Tiến Sĩ Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính chống ung thư của cây Giác đế đài to (Goniothalamus macro

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỌC HỌC
NĂM 2013

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC CÁC BẢNG . v
DANH MỤC CÁC HÌNH . vi
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ix
ĐẶT VẤN ĐỀ 1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 4
1. 1 Giới thiệu sơ lược về thực vật họ Na (Annonaceae) 4
1.2 Giới thiệu về thực vật chi Goniothalamus . 4
1.2.1 Sơ lược về chi Goniothalamus 4
1.2.2 Đặc điểm thực vật cây Giác đế đài to . 7
1.2.3 Đặc điểm thực vật cây Giác đế cuống dài . 8
1.3 Các nghiên cứu về hóa học và hoạt tính sinh học chi Goniothalamus . 9
1.3.1 Styryl-lactone từ chi Goniothalamus 9
1.3.2 Acetogenin từ chi Goniothalamus . 20
1.3.3 Flavonoid từ chi Goniothalamus 28
1.3.4 Alkaloid từ chi Goniothalamus . 30
1.3.5 Một số hợp chất khác từ chi Goniothalamus . 32


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1 Thu hái mẫu cây và xác định tên khoa học . 34
2.2 Phương pháp xử lý và chiết mẫu . 34
2.3 Phương pháp phân tích, phân tách các hỗn hợp và phân lập các hợp chất
từ mẫu thực vật . 34
2.4 Các phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất phân lập được từ
các mẫu thực vật nghiên cứu 35
2.5 Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật
kiểm định . 36
2.5.1 Phương pháp thử hoạt tính gây độc tế bào . 36
2.5.2 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định . 37


CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM . . 38
3.1 Tách chiết, phân lập các chất từ cây Giác đế đài to 38
3.1.1 Vỏ cây Giác đế đài to 38
3.1.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 38
3.1.1.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ vỏ cây
Giác đế đài to . 41
3.1.2 Quả cây Giác đế đài to 47
3.1.2.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 47
3.1.2.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ quả
cây Giác đế đài to . 49
3.2 Tách chiết, phân lập các chất từ cây Giác đế cuống dài . 55
3.2.1 Quả cây Giác đế cuống dài . 55
3.2.1.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 55
3.2.1.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ quả
cây Giác đế cuống dài . 58
3.2.2 Lá cây Giác đế cuống dài . 64
3.2.2.1 Xử lý mẫu thực vật và chiết tách 64
3.2.2.2 Dữ kiện phổ và hằng số vật lý của các hợp chất được phân lập từ lá cây
Giác đế cuống dài . 67
3.3 Hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các
chất được phân lập 70


CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 71
4.1 Các hợp chất phân lập được từ cây Giác đế đài to 71
4.1.1 Từ vỏ cây Giác đế đài to . 71
4.1.1.1 Altholactone (GM1) 72
4.1.1.2 Goniopypyrone (GM2) 73
4.1.1.3 Goniofufurone (GM3) . 74
4.1.1.4 Cardiobutanolide (GM4) . 75
4.1.1.5 Goniothalamin (GM5) . 76
4.1.1.6 (+)-T-cadinol (GM6) . 77
4.1.1.7 α-Cadinol (GM7) 79
4.1.1.8 Aristolactam BII (GM8) 79
4.1.1.9 3-Methyl-1H-benz[f]indole-4,9-dione (GM9) 81
4.1.1.10 Acid nonacosanoic (GM10) . 82
4.1.2 Từ quả cây Giác đế đài to . 83
4.1.2.1 8-Hydroxygoniofupyrone A (GM11) 84
4.1.2.2 4-Deoxycardiobutanolide (GM12) 90
4.1.2.3 7-Acetylaltholactone (GM13) 92
4.1.2.4 Annonacin (GM14) . 93
4.1.2.5 cis+trans-Solamin (GM15) . 97
4.1.2.6 Isoannonacin (GM16) . 99
4.1.2.7 trans-Murisolinone (GM17) 101
4.1.2.8 β-Caryophyllene oxide (GM18) . 103
4.1.2.9 2-(2’-Hydroxytetracosanoylamino)octadecane-1,3,4-triol (GM19) . 105
4.1.2.10 Acid palmitic (GM20) 106
4.2 Các hợp chất phân lập được từ cây Giác đế cuống dài . 106
4.2.1 Từ quả cây Giác đế cuống dài 106
4.2.1.1 Saccopetrin A (GG1) . 107
4.2.1.2 Gracilipin A (GG2) . 109
4.2.1.3 Methylsaccopetrin A (GG3) . 115
4.2.1.4 7,3’,4’-Trimethylquercetin (GG4) 117
4.2.1.5 Rhamnazin (GG5) . 117
4.2.1.6 Casticin (GG6) 118
4.2.1.7 Isokanugin (GG7) 119
4.2.1.8 Melisimplexin (GG8) . 120
4.2.1.9 5-Hydroxy-3,7-dimethoxy-3’,4’-methylenedioxyflavone (GG9) . 120
4.2.1.10 1-Phenylpropan-1,2-diol (GG10) 121
4.2.1.11 Acid vanillic (GG11) . 122
4.2.1.12 Phenylmethanol (GG12) 122
4.2.2 Các hợp chất phân lập được từ lá cây Giác đế cuống dài 123
4.2.2.1 Gracilipin B (GG13) . 124
4.2.2.2 Gracilipin C (GG14) . 130
4.2.2.3 Gracilipin D (GG15) . 133
4.2.2.4 Squalene (GG16) . 136
4.2.2.5 Benzyl benzoate (GG17) 136
4.2.2.6 Acid benzoic (GG18) . 137
4.3 Hoạt tính sinh học của các hợp chất được phân lập . 138
4.3.1 Hoạt tính gây độc tế bào của các chất được phân lập 138
4.3.2 Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất được phân lập . 142
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 144
CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN . 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 149



