Nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư của một số hợp chất phân lập từ hai loài tầm bóp p angulata và thù lù nhỏ p minima họ cà solanaceae

Viêm là một phản ứng phức tạp của cơ thể, xảy ra tại mô liên kết khi tế bào bị tổn thương. 204 trang · Học viện Khoa học và Công nghệ · 2023.

• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn A
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh lý học người và động vật
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Chất Kháng Viêm và Kháng Ung Thư của Hợp Chất Từ Tầm Bóp và Thù Lù Nhỏ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Một vài nét về viêm và ung thư
• 1.2. Viêm và tiềm năng kháng viêm của các hợp chất từ thực vật
• 1.3. Ung thư và tiềm năng kháng tế bào ung thư của các hợp chất từ thực vật
• 1.4. Mối liên quan giữa viêm và ung thư
• 1.5. Vai trò sinh lý của Oxit nitric (NO) trong ung thư và viêm. Apoptosis trong ung thư và viêm
• 1.6. Sơ lược về chi Physalis
• 1.7. Đặc điểm thực vật chi Physalis
• 1.8. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Physalis
• 1.9. Giới thiệu về loài Tầm bóp (P. angulata)
• 1.10. Giới thiệu về loài Thù lù nhỏ (P. minima)
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Mẫu loài Tầm bóp (P. angulata)
• 2.3. Mẫu loài Thù lù nhỏ (P. minima)
• 2.4. Vật liệu nghiên cứu
• 2.5. Hoá chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Phương pháp xử lý tạo cao chiết methanol và các cao phân đoạn của các mẫu P.
• 2.6.2. Phương pháp phân lập các hợp chất từ loài P.
• 2.6.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất
• 2.6.4. Phương pháp sắc ký dùng để phân lập các hợp chất từ mẫu thực vật
• 2.6.5. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
• 2.6.6. Phương pháp phổ khối lượng
• 2.6.7. Phương pháp đo độ quay cực [α] D
• 2.6.8. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.6.9. Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro
• 2.6.10. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư (cytotoxic assay)
• 2.6.11. Phương pháp xác định khả năng ức chế sản sinh NO của tế bào sử dụng tế bào đại thực bào RAW 264
• 2.6.12. Phương pháp Western Blot
• 2.6.13. Phương pháp đánh giá tác động cảm ứng apoptosis
• 2.6.14. Phương pháp phân tích thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7 và hoạt tính gây độc tế bào của loài P.
• 3.2. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7 của các cao chiết phân lập từ loài P.
• 3.3. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết từ hai loài P.
• 3.4. Kết quả xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.5. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sinh NO định hướng kháng viêm và gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.6. Kết quả đánh giá hoạt tính cảm ứng enzyme iNOS và COX-2 của hợp chất PA13 và PA14 phân lập từ loài P.
• 3.7. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế một số dòng tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.8. Kết quả đánh giá cảm ứng apoptosis của hợp chất PA6 trên dòng tế bào ung thư phổi (A549)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• KIẾN NGHỊ
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tầm Bóp Thù Lù Nhỏ và Khả Năng Kháng Viêm

Viêm là một phản ứng phức tạp của cơ thể, xảy ra tại mô liên kết khi tế bào bị tổn thương. Quá trình này bao gồm thực bào, loại bỏ tác nhân gây viêm và sửa chữa tổn thương. Các triệu chứng thường gặp là sưng, nóng, đỏ và đau do mạch máu giãn nở và bạch cầu xâm nhập. Viêm có thể là phản ứng bảo vệ, nhưng cũng có thể gây hại nếu đáp ứng quá mức, dẫn đến tổn thương mô và rối loạn chức năng cơ quan. Các hợp chất tự nhiên từ thực vật, như tầm bóp và thù lù nhỏ, đang được nghiên cứu về khả năng kháng viêm tiềm năng. Theo nhiều báo cáo, viêm mãn tính có thể kích thích sự phát triển của khối u ung thư [2]. Do đó, việc tìm kiếm các dược chất kháng viêm từ nguồn gốc tự nhiên là rất quan trọng.

1.1. Vai Trò Của Đại Thực Bào Trong Quá Trình Viêm Nhiễm

Trong quá trình viêm, đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động, duy trì và giải quyết tình trạng viêm. Dưới tác động của lipopolysaccharide (LPS), đại thực bào tiết ra các cytokine tiền viêm như interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), yếu tố hoại tử khối u (TNF-α) và các chất trung gian gây viêm như oxit nitric (NO) và prostaglandin E2 (PGE2). Các chất này được tổng hợp bởi NO synthase cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase-2 (COX-2). Ức chế sự biểu hiện quá mức của iNOS và COX-2 là một giải pháp cần thiết để ngăn ngừa và điều trị các bệnh viêm [14].

1.2. Các Giai Đoạn Chính Của Quá Trình Viêm Cần Nắm Rõ

Quá trình viêm thường diễn biến qua các giai đoạn chính: rối loạn tuần hoàn tại ổ viêm, hình thành dịch rỉ viêm, bạch cầu xuyên mạch và thực bào. Rối loạn tuần hoàn bao gồm rối loạn vận mạch, tăng tính thấm thành mạch. Bạch cầu xâm nhập vào mô, tiết các chất trung gian gây viêm. Nếu viêm cấp tính không được điều trị triệt để, có thể chuyển thành viêm mãn tính, gây ra nhiều biến chứng nguy hiểm. Việc kiểm soát các giai đoạn này là chìa khóa để điều trị hiệu quả.

II. Ung Thư và Tiềm Năng Kháng Ung Thư Từ Tầm Bóp Thù Lù

Ung thư là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Y học hiện đại đã có nhiều tiến bộ trong điều trị ung thư, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế về hiệu quả và tác dụng phụ. Do đó, việc tìm kiếm các phương pháp điều trị mới, đặc biệt là từ nguồn gốc tự nhiên, đang được quan tâm. Các hợp chất tự nhiên từ thực vật, bao gồm tầm bóp và thù lù nhỏ, đã cho thấy tiềm năng kháng ung thư đáng kể. Các nghiên cứu cho thấy các chất chuyển hóa thứ cấp chiết xuất từ thực vật ức chế tế bào ung thư thông qua chống tổn thương DNA, kích hoạt các enzym gây apoptosis thông qua việc ức chế các con đường truyền tín hiệu như: con đường RAS-ERK, con đường tín hiệu c- Met, con đường tín hiệu PI3K/Akt, con đường ty thể v.

