Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với đa dạng sinh học thực vật phong phú, có hơn 12.000 loài thực vật thuộc khoảng 2.256 chi và 305 họ, trong đó hơn 3.800 loài được sử dụng làm thuốc chữa bệnh. Tuy nhiên, chỉ dưới 2% số loài này đã được nghiên cứu sâu về hóa học và dược lý. Trong bối cảnh đó, việc nghiên cứu các cây thuốc dân gian nhằm phát hiện các hợp chất có hoạt tính sinh học cao, an toàn và không độc tính đang được quan tâm mạnh mẽ. Chi Thàn mát (Millettia) thuộc họ Fabaceae với khoảng 260 loài phân bố rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó Việt Nam có khoảng 20 loài phân bố khắp ba miền đất nước. Các loài thuộc chi Millettia được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh lý, đặc biệt là loài Kê huyết đằng (Millettia reticulata) với công dụng chữa đau nhức xương khớp, thấp khớp, hoạt huyết và trị các chứng đau mỏi.

Thành phần hóa học chủ yếu của chi Millettia là các hợp chất flavonoid như isoflavone, flavone, flavanone, chalcone và các hợp chất khác như flavanonol, triterpenoid. Flavonoid được biết đến với nhiều hoạt tính sinh học đa dạng như kháng viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, bảo vệ gan và chống ung thư. Tuy nhiên, các nghiên cứu về Kê huyết đằng ở Việt Nam chủ yếu tập trung vào mô tả thực vật học và kinh nghiệm dân gian, còn thiếu các nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học.

Luận văn này nhằm nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro của cây Kê huyết đằng thu hái tại Lạng Sơn, Việt Nam. Mục tiêu cụ thể gồm: (1) nghiên cứu quy trình chiết, phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất phân lập được từ cây; (2) đánh giá tác dụng kháng viêm của các cặn chiết và hợp chất phân lập. Nghiên cứu có phạm vi thực hiện từ tháng 10 năm 2021 tại Lạng Sơn và các phòng thí nghiệm của Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ thành phần hóa học và tiềm năng ứng dụng của cây Kê huyết đằng trong phát triển dược liệu kháng viêm, hỗ trợ chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hóa học tự nhiên và hoạt tính sinh học của flavonoid trong dược liệu. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết về flavonoid và hoạt tính sinh học: Flavonoid là nhóm hợp chất polyphenol có cấu trúc đặc trưng gồm ba vòng thơm (A, B, C) với các nhóm chức khác nhau như hydroxyl, methoxyl. Các flavonoid như isoflavone, flavone, flavanone, chalcone có khả năng tương tác sinh học đa dạng, đặc biệt là hoạt tính kháng viêm thông qua ức chế các yếu tố trung gian viêm như nitric oxide (NO), cytokine và yếu tố nhân kappa B (NF-κB).

  2. Mô hình đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro: Sử dụng tế bào đại thực bào RAW264.7 kích thích bằng lipopolysaccharide (LPS) để mô phỏng phản ứng viêm. Hoạt tính kháng viêm được đánh giá qua khả năng ức chế sản sinh NO, một phân tử tín hiệu quan trọng trong quá trình viêm. Phương pháp này cho phép định lượng hiệu quả ức chế viêm của các cặn chiết và hợp chất phân lập.

Các khái niệm chính bao gồm: flavonoid, hoạt tính kháng viêm, nitric oxide, tế bào RAW264.7, chiết xuất dược liệu, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là mẫu thân cây Kê huyết đằng thu hái tại Lộc Bình, Lạng Sơn vào tháng 10 năm 2021. Mẫu được xử lý bằng phương pháp sấy khô, nghiền nhỏ và ngâm chiết với methanol ba lần dưới hỗ trợ siêu âm. Dịch chiết methanol được cô cạn thu cặn tổng methanol (180 g), sau đó chiết phân bố với n-hexane, ethyl acetate và nước thu được các cặn chiết tương ứng: n-hexane (45 g), ethyl acetate (62 g), nước (70 g).

Phân lập các hợp chất được thực hiện bằng phối hợp sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột silica gel, sắc ký cột pha đảo RP-18 và sắc ký cột Sephadex LH-20. Cấu trúc các hợp chất được xác định bằng các phương pháp phổ hiện đại như phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HSQC, HMBC trên máy Brucker Avance 500 MHz.

