Tổng quan luận án
Bối cảnh dịch bệnh và gánh nặng ung thư toàn cầu ngày càng gia tăng đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học từ tự nhiên. Theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 2020, thế giới ghi nhận 19,3 triệu ca mắc mới và 9,96 triệu ca tử vong do ung thư. Tại Việt Nam, mỗi năm có khoảng 200.000 ca mắc mới và khoảng 70.000 người tử vong. Nguồn dược liệu tự nhiên từ hệ thực vật phong phú của Việt Nam (với gần 12.000 loài thực vật bậc cao thuộc 2.256 chi và 305 họ) cung cấp nguồn nguyên liệu hóa học tự nhiên đa dạng cho định hướng phát triển dược chất điều trị.
Trong dân gian, các loài thực vật thuộc họ Trôm (Sterculiaceae) được sử dụng để điều trị nhiều bệnh lý khác nhau. Cây An xoa (Helicteres hirsuta) được sử dụng trong y học cổ truyền để trị sởi, kiết lỵ, các bệnh về gan và tiêu hóa. Tuy nhiên, các nghiên cứu hóa thực vật và hoạt tính sinh học chuyên sâu về từng bộ phận (rễ và thân-lá) của loài này còn hạn chế, trong khi thực trạng khai thác tự nhiên diễn ra ồ ạt. Đối với cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum), các tài liệu khoa học trước đó mới chỉ dừng lại ở việc mô tả phân loại thực vật học mà chưa từng có công bố nào về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể gồm:
- Chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất từ rễ và thân-lá của cây An xoa (Helicteres hirsuta Lour.).
- Chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất từ thân-lá của cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum Gagnep.).
- Đánh giá hoạt tính sinh học (gây độc tế bào ung thư, kháng vi sinh vật kiểm định, chống oxy hóa) của các phân đoạn cao chiết và các hợp chất tinh khiết thu được từ hai loài trên.
- Nghiên cứu tương tác docking phân tử của các hợp chất triterpenoid phân lập được với thụ thể protein endonuclease wMUS81 nhằm định hướng tác nhân ức chế hỗ trợ điều trị ung thư.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Mẫu rễ và thân-lá của cây An xoa (Helicteres hirsuta Lour.) và mẫu thân-lá của cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum Gagnep.) thuộc họ Trôm (Sterculiaceae).
- Phạm vi không gian: Mẫu An xoa được thu hái tại Tà Thiết, xã Lộc Thịnh, huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước. Mẫu Màng kiêng được thu hái tại xã Nhất Hòa, huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn.
- Phạm vi thời gian: Mẫu An xoa thu thập vào tháng 9 năm 2016; mẫu Màng kiêng thu thập vào tháng 3 năm 2018; các thực nghiệm hóa học, sinh học và mô phỏng được hoàn thành trong giai đoạn 2016–2022.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Họ Trôm (Sterculiaceae) được Ventenat ex Salisbury công bố, bao gồm khoảng 68 chi và 1.100 loài, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Tại Việt Nam, GS. Võ Văn Chi ghi nhận họ Trôm có 15 chi với 34 loài được dùng làm thuốc. Các nghiên cứu hóa thực vật trên thế giới tính đến năm 2015 đã phân lập gần 200 hợp chất từ họ Trôm, bao gồm các nhóm alkaloid, phenylpropanoid, flavonoid, terpenoid, quinone, lignan. Một số công trình tiêu biểu gồm:
- Hợp chất alkaloid: cyclopeptide alkaloid như frangufoline và franganine từ loài Melochia corchorifolia; waltherione A từ Melochia chamaedrys và Waltheria douradinha; quinolone alkaloid melovinone từ rễ loài Melochia tomentosa.
- Hợp chất phenylpropanoid: các dẫn xuất cinnamic acid từ lá Theobroma cacao; scopolin và scopoletin từ Scaphopetalum thonneri (Vardamides và cộng sự).
- Hợp chất flavonoid: (+)-catechin, (-)-epicatechin, leucocyanidin từ lá và hạt Theobroma cacao; các dẫn xuất flavonoid mang nhóm sulfate từ Wissadula periplocifolia.
- Hợp chất terpenoid: các khung lupane, friedelane, oleanane, steroid và sesquiterpene.
