Luận án nghiên cứu hóa học và hoạt tính hai loài hải miên ở vùng biển Trung Bộ

Luận án tiến sĩ hóa học phân tích nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực nghiệm,

• Tác giả: Dương Thị Dung
• Người hướng dẫn: PGS. Phan Văn Kiệm
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học và Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào của Hải Miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về hải miên
• 1.2. Tổng quan về hải miên thuộc giống Rhabdastrella
• 1.2.1. Giới thiệu vài nét về hải miên thuộc giống Rhabdastrella
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về hải miên giống Rhabdastrella trên thế giới
• 1.2.3. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống Rhabdastrella
• 1.2.4. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất isomalabaricane phân lập từ hải miên giống Rhabdastrella
• 1.2.5. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của hải miên giống Rhabdastrella
• 1.3. Tổng quan về hải miên thuộc giống Xestospongia
• 1.3.1. Giới thiệu chung về hải miên thuộc giống Xestospongia
• 1.3.2. Tình hình nghiên cứu về hải miên thuộc giống Xestospongia trên thế giới
• 1.3.3. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống Xestospongia
• 1.3.4. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất macrocyclic bis- quinolizidine alkaloid phân lập từ hải miên giống Xestospongia
• 1.3.5. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các hợp chất alkaloid phân lập từ hải miên thuộc giống Xestospongia
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.1. Loài hải miên Rhabdastrella providentiae
• 2.1.2. Loài hải miên Xestospongia muta
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp phân lập các hợp chất
• 2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất
• 2.2.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.2.3.1. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư
• 2.2.3.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng viêm
• 2.2.3.3. Phương pháp đánh giá cơ chế chống ung thư
• 2.3. Phân lập các hợp chất
• 2.3.1. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên Rhabdastrella providentiae
• 2.3.2. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên Xestospongia muta
• 2.4. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập được
• 2.4.1. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ loài hải miên Rhabdastrella providentiae
• 2.4.1.1. Hợp chất RP1: rhabdastrellin G (hợp chất mới)
• 2.4.1.2. Hợp chất RP2: rhabdastrellin H (hợp chất mới)
• 2.4.1.3. Hợp chất RP3: rhabdastrellin I (hợp chất mới)
• 2.4.1.4. Hợp chất RP4: rhabdastrellin J (hợp chất mới)
• 2.4.1.5. Hợp chất RP5: rhabdastrellin K (hợp chất mới)
• 2.4.1.6. Hợp chất RP6: rhabdaprovidine A (hợp chất mới)
• 2.4.1.7. Hợp chất RP7: rhabdaprovidine B (hợp chất mới)
• 2.4.1.8. Hợp chất RP8: rhabdaprovidine C (hợp chất mới)
• 2.4.1.9. Hợp chất RP9: rhabdaprovidine D (hợp chất mới)
• 2.4.1.10. Hợp chất RP10: rhabdaprovidine E (hợp chất mới)
• 2.4.1.11. Hợp chất RP11: rhabdaprovidine F (hợp chất mới)
• 2.4.1.12. Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất mới)
• 2.4.1.13. Hợp chất RP13: jaspolide C
• 2.4.1.14. Hợp chất RP14: globostelletin C
• 2.4.1.15. Hợp chất RP15: globostelletin D
• 2.4.1.16. Hợp chất RP16: jaspiferin A
• 2.4.1.17. Hợp chất RP17: mollisolactone A
• 2.4.1.18. Hợp chất RP18: gibepyrone F
• 2.4.2. Thông số vật lý và dữ kiện phổ của các hợp chất phân lập từ loài hải miên Xestospongia muta
• 2.4.2.1. Hợp chất XM1: araguspongine C
• 2.4.2.2. Hợp chất XM2: meso- araguspongine C (hợp chất mới)
• 2.4.2.3. Hợp chất XM3: araguspongine N
• 2.4.2.4. Hợp chất XM4: araguspongine O
• 2.4.2.5. Hợp chất XM5: araguspongine P
• 2.4.2.6. Hợp chất XM6: araguspongine A
• 2.4.2.7. Hợp chất XM7: araguspongine E
• 2.4.2.8. Hợp chất XM8: araguspongine L
• 2.4.2.9. Hợp chất XM9: petrosin
• 2.4.2.10. Hợp chất XM10: petrosin A
• 2.4.2.11. Hợp chất XM11: aragupetrosine A
• 2.5. Kết quả thử hoạt tính của các hợp chất phân lập được
• 2.5.1. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập từ loài Rhabdastrella providentiae
• 2.5.2. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập từ loài Xestospongia muta
• 2.5.3. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài Rhabdastrella providentiae
• 2.5.4. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài Xestospongia muta
• 3. CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ
• 3.1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ loài R. providentiae
• 3.1.1. Hợp chất RP1: rhabdastrellin G (hợp chất mới)
• 3.1.2. Hợp chất RP2: rhabdastrellin H (hợp chất mới)
• 3.1.3. Hợp chất RP3: rhabdastrellin I (hợp chất mới)
• 3.1.4. Hợp chất RP4: rhabdastrellin J (hợp chất mới)
• 3.1.5. Hợp chất RP5: rhabdastrellin K (hợp chất mới)
• 3.1.6. Hợp chất RP6: rhabdaprovidine A (hợp chất mới)
• 3.1.7. Hợp chất RP7: rhabdaprovidine B (hợp chất mới)
• 3.1.8. Hợp chất RP8: rhabdaprovidine C (hợp chất mới)
• 3.1.9. Hợp chất RP9: rhabdaprovidine D (hợp chất mới)
• 3.1.10. Hợp chất RP10: rhabdaprovidine E (hợp chất mới)
• 3.1.11. Hợp chất RP11: rhabdaprovidine F (hợp chất mới)
• 3.1.12. Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất mới)
• 3.1.13. Hợp chất RP13: jaspolide C
• 3.1.14. Hợp chất RP14: globostelletin C
• 3.1.15. Hợp chất RP15: globostelletin D
• 3.1.16. Hợp chất RP16: jaspiferin A
• 3.1.17. Hợp chất RP17: mollisolactone A
• 3.1.18. Hợp chất RP18: gibepyrone F
• 3.1.19. Tổng hợp các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae RP1-RP18
• 3.2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ loài X. muta
• 3.2.1. Hợp chất XM1: araguspongine C
• 3.2.2. Hợp chất XM2: meso-araguspongine C (hợp chất mới)
• 3.2.3. Hợp chất XM3: araguspongine N
• 3.2.4. Hợp chất XM4: araguspongine O
• 3.2.5. Hợp chất XM5: araguspongine P
• 3.2.6. Hợp chất XM6: araguspongine A
• 3.2.7. Hợp chất XM7: araguspongine E
• 3.2.8. Hợp chất XM8: araguspongine L
• 3.2.9. Hợp chất XM9: petrosin
• 3.2.10. Hợp chất XM10: petrosin A
• 3.2.11. Hợp chất XM11: aragupetrosine A
• 3.2.12. Tổng hợp các hợp chất phân lập được từ loài X. muta XM1 - XM11
• 3.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được
• 3.3.1. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae
• 3.3.2. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta
• 3.3.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae
• 3.3.4. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Hải Miên Biển