2.1. Cơ Chế Tác Động Kháng Ung Thư Của Hợp Chất Tự Nhiên

Các hoạt chất sinh học từ thực vật có thể ức chế tế bào ung thư thông qua nhiều cơ chế khác nhau. Chúng có thể ngăn chặn tổn thương DNA, kích hoạt apoptosis (quá trình chết tế bào theo chương trình), và ức chế các con đường truyền tín hiệu quan trọng cho sự phát triển của tế bào ung thư. Điều này giúp bảo vệ các tế bào lành và giảm thiểu tác dụng phụ so với các phương pháp điều trị truyền thống.

2.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Dược Liệu Trong Điều Trị Ung Thư

Việt Nam là một quốc gia có nguồn tài nguyên cây thuốc phong phú. Việc nghiên cứu và khai thác các dược liệu này có thể mang lại những đột phá trong điều trị ung thư. Các nghiên cứu tập trung vào phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất tự nhiên từ các loài cây như tầm bóp và thù lù nhỏ có thể mở ra những hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc kháng ung thư hiệu quả và an toàn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Hoạt Tính Kháng Viêm Ung Thư Tầm Bóp

Nghiên cứu về tác dụng dược lý của tầm bóp và thù lù nhỏ đòi hỏi các phương pháp tiếp cận khoa học và bài bản. Các phương pháp này bao gồm thu thập mẫu, chiết xuất các hợp chất tự nhiên, phân lập và xác định cấu trúc hóa học, và đánh giá hoạt tính sinh học. Các thử nghiệm in vitro và in vivo được sử dụng để đánh giá khả năng kháng viêm và kháng ung thư của các chiết xuất tầm bóp và chiết xuất thù lù nhỏ. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng hai loài cây này trong y học.

3.1. Quy Trình Chiết Xuất và Phân Lập Hợp Chất Từ Tầm Bóp Thù Lù

Quy trình chiết xuất thường bắt đầu bằng việc sử dụng các dung môi khác nhau để thu được các phân đoạn có hoạt tính sinh học khác nhau. Sau đó, các phương pháp sắc ký như sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng được sử dụng để phân lập các hợp chất tự nhiên tinh khiết. Cuối cùng, các phương pháp phổ như NMR, MS được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất này.

3.2. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học In Vitro và In Vivo Chi Tiết

Các thử nghiệm in vitro thường được thực hiện trên các dòng tế bào ung thư và tế bào viêm để đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và khả năng giảm viêm. Các thử nghiệm in vivo được thực hiện trên động vật để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các hợp chất tự nhiên trong môi trường sinh học phức tạp. Các chỉ số như sự thay đổi kích thước khối u, mức độ viêm, và các tác dụng phụ được theo dõi chặt chẽ.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Tác Dụng Kháng Viêm Của Hợp Chất Tầm Bóp

Nghiên cứu đã xác định được một số hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có khả năng kháng viêm đáng kể. Các hợp chất này có thể ức chế sự sản xuất các chất trung gian gây viêm như NO và PGE2, cũng như giảm biểu hiện của các enzyme iNOS và COX-2. Kết quả này cho thấy tầm bóp có tiềm năng trong việc điều trị các bệnh viêm nhiễm. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7 và hoạt tính gây độc tế bào của loài P.

4.1. Xác Định Các Hợp Chất Kháng Viêm Hiệu Quả Từ Tầm Bóp

Các nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc của một số hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có hoạt tính kháng viêm. Các hợp chất này thuộc các nhóm hóa học khác nhau, như withanolides và physalins. Các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác động của các hợp chất này có thể giúp phát triển các loại thuốc kháng viêm mới.

4.2. Cơ Chế Tác Động Kháng Viêm Của Hợp Chất Tầm Bóp

Các hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có thể tác động lên nhiều mục tiêu khác nhau trong quá trình viêm. Chúng có thể ức chế các enzyme tham gia vào quá trình sản xuất các chất trung gian gây viêm, cũng như điều hòa các con đường truyền tín hiệu liên quan đến viêm. Điều này giúp giảm thiểu các triệu chứng viêm và bảo vệ các mô khỏi tổn thương.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Tác Dụng Kháng Ung Thư Của Hợp Chất Tầm Bóp

Nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng một số hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có khả năng kháng ung thư. Các hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư khác nhau, cũng như gây ra apoptosis (chết tế bào theo chương trình) ở các tế bào ung thư. Kết quả này cho thấy tầm bóp có tiềm năng trong việc điều trị ung thư. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế một số dòng tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài P.

5.1. Các Hợp Chất Kháng Ung Thư Tiềm Năng Từ Tầm Bóp

Các nghiên cứu đã xác định được một số hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có hoạt tính kháng ung thư trên các dòng tế bào ung thư khác nhau. Các hợp chất này có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, gây ra apoptosis, và ngăn chặn sự di căn của tế bào ung thư.

5.2. Cơ Chế Tác Động Kháng Ung Thư Của Hợp Chất Tầm Bóp

Các hợp chất tự nhiên từ tầm bóp có thể tác động lên nhiều mục tiêu khác nhau trong tế bào ung thư. Chúng có thể ức chế các enzyme quan trọng cho sự phát triển của tế bào ung thư, gây tổn thương DNA, và kích hoạt các con đường tín hiệu dẫn đến apoptosis. Điều này giúp tiêu diệt tế bào ung thư một cách chọn lọc và giảm thiểu tác dụng phụ.

VI. Ứng Dụng và Triển Vọng Nghiên Cứu Tầm Bóp Thù Lù Nhỏ

Nghiên cứu về tác dụng dược lý của tầm bóp và thù lù nhỏ mở ra nhiều triển vọng trong việc phát triển các loại thuốc kháng viêm và kháng ung thư mới. Các hợp chất tự nhiên từ hai loài cây này có thể được sử dụng để điều trị các bệnh viêm nhiễm và ung thư, cũng như phòng ngừa các bệnh này. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các hợp chất này trên người. Tìm hiểu về thành phần hóa học và hoạt tính kháng u, kháng viêm của hai loài này sẽ bổ sung nguồn cơ sở khoa học cho việc sử dụng trong quá trình hỗ trợ, điều trị những căn bệnh này.