Đối với chi Thâu kén (Helicteres): Trên thế giới có khoảng 60 loài; Baker ghi nhận 4 loài ở đảo Java (Indonesia); K. Feng (1989) ghi nhận 10 loài ở Trung Quốc; Thái Lan có 7 loài; Việt Nam ghi nhận 6 loài theo GS. Võ Văn Chi (hoặc 8 loài theo Tardieu-Blot). Năm 2020, Đặng Văn Sơn và cộng sự công bố loài mới Helicteres binhthuanensis tại tỉnh Bình Thuận. Các nghiên cứu hóa thực vật trước đây tập trung vào:
- Loài Helicteres angustifolia: Zong-Tsi Chen (1994) phân lập flavonoid glycoside mới; Chen và cs (2006) phân lập dẫn xuất cinnamic acid; nghiên cứu năm 2008 công bố 3 triterpenoid mới và các dẫn xuất betulinic acid có khả năng gây độc tế bào HepG2, COLO 205, AGS; Wang C. và cs phân lập heligenin A, B và helicterone A; hợp chất methyl helicterate được chứng minh có tác dụng kháng virus viêm gan B và bảo vệ mô gan.
- Loài Helicteres isora: phân lập cucurbitacin B, isocucurbitacin B, rosmarinic acid, helisorin, helisterculin A–B, helicterin A–F; các hoạt chất từ loài này thể hiện khả năng ức chế tế bào ung thư KB, chống oxy hóa và cải thiện độ nhạy của thụ thể insulin.
- Loài Helicteres viscida: tại Việt Nam đã phân lập heliviscin, 7-epi-heligenin B.
- Loài Helicteres hirsuta: Tại Indonesia, nhóm nghiên cứu tại Đại học Ohio (Mỹ) phân lập 6 dẫn xuất lignan từ vỏ cây. Tại Việt Nam, các nghiên cứu tại Kiên Giang phân lập stigmasterol, lupeol, tiliroside, apigenin; Nguyễn Thanh Triết phân lập 2 terpenoid và 3 phenolic có hoạt tính gây độc tế bào CCRF-CEM, HCT116, MDA-MB-231; tại Thừa Thiên Huế phân lập betulin, betulinic acid, alphitolic acid, oleanolic acid, hibiscolacton A; tại Gia Lai phân lập các dẫn xuất có hoạt tính bảo vệ gan.
Đối với chi Pterospermum: Toàn cầu có hơn 70 loài, Việt Nam có 22 loài. Các nghiên cứu trên Pterospermum acerifolium đã phân lập phytoceramide, phytosterol glucoside acylated có hoạt tính tạo xương và kháng tế bào ung thư phổi, tụy; Pterospermum heterophyllum chứa triterpenoid, quinone và chromone kháng các dòng ung thư A549, HCT-8, Bel7402, đồng thời thể hiện tác dụng kháng viêm khớp trên mô hình chuột; Pterospermum yunnanense chứa dẫn xuất naphthol mới.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết:
- Cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum Gagnep.) hoàn toàn chưa có bất kỳ dữ liệu công bố nào về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học.
- Đối với cây An xoa (Helicteres hirsuta Lour.), các công trình trước đây chỉ khảo sát đơn lẻ từng bộ phận hoặc cao chiết thô, chưa có nghiên cứu so sánh đối chiếu hệ thống giữa rễ và thân-lá thu hái tại khu vực Đông Nam Bộ (Bình Phước).
- Chưa có công trình nào đánh giá khả năng tương tác của các triterpenoid từ hai loài này lên đích phân tử wMUS81 (endonuclease đóng vai trò sửa chữa DNA ở tế bào ung thư).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án áp dụng hệ thống phương pháp thực nghiệm tiêu chuẩn trong hóa học các hợp chất thiên nhiên kết hợp mô phỏng sinh học phân tử:
- Phương pháp tách chiết và phân lập: Chiết ngâm siêu âm bằng dung môi methanol ở nhiệt độ phòng. Phân bố lỏng–lỏng phân đoạn với các dung môi có độ phân cực tăng dần: n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate, butanol và nước. Tinh sạch hợp chất bằng sắc ký bản mỏng (TLC), sắc ký cột (CC) sử dụng pha tĩnh silica gel 60, pha đảo RP-18, rây phân tử Sephadex LH-20, và sắc ký lỏng hiệu năng cao điều chế (Prep. HPLC, Jasco).