Biển và đại dương, chiếm 71% diện tích bề mặt Trái Đất, là một kho tàng đa dạng sinh học với vô số loài sinh vật biển. Trong số đó, hải miên biển nổi lên như một nguồn tài nguyên phong phú về hợp chất tự nhiên từ biển. Các hợp chất có hoạt tính sinh học đặc biệt này đang ngày càng thu hút sự quan tâm của giới khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực nghiên cứu dược lý và phát triển thuốc. Nhiều loại thuốc có nguồn gốc từ sinh vật biển đã được đưa vào thị trường, chứng minh tiềm năng to lớn của dược phẩm biển. Việt Nam, với bờ biển dài và hệ sinh thái biển đa dạng, có tiềm năng lớn để khám phá và khai thác nguồn tài nguyên này một cách bền vững.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Hải Miên và Tiềm Năng Dược Liệu

Hải miên biển là một nhóm động vật không xương sống đa bào, sống cố định dưới đáy biển. Chúng có khả năng tổng hợp nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng, bao gồm các chất gây độc tế bào, kháng viêm, và kháng khuẩn. Các nghiên cứu dược lý đã chứng minh tiềm năng của hợp chất tự nhiên từ biển trong việc điều trị nhiều bệnh, bao gồm cả ung thư. Việc khám phá thuốc từ hải miên biển đang mở ra những hướng đi mới trong y học hiện đại.

1.2. Đa Dạng Sinh Học Biển Việt Nam Cơ Hội Khám Phá Dược Phẩm

Việt Nam sở hữu một hệ sinh thái biển phong phú với khoảng 12.000 loài sinh vật biển, bao gồm nhiều loài hải miên biển. Các nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài này còn rất hạn chế. Việc khai thác tài nguyên biển một cách bền vững, kết hợp với các nghiên cứu dược lý, có thể mang lại những khám phá quan trọng trong lĩnh vực dược phẩm biển và góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Độc Tính Tế Bào Hải Miên Biển

Mặc dù hải miên biển là một nguồn tiềm năng cho hợp chất có hoạt tính sinh học, việc nghiên cứu và phát triển dược phẩm biển từ chúng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là độc tính tế bào của một số hợp chất tự nhiên từ biển. Việc xác định và giảm thiểu tác dụng phụ của các hợp chất mới là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong ứng dụng điều trị. Ngoài ra, việc bảo tồn biển và khai thác tài nguyên biển một cách bền vững cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét.

2.1. Đánh Giá Độc Tính Tế Bào Phương Pháp và Thách Thức

Đánh giá độc tính của các hợp chất tự nhiên từ biển là một bước quan trọng trong quá trình khám phá thuốc. Các phương pháp đánh giá độc tính in vitro, như nuôi cấy tế bào và xác định IC50, được sử dụng để đánh giá độc tính tế bào của các hợp chất mới. Tuy nhiên, việc chuyển đổi kết quả đánh giá độc tính từ in vitro sang in vivo vẫn là một thách thức lớn.

2.2. Cơ Chế Gây Độc Tế Bào Nghiên Cứu Sâu Về Tác Động

Hiểu rõ cơ chế gây độc tế bào của các hợp chất tự nhiên từ biển là rất quan trọng để phát triển các ứng dụng điều trị an toàn và hiệu quả. Các nghiên cứu tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng cần được thực hiện để đánh giá tác dụng phụ và hiệu quả của các hợp chất mới. Việc phân tích lợi ích và đánh giá rủi ro là cần thiết để đảm bảo rằng lợi ích của việc sử dụng dược phẩm biển vượt trội hơn những rủi ro tiềm ẩn.

III. Phân Lập và Xác Định Cấu Trúc Hóa Học Hải Miên Biển

Quá trình phân lập hợp chất và xác định cấu trúc hóa học từ hải miên biển là một bước quan trọng trong việc khám phá hợp chất có hoạt tính sinh học. Các kỹ thuật sắc ký, phổ khối, và NMR được sử dụng để phân tích thành phần hóa học và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất mới. Việc xác định cấu trúc độc đáo của các hợp chất tự nhiên từ biển có thể mở ra những hướng đi mới trong phát triển thuốc.

