Tổng quan luận án

Công trình luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Hồ Văn Ban với đề tài "Nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của hai loài Amesiodendron chinense (Sapindaceae) và Baccaurea sylvestris (Phyllanthaceae)" được thực hiện tại Viện Hóa sinh biển thuộc Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Quốc Vượng và TS. Nguyễn Lê Tuấn (bảo vệ năm 2023, chuyên ngành Hóa hữu cơ, mã số: 944 01 14).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Theo số liệu thống kê từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 2018, số ca tử vong do bệnh ung thư trên toàn cầu ước tính đạt gần 9,6 triệu người. Tại Việt Nam, mỗi năm ghi nhận khoảng 165.000 ca mắc mới và trung bình 115.000 ca tử vong vì ung thư. Mặc dù các liệu pháp điều trị hiện đại liên tục được phát triển, việc sử dụng các loại thuốc tổng hợp hóa học thường đi kèm nhiều tác dụng phụ bất lợi. Do đó, định hướng tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính kháng ung thư từ nguồn thực vật tự nhiên nhằm tạo tiền đề phát triển các dược phẩm an toàn, hiệu quả là một nhu cầu cấp thiết.

Việt Nam sở hữu hệ thực vật nhiệt đới gió mùa phong phú với khoảng gần 13.000 loài thực vật bậc cao, trong đó hơn 4.000 loài được dùng làm thuốc dân gian. Họ Bồ hòn (Sapindaceae) và họ Diệp hạ châu (Phyllanthaceae) là hai họ thực vật lớn chứa nhiều loài có hoạt tính sinh học giá trị. Chương trình hợp tác sàng lọc dịch chiết thực vật Việt - Pháp trước đó đã ghi nhận:

  • Dịch chiết ethyl acetate từ lá của loài Trường sâng (Amesiodendron chinense (Merr.) Hu) thể hiện khả năng ức chế 100% tế bào ung thư tuyến thượng thận SW13 ở nồng độ 1 µg/mL.
  • Dịch chiết ethyl acetate từ lá của loài Du moóc (Baccaurea sylvestris Lour.) ức chế 11,3% dòng tế bào ung thư biểu mô KB ở nồng độ 1 µg/mL và ức chế 100% dòng tế bào ung thư SW13 ở nồng độ 5 µg/mL.

Trước khi luận án được thực hiện, trên thế giới chỉ mới có một nghiên cứu công bố về thành phần acid béo (chủ yếu là 9-octadecenoic acid) trong dầu hạt của loài Amesiodendron chinense, chưa có nghiên cứu sâu về thành phần hóa học phân lập từ lá, hoa và hoạt tính gây độc tế bào. Đối với loài Baccaurea sylvestris, chưa từng có công trình khoa học nào công bố về thành phần hóa thực vật cũng như hoạt tính sinh học ở cả trong nước và quốc tế.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định 2 mục tiêu cụ thể:

  1. Xác định thành phần hóa học của loài Amesiodendron chinense (Merr.) Hu thuộc họ Bồ hòn (Sapindaceae) và loài Baccaurea sylvestris Lour. thuộc họ Diệp hạ châu (Phyllanthaceae).
  2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết phân đoạn và một số hợp chất sạch phân lập được.

Để đạt được mục tiêu, tác giả triển khai 4 nội dung nghiên cứu chính:

  1. Thu hái và định danh mẫu thực vật của 2 loài Amesiodendron chinense và Baccaurea sylvestris.
  2. Tiến hành chiết xuất và phân lập các hợp chất hóa học từ lá và hoa của loài A. chinense cũng như từ lá của loài B. sylvestris.
  3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và phổ khối lượng hiện đại.
  4. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các cao chiết và một số hợp chất phân lập trên 4 dòng tế bào ung thư người (KB, Hep-G2, LU, MCF-7).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Mẫu lá và hoa của loài Trường sâng (Amesiodendron chinense (Merr.) Hu, họ Sapindaceae) và mẫu lá của loài Du moóc (Baccaurea sylvestris Lour., họ Phyllanthaceae).
  • Phạm vi không gian và địa điểm thu mẫu:
    • Mẫu lá và hoa của A. chinense được thu hái tại bán đảo Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng vào tháng 3/2018 (cây có đường kính thân 52 cm, cao 14–15 m, tán rộng 22 m; tiêu bản ký hiệu PTH15032018 do TS. Đỗ Văn Hài thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật định danh và lưu giữ).
    • Mẫu lá của B. sylvestris được thu hái tại Trạm thực vật Kon Hà Nừng, xã Đak Smar, huyện Kbang, tỉnh Gia Lai vào tháng 3/2018 (tọa độ N: 14°10'815'', E: 108°39'180'', độ cao 715 m, chiều cao vút ngọn 25 m, chiều cao dưới cành 12 m; tiêu bản ký hiệu PTH24032018 do TS. Đỗ Văn Hài định danh và lưu giữ).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được hoàn thành và bảo vệ năm 2023, trong khuôn khổ đề tài thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, mã số VAST 04.04/18-19 do TS. Trịnh Thị Thanh Vân làm chủ nhiệm.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu về họ Bồ hòn (Sapindaceae) và chi Amesiodendron

Họ Bồ hòn có khoảng 138 chi và 1.858 loài. Chi Amesiodendron gồm 3 loài chính: A. chinense, A. integrifoliolatum và A. tienlinense. Tại Việt Nam có 2 loài là A. chinense (đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam năm 1996) và A. tienlinense (được Hà Minh Tâm và cộng sự ghi nhận bổ sung vào năm 2007).

Các công trình tổng quan về hóa học và hoạt tính của họ Sapindaceae được tác giả tổng hợp gồm:

  • Lớp chất Saponin: Từ vỏ loài Sapindus saponaria và S. mukorossi, các nghiên cứu năm 2001 đã phân lập 8 saponin (gồm các dẫn xuất hederagenin và oleanolic acid); Aiko Ito và cộng sự (2004) phân lập các nephelioside I–VI từ thân loài Nephelium maingayi; Huang và cộng sự phân lập sapinmusaponin F–J kiểu tirucallane từ S. mukorossi; Supradip Saha và cộng sự (2010) phân lập 16-hydroxyprotobassic acid, diploknema saponin MI–III từ D. mukorossi.
  • Lớp chất Flavonoid: Mahmoud và cộng sự (2001) phân lập afzelin 3-O-gallate từ Koelreuteria paniculata; Hong Mei Niu và cộng sự (2010), Teffo và cộng sự (2010), Lai Bin Zhang và cộng sự (2012), Akhtar Muhammad và cộng sự (2015), Ngabaza và cộng sự (2017) phân lập hàng loạt dẫn xuất prenylated flavonoid, nhóm dodoviscin A–J, viscosine, santin, ayanin, penduletin, kumatakenin từ các loài Dodonaea viscosa và Dodonaea angustifolia. Tại chi Litchi, các tác giả Nagendra Prasad (2009) cùng nhiều nhóm nghiên cứu đã phân lập catechin, epicatechin, proanthocyanidin B1, B2, B4, proanthocyanidin A1, A2, A6, litchitanin A1, A2 từ hạt và vỏ quả loài Litchi chinensis.
  • Lớp chất Glycosylflavonoid: Hoffmann và cộng sự (1992) phân lập schaftoside, vicenin-2, lucenin-2 từ Allophylus edulis; Cardoso và cộng sự (2013), Camila và cộng sự (2015) phân lập vitexin, isovitexin từ Serjania erecta; Yongmei Xue và cộng sự (2015) phân lập các quercetin và kaempferol glycoside từ Dimocarpus longan.
  • Lớp chất Lignan: Arisawa và cộng sự (1984) phân lập cleomiscosin A từ Matayba arborescens; Hemlata và cộng sự phân lập cleomiscosin C từ Dodonaea viscosa; Song và cộng sự (1994, 2007) phân lập koelreuterin-1, austrobailignan-1, austrobailignan-2, (+)-sesamin, hinokinin 7-O-β-D-glucopyranoside từ Koelreuteria henryi; Chávez và cộng sự (1997) phân lập cleomiscosin B từ Diatenopteryx sorbifolia; Zhongjun Ma và cộng sự phân lập lignan từ Eurycorymbus cavaleriei; Jiang và cộng sự phân lập isolariciresinol từ Litchi chinensis; Verena Spiegler (2020) phân lập cleomiscosin A, B, C, D từ Paullinia pinnata.
  • Hoạt tính sinh học họ Sapindaceae: Thể hiện hoạt tính chống oxy hóa (DPPH, ABTS, FRAP), kháng khuẩn (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa), kháng virus (CVB3, HSV-1 từ dịch chiết Litchi), độc tế bào ung thư (cleomiscosin A kháng tế bào P-388; austrobailignan-1 ức chế topoisomerase và phá hủy DNA ở tế bào ung thư phổi A549 và H1299; các proanthocyanidin ức chế tế bào ung thư vú MCF-7).