- Phương pháp xác định cấu trúc hóa học: Kết hợp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D đo trên máy Bruker Avance 500 MHz ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, DEPT, HSQC, HMBC, ROESY); phổ khối lượng phun mù điện tử (ESI-MS) đo trên máy Agilent 1200 LC-MS; phổ khối lượng phân giải siêu cao FT-ICR-MS; phổ nhiễu xạ tia X đơn tinh thể đo trên máy Bruker D8 Advance.
- Phương pháp thử nghiệm hoạt tính sinh học:
- Hoạt tính chống oxy hóa: Phương pháp bắt gốc tự do DPPH.
- Hoạt tính kháng sinh: Phương pháp pha loãng vi lượng xác định nồng độ ức chế vi sinh vật kiểm định theo Hadacek F.
- Hoạt tính gây độc tế bào ung thư in vitro: Phương pháp đo độ hấp thụ quang học MTT theo mô tả của Scudiero D. và cộng sự trên các dòng tế bào: KB (biểu mô), HepG2 (gan), SK-LU-1 (phổi), Hela (cổ tử cung), SK-Mel-2 (da), AGS (dạ dày), MCF7 (vú).
- Phương pháp mô phỏng Docking phân tử: Mô phỏng tương tác phân tử giữa các triterpenoid phân lập được với miền "winged-helix" ở đầu N của protein tái tổ hợp MUS81 (wMUS81) nhằm xác định thế năng liên kết và các vị trí tương tác acid amin trong túi liên kết.
| Mẫu thực vật |
Bộ phận |
Khối lượng tươi |
Khối lượng khô |
Khối lượng cao tổng MeOH |
Ký hiệu các phân đoạn cao |
| An xoa (H. hirsuta) |
Rễ |
— |
4,5 kg |
620 g |
RH, RD, RE, RB, RN |
| An xoa (H. hirsuta) |
Thân – lá |
100 kg (tổng) |
10,0 kg |
450 g |
TLH, TLD, TLE, TLB, TLN |
| Màng kiêng (P. truncatolobatum) |
Thân – lá |
4,0 kg |
— |
131 g |
PH, PD, PE, PB, Nước |
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1. Thực vật họ Trôm
Chương 1 hệ thống hóa các tư liệu tổng quan về đặc điểm thực vật học, phân loại, kinh nghiệm sử dụng dân gian, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thuộc họ Trôm (Sterculiaceae), tập trung vào hai chi Helicteres và Pterospermum:
- Tổng quan họ Trôm: Mô tả 68 chi, 1.100 loài, các đặc điểm hình thái thân bụi hoặc thân gỗ, vỏ có chất nhầy có thể kéo sợi, hoa có lông hình sao. Liệt kê chi tiết gần 200 hợp chất thuộc 5 nhóm chính: alkaloid, phenylpropanoid, flavonoid, terpenoid và các hợp chất khác.
- Chi Thâu kén (Helicteres): Trình bày tình hình phân bố địa lý (60 loài trên thế giới, 6–8 loài tại Việt Nam), đặc điểm hóa học của các loài H. angustifolia, H. isora, H. viscida. Tổng hợp các ứng dụng dược lý: kháng ung thư, ức chế virus viêm gan B, kháng viêm, hạ đường huyết.
- Cây An xoa (Helicteres hirsuta Lour.): Tóm tắt các nghiên cứu trước đây tại Indonesia và các vùng sinh thái của Việt Nam (Kiên Giang, Bình Phước, Thừa Thiên Huế, Gia Lai), thống kê các hợp chất phenolic, triterpenoid, sterol đã biết và dữ liệu thử nghiệm hoạt tính sinh học (gây độc tế bào HepG2, CCRF-CEM, HCT116, bảo vệ gan trên mô hình CCl4).
- Chi Pterospermum và cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum Gagnep.): Mô tả 22 loài tại Việt Nam, phân tích thành phần hóa thực vật của P. acerifolium, P. heterophyllum, P. yunnanense, P. semisagittatum. Xác lập cơ sở khoa học về việc cây Màng kiêng là đối tượng chưa từng được khảo sát hóa học.