3.1. Phương Pháp Sắc Ký Tách Chiết Hợp Chất Hiệu Quả

Sắc ký là một kỹ thuật quan trọng trong việc phân lập hợp chất từ hải miên biển. Các phương pháp sắc ký khác nhau, như sắc ký lớp mỏng và sắc ký lỏng hiệu năng cao, được sử dụng để tách chiết và tinh chế các hợp chất tự nhiên từ biển dựa trên tính chất vật lý và hóa học của chúng.

3.2. Phổ Khối và NMR Giải Mã Cấu Trúc Phân Tử

Phổ khối và NMR là các kỹ thuật mạnh mẽ để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất mới. Phổ khối cung cấp thông tin về khối lượng phân tử và thành phần nguyên tố, trong khi NMR cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử và các liên kết hóa học. Kết hợp các kỹ thuật này cho phép các nhà khoa học giải mã cấu trúc phân tử của các hợp chất tự nhiên từ biển một cách chính xác.

3.3. Nghiên Cứu Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta

Nghiên cứu tập trung vào việc phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất từ hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta. Đây là hai loài hải miên được thu thập từ vùng biển Trung Bộ Việt Nam. Mục tiêu là tìm kiếm các hợp chất mới có cấu trúc độc đáo và hoạt tính sinh học tiềm năng.

IV. Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào của Rhabdastrella và Xestospongia

Nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta là một phần quan trọng của luận án. Các hợp chất có hoạt tính sinh học được đánh giá trên nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau để xác định tiềm năng dược liệu của chúng. Kết quả đánh giá độc tính có thể cung cấp thông tin quan trọng cho việc phát triển thuốc chống ung thư.

4.1. Đánh Giá Hoạt Tính Trên Các Dòng Tế Bào Ung Thư

Các hợp chất phân lập được thử nghiệm trên nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau, bao gồm tế bào ung thư phổi, tế bào ung thư vú, và tế bào ung thư gan. Việc sử dụng nhiều dòng tế bào ung thư giúp xác định hoạt tính gây độc tế bào phổ rộng của các hợp chất mới.

4.2. Xác Định IC50 Định Lượng Khả Năng Gây Độc Tế Bào

IC50 là một chỉ số quan trọng để định lượng khả năng gây độc tế bào của một hợp chất. IC50 là nồng độ của hợp chất cần thiết để ức chế 50% sự phát triển của tế bào ung thư. Các hợp chất có IC50 thấp được coi là có hoạt tính gây độc tế bào mạnh hơn.

4.3. So Sánh Hoạt Tính Giữa Hai Loài Hải Miên

Nghiên cứu so sánh hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta. Mục tiêu là xác định loài nào có tiềm năng dược liệu lớn hơn và các hợp chất nào có hoạt tính sinh học tiềm năng nhất.

V. Ứng Dụng Y Học và Tiềm Năng Phát Triển Thuốc Mới

Các hợp chất có hoạt tính sinh học được phân lập từ hải miên biển có ứng dụng y học tiềm năng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm điều trị ung thư, kháng viêm, và kháng khuẩn. Việc phát triển thuốc từ hợp chất tự nhiên từ biển có thể mang lại những phương pháp điều trị mới và hiệu quả hơn cho nhiều bệnh tật. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng để đánh giá an toàn và hiệu quả của các hợp chất mới.

5.1. Tiềm Năng Điều Trị Ung Thư Hướng Đi Mới

Nhiều hợp chất phân lập từ hải miên biển đã chứng minh hoạt tính gây độc tế bào mạnh mẽ trên các dòng tế bào ung thư. Các hợp chất này có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc chống ung thư mới, đặc biệt là các loại thuốc nhắm mục tiêu vào các tế bào ung thư một cách chọn lọc.

5.2. Kháng Viêm và Kháng Khuẩn Giải Pháp Tự Nhiên

Một số hợp chất phân lập từ hải miên biển cũng có hoạt tính kháng viêm và kháng khuẩn. Các hợp chất này có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc chống viêm và kháng khuẩn tự nhiên, giúp giảm thiểu tác dụng phụ của các loại thuốc tổng hợp.

5.3. Nghiên Cứu Tiền Lâm Sàng và Thử Nghiệm Lâm Sàng

Để đưa các hợp chất phân lập từ hải miên biển vào ứng dụng điều trị, cần có thêm nhiều nghiên cứu tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng. Các nghiên cứu này sẽ giúp đánh giá an toàn, hiệu quả, và cơ chế tác động của các hợp chất mới.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Dược Liệu Biển

Nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta đã mang lại những kết quả quan trọng, góp phần vào việc khám phá tiềm năng dược liệu của hải miên biển. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các hợp chất tự nhiên từ biển có thể mang lại những đột phá trong lĩnh vực y học và góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành dược phẩm biển.

6.1. Tổng Kết Các Hợp Chất Mới và Hoạt Tính Tiềm Năng

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của nhiều hợp chất mới từ Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta. Một số hợp chất này đã chứng minh hoạt tính gây độc tế bào mạnh mẽ trên các dòng tế bào ung thư, cho thấy tiềm năng dược liệu lớn.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Cơ Chế và Ứng Dụng

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc khám phá cơ chế tác động của các hợp chất có hoạt tính sinh học, cũng như đánh giá an toàn và hiệu quả của chúng trong các nghiên cứu tiền lâm sàng và thử nghiệm lâm sàng. Việc phát triển các phương pháp khai thác tài nguyên biển một cách bền vững cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ hóa học với đề tài "Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta ở vùng biển Trung bộ Việt Nam" do nghiên cứu sinh Dương Thị Dung thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Phan Văn Kiệm và TS. Bùi Hữu Tài tại Viện Hóa sinh biển thuộc Học viện Khoa học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Hà Nội, 2019), chuyên ngành Hóa hữu cơ (mã số: 9.14).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Biển và đại dương chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất, là nơi sinh sống của 34 trong số 36 ngành sinh vật với hơn 300.000 loài động thực vật thủy sinh. Hải miên (ngành Porifera) là nguồn cung cấp chủ yếu các chất chuyển hóa thứ cấp từ biển; từ những năm 1960 đến nay đã có hơn 20.000 hợp chất được phát hiện từ hải miên, trong đó có khoảng 5.300 hợp chất có hoạt tính sinh học đóng vai trò hợp chất dẫn đường. Nhiều loại thuốc có nguồn gốc từ hải miên đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấp phép như Cytarabine (từ Tethya crypta trị ung thư bạch cầu), Vidarabine (từ Tethya crypta trị virus herpes và viêm não), và Halaven (từ Halichondria okaida trị ung thư vú).