6.1. Tiềm Năng Ứng Dụng Trong Y Học Cổ Truyền và Hiện Đại

Tầm bóp và thù lù nhỏ đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị nhiều bệnh khác nhau. Các nghiên cứu hiện đại đang xác nhận các tác dụng dược lý của hai loài cây này, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học hiện đại. Các hợp chất tự nhiên từ hai loài cây này có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc mới, cũng như bổ sung vào các phương pháp điều trị hiện có.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Tầm Bóp Thù Lù Nhỏ

Cần có thêm các nghiên cứu về cơ chế tác động của các hợp chất tự nhiên từ tầm bóp và thù lù nhỏ, cũng như các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các hợp chất này trên người. Các nghiên cứu về dược động học và dược lực học cũng cần được thực hiện để tối ưu hóa việc sử dụng các hợp chất này trong điều trị bệnh.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Căn bệnh ung thư và các bệnh lý viêm mãn tính đang là thách thức y tế nghiêm trọng trên phạm vi toàn cầu cũng như tại Việt Nam. Theo thống kê của Tổ chức Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (Globocan) năm 2020, toàn thế giới ghi nhận 19,3 triệu ca mắc mới và 10 triệu ca tử vong do ung thư, trong đó khu vực châu Á chiếm tỷ lệ mắc mới cao nhất với 49,6%. Tại Việt Nam, số liệu Globocan năm 2020 ghi nhận khoảng 182.563 ca mắc mới, gần 122.690 ca tử vong và hơn 353.826 người đang chung sống với bệnh ung thư. Đồng thời, các công trình khoa học đã chỉ ra viêm mãn tính là một trong những yếu tố vi môi trường kích thích sự phát triển, tăng sinh và di căn của khối u. Dù y học hiện đại đã phát triển nhiều thuốc tổng hợp hóa học và nhóm corticoid trong điều trị ung thư và viêm, các thuốc này vẫn tiềm ẩn nhiều tác dụng phụ độc hại và chi phí điều trị cao. Vì vậy, việc tìm kiếm các dược chất tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật với độc tính thấp, dung nạp tốt và khả năng tác động chọn lọc lên tế bào bệnh lý đang là hướng nghiên cứu cấp bách.

Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên dược liệu phong phú với khoảng 5.117 loài và dưới loài thực vật bậc cao được sử dụng làm thuốc trong dân gian (thống kê năm 2016). Trong đó, hai loài Tầm bóp (Physalis angulata) và Thù lù nhỏ (Physalis minima) thuộc chi Physalis, họ Cà (Solanaceae), từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị cảm sốt, viêm nhiễm và u bướu. Mặc dù một số nghiên cứu bước đầu về thành phần hóa học đã được thực hiện, khoảng trống nghiên cứu thực tế tại Việt Nam là việc phân lập có hệ thống các hợp chất tinh khiết từ hai loài này, giải mã cấu trúc phân tử và đánh giá chi tiết cơ chế tác động kháng viêm (thông qua ức chế sản sinh oxit nitric NO, điều hòa enzyme iNOS và COX-2) cũng như kháng tế bào ung thư (thông qua cơ chế cảm ứng apoptosis) ở mức độ tế bào và phân tử. Luận án tiến sĩ sinh học chuyên ngành Sinh lý học người và động vật (Mã số: 9.04) tại Học viện Khoa học và Công nghệ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (bảo vệ năm 2023) được thực hiện nhằm giải quyết các yêu cầu khoa học này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định rõ:

1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của một số hợp chất từ hai loài Tầm bóp (P. angulata) và Thù lù nhỏ (P. minima) thuộc chi Physalis ở Việt Nam;
2. Phát hiện các hợp chất có hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư tiềm năng từ hai loài thực vật này làm cơ sở cho các nghiên cứu về dược lý tiếp theo.

Đối tượng nghiên cứu của luận án gồm:

• Loài Tầm bóp (P. angulata) được thu hái tại tỉnh Thái Bình;
• Loài Thù lù nhỏ (P. minima) được thu hái tại tỉnh Thừa Thiên Huế.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các thử nghiệm in vitro: sàng lọc độc tính tế bào ung thư (dòng ung thư biểu mô phổi người A549 và các dòng liên quan) và khả năng ức chế chất trung gian gây viêm NO trên tế bào đại thực bào chuột RAW 264.7 được kích hoạt bởi lipopolysaccharide (LPS); phân tích mức độ biểu hiện protein iNOS và COX-2; đánh giá các chỉ dấu cảm ứng apoptosis bao gồm sự phân mảnh nhân, đảo màng tế bào và hoạt hóa enzyme caspase-3.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án đã điểm lại các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học cũng như hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Physalis, đặt cơ sở cho định hướng nghiên cứu:

• Sun và cộng sự (2016): Phân lập từ thân và lá P. angulata 16 hợp chất withanolide mới (gồm physangulatin A-N và withaphysalin Y-Z) cùng 12 hợp chất đã biết; ghi nhận các chất physangulatin I, physagulide I-J, physagulin A-B và physagulin I có hoạt tính ức chế tốt trên các dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt người (C4-2B, 22Rvl), tế bào ung thư biểu mô thận (786-O, A-498, ACHN) và tế bào u ác tính (A375-S2) với giá trị $\text{IC}{50}$ trong khoảng 0,18 - 7,43 $\mu\text{M}$; đồng thời các hợp chất physangulatin C-E, physangulatin I-K, physagulide I-J, physagulin A-B, physagulin H-I và physagulin N ức chế sản sinh NO gây bởi LPS trong đại thực bào với $\text{IC}{50}$ từ 1,36 - 11,59 $\mu\text{M}$.
• Maldonado và cộng sự (2015): Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào trên 6 dòng tế bào ung thư người (U-251, PC-3, K-562, HCT-15, MCF-7, SK-LU-1) của 3 hợp chất phân lập từ P. angulata là physangulide B, 4-O-acetylphysangulide B và physangulide acetamide; xác định $\text{IC}{50}$ trên dòng ung thư tuyến tiền liệt PC-3 lần lượt là 0,43 $\pm$ 0,03 $\mu\text{M}$ và 0,32 $\pm$ 0,02 $\mu\text{M}$, trên dòng ung thư phổi SK-LU-1 lần lượt là 0,35 $\pm$ 0,01 $\mu\text{M}$ và 0,27 $\pm$ 0,01 $\mu\text{M}$ (camptothecin đối chứng có $\text{IC}{50}$ lần lượt là 0,12 $\pm$ 0,01 $\mu\text{M}$ và 0,15 $\pm$ 0,009 $\mu\text{M}$).
• Hsu và cộng sự (1992): Phân lập physalin B từ P. angulata, xác định hoạt tính trên dòng tế bào u ác tính A375 và A2058 ($\text{IC}_{50} < 4,6\ \mu\text{g/mL}$), gây apoptosis qua trung gian NOXA, caspase-3, Bax và ti thể mà không gây độc lên nguyên bào sợi da người và cơ tim.
• Chiang và cộng sự (1992): Phân lập physalin B và physalin F từ P. angulata, ghi nhận khả năng ức chế tăng trưởng các dòng tế bào bạch cầu K562, APM1840, HL-60, KG-1, CTV-1; physalin F gây độc tế bào ung thư thận A498 qua apoptosis phụ thuộc ROS, NF-$\kappa$B, điều hòa các protein Bcl-2, Bcl-xL, p53, p65/p50 và qua con đường ti thể kích hoạt Apaf-1, caspase-9, caspase-3 trên tế bào A549.
• Hsieh và cộng sự (2006): Dịch chiết methanol P. angulata bắt giữ chu kỳ tế bào ở pha G2/M trên dòng ung thư vú di căn MDA-MB-231 và MCF-7 thông qua điều hòa cyclin A, Cdc2, Cdc25C, p21, p27 và kích hoạt caspase-3.
• Wu và cộng sự (2012): Ghi nhận dịch chiết P. angulata cảm ứng apoptosis trên dòng tế bào ung thư gan HepG2.
• Ma và cộng sự (2016): Khảo sát các withanolide từ loài P. villosa (physagulide I, physagulide J, withangulatin A, physagulin B...), xác định hoạt tính mạnh trên các dòng HepG2, MCF-7 và MG-63 ($\text{IC}_{50}$ từ 0,06 - 6,73 $\mu\text{M}$); chứng minh physagulide I bắt giữ tế bào ở pha G2/M và kích hoạt apoptosis phụ thuộc caspase, ROS, ERK và JNK.
• Tôn Nữ Liên Hương và cộng sự (2020): Khảo sát cao hexane, ethyl acetate, nước và ethanol của P. angulata trên 5 dòng tế bào ung thư (A549, MCF-7, MDA-MB-231, KB, KB-VIN) bằng phương pháp SRB; thử nghiệm độc tính cấp in vivo trên chuột xác định liều an toàn là 2 gói trà túi lọc phối hợp cỏ ngọt (tỷ lệ 4:1)/kg thể trọng.

Khoảng trống nghiên cứu mà luận án lựa chọn giải quyết là thực hiện phân lập sâu các hợp chất tinh khiết từ cao chiết phân đoạn của hai loài P. angulata và P. minima thu hái tại hai vùng địa lý cụ thể ở Việt Nam (Thái Bình và Thừa Thiên Huế), giải mã cấu trúc phân tử hoàn chỉnh và chứng minh tác động sinh học trực tiếp của các đơn chất trên cả hai mô hình thử nghiệm: ức chế NO/biểu hiện protein gây viêm (iNOS, COX-2) và gây độc tế bào ung thư/cơ chế cảm ứng apoptosis tế bào phổi A549.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết sinh lý bệnh học hiện đại về viêm, ung thư và mối tương tác qua lại giữa hai quá trình:

• Cơ sở bệnh học viêm: Đại thực bào đóng vai trò trung tâm khởi phát đáp ứng viêm dưới kích thích của nội độc tố LPS từ vi khuẩn Gram âm, làm giải phóng các chất trung gian gây viêm như oxit nitric (NO) và prostaglandin E2 (PGE2) được tổng hợp lần lượt bởi NO synthase cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase-2 (COX-2). Các con đường truyền tín hiệu chính được tác giả phân tích gồm: con đường NF-$\kappa$B (hoạt hóa phức hợp IKK phosphoryl hóa I$\kappa$B giải phóng các tiểu đơn vị p50, p52, p65 chuyển vị vào nhân), con đường MAPK (gồm 3 lộ trình ERK1/2, p38 với các dạng đồng phân $\alpha, \beta, \gamma, \delta$, và JNK), con đường JAK-STAT và con đường TLR4/MyD88.
• Cơ sở bệnh học ung thư và apoptosis: Ung thư hình thành qua các biến đổi đặc trưng như duy trì tín hiệu tăng sinh, lấn át tín hiệu ức chế sinh trưởng, tránh sự chết theo chương trình apoptosis, tăng sinh vô hạn, kích thích tạo mạch và xâm lấn di căn. Apoptosis diễn ra theo hai con đường chính: con đường ngoại bào qua thụ thể màng (TNF-$\alpha$/TNFR1, Fas/FasL hình thành phức hợp DISC hoạt hóa caspase-8, caspase-10) và con đường nội bào qua ti thể (sự mất cân bằng giữa protein Bax và Bcl-2 dẫn tới giải phóng cytochrome c, kết hợp Apaf-1 và pro-caspase-9 tạo apoptosome, kích hoạt caspase-3).
• Vai trò của Oxit nitric (NO): NO có tác động kép, vừa có vai trò kháng u (ở nồng độ cao gây tổn thương DNA, kích hoạt p53, hoạt hóa caspase) vừa có thể thúc đẩy tăng trưởng u (gây đột biến gen p53, kích thích tạo mạch thông qua VEGF, MMP-2, MMP-9).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế kết hợp giữa hóa học các hợp chất thiên nhiên và sinh học phân tử tế bào:

Nhóm phương pháp	Kỹ thuật / Thiết bị cụ thể	Mục đích thực hiện
Xử lý mẫu và chiết tách	Chiết ngâm hồi lưu với methanol; phân bố lỏng-lỏng với các dung môi khác nhau	Điều chế cao tổng và các cao phân đoạn PAD (từ P. angulata), PMD, PME (từ P. minima)
Phân lập sắc ký	Sắc ký cột (CC) sử dụng pha tĩnh silica gel thường và pha đảo	Tách tinh khiết các hợp chất từ các cao phân đoạn tiềm năng
Xác định cấu trúc	Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D và 2D ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, $^1\text{H}$-$^1\text{H}$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY); Phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS; Đo độ quay cực $[\alpha]_\text{D}$	Xác định cấu trúc hóa học, công thức phân tử và cấu hình lập thể của các hợp chất phân lập
Nuôi cấy tế bào in vitro	Môi trường nuôi cấy chuyên dụng cho tế bào động vật và người	Duy trì dòng đại thực bào RAW 264.7 và các dòng tế bào ung thư (A549, MCF-7, HepG2, PANC-1, SK-LU-1, HeLa)
Thử hoạt tính gây độc tế bào	Phương pháp thử nghiệm gây độc tế bào (cytotoxic assay)	Xác định giá trị $\text{IC}_{50}$ của cao chiết và các hợp chất tinh khiết trên tế bào ung thư
Thử hoạt tính kháng viêm	Thử nghiệm ức chế sản sinh NO trên đại thực bào RAW 264.7 cảm ứng bởi LPS	Đo hàm lượng nitrite tích tụ trong môi trường để tính toán phần trăm ức chế và giá trị $\text{IC}_{50}$
Phân tích biểu hiện protein	Kỹ thuật Western Blot	Đánh giá mức độ ức chế biểu hiện protein iNOS và COX-2 của các hợp chất tiềm năng
Đánh giá cảm ứng apoptosis	Nhuộm huỳnh quang nhân tế bào bằng Hoechst 33342; Nhuộm kép bằng kit Annexin V/cell death apoptosis; Đo hoạt độ enzyme caspase-3	Xác định tỷ lệ tế bào ngưng tụ, phân mảnh nhân; tỷ lệ tế bào apoptosis ở các giai đoạn; định lượng sự gia tăng caspase-3
Phân tích thống kê	Xử lý số liệu thực nghiệm sinh học	Tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và giá trị nồng độ ức chế $\text{IC}_{50}$

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa các cơ sở lý luận về quá trình viêm và bệnh sinh ung thư. Tác giả phân tích 4 giai đoạn sinh lý của ổ viêm gồm: rối loạn tuần hoàn (vận mạch, dịch rỉ, xuyên mạch và thực bào), rối loạn chuyển hóa (toan hóa môi trường), tổn thương mô (tiên phát và thứ phát) và tăng sinh tế bào làm lành tổn thương. Chương phân tích sâu 4 con đường dẫn truyền tín hiệu nội bào chi phối viêm: con đường NF-$\kappa$B, con đường MAPK họ p38, con đường JAK-STAT và con đường TLR4/MyD88. Tiếp đó, cơ chế kháng viêm của các hoạt chất tự nhiên được tổng hợp qua việc ức chế enzyme 15-LOX, ức chế enzyme tổng hợp NO (iNOS), ức chế COX-2 và ức chế các cytokine tiền viêm (IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$), liên hệ với các nhóm chất tự nhiên như curcumin, cucurbitacin và flavonoid.

Về ung thư học, chương điểm lại phân loại 5 dạng ung thư chính theo nguồn gốc tế bào (Carcinoma, Sarcoma, Leukaemia, Lymphomas/Myeloma, và ung thư hệ thần kinh) và 6 đặc tính sinh lý của tế bào ung thư. Tác giả trình bày các nhóm hoạt chất tự nhiên kháng ung thư theo cơ chế ức chế vi ống tubulin (vùng colchicine, vùng vinca từ cây Dừa cạn Catharanthus roseus, vùng paclitaxel từ cây Thông đỏ Taxus brevifolia) và cơ chế ức chế enzyme topoisomerase I, II (camptothecin từ cây Hỷ thụ Camptotheca acuminata, dẫn xuất irinotecan, topotecan; podophyllotoxin từ cây Táo ma Podophyllum peltatum, dẫn xuất etoposide, teniposide). Tiếp theo là mối liên hệ giữa viêm và ung thư qua vi môi trường khối u (TME), trong đó con đường nội bào chịu tác động của đột biến gen sinh ung thư KRAS (xuất hiện trong 25-30% các mẫu khối u) kích hoạt các dòng thác tín hiệu RAF/MEK/ERK, PI3K/AKT, kích thích IL-6, IL-8 và tương tác với yếu tố phiên mã STAT3. Cuối chương, tác giả tổng kết về phân loại học thực vật chi Physalis (khoảng 120 loài trên thế giới, 5 loài tại Việt Nam theo Võ Văn Hợp năm 2018), các nhóm chuyển hóa thứ cấp chính (withanolides, labdane diterpenes, sucrose esters, flavonoids, ceramides) cùng các dẫn liệu dược lý đã công bố của loài P. angulata và P. minima.