- Cơ sở lý thuyết Docking phân tử và đích wMUS81: Trình bày vai trò của enzyme endonuclease MUS81 thuộc họ Xpf trong cơ chế sửa chữa đứt gãy sợi kép DNA. Miền xoắn "winged-helix" (wMUS81) điều phối hoạt tính cắt DNA. Việc ức chế wMUS81 làm tăng độ nhạy của tế bào ung thư đối với các thuốc hóa trị (cisplatin, 5-FU, camptothecin, olaparib), khẳng định tính đúng đắn khi lựa chọn wMUS81 làm thụ thể mô phỏng.
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
Chương 2 mô tả chi tiết địa điểm thu hái mẫu, quy trình xử lý nguyên liệu, quy trình chiết xuất phân đoạn, quy trình phân lập sắc ký, thông số máy đo phổ, quy trình thử nghiệm sinh học và phương pháp tính toán docking:
- Thu thập và xử lý mẫu thực vật:
- Mẫu An xoa: Thu hái 100 kg tươi tại Bình Phước vào tháng 9/2016, định danh bởi PGS. Đỗ Hữu Thư, lưu tiêu bản số AX10.2016. Tách riêng rễ (4,5 kg khô) và thân-lá (10,0 kg khô). Rễ chiết MeOH thu 620 g cao tổng; phân bố lỏng–lỏng thu các cao phân đoạn: n-hexane (RH: 53,4 g), dichloromethane (RD: 37,18 g), ethyl acetate (RE: 28,01 g), butanol (RB: 123,32 g). Thân-lá chiết MeOH thu 450 g cao tổng; phân bố thu: n-hexane (TLH: 9,12 g), dichloromethane (TLD: 25,17 g), ethyl acetate (TLE: 4,82 g), butanol (TLB: 21,0 g).
- Mẫu Màng kiêng: Thu hái 4,0 kg tươi tại Lạng Sơn vào tháng 3/2018, định danh bởi ThS. Nghiêm Đức Trọng, lưu tiêu bản số MK03.2018. Thân-lá sấy khô ở 40–60°C, nghiền mịn, chiết MeOH thu 131 g cao tổng; phân bố lỏng–lỏng thu các cao phân đoạn: n-hexane (PH: 1,80 g), dichloromethane (PD: 8,07 g), ethyl acetate (PE: 7,0 g), butanol (PB: 11,2 g).
- Quy trình phân lập:
- Từ rễ An xoa: Sắc ký cột silica gel và HPLC điều chế các phân đoạn RH, RD, RE phân lập được 9 hợp chất (L1–L9).
- Từ thân-lá An xoa: Phân tách các phân đoạn TLH, TLD, TLE thu được 5 hợp chất (L10–L14).
- Từ thân-lá Màng kiêng: Sắc ký cột silica gel kết hợp kết tinh phân đoạn và Prep. HPLC các phân đoạn PH, PD, PE thu được 7 hợp chất (M1–M7).
- Dữ liệu phổ của một số hợp chất tiêu biểu:
- Hợp chất L1: Betulinic acid methyl ester; $^1\text{H}$-NMR (500 MHz, CDCl3): $\delta$ 4,47 (s, H-29a), 4,60 (s, H-29b), 3,67 (s, 3H, H-31), 3,18 (dd, J = 11,5 và 5,0 Hz, H-3), 2,99 (dt, J = 10,5 và 5,0 Hz, H-19), 1,68 (s, 3H, H-30), 0,96; 0,91; 0,82; 0,76 (s, các nhóm methyl).
- Hợp chất L3: 3β-Benzoylbetulinic acid (chất mới); phổ FT-ICR-MS cho pic ion phân tử tại m/z 599,3703 $[\text{M}+\text{K}]^+$ (phù hợp với công thức phân tử C37H52O4K).
- Hợp chất L7: β-Amyrin.
- Hợp chất L11: 3β-Hydroxyprotosta-17(20),24-dien-21-oic acid.
- Hợp chất M1: β-Sitosterol; $^1\text{H}$-NMR (500 MHz, CDCl3): $\delta$ 5,36 (s, H-6), 3,52 (m, H-3), 1,01; 0,92; 0,84; 0,83; 0,82; 0,68 (các nhóm methyl); $^{13}\text{C}$-NMR (125 MHz, CDCl3) ghi nhận 29 tín hiệu carbon đặc trưng.
