hàm lượng hoạt chất điểm chỉ marker đạt tối thiểu 0,5% khối lượng khô vào năm 2025 dưới sự quản lý của Sở Khoa học và Công nghệ cùng Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
  4. Mở rộng nghiên cứu cơ chế ức chế miễn dịch chuyên sâu: Ứng dụng kỹ thuật Real-time PCR và Western Blot để định lượng mức độ ức chế biểu hiện gen iNOS, COX-2, TNF-alpha của hai hợp chất artoflavanocoumarin và apigenin ở nồng độ dưới 10 µM trong lộ trình 24 tháng tới do các phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về công nghệ sinh học thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà khoa học và chuyên gia nghiên cứu hóa thực vật: Tiếp cận quy trình phân lập sắc ký tinh sạch đa hệ dung môi và bộ dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D-NMR hoàn chỉnh của 9 hợp chất tự nhiên, đặc biệt là các hợp chất khung triterpenoid ursan dạng dimer và glycosid.
  2. Cán bộ nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các công ty dược: Sử dụng các chỉ số thực nghiệm IC50 kháng viêm (31,17 µg/mL) và chống oxy hóa (18,25 µg/mL) làm cơ sở xây dựng hồ sơ tiêu chuẩn cơ sở cho các sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe có nguồn gốc từ thảo dược.
  3. Bác sĩ và chuyên gia Y học cổ truyền: Nắm bắt cơ sở khoa học hiện đại chứng minh cho kinh nghiệm trị liệu dân gian của vị thuốc Ngấy hương với liều dùng 15-30 g/ngày trong các bài thuốc thanh nhiệt, giải độc và điều trị viêm gan.
  4. Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Dược: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp luận nghiên cứu dược liệu theo định hướng tác dụng sinh học (Bioactivity-guided isolation) kết hợp thử nghiệm tế bào macrophage RAW 264.7.

Câu hỏi thường gặp

  1. Cây Ngấy hương có những nhóm hoạt chất chính nào mang lại tác dụng trị liệu? Nghiên cứu từ 4,0 kg bột khô cành lá Ngấy hương đã xác định sự hiện diện của 5 nhóm hợp chất lớn gồm triterpenoid, saponin, flavonoid, tanin và hợp chất khử. Trong đó, 9 hợp chất tinh khiết đã được phân lập với hàm lượng vượt trội của suavissimosid R1 (327,7 mg) và các acid phenolic có hoạt tính sinh học cao.

  2. Hoạt tính kháng viêm của cây Ngấy hương được chứng minh qua cơ chế nào? Tác dụng kháng viêm được khẳng định thông qua khả năng ức chế mạnh mẽ quá trình sản sinh gốc Nitric Oxide (NO) trên tế bào đại thực bào chuột RAW 264.7 bị kích thích bởi LPS. Phân đoạn cao dichloromethan thể hiện hiệu lực ức chế rõ rệt nhất với giá trị IC50 đo được là 31,17 ± 0,39 µg/mL.

  3. Phân đoạn chiết xuất nào của Ngấy hương có khả năng chống oxy hóa tốt nhất? Hai phân đoạn thể hiện hoạt tính quét gốc tự do DPPH mạnh nhất là phân đoạn n-butanol với IC50 đạt 18,25 ± 0,03 µg/mL và phân đoạn ethyl acetat với IC50 đạt 22,23 ± 0,28 µg/mL, cho thấy các hợp chất chống oxy hóa tập trung chủ yếu ở phân đoạn có độ phân cực trung bình và cao.

  4. Hợp chất tinh khiết nào có khả năng ngăn ngừa tổn thương màng tế bào do peroxy hóa lipid? Trong thử nghiệm định lượng nồng độ Malondialdehyde (MDA), hai hợp chất artoflavanocoumarin và acid gallic thể hiện khả năng ức chế peroxy hóa lipid vượt trội với giá trị IC50 lần lượt là 337,57 ± 13,77 µM và 348,46 ± 24,42 µM, giúp bảo vệ tính toàn vẹn của màng tế bào.

  5. Kinh nghiệm dân gian dùng Ngấy hương trị viêm gan có cơ sở khoa học không? Kết quả nghiên cứu hoàn toàn chứng minh tính đúng đắn của kinh nghiệm dân gian. Sự kết hợp giữa tác dụng kháng viêm ức chế NO (IC50 = 31,17 µg/mL) và hoạt tính chống oxy hóa mạnh của 9 hợp chất tự nhiên chính là cơ chế khoa học giúp bảo vệ tế bào gan và hỗ trợ điều trị viêm gan hiệu quả.

Kết luận

  • Đã xác định đầy đủ các đặc điểm hình thái thực vật, đặc điểm vi học bột thân và bột lá của cây Ngấy hương thu hái tại Thừa Thiên Huế.
  • Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 9 hợp chất tinh khiết từ 60 g cao ethyl acetat, trong đó có 8 hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong cây Ngấy hương.
  • Chứng minh phân đoạn cao dichloromethan có hoạt tính kháng viêm nổi bật với IC50 đạt 31,17 ± 0,39 µg/mL trên mô hình ức chế sản sinh NO tế bào RAW 264.7.
  • Xác định phân đoạn cao n-butanol (IC50 = 18,25 ± 0,03 µg/mL) và hợp chất acid gallic (IC50 = 19,22 ± 0,12 µM) có hoạt tính quét gốc tự do DPPH vượt trội.
  • Khẳng định khả năng ức chế peroxy hóa lipid MDA của acid gallic và artoflavanocoumarin, cung cấp luận cứ giải thích tác dụng bảo vệ gan trong y học cổ truyền.

Trong giai đoạn 12 đến 24 tháng tới, việc triển khai các thử nghiệm tiền lâm sàng in vivo trên mô hình động vật tổn thương gan cấp và mạn tính là bước đi chiến lược tiếp theo. Các tổ chức nghiên cứu và doanh nghiệp dược phẩm quan tâm phát triển dòng sản phẩm bảo vệ gan từ cây Ngấy hương có thể liên hệ Bộ môn Dược liệu, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh để cùng hợp tác chuyển giao công nghệ và phát triển thương mại hóa nguồn dược liệu quý này.