Các hướng nghiên cứu về họ Diệp hạ châu (Phyllanthaceae) và chi Baccaurea

Chi Baccaurea (Dâu da) có khoảng 168 loài (53 loài được ghi nhận chính thức), tại Việt Nam có 6 loài: B. annamensis, B. harmandii, B. henii, B. ramiflora, B. sylvestris và B. oxycarpa. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào:

  • Thành phần hóa học: Các phenolic đơn giản và dẫn xuất phenolic glycoside như 4'-O-(6-O-vanilloyl)-β-D-glucopyranosyl tachioside D, 6'-O-vanilloylisotachioside, aviculin từ thân và lá loài B. ramiflora; meroisoprenoid sapidolide A từ hạt B. sapida; picrotoxane sesquiterpene từ quả B. ramiflora (Zheng-Hong Pan và cộng sự, 2015); friedelin, 3β-friedelanol, β-sitosterol từ thân loài B. sapida.
  • Hoạt tính sinh học: Khả năng chống oxy hóa (Erwin và cộng sự, 2018 trên B. macrocarpa; các thử nghiệm DPPH trên B. courtallensis, B. macrophylla, B. racemosa, B. angulata); hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm thực vật (Helminthosporium oryzae, Colletotrichum gloeosporioides); giảm phù nề chống viêm ở chuột (cao chiết B. ramiflora và B. courtallensis); thử nghiệm độc tính tế bào ung thư HT-29, HeLa, HCT116 từ phân đoạn chiết của B. motleyana.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Tổng quan tài liệu cho thấy các nghiên cứu về chi Amesiodendron và Baccaurea trên thế giới còn phân tán và chưa toàn diện; các thử nghiệm chủ yếu dừng ở mức cao chiết thô. Hai đối tượng cụ thể là Amesiodendron chinense (chỉ có dữ liệu dầu béo hạt) và Baccaurea sylvestris (hoàn toàn chưa có nghiên cứu hóa học - hoạt tính) là khoảng trống khoa học rõ rệt mà luận án trực tiếp giải quyết.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và quy trình phân tích

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên (Natural Products Chemistry), kết hợp giữa các kỹ thuật tách chiết phân đoạn hóa thực vật, phương pháp tinh chế sắc ký hiện đại, các phương pháp phổ học cấu trúc (quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D, phổ khối lượng phân giải cao, hồng ngoại, tử ngoại) và mô hình thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro tế bào ung thư theo phương pháp định lượng.