- Hợp chất M3: Betulonic acid; $^1\text{H}$-NMR (500 MHz, CDCl3): $\delta$ 4,74 (d, J = 1,5 Hz, H-29a), 4,62 (d, J = 1,5 Hz, H-29b), 3,01 (m, H-19), 2,50 (m, H-2), 2,42 (m, H-2), các nhóm methyl xuất hiện tại $\delta$ 1,7; 1,07; 1,02; 1,00; 0,99; 0,93.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm về cấu trúc hóa học, sàng lọc hoạt tính sinh học và kết quả mô phỏng docking phân tử:
- Thành phần hóa học cây An xoa: Xác định hoàn chỉnh cấu trúc của 14 hợp chất (L1–L14). Trong đó, L3 (3β-benzoylbetulinic acid) là hợp chất triterpenoid mới lần đầu tiên được phát hiện trong tự nhiên; L1 là betulinic acid methyl ester; L7 là β-amyrin; L11 là dẫn xuất protostane triterpenoid (3β-hydroxyprotosta-17(20),24-dien-21-oic acid); cùng các hợp chất steroid và dẫn xuất phenolic khác.
- Hoạt tính sinh học của các cao chiết cây An xoa:
- Khảo sát độc tính tế bào trên dòng KB: 8 phân đoạn cao chiết từ rễ (RH, RE, RB, RN) và thân-lá (TLH, TLE, TLB, TLN) được đánh giá. Các cao chiết phân cực kém và trung bình (n-hexane, ethyl acetate) thể hiện khả năng ức chế tế bào KB ở mức khá và mạnh.
- Hoạt tính chống oxy hóa qua thử nghiệm DPPH và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các phân đoạn cao cũng được khảo sát, ghi nhận hiệu lực đáng kể ở các phân đoạn ethyl acetate.
- Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất sạch từ An xoa: Thử nghiệm 10 hợp chất (L1, L2, L3, L5, L8, L9, L10, L12, L13, L14) trên 5 dòng tế bào ung thư người gồm SK-LU-1, HepG2, Hela, SK-Mel-2 và AGS. Hợp chất mới L3 cùng các triterpenoid lupane thể hiện hoạt tính ức chế chọn lọc sự phát triển của các dòng tế bào ung thư thử nghiệm.
- Thành phần hóa học cây Màng kiêng: Lần đầu tiên công bố thành phần hóa học của loài Pterospermum truncatolobatum, tinh sạch và xác định cấu trúc 7 hợp chất (M1–M7). Trong đó, xác định rõ cấu trúc của M1 là β-sitosterol, M3 là betulonic acid, cùng các dẫn xuất triterpene và hợp chất liên quan (M2, M4, M5, M6, M7).
- Hoạt tính sinh học của cây Màng kiêng:
- Khảo sát hoạt tính độc tế bào dòng KB của 4 phân đoạn cao chiết (PH, PD, PE, PB), ghi nhận phân đoạn PD và PE có hoạt tính ức chế rõ rệt.
- Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của 3 hợp chất tinh khiết (M3, M4, M7) trên 4 dòng tế bào ung thư: HepG2 (gan), Lu / SK-LU-1 (phổi), KB (biểu mô) và MCF7 (vú). Hợp chất betulonic acid (M3) thể hiện khả năng ức chế tế bào ung thư đáng chú ý.
- Kết quả mô phỏng docking phân tử với protein wMUS81: Tiến hành docking các triterpenoid phân lập được vào cấu trúc không gian của wMUS81. Kết quả chỉ ra các hợp chất khung lupane (như dẫn xuất của betulinic acid, betulonic acid) có năng lượng liên kết thấp, tạo được các liên kết hydro và tương tác kỵ nước bền vững với các acid amin quan trọng trong túi hoạt động của miền winged-helix, chứng minh tiềm năng ức chế endonuclease MUS81.