Vùng biển Việt Nam có chiều dài bờ biển hơn 3.260 km, với khoảng 160 loài hải miên được ghi nhận. Tuy nhiên, tính đến thời điểm thực hiện luận án, mới chỉ có khoảng 20 loài hải miên tại Việt Nam được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học. Trong đó:

• Loài hải miên Rhabdastrella providentiae chưa từng có công trình nghiên cứu nào được công bố trên thế giới cũng như tại Việt Nam.
• Loài hải miên Xestospongia muta đã có một số nghiên cứu quốc tế nhưng chưa từng được khảo sát tại vùng biển Việt Nam.

Xuất phát từ thực tế đó, luận án được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống khoa học về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài hải miên này tại vùng biển miền Trung Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu

1. Làm rõ thành phần hóa học của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta thu thập tại vùng biển Trung Bộ Việt Nam.
2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư và hoạt tính kháng viêm in vitro của các hợp chất phân lập được, tạo cơ sở khoa học cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.

Nhiệm vụ nghiên cứu

Văn bản luận án xác định 4 nội dung nhiệm vụ cụ thể:

1. Phân lập các hợp chất từ hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung Bộ Việt Nam bằng các phương pháp sắc ký;
2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp vật lý và hóa học;
3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro của các hợp chất phân lập được;
4. Đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro của các hợp chất phân lập được.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Mẫu hải miên Rhabdastrella providentiae (Dendy 1916), thuộc họ Ancorinidae, bộ Astrophorida, lớp Demospongiae. Mẫu tiêu bản mã số HM06.2016-01 được lưu giữ tại Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
  • Mẫu hải miên Xestospongia muta (Schmidt, 1870), thuộc họ Petrosiidae, bộ Haplosclerida, lớp Demospongiae. Mẫu tiêu bản mã số HM08.2015-13 được lưu giữ tại Viện Hóa sinh biển.
  • Cả hai mẫu nghiên cứu đều do GS. Đỗ Công Thung thuộc Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam giám định tên khoa học.
• Phạm vi không gian: Rạn san hô vùng biển đảo Cồn Cỏ (R. providentiae) và rạn san hô vùng biển Vịnh Mốc (X. muta), thuộc tỉnh Quảng Trị, khu vực Trung Bộ Việt Nam.
• Phạm vi thời gian: Mẫu X. muta được thu thập vào tháng 8 năm 2015; mẫu R. providentiae được thu thập vào tháng 1 năm 2016.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các nghiên cứu trước về giống hải miên Rhabdastrella

Tính đến năm 2017, trên thế giới có khoảng 20 công trình công bố về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của giống Rhabdastrella, tập trung chủ yếu vào hai loài R. globostellata và R. distincta thu tại vùng biển New Caledonia, Philippines, Indonesia, Nhật Bản:

• Năm 1996, hợp chất isomalabaricane triterpenoid đầu tiên rhabdastrellic acid-A (1) được phân lập từ R. globostellata ở Biển Đông.
• Năm 2000, 8 hợp chất isomalabaricane 25 carbon (2-9) gồm nhóm auroral (2-5) và jaspiferal (6-9) được phân lập từ R. globostellata vùng biển New Caledonia.
• Tại Philippines, các nhà khoa học Thổ Nhĩ Kỳ phân lập stellettin H (10), stellettin I (11) cùng rhabdastrellic acid-A (1) và stellettin A-E (12-16) từ R. globostellata.
• Từ loài R. distincta, các tác giả đã công bố isogeoditin A (17), (13E)-isogeoditin A (18), isogeoditin B (19), 22,23-dihydrostellettin B (20), geoditin A (21), geoditin B (22), rhabdastrellin A-F (48-53).
• Năm 2006, 14 hợp chất isomalabaricane được phân lập từ R. globostellata gồm 13E-stelliferin riboside (23), 3-O-deacetyl-13Z-stelliferin riboside (24), globostelletin (25), acid globostellatic F-M (26-33), acid globostellatic A và D (34-35), 13Z-stelliferin riboside (36); nghiên cứu khác công bố stelliferin riboside (37), 3-epi-29-acetoxystelliferin E (38), stellettin J (39), stellettin K (40).
• Aoki và cộng sự phân lập 7 hợp chất mới từ R. globostellata ở Indonesia gồm 4 đồng phân hình học của globostellatic X methyl ester (41-44) và 3 dẫn xuất (45-47).
• Iwagawa và cộng sự phân lập rhabdastin A-G (54-60) từ R. globostellata tại Nhật Bản.
• Li và cộng sự phân lập 9 hợp chất globostelletin J-R (76-84) có vòng cyclopentane ở mạch nhánh từ R. globostellata.

Về hoạt tính sinh học, các hợp chất isomalabaricane thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đối với nhiều dòng ung thư ở người (HL-60, A-2780, KB, BGC-823, PC-3MIE8, MDAMB-435). Rhabdastrellic acid-A (1) có IC50 = 0,68 µg/ml trên dòng HL-60, gây chết theo chương trình qua ức chế đường dẫn PI3K/Akt và kích hoạt caspase-3, đồng thời ức chế dòng A-2780 với IC50 = 4,23 µM ở pha G2/M. Hợp chất isogeoditin A (17) ức chế HL-60, PC-3MIE8, BGC-823 với IC50 lần lượt là 130, 70, 470 ng/ml. Hợp chất stelliferin L (73) và N (75) có khả năng kháng Bacillus subtilis (IC50 = 8 µg/ml).