Phương pháp chiết xuất và phân lập

  • Xử lý mẫu: Mẫu thực vật tươi (lá, hoa A. chinense; lá B. sylvestris) được chặt nhỏ, phơi khô trong bóng râm, nghiền mịn và ngâm chiết kiệt bằng dung môi methanol (MeOH) ở nhiệt độ phòng.
  • Chiết phân bố lỏng - lỏng: Cắn dịch chiết tổng MeOH được hòa vào nước và chiết phân bố lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần: n-hexane, dichloromethane ($\text{CH}_2\text{Cl}_2$) và ethyl acetate ($\text{EtOAc}$) để thu được các cắn chiết phân đoạn tương ứng.
  • Kỹ thuật sắc ký:
    • Sắc ký lớp mỏng (TLC): Bản mỏng tráng sẵn silica gel $60\text{F}_{254}$ (Merck, độ dày 0,2 mm), phát hiện chất dưới đèn tử ngoại ở bước sóng 254 nm, 365 nm và phun thuốc thử hiện màu dung dịch ceri (IV) sulfat trong acid $\text{H}_2\text{SO}_4$, sau đó sấy nóng.
    • Sắc ký cột pha thường (CC): Sử dụng chất hấp phụ silica gel cỡ hạt $60\text{F}_{254}$ (0,040–0,063 mm hoặc 0,063–0,200 mm).
    • Sắc ký cột pha đảo (RP-CC): Sử dụng chất hấp phụ silica gel pha đảo RP-18 ($\text{F}_{254}\text{S}$, cỡ hạt 30–50 µm).
    • Sắc ký lọc gel: Sử dụng chất hấp phụ Sephadex LH-20 (Merck) hoặc hạt nhựa hấp phụ xốp Dianion HP-20.
    • Hệ dung môi rửa giải: Sử dụng các hệ dung môi tinh khiết gồm n-hexane, $\text{CH}_2\text{Cl}_2$, $\text{EtOAc}$, $\text{MeOH}$, acetone và $\text{H}_2\text{O}$ với các tỷ lệ thể tích biến thiên phù hợp cho từng phân đoạn.

Phương pháp xác định cấu trúc hóa học

  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Đo phổ 1D ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, DEPT-90, DEPT-135) và phổ 2D (COSY, HSQC, HMBC, NOESY) trên các thiết bị phổ kế hiện đại (sử dụng các dung môi đo deuterat hóa gồm $\text{CDCl}_3$, $\text{CD}_3\text{OD}$, $\text{DMSO-}d_6$, $\text{acetone-}d_6$).
  • Phổ khối lượng phun mù điện tử phân giải cao (HR-ESI-MS) và phổ ESI-MS để xác định khối lượng phân tử chính xác và công thức phân tử.
  • Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) và phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis).
  • Phương pháp thủy phân acid: Dùng để cắt liên kết glycoside và xác định thành phần, cấu hình của các đơn vị đường trong các hợp chất glycoside.

Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro

  • Thử nghiệm trên 4 dòng tế bào ung thư người nuôi cấy in vitro:
    • KB: Tế bào ung thư biểu mô ở miệng (Human epidermoid carcinoma cells).
    • Hep-G2: Tế bào ung thư biểu mô gan (Human hepatoma cells).
    • LU / LU-1: Tế bào ung thư phổi ở người (Human lung cancer cells).
    • MCF-7: Tế bào ung thư biểu mô tuyến vú (Human breast adenocarcinoma cells).
  • Phương pháp nuôi cấy và thử nghiệm độc tính tế bào: Tế bào được nuôi cấy trong môi trường tiêu chuẩn, ủ với dịch chiết hoặc hợp chất thử nghiệm ở các nồng độ khác nhau. Hoạt tính được đánh giá thông qua giá trị phần trăm ức chế (%) và xác định giá trị nồng độ ức chế tối đa 50% sinh trưởng tế bào ($\text{IC}_{50}$, đơn vị µg/mL).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa các tài liệu khoa học về đặc điểm thực vật học, phân loại, vùng phân bố, kinh nghiệm sử dụng dân gian, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thuộc họ Bồ hòn (Sapindaceae), chi Amesiodendron, họ Diệp hạ châu (Phyllanthaceae) và chi Baccaurea.

Các nội dung điểm luận cho thấy hai họ thực vật này là nguồn cung cấp dồi dào các hoạt chất thiên nhiên thuộc các khung cấu trúc saponin triterpenoid, flavonoid monomer, proanthocyanidin oligomer, lignan, coumarinolignan, phenolic glycoside và sesquiterpenoid. Đa số các hợp chất này có hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, bảo vệ gan và kháng tế bào ung thư. Trên cơ sở tổng thuật tình hình nghiên cứu của 2 loài A. chinense và B. sylvestris, tác giả khẳng định việc triển khai đề tài luận án có ý nghĩa khoa học và thực tiễn nhằm khai thác nguồn dược liệu chưa được nghiên cứu tại Việt Nam.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu - Thực nghiệm

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc mẫu vật, trang thiết bị, hóa chất, quy trình thực nghiệm chiết xuất, phân lập và thông số phổ của các hợp chất:

  1. Thu hái mẫu: Định danh thực vật và quy cách thu nhận lá, hoa A. chinense tại Sơn Trà (Đà Nẵng) và lá B. sylvestris tại Kon Hà Nừng (Gia Lai).
  2. Quy trình chiết tách: Thiết lập sơ đồ chiết ngấm kiệt MeOH và phân đoạn lỏng - lỏng với n-hexane, $\text{CH}_2\text{Cl}_2$ và $\text{EtOAc}$.
  3. Phân lập sắc ký: Kết hợp sắc ký cột pha thuận (Silica gel), pha đảo (RP-18) và rây phân tử (Sephadex LH-20, Dianion HP-20).
  4. Số liệu phổ và tính chất vật lý: Báo cáo đầy đủ độ quay cực, điểm nóng chảy, dải hấp thụ FT-IR, UV-Vis, pic phân mảnh phổ khối HR-ESI-MS và bảng số liệu dịch chuyển hóa học ($\delta$, ppm), hằng số tương tác ($J$, Hz) trên phổ $^1\text{H}$-NMR và $^{13}\text{C}$-NMR cho 25 hợp chất được làm sạch từ 2 loài thực vật.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ kết quả thực nghiệm về xác định cấu trúc hóa học của 25 hợp chất và kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào trên 4 dòng tế bào ung thư.

1. Thành phần hóa học phân lập từ lá loài Amesiodendron chinense

Từ phân đoạn chiết lá A. chinense, tác giả đã phân lập và xác định cấu trúc của 12 hợp chất (ký hiệu từ AC1 đến AC12), bao gồm:

  • AC1 (Amesiflavone A): Hợp chất mới thuộc nhóm flavonoid.
  • AC2 (Amesiflavone B): Hợp chất mới thuộc nhóm flavonoid-C-glycoside có phần đường 6-C-β-6-deoxygulopyranosyl.
  • AC3 (Amesiflavone C): Hợp chất mới thuộc nhóm flavonoid-C-glycoside có cấu trúc đường đặc biệt 6-C-β-6-deoxy-ribo-hexos-3-ulopyranosyl.
  • AC4: (+)-Aptosimon (lignan kiểu furofuran).
  • AC5: (+)-Isolariciresinol (lignan kiểu cyclolignan).
  • AC6: (-)-Cleomiscosin A (coumarinolignan).
  • AC7: (-)-Cleomiscosin C (coumarinolignan).
  • AC8: β-Sitosterol (steroid).
  • AC9: Daucosterol (β-sitosterol 3-O-β-D-glucopyranoside).
  • AC10: 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyde (vanilin).
  • AC11: Protocatechuic acid methyl ester.
  • AC12: Protocatechuic acid.

2. Thành phần hóa học phân lập từ hoa loài Amesiodendron chinense

Từ phân đoạn chiết hoa A. chinense, tác giả đã phân lập được 7 hợp chất (ký hiệu AC13 đến AC18 và tái phân lập hợp chất mới AC3):

  • AC13: Astragalin (kaempferol 3-O-β-D-glucopyranoside).
  • AC14: Kaempferide 3-O-β-D-glucopyranoside.
  • AC15: Quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside (quercetin 3-O-β-D-glucoside).
  • AC16: (-)-Epicatechin (flavan-3-ol).
  • AC17: (-)-Catechin (flavan-3-ol).
  • AC18: 3'-Methoxyluteolin (chrysoeriol).
  • AC3: Amesiflavone C (hợp chất mới cũng được tìm thấy trong hoa).

3. Thành phần hóa học phân lập từ lá loài Baccaurea sylvestris

Từ phân đoạn chiết lá B. sylvestris, tác giả đã phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc của 7 hợp chất (ký hiệu từ BS1 đến BS7):

  • BS1: Friedelin (triterpenoid khung friedelane).
  • BS2: 3β-Friedelanol (triterpenoid khung friedelane).
  • BS3: Stigmast-4-en-3-one (steroid).
  • BS4: (-)-Epiafzelechin (flavan-3-ol).
  • BS5: 4-Hydroxybenzaldehyde (dẫn xuất phenolic).
  • BS6: 4-Hydroxybenzoic acid (dẫn xuất phenolic).
  • BS7: 3,4,5-Trimethoxyphenol-1-O-β-D-glucopyranoside (phenolic glycoside).