| Mẫu thử |
Hợp chất tiêu biểu |
Hoạt tính sinh học / Đích tác động |
Dòng tế bào thử nghiệm / Thông số |
| Rễ An xoa |
L1, L3 (chất mới), L5, L7, L8, L9 |
Gây độc tế bào ung thư in vitro, Docking wMUS81 |
SK-LU-1, HepG2, Hela, SK-Mel-2, AGS, KB |
| Thân-lá An xoa |
L2, L10, L11, L12, L13, L14 |
Gây độc tế bào ung thư in vitro, chống oxy hóa |
SK-LU-1, HepG2, Hela, SK-Mel-2, AGS, KB |
| Thân-lá Màng kiêng |
M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 |
Gây độc tế bào ung thư in vitro, Docking wMUS81 |
HepG2, Lu (SK-LU-1), KB, MCF7 |
Kết quả và những đóng góp mới
Luận án đã đạt được các đóng góp mới về mặt lý luận khoa học và thực tiễn:
- Đóng góp về hóa học các hợp chất thiên nhiên:
- Phân lập và xác định cấu trúc 14 hợp chất từ rễ và thân-lá của loài An xoa (Helicteres hirsuta Lour.), trong đó có một hợp chất triterpenoid mới là 3β-benzoylbetulinic acid (L3, C37H52O4), mở rộng dữ liệu hóa học về chi Helicteres.
- Đây là công trình đầu tiên trên thế giới nghiên cứu thành phần hóa học của loài Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum Gagnep.), phân lập và xác định cấu trúc 7 hợp chất sạch (M1–M7), bổ sung dữ liệu hóa thực vật cho chi Pterospermum.
- Đóng góp về hoạt tính sinh học và định hướng ứng dụng:
- Cung cấp bộ số liệu thực nghiệm về hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các cao chiết và các hợp chất sạch từ An xoa và Màng kiêng trên nhiều dòng tế bào ung thư người (KB, HepG2, SK-LU-1, Hela, SK-Mel-2, AGS, MCF7).
- Chứng minh các triterpenoid phân lập từ hai loài thực vật này có ái lực liên kết cao với thụ thể wMUS81 thông qua mô phỏng docking phân tử, mở ra hướng nghiên cứu phát triển các chất ức chế MUS81 tự nhiên nhằm tăng cường hiệu quả cho các phác đồ hóa trị ung thư.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:
- Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế phân tử của các hợp chất có hoạt tính cao (đặc biệt là hợp chất mới L3 và betulonic acid M3) trên các mô hình in vivo.
- Đề xuất giải pháp bảo tồn, khai thác bền vững nguồn tài nguyên cây An xoa tại Bình Phước, tránh tình trạng khai thác kiệt quệ do các tin đồn thiếu căn cứ khoa học.
- Tiếp tục nghiên cứu mở rộng các bộ phận khác và các chất có hàm lượng nhỏ của cây Màng kiêng tại Lạng Sơn.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án:
- Khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất sạch chủ yếu dừng lại ở mức in vitro (xác định nồng độ ức chế trên các dòng tế bào ung thư nuôi cấy) và mô phỏng in silico (docking phân tử), chưa có điều kiện thử nghiệm thực tế trên mô hình động vật sống (in vivo).
- Khối lượng mẫu Màng kiêng thu thập ban đầu còn hạn chế (4 kg tươi), dẫn đến hàm lượng một số chất phân lập được rất thấp, chưa đủ để thử nghiệm hoạt tính sinh học trên tất cả các dòng tế bào và đích phân tử.
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Thử nghiệm đánh giá cơ chế ức chế enzyme MUS81 thực tế bằng các kỹ thuật sinh học phân tử in vitro để kiểm chứng kết quả docking.
- Mở rộng thu hái nguyên liệu cây Màng kiêng để phân lập thêm các cấu tử vi lượng và bán tổng hợp các dẫn xuất nhằm nâng cao hoạt tính sinh học.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa học Hữu cơ, Hóa dược và Hóa học các hợp chất thiên nhiên: Cung cấp quy trình chiết xuất, sắc ký phân lập các triterpenoid khó tách và bộ dữ liệu phổ chi tiết ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, 2D-NMR, FT-ICR-MS, X-ray) của các hợp chất khung lupane, oleanane, protostane.
- Các nhà nghiên cứu dược lý và sinh học phân tử: Tham khảo phương pháp sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào và hướng tiếp cận mô phỏng docking trên đích phân tử endonuclease wMUS81 trong phát triển thuốc hỗ trợ điều trị ung thư.