Hoạt tính kháng viêm được đánh giá in vitro bằng phương pháp ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW264.7 kích thích LPS. Tế bào được nuôi cấy với mật độ 2,5x10^5 tế bào/giếng trong đĩa 96 giếng, xử lý với các nồng độ khác nhau của cặn chiết và hợp chất phân lập. Đo quang phổ hấp thụ ở bước sóng 570 nm sau phản ứng với thuốc thử Griess để xác định hàm lượng NO. Giá trị IC50 được tính toán để đánh giá hiệu quả ức chế.

Thời gian nghiên cứu kéo dài khoảng 2 năm, từ thu mẫu, chiết tách, phân lập, xác định cấu trúc đến thử nghiệm hoạt tính sinh học.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân lập và xác định cấu trúc 5 hợp chất mới từ cây Kê huyết đằng: Bao gồm 4 hợp chất flavonoid là 5-hydroxy-6,7-dimethoxyflavanone (MR1), 4′-methoxytectochrysin (MR2), pashanone (MR3), apigenin 8-C-glucoside (MR5) và 1 triterpenoid β-amyrin trans-cinnamate (MR4). Đây là lần đầu tiên các hợp chất này được phân lập và xác định cấu trúc từ loài Millettia reticulata tại Việt Nam. Số lượng mẫu chiết tách ban đầu là 3000 g thân cây, thu được cặn tổng methanol 180 g, cặn n-hexane 45 g và cặn ethyl acetate 62 g.

  2. Hoạt tính kháng viêm in vitro của các cặn chiết: Cặn ethyl acetate (MRE) thể hiện khả năng ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW264.7 tốt nhất với giá trị IC50 là 52,15 µg/ml, vượt trội hơn so với cặn n-hexane và cặn nước.

  3. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập: Hợp chất apigenin 8-C-glucoside (MR5) có hoạt tính kháng viêm mạnh nhất với IC50 là 8,25 µM, cho thấy tiềm năng ứng dụng cao trong phát triển thuốc chống viêm từ dược liệu tự nhiên.

  4. So sánh hoạt tính với các nghiên cứu khác: Hoạt tính kháng viêm của apigenin 8-C-glucoside tương đương hoặc vượt trội so với một số flavonoid đã được báo cáo trong các nghiên cứu trước, khẳng định giá trị dược lý của cây Kê huyết đằng.

Thảo luận kết quả

Việc phân lập thành công 5 hợp chất mới từ cây Kê huyết đằng mở rộng hiểu biết về thành phần hóa học của loài này, phù hợp với đặc trưng flavonoid của chi Millettia. Hoạt tính kháng viêm được đánh giá qua ức chế NO trên tế bào RAW264.7 là chỉ số quan trọng phản ánh khả năng giảm viêm hiệu quả. Cặn ethyl acetate có hoạt tính tốt hơn do chứa nhiều hợp chất flavonoid hòa tan trong dung môi trung tính này.

Hợp chất apigenin 8-C-glucoside (MR5) với IC50 8,25 µM cho thấy khả năng ức chế NO mạnh, phù hợp với các nghiên cứu về flavonoid có tác dụng kháng viêm qua cơ chế giảm sản sinh các chất trung gian viêm. Kết quả này cũng tương đồng với báo cáo về hoạt tính kháng viêm của flavonoid trong chi Millettia và các loài khác.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột so sánh IC50 của các cặn chiết và hợp chất, bảng tổng hợp dữ liệu phổ NMR và cấu trúc hóa học minh họa các hợp chất phân lập. So sánh với các nghiên cứu trước cho thấy tiềm năng phát triển các sản phẩm dược liệu từ cây Kê huyết đằng trong điều trị viêm mạn tính và các bệnh liên quan.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Phát triển quy trình chiết tách và phân lập quy mô lớn: Tăng cường nghiên cứu quy trình chiết tách tối ưu để thu nhận các hợp chất flavonoid có hoạt tính kháng viêm với hiệu suất cao, nhằm phục vụ sản xuất dược liệu. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược liệu.