Bảng tổng hợp danh mục 25 hợp chất phân lập từ 2 loài nghiên cứu:

Ký hiệu Tên hợp chất Phân loại hóa học Nguồn gốc phân lập Tình trạng cấu trúc
AC1 Amesiflavone A Flavonoid Lá A. chinense Hợp chất mới
AC2 Amesiflavone B Flavonoid-C-glycoside Lá A. chinense Hợp chất mới
AC3 Amesiflavone C Flavonoid-C-glycoside Lá và hoa A. chinense Hợp chất mới
AC4 (+)-Aptosimon Lignan (furofuran) Lá A. chinense Đã biết
AC5 (+)-Isolariciresinol Lignan (aryltetralin) Lá A. chinense Đã biết
AC6 (-)-Cleomiscosin A Coumarinolignan Lá A. chinense Đã biết
AC7 (-)-Cleomiscosin C Coumarinolignan Lá A. chinense Đã biết
AC8 β-Sitosterol Steroid Lá A. chinense Đã biết
AC9 Daucosterol Steroid glycoside Lá A. chinense Đã biết
AC10 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyde Dẫn xuất Benzoic Lá A. chinense Đã biết
AC11 Protocatechuic acid methyl ester Dẫn xuất Benzoic Lá A. chinense Đã biết
AC12 Protocatechuic acid Dẫn xuất Benzoic Lá A. chinense Đã biết
AC13 Astragalin Flavonol glycoside Hoa A. chinense Đã biết
AC14 Kaempferide 3-O-β-D-glucopyranoside Flavonol glycoside Hoa A. chinense Đã biết
AC15 Quercetin 3-O-β-D-glucopyranoside Flavonol glycoside Hoa A. chinense Đã biết
AC16 (-)-Epicatechin Flavan-3-ol Hoa A. chinense Đã biết
AC17 (-)-Catechin Flavan-3-ol Hoa A. chinense Đã biết
AC18 3'-Methoxyluteolin (Chrysoeriol) Flavone Hoa A. chinense Đã biết
BS1 Friedelin Triterpene Lá B. sylvestris Đã biết
BS2 3β-Friedelanol Triterpene Lá B. sylvestris Đã biết
BS3 Stigmast-4-en-3-one Steroid Lá B. sylvestris Đã biết
BS4 (-)-Epiafzelechin Flavan-3-ol Lá B. sylvestris Đã biết
BS5 4-Hydroxybenzaldehyde Dẫn xuất Benzoic Lá B. sylvestris Đã biết
BS6 4-Hydroxybenzoic acid Dẫn xuất Benzoic Lá B. sylvestris Đã biết
BS7 3,4,5-Trimethoxyphenol-1-O-β-D-glucopyranoside Phenolic glycoside Lá B. sylvestris Đã biết

4. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào

Tác giả tiến hành thử nghiệm hoạt tính sinh học của các cao chiết phân đoạn (n-hexane, $\text{CH}_2\text{Cl}_2$, $\text{EtOAc}$) từ hai loài và 7 hợp chất sạch chọn lọc từ loài A. chinense trên 4 dòng tế bào ung thư gồm KB (biểu mô miệng), Hep-G2 (ung thư gan), LU (ung thư phổi) và MCF-7 (ung thư vú). Kết quả ghi nhận mức độ gây độc tế bào và khả năng ức chế sinh trưởng khác nhau giữa các phân đoạn cao chiết và giữa các hợp chất phân lập.


Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  1. Luận án là công trình khoa học đầu tiên nghiên cứu toàn diện và có hệ thống về thành phần hóa thực vật của lá và hoa loài Trường sâng (Amesiodendron chinense (Merr.) Hu) cũng như lá loài Du moóc (Baccaurea sylvestris Lour.).
  2. Từ hai loài thực vật nghiên cứu, tác giả đã phân lập và xác định cấu trúc của 25 hợp chất hữu cơ sạch, thuộc nhiều nhóm chất hóa học khác nhau (flavonoid, flavonoid-C-glycoside, lignan, coumarinolignan, triterpenoid, steroid, phenolic glycoside).
  3. Đã phát hiện và làm sáng tỏ cấu trúc của 3 hợp chất mới lần đầu tiên được tìm thấy trong tự nhiên, gồm:
    • Amesiflavone A (AC1)
    • Amesiflavone B (AC2)
    • Amesiflavone C (AC3)
  4. Bổ sung bộ dữ liệu quang phổ chi tiết ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY, HR-ESI-MS, FT-IR, UV-Vis) của các chất phân lập vào cơ sở dữ liệu hóa học hợp chất tự nhiên của chi Amesiodendron (họ Sapindaceae) và chi Baccaurea (họ Phyllanthaceae).