- Các cơ quan quản lý dược liệu và tài nguyên sinh vật: Cung cấp dẫn liệu khoa học xác thực về giá trị thực của cây An xoa và Màng kiêng, hỗ trợ định hướng quy hoạch, bảo tồn và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thực vật rừng tại Việt Nam.
Câu hỏi thường gặp
-
Hợp chất mới được phát hiện trong luận án có tên là gì và cấu trúc của nó được xác định bằng những phương pháp nào?
Hợp chất mới được phân lập từ rễ cây An xoa (Helicteres hirsuta) là 3β-benzoylbetulinic acid (ký hiệu L3). Cấu trúc của hợp chất được xác định dựa trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, HSQC, HMBC, ROESY) và phổ khối lượng phân giải siêu cao FT-ICR-MS với pic ion $[\text{M}+\text{K}]^+$ tại m/z 599,3703, phù hợp với công thức phân tử C37H52O4K.
-
Cây Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum) được thu hái ở đâu và luận án đã phân lập được những hợp chất nào từ loài này?
Mẫu thân-lá cây Màng kiêng được thu hái tại xã Nhất Hòa, huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn vào tháng 3 năm 2018 (mẫu tiêu bản MK03.2018). Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 7 hợp chất ký hiệu từ M1 đến M7, trong đó có β-sitosterol (M1) và betulonic acid (M3).
-
Đích phân tử wMUS81 là gì và tại sao luận án lại chọn đích này để mô phỏng docking?
wMUS81 là miền xoắn "winged-helix" ở đầu N của protein endonuclease MUS81 (thuộc họ endonuclease Xpf). Enzyme này tham gia quá trình sửa chữa đứt gãy DNA trong tế bào. Việc ức chế wMUS81 làm giảm khả năng tự sửa chữa DNA của tế bào ung thư, từ đó làm tăng độ nhạy cảm của chúng đối với các loại thuốc hóa trị (như 5-fluorouracil, cisplatin, camptothecin). Luận án lựa chọn wMUS81 để docking nhằm tìm kiếm các chất ức chế tự nhiên có tiềm năng hỗ trợ điều trị ung thư.
-
Dữ liệu phổ nào chứng minh cấu trúc của hợp chất L1 (betulinic acid methyl ester) và M3 (betulonic acid)?
- Hợp chất L1 được chứng minh qua phổ $^1\text{H}$-NMR với tín hiệu hai proton olefin ngoại vòng tại $\delta$ 4,47 và 4,60 ppm (H-29a, H-29b), nhóm carbomethoxy tại $\delta$ 3,67 ppm (s, 3H, H-31), proton gắn carbon mang nhóm hydroxyl tại $\delta$ 3,18 ppm (H-3) và proton H-19 tại $\delta$ 2,99 ppm.
- Hợp chất M3 được chứng minh qua phổ $^1\text{H}$-NMR với hai proton olefin tại $\delta$ 4,74 và 4,62 ppm (H-29a, H-29b), proton H-19 tại $\delta$ 3,01 ppm, các proton kề nhóm carbonyl tại $\delta$ 2,50 và 2,42 ppm (H-2), cùng 6 nhóm methyl đơn đặc trưng của khung lupane.
- Luận án đã thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào trên những dòng ung thư người nào?
Luận án đã thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào trên 7 dòng tế bào ung thư người: KB (ung thư biểu mô), HepG2 (ung thư gan), SK-LU-1 (ung thư phổi), Hela (ung thư cổ tử cung), SK-Mel-2 (ung thư da), AGS (ung thư dạ dày) và MCF7 (ung thư vú).
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Thị Khánh Linh đã thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài thực vật họ Trôm là An xoa (Helicteres hirsuta) và Màng kiêng (Pterospermum truncatolobatum). Công trình đã phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc của 21 hợp chất, trong đó phát hiện một hợp chất mới là 3β-benzoylbetulinic acid từ cây An xoa và công bố những dữ liệu hóa thực vật đầu tiên về cây Màng kiêng. Kết quả đánh giá độc tính tế bào trên nhiều dòng ung thư in vitro cùng mô phỏng docking phân tử với protein wMUS81 đã cung cấp cơ sở khoa học xác thực cho việc định hướng sử dụng và phát triển nguồn dược liệu tự nhiên của Việt Nam.