Các nghiên cứu trước về giống hải miên Xestospongia

Giống Xestospongia có hơn 30 loài được công bố trên thế giới, sản sinh hơn 400 hợp chất thuộc 5 lớp chất chính: alkaloid (>100 chất), quinone (~40 chất), terpenoid (~20 chất), sterol (~70 chất) và dẫn xuất brom acetylenic acid (~120 chất). Lớp chất alkaloid được chia làm 4 nhóm khung: isoquinoline quinone, 3-alkylpyridine, $\beta$-carboline và macrocyclic bis-quinolizidine:

• Nhóm macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid (gồm xestospongin A-D 146-149, araguspongine C-E 154-156, araguspongine J 160, aragupetrosine A 163, petrosin 165, petrosin A 166) được chứng minh có tác dụng giãn mạch máu ở chuột, ức chế thụ thể inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) ngăn dòng ion Ca2+, và ức chế kết tập tiểu cầu.
• Nhóm motuporamine A-I (167-175) từ X. exigua có khả năng ức chế tế bào ung thư di căn (IC50 < 15 µM), trong đó motuporamine C (169) có hoạt tính chống tạo mạch.
• Tại Việt Nam, trước nghiên cứu này mới chỉ có 4 công bố về loài Xestospongia testudinaria, chưa có công bố nào về loài Xestospongia muta.

Khoảng trống luận án giải quyết

Luận án thực hiện nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học đầu tiên đối với loài Rhabdastrella providentiae và là công trình đầu tiên tại Việt Nam khảo sát loài Xestospongia muta, bổ sung dẫn liệu về cấu trúc hóa học của các triterpenoid isomalabaricane và alkaloid bis-quinolizidine từ sinh vật biển.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Đặc trưng cấu trúc khung isomalabaricane: Là triterpenoid ba vòng ngưng tụ sắp xếp dạng trans-syn-trans 6,6,5-tricyclic với mạch nhánh polyene liên hợp đính tại C-13. Phổ 13C-NMR đặc trưng bởi 7-8 nhóm methyl bậc 3 (C-18, C-19, C-21, C-26, C-27, C-28, C-29, C-30), nhóm carbonyl cố định tại C-12 ($\delta_C$ 204,9-208,4 ppm), nhóm ketone tại C-3 ($\delta_C \sim 219$ ppm) hoặc hydroxyl/acetoxy ($\delta_C$ 73,6-81,0 ppm). Cấu hình nối đôi C-13/C-14 được nhận diện qua độ dịch chuyển của C-18 (cấu hình E có $\delta_C \sim 14,5$ ppm; cấu hình Z có $\delta_C \sim 16,0$ ppm); cấu hình C-17/C-20 nhận diện qua C-21 (cấu hình Z có $\delta_C \sim 12,1-13,2$ ppm; cấu hình E có $\delta_C \sim 20,9-21,4$ ppm).
• Đặc trưng cấu trúc khung macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid: Gồm hai đơn vị quinolizidine liên kết với nhau bằng hai chuỗi carbon no mạch thẳng tại C-2 và C-9 tạo vòng lớn. Phân tử đối xứng có 14-15 tín hiệu 13C-NMR, phân tử bất đối xứng có 28-30 tín hiệu ($\delta_C$ 11,3-97,7 ppm). Cấu hình trans của 1-oxaquinolizidine có C-10 ở $\delta_C$ 95,9-97,9 ppm; dạng cis có C-10 ở $\delta_C$ 87,5-91,2 ppm. Khung 2-oxoquinolizidine có tín hiệu carbonyl tại $\delta_C$ 212,7-214,5 ppm.

Khung cấu trúc	Đặc điểm số tín hiệu 13C-NMR	Vị trí carbon chỉ thị	Khoảng dịch chuyển hóa học ($\delta_C$, ppm)
Isomalabaricane (30C hoặc 20-29C)	17 carbon khung ba vòng + carbon mạch nhánh	C-12 (C=O) C-3 (C=O/O-R) C-18 (13E / 13Z) C-21 (17Z / 17E)	204,9 - 208,4 219,1 - 219,2 / 73,6 - 80,8 14,2 - 16,0 / 15,5 - 17,8 12,4 - 13,2 / 20,9 - 21,4
Bis-quinolizidine (28-30C)	14-15 carbon (đối xứng) hoặc 28-30 carbon (bất đối xứng)	C-2/C-2' (2-oxo) C-10 (trans 1-oxa) C-10 (cis 1-oxa) C-10 (trans quinolizidine)	212,7 - 214,5 95,9 - 97,9 87,5 - 91,2 70,4 - 71,3

Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc

• Phương pháp phân lập: Sắc ký bản mỏng (TLC) trên bản tráng sẵn DC-Alufolien 60 F254 và RP18 F254S (Merck); phát hiện bằng thuốc thử Dragendorff, đèn tử ngoại (254 nm, 365 nm), dung dịch H2SO4 10% hơ nóng. Sắc ký cột (CC) sử dụng Silica gel cỡ hạt 0,040-0,063 mm (240-430 mesh), pha đảo RP-18 (150 µm, Fuji Silysia Chemical Ltd), nhựa trao đổi ion Diaion HP-20 (Mitsubishi Chem) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
• Phương pháp xác định cấu trúc:
  • Độ quay cực $[\alpha]_D$: Đo trên máy JASCO P-2000 Polarimeter.
  • Phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS: Đo trên máy Agilent 6530 Accurate Mass Q-TOF LC/MS.
  • Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR: Đo trên máy Bruker AM500 FT-NMR với chất nội chuẩn TMS, dung môi CD3OD và CDCl3 (1D-NMR: 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT; 2D-NMR: HSQC, HMBC, 1H-1H COSY, NOESY).
  • Phổ lưỡng sắc tròn (CD): Đo trên máy Chirascan CD spectrometer.
  • Tính toán phổ ECD lý thuyết: Tìm kiếm cấu dạng trên Spartan 14; tối ưu hóa hình học và tính toán cơ học lượng tử bằng lý thuyết hàm mật độ phụ thuộc thời gian (TD-DFT) trên chương trình Gaussian 09; thiết lập phổ ECD lý thuyết theo phân bố Boltzmann bằng phần mềm SpecDis v1.

Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

• Hoạt tính gây độc tế bào ung thư: Thử nghiệm in vitro theo phương pháp Sulforhodamine B (SRB) (Monks, 1991) tại Phòng Thử nghiệm sinh học, Viện Công nghệ sinh học trên 5 dòng tế bào ung thư người: ung thư gan (Hep-G2), ung thư phổi (LU-1), ung thư vú (MCF-7), ung thư bạch cầu cấp (HL-60), ung thư da (SK-Mel-2) ở các nồng độ thử 100, 20, 4 và 0,8 µM.
• Hoạt tính kháng viêm: Đánh giá khả năng ức chế sản sinh Nitric Oxide (NO) trên dòng tế bào vi mô não chuột (BV2) bị kích thích bởi Lipopolysaccharide (LPS).
• Đánh giá cơ chế chống ung thư: Đánh giá tác động của hợp chất lên chu kỳ tế bào MCF-7 (pha G0/G1, S, G2/M, sub-G1) bằng phương pháp đo dòng chảy tế bào (Flow Cytometry), quan sát hình thái tế bào và phân tích mức độ biểu hiện của các protein apoptosis (Caspase-3, Bcl-2, Bax) bằng kỹ thuật Western Blot ở các nồng độ 1, 3 và 10 µM tại Khoa Dược, Đại học Wonkwang (Hàn Quốc).

---

Nội dung chính theo từng chương

MỞ ĐẦU

Trình bày cơ sở khoa học, tính cấp thiết, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và 4 nhiệm vụ nghiên cứu chính của luận án.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Nội dung chương tổng quan gồm 3 phần lớn:

1. Giới thiệu chung về hải miên: Hệ thống phân loại 4 lớp của ngành Porifera (Hexactinellida, Calcarea, Demospongiae, Archeocyatha), đặc điểm sinh học ăn lọc và tiềm năng cung cấp các hoạt chất tự nhiên thứ cấp.
2. Tổng quan về hải miên thuộc giống Rhabdastrella: Phân loại học, phân bố sinh thái, lịch sử nghiên cứu hóa học về 84 hợp chất khung isomalabaricane (triterpenoid, nor-triterpenoid, isomalabaricane analog), phân tích số liệu phổ 13C-NMR của 15 hợp chất tiêu biểu và tổng hợp các nghiên cứu hoạt tính sinh học (gây độc tế bào, kháng viêm, kháng khuẩn, ức chế PI3K/Akt và kích hoạt caspase-3).
3. Tổng quan về hải miên thuộc giống Xestospongia: Hình thái học, đặc điểm phân bố rạn san hô, tổng quan 5 lớp chất chính (đặc biệt là 4 nhóm alkaloid với hơn 100 hợp chất), đặc trưng phổ 13C-NMR của 15 hợp chất macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid và các hoạt tính giãn mạch, ức chế thụ thể IP3, gây độc tế bào và chống di căn ung thư.

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

Trình bày chi tiết thực nghiệm thu mẫu, hóa chất, thiết bị, quy trình chiết xuất, phân lập và bảng số liệu phổ của các hợp chất:

Phân lập các hợp chất từ hải miên Rhabdastrella providentiae (18 hợp chất)

• 12 hợp chất mới:
  • RP1: rhabdastrellin G
  • RP2: rhabdastrellin H
  • RP3: rhabdastrellin I
  • RP4: rhabdastrellin J
  • RP5: rhabdastrellin K
  • RP6: rhabdaprovidine A
  • RP7: rhabdaprovidine B
  • RP8: rhabdaprovidine C
  • RP9: rhabdaprovidine D
  • RP10: rhabdaprovidine E
  • RP11: rhabdaprovidine F
  • RP12: rhabdaprovidine G
• 6 hợp chất đã biết:
  • RP13: jaspolide C
  • RP14: globostelletin C
  • RP15: globostelletin D
  • RP16: jaspiferin A
  • RP17: mollisolactone A
  • RP18: gibepyrone F

Phân lập các hợp chất từ hải miên Xestospongia muta (11 hợp chất)

• 1 hợp chất mới:
  • XM2: meso-araguspongine C
• 10 hợp chất đã biết:
  • XM1: araguspongine C
  • XM3: araguspongine N
  • XM4: araguspongine O
  • XM5: araguspongine P
  • XM6: araguspongine A
  • XM7: araguspongine E
  • XM8: araguspongine L
  • XM9: petrosin
  • XM10: petrosin A
  • XM11: aragupetrosine A