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các phân đoạn cao chiết và 7 hợp chất sạch đối với 4 dòng tế bào ung thư người (KB, Hep-G2, LU, MCF-7).
  2. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học khẳng định giá trị dược học của hai loài thực vật bản địa Việt Nam, mở ra định hướng khai thác các hoạt chất tự nhiên phục vụ nghiên cứu phát triển các chế phẩm hỗ trợ điều trị bệnh.

Kiến nghị và đề xuất của luận án

  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế phân tử tác động gây độc tế bào của các hợp chất mới amesiflavone A, B, C và các hợp chất lignan có hoạt tính.
  • Mở rộng nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học trên các bộ phận khác (vỏ thân, rễ, quả) của hai loài Amesiodendron chinense và Baccaurea sylvestris.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Các thử nghiệm hoạt tính sinh học trong luận án mới thực hiện ở quy mô in vitro trên mô hình nuôi cấy tế bào ung thư đơn lớp, chưa tiến hành thử nghiệm trên mô hình động vật sống (in vivo).
  • Do hàm lượng phân lập trong mẫu tự nhiên bị hạn chế, phép thử độc tính tế bào mới chỉ được tiến hành trên 7 hợp chất sạch chọn lọc từ loài Amesiodendron chinense, chưa thực hiện được đầy đủ trên toàn bộ 25 hợp chất đã phân lập.
  • Chưa khảo sát toàn diện các hoạt tính sinh học tiềm năng khác của các hợp chất phân lập từ loài Baccaurea sylvestris.

Hướng nghiên cứu tiếp

  1. Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào mở rộng và đánh giá cơ chế phân tử (gây chết theo chương trình apoptosis, ức chế chu kỳ tế bào) của các hợp chất mới amesiflavone A–C.
  2. Tiến hành thử nghiệm độc tính cấp và hoạt tính in vivo trên mô hình động vật thực nghiệm khi thu nhận đủ lượng mẫu chất.
  3. Nghiên cứu bán tổng hợp hoặc biến đổi hóa học trên khung cấu trúc các hợp chất phân lập được nhằm tối ưu hóa hoạt tính sinh học.
  4. Đánh giá thêm các hoạt tính sinh học khác như kháng viêm, kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa đối với các triterpenoid và phenolic từ loài Baccaurea sylvestris.

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị khoa học và tư liệu chuyên ngành đối với nhiều đối tượng nghiên cứu:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa học hữu cơ, Hóa dược, Hóa hợp chất thiên nhiên: Luận án là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình chiết xuất phân đoạn, phương pháp kết hợp các kỹ thuật sắc ký cột pha thuận, pha đảo, rây phân tử để phân lập các hợp chất có độ phân cực gần nhau; đặc biệt là kỹ thuật phân tích, giải phổ NMR 2 chiều (HMBC, HSQC, COSY, NOESY) và HR-ESI-MS để xác định cấu trúc các phân tử phức tạp như flavonoid-C-glycoside và coumarinolignan.
  • Đối với các nhà nghiên cứu Thực vật dược và Dược liệu học: Cung cấp dẫn liệu hóa phân loại học (chemotaxonomy) quan trọng cho chi Amesiodendron (họ Sapindaceae) và chi Baccaurea (họ Phyllanthaceae) phân bố tại miền Trung và Tây Nguyên, Việt Nam.
  • Đối với các đơn vị nghiên cứu và phát triển dược phẩm: Bổ sung dữ liệu về các hợp chất tự nhiên có khả năng ức chế sinh trưởng các dòng tế bào ung thư người phục vụ định hướng sàng lọc thuốc mới.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã phát hiện ra bao nhiêu hợp chất mới và đó là những hợp chất nào?