  2. Nghiên cứu cơ chế tác động sinh học sâu hơn: Thực hiện các nghiên cứu in vivo và phân tích cơ chế phân tử của các hợp chất như apigenin 8-C-glucoside để làm rõ cơ chế kháng viêm, từ đó phát triển thuốc điều trị hiệu quả. Thời gian 2-3 năm, chủ thể là các trung tâm nghiên cứu dược lý.

  3. Ứng dụng trong phát triển sản phẩm dược liệu và thực phẩm chức năng: Khuyến khích doanh nghiệp dược liệu phối hợp với viện nghiên cứu để phát triển các sản phẩm chiết xuất từ cây Kê huyết đằng, tập trung vào chỉ số kháng viêm và an toàn cho người sử dụng. Thời gian 1-2 năm.

  4. Bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu cây Kê huyết đằng: Xây dựng mô hình trồng và khai thác bền vững tại các vùng như Lạng Sơn, Quảng Ninh để đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định, chất lượng cao phục vụ nghiên cứu và sản xuất. Chủ thể là các cơ quan quản lý nông lâm và cộng đồng địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa học tự nhiên: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Kê huyết đằng, hỗ trợ nghiên cứu phát triển thuốc từ dược liệu.

  2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Thông tin về quy trình chiết tách, phân lập và đánh giá hoạt tính giúp doanh nghiệp phát triển sản phẩm mới có cơ sở khoa học vững chắc.

  3. Giảng viên và sinh viên ngành Hóa học, Dược học, Sinh học: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc học tập, nghiên cứu chuyên sâu về flavonoid và hoạt tính sinh học của dược liệu.

  4. Cơ quan quản lý và phát triển nông lâm nghiệp: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách bảo tồn, phát triển nguồn nguyên liệu cây thuốc quý, đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Cây Kê huyết đằng có những hợp chất chính nào?
    Cây chứa chủ yếu các hợp chất flavonoid như 5-hydroxy-6,7-dimethoxyflavanone, 4′-methoxytectochrysin, pashanone, apigenin 8-C-glucoside và triterpenoid β-amyrin trans-cinnamate.

  2. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng viêm được sử dụng là gì?
    Hoạt tính được đánh giá in vitro qua khả năng ức chế sản sinh nitric oxide trên tế bào đại thực bào RAW264.7 kích thích bằng LPS, đo quang phổ hấp thụ ở bước sóng 570 nm.

  3. Hợp chất nào có hoạt tính kháng viêm mạnh nhất?
    Apigenin 8-C-glucoside (MR5) có hoạt tính kháng viêm tốt nhất với giá trị IC50 là 8,25 µM, cho thấy tiềm năng ứng dụng cao.

  4. Nghiên cứu có ý nghĩa gì đối với phát triển dược liệu?
    Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học, hỗ trợ phát triển các sản phẩm thuốc và thực phẩm chức năng từ cây Kê huyết đằng.

  5. Có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu này như thế nào trong thực tế?
    Kết quả giúp doanh nghiệp và viện nghiên cứu phát triển quy trình chiết tách, sản xuất thuốc kháng viêm từ dược liệu, đồng thời hỗ trợ bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu bền vững.

Kết luận

  • Lần đầu tiên phân lập và xác định cấu trúc 5 hợp chất gồm 4 flavonoid và 1 triterpenoid từ cây Kê huyết đằng tại Việt Nam.
  • Cặn ethyl acetate có hoạt tính ức chế sản sinh NO tốt nhất với IC50 là 52,15 µg/ml.
  • Hợp chất apigenin 8-C-glucoside thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh nhất với IC50 8,25 µM.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển dược liệu kháng viêm từ cây Kê huyết đằng, góp phần nâng cao giá trị dược liệu Việt Nam.
  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu cơ chế tác động, phát triển quy trình sản xuất và bảo tồn nguồn nguyên liệu trong 1-3 năm tới.

Hành động tiếp theo là triển khai nghiên cứu ứng dụng và phát triển sản phẩm từ các hợp chất phân lập, đồng thời xây dựng mô hình trồng và khai thác bền vững cây Kê huyết đằng. Các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và cơ quan quản lý được khuyến khích phối hợp để khai thác tiềm năng dược liệu quý này.