Ký hiệu	Tên hợp chất	Loại cấu trúc / Tình trạng	Nguồn hải miên
RP1 - RP5	Rhabdastrellin G, H, I, J, K	Isomalabaricane triterpenoid / Hợp chất mới	Rhabdastrella providentiae
RP6 - RP12	Rhabdaprovidine A, B, C, D, E, F, G	Isomalabaricane triterpenoid / Hợp chất mới	Rhabdastrella providentiae
RP13 - RP18	Jaspolide C, Globostelletin C, D, Jaspiferin A, Mollisolactone A, Gibepyrone F	Isomalabaricane & dẫn xuất / Đã biết	Rhabdastrella providentiae
XM2	meso-Araguspongine C	Macrocyclic bis 1-oxa-quinolizidine / Hợp chất mới	Xestospongia muta
XM1, XM3 - XM8	Araguspongine C, N, O, P, A, E, L	Macrocyclic bis 1-oxa-quinolizidine / Đã biết	Xestospongia muta
XM9, XM10	Petrosin, Petrosin A	Macrocyclic bis-quinolizidine / Đã biết	Xestospongia muta
XM11	Aragupetrosine A	Macrocyclic 1-oxa-quinolizidine - quinolizidine / Đã biết	Xestospongia muta

CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ

Chương này tập trung vào 3 nội dung trọng tâm:

1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất:

   • Biện giải chi tiết dữ liệu phổ 1D-NMR (1H, 13C, DEPT) và 2D-NMR (HSQC, HMBC, COSY, NOESY) kết hợp HR-ESI-MS cho 18 hợp chất RP1-RP18 và 11 hợp chất XM1-XM11.
   • Ứng dụng phổ CD thực nghiệm và tính toán phổ ECD lý thuyết theo cơ học lượng tử (TD-DFT) xác định cấu hình tuyệt đối cho các đồng phân lập thể phức tạp như RP3 (so sánh dạng 22S,23S với 22R,23R), RP11 (so sánh RP11a và RP11b), RP12 (so sánh RP12a và RP12b).
   • Biện giải cấu dạng bền cis/trans và a-cis/b-cis của khung 1-oxaquinolizidine trong các hợp chất araguspongine (XM1-XM8) và cấu hình meso bất đối xứng của hợp chất mới XM2 (meso-araguspongine C).

2. Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất:

   • Đánh giá hoạt tính ức chế sản sinh NO trên tế bào BV2 của các hợp chất RP1-RP18 và XM1-XM11.
   • Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của RP1-RP18 và XM1-XM11 trên 5 dòng tế bào ung thư người (Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-60, SK-Mel-2).
   • Thiết lập mối liên quan giữa cấu trúc và hoạt tính: các dẫn xuất isomalabaricane có mạch nhánh chứa nhiều liên kết đôi liên hợp và cấu hình 13Z thể hiện khả năng ức chế mạnh hơn cấu hình 13E; sự có mặt của nhóm aldehyde mạch nhánh thể hiện hoạt tính mạnh hơn nhóm carboxylic.

3. Nghiên cứu cơ chế tác động chống ung thư của hợp chất XM1 (araguspongine C):

   • Đánh giá phân bố chu kỳ tế bào MCF-7 sau 48 giờ xử lý với XM1 ở nồng độ 2 µM và 10 µM: tăng tỷ lệ tế bào đi vào pha sub-G1 (pha apoptosis).
   • Quan sát sự biến đổi hình thái tế bào ung thư vú MCF-7 bị teo nhỏ và phân mảnh màng tế bào dưới tác động của XM1.
   • Phân tích Western Blot chứng minh XM1 ở các nồng độ 1, 3 và 10 µM làm tăng mức độ biểu hiện của protein tiền apoptosis Bax, kích hoạt phân cắt Caspase-3, đồng thời làm giảm mức độ biểu hiện của protein chống apoptosis Bcl-2, khẳng định cơ chế gây chết tế bào ung thư vú theo con đường apoptosis phụ thuộc ty thể.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt hóa học

• Lần đầu tiên khảo sát thành phần hóa học của loài hải miên Rhabdastrella providentiae trên thế giới và loài hải miên Xestospongia muta tại vùng biển Việt Nam.
• Đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 29 hợp chất sạch, trong đó có 13 hợp chất có cấu trúc mới:
  • 12 hợp chất mới khung isomalabaricane triterpenoid từ R. providentiae: rhabdastrellin G, H, I, J, K (RP1-RP5) và rhabdaprovidine A, B, C, D, E, F, G (RP6-RP12).
  • 01 hợp chất mới khung macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid từ X. muta: meso-araguspongine C (XM2).
• Ứng dụng thành công phương pháp tính toán phổ ECD lý thuyết theo cơ học lượng tử (TD-DFT) kết hợp phổ CD thực nghiệm để xác định cấu hình tuyệt đối cho các tâm bất đối phức tạp trong cấu trúc triterpenoid biển.

Đóng góp về mặt hoạt tính sinh học và cơ chế tác động

• Cung cấp dữ liệu sàng lọc toàn diện về hoạt tính gây độc tế bào (trên 5 dòng Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-60, SK-Mel-2) và hoạt tính kháng viêm (ức chế NO trên tế bào BV2) của 29 hợp chất phân lập.
• Chứng minh chi tiết cơ chế phân tử gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 của hợp chất đại diện araguspongine C (XM1): kích hoạt enzyme Caspase-3, điều hòa tăng biểu hiện protein Bax, ức chế biểu hiện protein Bcl-2 và bắt giữ chu kỳ tế bào tại pha sub-G1 dẫn đến quá trình chết theo chương trình (apoptosis).