Luận án đã phát hiện và xác định cấu trúc của 3 hợp chất mới lần đầu tiên được ghi nhận trong tự nhiên, gồm:

  • Amesiflavone A (AC1): Phân lập từ lá loài Amesiodendron chinense.
  • Amesiflavone B (AC2): Dẫn xuất flavonoid-C-glycoside, phân lập từ lá loài Amesiodendron chinense.
  • Amesiflavone C (AC3): Dẫn xuất flavonoid-C-glycoside chứa đơn vị đường 6-C-β-6-deoxy-ribo-hexos-3-ulopyranosyl, phân lập được từ cả lá và hoa của loài Amesiodendron chinense.

2. Tổng cộng có bao nhiêu hợp chất được phân lập từ hai loài thực vật trong luận án?

Tổng cộng có 25 hợp chất được phân lập và xác định cấu trúc:

  • 18 hợp chất từ loài Amesiodendron chinense (12 hợp chất từ lá: AC1–AC12; 6 hợp chất từ hoa: AC13–AC18, trong đó hợp chất mới AC3 có mặt ở cả lá và hoa).
  • 7 hợp chất từ lá loài Baccaurea sylvestris (BS1–BS7).

3. Mẫu thực vật của hai loài nghiên cứu được thu hái ở đâu và do ai định danh?

  • Loài Amesiodendron chinense được thu hái tại bán đảo Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng (tháng 3/2018), mẫu tiêu bản ký hiệu PTH15032018.
  • Loài Baccaurea sylvestris được thu hái tại Trạm thực vật Kon Hà Nừng, xã Đak Smar, huyện Kbang, tỉnh Gia Lai (tháng 3/2018, độ cao 715 m), mẫu tiêu bản ký hiệu PTH24032018.
  • Cả hai mẫu tiêu bản đều do TS. Đỗ Văn Hài thuộc Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) giám định tên khoa học và lưu giữ.

4. Hoạt tính gây độc tế bào được khảo sát trên những dòng tế bào ung thư nào?

Hoạt tính gây độc tế bào in vitro được đánh giá trên 4 dòng tế bào ung thư người nuôi cấy, bao gồm:

  1. Dòng KB: Ung thư biểu mô ở miệng (Human epidermoid carcinoma cells).
  2. Dòng Hep-G2: Ung thư biểu mô gan (Human hepatoma cells).
  3. Dòng LU: Ung thư phổi ở người (Human lung cancer cells).
  4. Dòng MCF-7: Ung thư biểu mô tuyến vú (Human breast adenocarcinoma cells).

5. Những phương pháp hóa lý chính nào được sử dụng để phân lập và xác định cấu trúc hóa học?

  • Phương pháp phân lập: Chiết ngâm phân đoạn với dung môi có độ phân cực tăng dần (n-hexane, $\text{CH}_2\text{Cl}2$, $\text{EtOAc}$, $\text{MeOH}$); sắc ký lớp mỏng (TLC); sắc ký cột pha thuận (Silica gel $60\text{F}{254}$); sắc ký cột pha đảo (RP-18); sắc ký lọc gel (Sephadex LH-20, Dianion HP-20).
  • Phương pháp xác định cấu trúc: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, NOESY); phổ khối lượng phun mù điện tử phân giải cao (HR-ESI-MS) và ESI-MS; phổ FT-IR; phổ UV-Vis; phương pháp thủy phân acid xác định gốc đường.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Hồ Văn Ban là công trình nghiên cứu toàn diện và có hệ thống đầu tiên về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài thực vật Amesiodendron chinense (họ Sapindaceae) và Baccaurea sylvestris (họ Phyllanthaceae). Tác giả đã phân lập và xác định cấu trúc của 25 hợp chất hữu cơ sạch, trong đó phát hiện 3 hợp chất mới là amesiflavone A, amesiflavone B và amesiflavone C từ loài A. chinense. Kết quả thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro trên 4 dòng tế bào ung thư người (KB, Hep-G2, LU, MCF-7) cung cấp dẫn liệu khoa học giá trị, đóng góp vào kho tàng hóa thực vật học và định hướng khai thác nguồn dược liệu tự nhiên của Việt Nam.