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên liệu thực vật, hóa chất thiết bị và quy trình thực nghiệm:

• Thu hái và xử lý mẫu: Toàn cây P. angulata thu hái tại Thái Bình; toàn cây P. minima thu hái tại Thừa Thiên Huế. Mẫu khô được xay nhỏ, ngâm chiết kiệt bằng methanol ở nhiệt độ phòng để thu cao tổng methanol. Cao tổng được phân tán vào nước và chiết phân bố lần lượt với các dung môi có độ phân cực tăng dần, thu được các cao phân đoạn, trong đó có phân đoạn PAD từ P. angulata và các phân đoạn PMD, PME từ P. minima.
• Quy trình phân lập và xác định cấu trúc: Tiến hành sắc ký cột trên phân đoạn PAD thu được 15 hợp chất tinh khiết (kí hiệu PA1 đến PA15); tiến hành sắc ký cột trên phân đoạn PMD và PME thu được 6 hợp chất tinh khiết (kí hiệu PM1 đến PM6). Cấu trúc của các hợp chất được làm sáng tỏ bằng hệ thống thiết bị hóa lý hiện đại: phổ cộng hưởng từ hạt nhân $^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, phổ tương tác 2D ($^1\text{H}$-$^1\text{H}$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY), phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS và góc quay cực $[\alpha]_\text{D}$.
• Phương pháp thử nghiệm hoạt tính sinh học:
  • Thử nghiệm ức chế sản sinh NO trên tế bào đại thực bào RAW 264.7 được kích hoạt bởi LPS thông qua phản ứng Griess đo nồng độ nitrite.
  • Thử nghiệm gây độc tế bào ung thư biểu mô phổi A549 và một số dòng ung thư khác để tính giá trị $\text{IC}_{50}$.
  • Phân tích sự thay đổi mức độ biểu hiện protein iNOS và COX-2 dưới tác động của hợp chất PA13 và PA14 bằng phương pháp Western Blot.
  • Đánh giá cảm ứng apoptosis của hợp chất PA6 trên dòng tế bào A549: quan sát hình thái và tỷ lệ ngưng tụ/phân mảnh nhân qua nhuộm huỳnh quang Hoechst 33342; đo tỷ lệ tế bào apoptosis bằng bộ kit Annexin V/cell death apoptosis; xác định mức độ sản sinh enzyme caspase-3.
  • Xử lý số liệu bằng các phương pháp thống kê sinh học.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được theo các nội dung nghiên cứu:

1. Kết quả sàng lọc hoạt tính của các cao chiết:

   • Đánh giá khả năng ức chế sản sinh NO trên tế bào RAW 264.7 của các cao chiết từ P. angulata và P. minima thông qua giá trị $\text{IC}_{50}$ ($\mu\text{g/mL}$) (Hình 3.1 và Hình 3.2).
   • Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào trên dòng ung thư biểu mô phổi A549 của các cao chiết từ hai loài thông qua giá trị $\text{IC}_{50}$ ($\mu\text{g/mL}$) (Hình 3.3 và Hình 3.4). Kết quả sàng lọc định hướng việc chọn cao phân đoạn PAD của P. angulata và phân đoạn PMD, PME của P. minima để tách chiết hoạt chất.

2. Kết quả phân lập và xác định cấu trúc hóa học:

   • Từ phân đoạn PAD của loài P. angulata: Phân lập thành công 15 hợp chất (PA1 đến PA15). Số liệu phổ NMR ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR) và các tương tác HMBC, COSY chính được xác định chi tiết cho từng chất đại diện như PA1 (Bảng 2.1, Hình 3.5, 3.6), PA6 (Bảng 2.2, Hình 3.7, 3.8), PA12 (Bảng 2.3, Hình 3.9, 3.10) và toàn bộ cấu trúc hóa học 15 hợp chất PA (Hình 3.11).
   • Từ phân đoạn PMD và PME của loài P. minima: Phân lập và xác định cấu trúc 6 hợp chất (PM1 đến PM6), làm rõ tương tác HMBC chính của từng hợp chất từ PM1 đến PM6 (Hình 3.12 đến 3.17).

3. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ loài P. angulata:

   • Hoạt tính ức chế sản sinh NO trên tế bào đại thực bào RAW 264.7: Đánh giá trên 15 hợp chất phân lập từ cao PAD (Bảng 3.4), xác định các hợp chất có khả năng kháng viêm thông qua việc ức chế NO nội sinh.
   • Hoạt tính gây độc tế bào ung thư: Đánh giá trên 15 hợp chất phân lập từ cao PAD đối với các dòng tế bào ung thư (Bảng 3.5).
   • Tác động lên biểu hiện protein iNOS và COX-2: Thử nghiệm Western Blot chứng minh hợp chất PA13 và PA14 ức chế rõ rệt sự biểu hiện của hai protein iNOS và COX-2 trong tế bào RAW 264.7 đã cảm ứng viêm bằng LPS (Hình 3.18).
   • Cơ chế cảm ứng apoptosis của hợp chất PA6 trên dòng tế bào ung thư phổi A549:
     • Tỷ lệ tế bào có nhân bị ngưng tụ hoặc phân mảnh dưới tác động của PA6 qua nhuộm Hoechst 33342 gia tăng theo nồng độ thử nghiệm (Bảng 3.6, Hình 3.19).
     • Tỷ lệ tế bào apoptosis sau 48 giờ ủ mẫu dưới tác động của PA6 tăng lên rõ rệt khi phân tích bằng kit Annexin V/cell death apoptosis (Bảng 3.7, Hình 3.20).
     • Đánh giá tác động của PA6 ghi nhận sự gia tăng hàm lượng/hoạt độ enzyme caspase-3 trong tế bào A549 (Bảng 3.8).

4. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ loài P. minima:

   • Hoạt tính ức chế sản sinh NO trên đại thực bào RAW 264.7 của các hợp chất phân lập từ loài P. minima (Bảng 3.9).
   • Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của 6 hợp chất phân lập từ phân đoạn PMD và PME của loài P. minima (Bảng 3.10).

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học cụ thể và đóng góp mới về lý luận cũng như thực tiễn:

• Đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận:
  1. Phân lập và làm sáng tỏ cấu trúc hóa học của 15 hợp chất (PA1 - PA15) từ cao chiết phân đoạn PAD của loài Tầm bóp (Physalis angulata) và 6 hợp chất (PM1 - PM6) từ các phân đoạn PMD, PME của loài Thù lù nhỏ (Physalis minima) thu hái tại Việt Nam. Cung cấp bộ dữ liệu phổ đầy đủ ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, 2D-NMR, HR-ESI-MS, $[\alpha]_\text{D}$) của các hợp chất này.
  2. Xác định hoạt tính ức chế sản sinh oxit nitric (NO) trên tế bào đại thực bào RAW 264.7 và hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ hai loài thực vật trên.
  3. Chứng minh ở mức độ phân tử cơ chế kháng viêm của hợp chất PA13 và PA14 thông qua việc ức chế biểu hiện protein iNOS và COX-2 trên mô hình tế bào RAW 264.7 được kích hoạt bởi LPS bằng kỹ thuật Western Blot.
  4. Làm sáng tỏ cơ chế ức chế tế bào ung thư phổi A549 của hợp chất PA6 thông qua con đường cảm ứng apoptosis: gây ngưng tụ và phân mảnh chất nhiễm sắc trong nhân tế bào, làm tăng tỷ lệ tế bào apoptosis gắn tín hiệu Annexin V và kích thích quá trình sinh enzyme caspase-3.
• Đóng góp thực tiễn và kiến nghị:
  • Cung cấp bằng chứng thực nghiệm và cơ sở khoa học giải thích kinh nghiệm sử dụng hai loài Tầm bóp và Thù lù nhỏ trong y học dân gian để chữa trị các chứng bệnh viêm nhiễm và khối u bướu.
  • Đề xuất định hướng tiếp tục nghiên cứu sâu hơn cơ chế phân tử của các hợp chất tiềm năng khác ngoài PA6, PA13, PA14; kiến nghị tiến hành các thử nghiệm dược lý in vivo trên mô hình động vật nhằm đánh giá độc tính toàn thân và hiệu lực trị liệu trước khi phát triển thành các chế phẩm dược dụng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào nội dung và phạm vi nghiên cứu được trình bày trong luận án, một số hạn chế khách quan được ghi nhận:

• Toàn bộ các đánh giá hoạt tính kháng viêm (ức chế NO, biểu hiện iNOS và COX-2) và hoạt tính kháng ung thư (độc tính tế bào, cảm ứng apoptosis) mới được thực hiện trên các mô hình tế bào in vitro (dòng RAW 264.7, A549...). Luận án chưa thực hiện các thử nghiệm in vivo trên động vật sống để đánh giá dược động học, độ an toàn và hiệu quả ức chế khối u trong cơ thể sinh vật.
• Về cơ chế phân tử chuyên sâu, luận án mới tập trung làm rõ cơ chế ức chế enzyme gây viêm iNOS, COX-2 trên hai hợp chất (PA13, PA14) và cơ chế cảm ứng apoptosis trên một hợp chất (PA6), chưa phân tích toàn diện con đường truyền tín hiệu của toàn bộ các hợp chất còn lại trong số 21 chất đã phân lập.
• Phạm vi thu hái mẫu vật nghiên cứu giới hạn tại hai tỉnh (Thái Bình đối với P. angulata và Thừa Thiên Huế đối với P. minima), chưa khảo sát so sánh sự biến động về hàm lượng hoạt chất theo các mùa sinh trưởng hoặc các vùng sinh thái khác nhau tại Việt Nam.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được luận án định hướng gồm:

• Tiến hành khảo sát độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và thử nghiệm hiệu quả điều trị kháng viêm, kháng ung thư in vivo trên mô hình chuột thực nghiệm mang khối u;
• Nghiên cứu sâu hơn các con đường tín hiệu nội bào liên quan (như NF-$\kappa$B, MAPK họ p38, con đường ti thể Bax/Bcl-2, cytochrome c) đối với các hợp chất withanolide tiềm năng khác từ hai loài này;
• Mở rộng nghiên cứu quy trình chiết xuất quy mô lớn và bào chế các chế phẩm tiêu chuẩn hóa phục vụ hỗ trợ phòng ngừa và điều trị bệnh.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cho nhiều đối tượng trong nghiên cứu khoa học và đào tạo:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu chuyên ngành Sinh lý học người và động vật, Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Dược lý học, Công nghệ sinh học: Tham khảo quy trình phân lập sắc ký các hợp chất withanolide; phương pháp giải mã cấu trúc phân tử bằng tổ hợp các kỹ thuật phổ 1D, 2D-NMR và HR-ESI-MS; quy trình thực nghiệm nuôi cấy và đánh giá hoạt tính sinh học in vitro (thử nghiệm ức chế NO trên RAW 264.7 kích hoạt bởi LPS, Western Blot, nhuộm Hoechst 33342, nhuộm Annexin V và phân tích hoạt độ caspase-3).
• Giảng viên các trường đại học và viện nghiên cứu: Sử dụng làm tư liệu giảng dạy thực tiễn trong các học phần Sinh lý học tế bào, Hóa thực vật học họ Cà (Solanaceae), Cơ sở phân tử của bệnh ung thư và viêm, cũng như các phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học dược liệu.
• Các nhà nghiên cứu phát triển thuốc và đơn vị sản xuất dược phẩm: Dữ liệu về hoạt tính của cao chiết phân đoạn PAD, PMD, PME và các đơn chất PA6, PA13, PA14 là căn cứ khoa học trực tiếp để định danh hoạt chất chỉ thị, chuẩn hóa nguyên liệu và phát triển các sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe hoặc thuốc hỗ trợ điều trị bệnh lý viêm và ung thư từ nguồn cây Tầm bóp và Thù lù nhỏ ở Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Hai loài thực vật nghiên cứu trong luận án được thu hái tại địa phương nào ở Việt Nam?
Loài Tầm bóp (Physalis angulata) được thu hái tại tỉnh Thái Bình, còn loài Thù lù nhỏ (Physalis minima) được thu hái tại tỉnh Thừa Thiên Huế.

2. Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của bao nhiêu hợp chất tinh khiết?
Luận án đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 21 hợp chất tinh khiết, gồm 15 hợp chất (PA1 đến PA15) từ cao phân đoạn PAD của loài P. angulata và 6 hợp chất (PM1 đến PM6) từ các cao phân đoạn PMD, PME của loài P. minima.

3. Cơ chế kháng viêm của các hợp chất từ loài P. angulata được chứng minh trên những chỉ tiêu nào?
Hoạt tính kháng viêm được chứng minh bước đầu qua khả năng ức chế sự sản sinh NO trên tế bào đại thực bào chuột RAW 264.7 kích thích bởi LPS. Tiếp đó, kỹ thuật Western Blot chứng minh hai hợp chất PA13 và PA14 có khả năng ức chế rõ rệt mức độ biểu hiện của hai protein gây viêm then chốt là enzyme iNOS và COX-2 trong tế bào RAW 264.7.