Kiến nghị và giải pháp

• Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế phân tử của các hợp chất mới khung isomalabaricane có hoạt tính tốt phân lập từ loài Rhabdastrella providentiae.
• Mở rộng thử nghiệm in vivo trên mô hình động vật đối với các hợp chất tiềm năng như araguspongine C (XM1) nhằm phục vụ định hướng phát triển dược phẩm.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

• Luận án mới chỉ dừng lại ở các thử nghiệm hoạt tính sinh học và khảo sát cơ chế tác động ở mức độ in vitro, chưa tiến hành đánh giá trên mô hình động vật sống (in vivo).
• Khảo sát cơ chế phân tử chuyên sâu mới thực hiện đại diện trên 01 hợp chất (araguspongine C - XM1) đối với 01 dòng tế bào ung thư vú (MCF-7).
• Mẫu sinh vật biển chỉ thu thập tại một số điểm rạn san hô nhất định thuộc tỉnh Quảng Trị (đảo Cồn Cỏ và Vịnh Mốc) trong các mốc thời gian đơn lẻ.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Mở rộng địa bàn thu thập mẫu hải miên tại các vùng biển khác của Việt Nam nhằm đánh giá tính đa dạng hóa học theo điều kiện sinh thái.
• Đánh giá độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và hiệu quả kháng u in vivo của araguspongine C và các hợp chất isomalabaricane mới.
• Khảo sát biến đổi cấu trúc (bán tổng hợp) các hợp chất khung bis-quinolizidine và isomalabaricane nhằm nâng cao hoạt tính sinh học và độ chọn lọc trên tế bào ung thư.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Hóa hữu cơ, Hóa hợp chất thiên nhiên: Luận án là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình phân lập các hợp chất từ động vật biển thân mềm (hải miên), kỹ thuật kết hợp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D NMR với tính toán hóa lượng tử TD-DFT để giải cấu trúc lập thể và xác định cấu hình tuyệt đối.
• Đối với các nhà nghiên cứu Dược học và Độc chất học: Các dữ liệu thực nghiệm về hoạt tính ức chế NO, hoạt tính gây độc trên 5 dòng tế bào ung thư và cơ chế tác động qua con đường Caspase-3/Bax/Bcl-2 là cơ sở khoa học phục vụ sàng lọc các hợp chất dẫn đường chống ung thư và kháng viêm.
• Đối với các nhà khoa học ngành Sinh học biển và Quản lý tài nguyên biển: Cung cấp dẫn liệu thực tế về thành phần loài và giá trị nguồn lợi hóa sinh học của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta tại vùng biển miền Trung Việt Nam.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hai loài hải miên nghiên cứu trong luận án được thu thập ở đâu và do ai giám định tên khoa học?

Mẫu hải miên Rhabdastrella providentiae được thu thập tại rạn san hô đảo Cồn Cỏ (Quảng Trị) vào tháng 1/2016 (mẫu HM06.2016-01). Mẫu hải miên Xestospongia muta được thu thập tại rạn san hô Vịnh Mốc (Quảng Trị) vào tháng 8/2015 (mẫu HM08.2015-13). Cả hai loài đều do GS. Đỗ Công Thung thuộc Viện Tài nguyên và Môi trường biển (VAST) giám định tên khoa học.

2. Luận án đã phân lập và xác định được bao nhiêu hợp chất mới?

Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 13 hợp chất mới hoàn toàn trong tổng số 29 hợp chất thu được, bao gồm:

• 12 hợp chất mới khung isomalabaricane triterpenoid từ Rhabdastrella providentiae: rhabdastrellin G-K (RP1-RP5) và rhabdaprovidine A-G (RP6-RP12).
• 01 hợp chất mới khung macrocyclic bis 1-oxa-quinolizidine alkaloid từ Xestospongia muta: meso-araguspongine C (XM2).

3. Phương pháp nào được sử dụng để xác định cấu hình tuyệt đối cho các triterpenoid mới có cấu trúc phức tạp?

Tác giả đã kết hợp đo phổ lưỡng sắc tròn thực nghiệm (CD trên máy Chirascan) với tính toán phổ ECD lý thuyết bằng cơ học lượng tử: tìm kiếm cấu dạng trên phần mềm Spartan 14, tối ưu hóa và tính toán lý thuyết hàm mật độ phụ thuộc thời gian (TD-DFT) trên phần mềm Gaussian 09, sau đó hiệu chỉnh theo phân bố Boltzmann bằng phần mềm SpecDis v1 (áp dụng thành công trên các hợp chất RP3, RP11, RP12).

4. Hợp chất araguspongine C (XM1) gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 theo cơ chế nào?

Hợp chất XM1 tác động lên tế bào MCF-7 thông qua việc kích hoạt quá trình tự chết theo chương trình (apoptosis): làm tăng tỷ lệ tế bào ở pha sub-G1, kích hoạt sự phân cắt enzyme Caspase-3, tăng cường biểu hiện của protein tiền apoptosis Bax và ức chế biểu hiện của protein chống apoptosis Bcl-2 ở các nồng độ thử nghiệm 1, 3 và 10 µM.

5. Hoạt tính sinh học của các hợp chất trong luận án được thử nghiệm trên những mô hình in vitro nào?

Hoạt tính gây độc tế bào được thử nghiệm bằng phương pháp Sulforhodamine B (SRB) trên 5 dòng tế bào ung thư người gồm Hep-G2 (gan), LU-1 (phổi), MCF-7 (vú), HL-60 (bạch cầu cấp) và SK-Mel-2 (da). Hoạt tính kháng viêm được đánh giá qua khả năng ức chế sự sản sinh Nitric Oxide (NO) trên dòng tế bào vi mô não chuột BV2 được kích thích bởi LPS.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Dương Thị Dung là công trình nghiên cứu hệ thống đầu tiên về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta tại vùng biển Quảng Trị, Việt Nam. Công trình đã phân lập và xác định cấu trúc của 29 hợp chất sạch, phát hiện 13 hợp chất mới thuộc hai khung cấu trúc đặc trưng isomalabaricane triterpenoid và macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid. Bên cạnh việc xác lập cấu hình tuyệt đối bằng phương pháp tính toán hóa lượng tử TD-DFT kết hợp phổ CD, luận án đã làm sáng tỏ hoạt tính gây độc tế bào, hoạt tính kháng viêm và cơ chế apoptosis phụ thuộc Caspase-3/Bax/Bcl-2 của araguspongine C trên dòng tế bào ung thư vú MCF-7, đóng góp dữ liệu khoa học cho lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên biển tại Việt Nam.