4. Hợp chất PA6 thể hiện hoạt tính kháng tế bào ung thư biểu mô phổi A549 qua cơ chế nào?
Hợp chất PA6 ức chế tế bào A549 thông qua con đường cảm ứng apoptosis, được minh chứng bằng: làm tăng tỷ lệ tế bào có nhân bị ngưng tụ hoặc phân mảnh (nhuộm huỳnh quang Hoechst 33342); làm tăng tỷ lệ tế bào apoptosis sau 48 giờ xử lý (bộ kit Annexin V/cell death apoptosis); và thúc đẩy sự sản sinh/kích hoạt enzyme caspase-3 trong tế bào ung thư.

5. Những phương pháp hóa lý nào được sử dụng để xác định cấu trúc các hợp chất trong luận án?
Các phương pháp hóa lý bao gồm: đo độ quay cực $[\alpha]_\text{D}$, phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử (HR-ESI-MS), và phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 chiều và 2 chiều ($^1\text{H}$-NMR, $^{13}\text{C}$-NMR, $^1\text{H}$-$^1\text{H}$ COSY, HSQC, HMBC, NOESY).

Kết luận

Luận án tiến sĩ sinh học của tác giả là công trình nghiên cứu thực nghiệm có hệ thống về hóa thực vật và hoạt tính sinh học trên hai loài Tầm bóp (Physalis angulata) và Thù lù nhỏ (Physalis minima) thuộc chi Physalis, họ Cà thu hái tại Việt Nam. Bằng việc kết hợp các phương pháp sắc ký và phổ nghiệm cấu trúc hiện đại, luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 15 hợp chất từ P. angulata và 6 hợp chất từ P. minima. Các thử nghiệm sinh học in vitro đã làm rõ hoạt tính ức chế sản sinh NO định hướng kháng viêm thông qua việc giảm biểu hiện enzyme iNOS, COX-2 (đặc biệt ở PA13 và PA14), đồng thời chứng minh hiệu quả gây độc tế bào ung thư phổi A549 thông qua cảm ứng apoptosis phụ thuộc caspase-3 của hợp chất PA6. Kết quả của luận án đóng góp nguồn dữ liệu khoa học tin cậy, làm sáng tỏ cơ sở sinh lý học cho việc sử dụng hai loài cây thuốc dân gian này và mở ra hướng nghiên cứu phát triển dược chất tự nhiên trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ung thư là căn bệnh gây tỉ lệ tử vong cao và đang trở thành gánh nặng lớn tại các quốc gia trên thế giới, đặc biệt với các nước nghèo và các nước đang phát triển. Theo số liệu của Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (Globocan), năm 2020 trên thế giới có 19,3 triệu ca mắc mới ung thư và 10 triệu ca ung thư tử vong, trong đó Châu Á chiếm tỷ lệ mắc mới cao nhất, chiếm 49,6% số bệnh nhân ung thư mắc mới trên toàn cầu [1]. Tại Việt Nam, ung thư cũng là loại bệnh lý đang tăng nhanh và tăng cao. Theo thống kê của Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (Globocan), năm 2020 tại Việt Nam có khoảng 182,563 ca ung thư mới mắc, gần 122,690 trường hợp tử vong và hơn 353,826 người đang phải chung sống với căn bệnh ung thư.

Bên cạnh đó, theo nhiều báo cáo viêm và viêm mãn tính được xem là một trong những yếu tố kích thích phát triển khối u ung thư [2]. Các nhà khoa học đã ghi nhận sự xuất hiện của nhiều loại tế bào viêm khác nhau cùng với sự gia tăng các cytokine viêm trong vi môi trường khối u [3]. Bởi vậy việc tìm kiếm những loại thuốc/dược chất mới đặc trị kháng u, kháng viêm cũng như hỗ trợ điều trị hoặc hỗ trợ phòng bệnh là hết sức cần thiết và cấp bách. Mặc dù trong y học hiện đại đã có những bước phát triển trong việc tổng hợp các loại thuốc điều trị bệnh ung thư, bệnh viêm, nhưng tới nay chưa có thuốc nào được cho là hoàn toàn hiệu quả và an toàn [4].

Thực vật và các sản phẩm (hoạt chất) có nguồn gốc thực vật hiện vẫn được xem là có hiệu quả và phù hợp trong điều trị, kiểm soát bệnh ung thư. Đó là do các hợp chất thiên nhiên có độc tính thấp, có khả năng dung nạp tốt trong cơ thể sinh vật, có khả năng diệt các tế bào u, bảo vệ được tế bào lành [5]. Các nghiên cứu cho thấy các chất chuyển hóa thứ cấp chiết xuất từ thực vật ức chế tế bào ung thư thông qua chống tổn thương DNA, kích hoạt các enzym gây apoptosis thông qua việc ức chế các con đường truyền tín hiệu như: con đường RAS-ERK, con đường tín hiệu c- Met, con đường tín hiệu PI3K/Akt, con đường ty thể v. Vì vậy, ngày nay, hầu hết các công trình nghiên cứu tìm kiếm các loại thuốc ung thư hay kháng viêm mới đều hướng vào thực vật và các hợp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ thực vật.

2 Việt Nam là đất nước có nguồn tài nguyên cây thuốc vô cùng đa dạng và phong phú, phân bố trên toàn lãnh thổ. Theo thống kê năm 2016, Việt Nam có khoảng 5117 loài và dưới loài thực vật bậc cao được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong dân gian [7]. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn của nguồn dược liệu Việt Nam có thể sử dụng trong nghiên cứu sàng lọc để tìm ra những chất có hoạt tính dược học quý hiếm, trong đó có các chất kháng u và kháng viêm mới có hiệu quả cao, ít hoặc không gây ra các phản ứng phụ. Trong số những loài đã được phát hiện, loài Tầm bóp (Physalis angulata) và Thù lù nhỏ (Physalis minima) thuộc chi Physalis là những loài được sử dụng nhiều trong các bài thuốc Đông y để điều trị bệnh trong đó có các bệnh lý viêm và ung thư.

Trong những năm gần đây, ở Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu khoa học về phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất có hoạt tính sinh học của loài P. minima đã được công bố [8, 9].