ĐẶT VẤN ĐỀ
Ung thư là căn bệnh đã có từ lâu mà nhiều người trên thế giới mắc phải và có tỉ lệ tử vong cao. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO) hằng năm có khoảng 7,6 triệu người chết vì bệnh ung thư, chiếm hơn 13% số người chết mỗi năm. Điển hình là các nhóm bệnh ung thư phổi, ung thư dạ dày, ung thư gan, ung thư đại trực tràng, ung thư vú, ung thư cổ tử cung và ung thư tiền liệt tuyến. Gần 2/3 số ca tử vong do ung thư xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình. Tình hình mắc bệnh và tử vong do ung thư có xu hướng ngày càng tăng. Theo ước tính của WHO, số ca tử
vong do ung thư trên toàn thế giới sẽ lên đến con số 11,8 triệu mỗi năm vào năm 2030 [1]. Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê qua ghi nhận ung thư tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh; ước tính mỗi năm ở nước ta có khoảng 150 nghìn bệnh nhân mới mắc ung thư và 75 nghìn người chết vì ung thư; con số này có xu hướng ngày càng gia tăng [2].
Hóa học liệu pháp trong điều trị ung thư đã xuất hiện ở thế kỷ 19 với việc sử dụng potassium arsenite để điều trị bệnh bạch cầu tủy và được sử dụng đến tận những năm 1930 [3]. Đến nay, nhiều hợp chất thiên nhiên hoặc các sản phẩm được tổng hợp, bán tổng hợp từ các hợp chất tự nhiên đã được sử dụng một cách hiệu quả trong việc điều trị, phòng ngừa bệnh ung thư và các bệnh tật khác giúp con người chống lại bệnh tật, nâng cao sức khỏe cộng đồng. Nhiều loại thuốc chữa trị ung thư sử dụng các hoạt chất được phân lập từ tự nhiên như nhóm các hợp chất vinca
alkaloid vinblastine, vincristine được phân lập từ cây Dừa cạn (Catharanthus roseus, họ Trúc đào-Apocynaceae), paclitaxel (Taxol) là một diterpenoid được phân lập từ loài Thông đỏ Taxus brevifolia (Taxaceae) hay một số hợp chất khác podophyllotoxin, camptothecin, berbamine, beta-lapachone, acid betulinic, colchicine, curcumin, daphnoretin, ellipticine, và dẫn xuất bán tổng hợp của chúng vinflunine, docetaxel (Taxotere), [4],[5]. Cùng với sự phát triển của công nghệ tổng hợp hóa dược tạo ra các biệt dược, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm hiểu, khám phá tác dụng chống ung thư và các hoạt tính sinh học khác của các hợp chất có nguồn gốc từ nhiều loài thực vật khác nhau.
Việt Nam nằm ở trung tâm Đông Nam Á với 3/4 diện tích là đồi núi, thuộc khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa có hai mùa rõ rệt thay đổi theo địa hình. Lượng mưa hằng năm vào khoảng 1200-2800 mm cùng với độ ẩm tương đối cao. Với những đặc thù về khí hậu thiên nhiên như vậy, Việt Nam có một hệ thực vật phong phú và đa dạng với trên 12.000 loài, trong đó có trên 3.200 loài thực vật được sử dụng làm thuốc trong Y học dân gian; mở ra tiềm năng nghiên cứu về các hợp chất tự nhiên từ các loài thực vật của Việt Nam [6].
Chi Goniothalamus (tên Tiếng Việt là Giác đế) thuộc họ Na (Annonaceae) có 160 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, đặc biệt ở Châu Á, tập trung nhiều ở Đông Nam Á [7]. Nhiều loài trong số đó đã được sử dụng trong các bài thuốc y học cổ truyền. Theo tác giả Nguyễn Tiến Bân, chi Goniothalamus ở Việt Nam có 19 loài. Một số loài trong chi này được sử dụng chữa vết thương, làm thuốc trị đòn ngã tổn thương, gãy xương, làm thuốc bổ, kích thích tiêu hóa [8],[9]. Cho đến nay mới có khoảng 30 loài trong số 160 loài thuộc chi Goniothalamus được nghiên cứu về hoá thực vật. Các nghiên cứu này cho thấy styryl-lactone, alkaloid và acetogenin là các lớp chất chính có trong các loài Goniothalamus; trong đó nhiều
styryl-lactone và acetogenin thể hiện hoạt tính sinh học phong phú như hoạt tính gây độc tế bào, chống khối u, trừ sâu, chống nấm, kháng trùng sốt rét, kháng lao và hoạt tính chống oxi hóa [10],[11]. Với đặc trưng cấu trúc và hoạt tính sinh học của các lớp chất thiên nhiên thứ cấp có trong cây, các loài thuộc chi Goniothalamus tiếp tục được các nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu.
Trong khuôn khổ của Đề tài nghiên cứu khoa học cơ bản mã số 104.01.76.09 và dự án Hợp tác Quốc tế Pháp - Việt “Nghiên cứu hóa thực vật của thảm thực vật Việt Nam”; một số loài Goniothalamus của Việt Nam đã được thu hái và thử hoạt tính sơ bộ. Kết quả cho thấy dịch chiết EtOAc của vỏ và quả cây Goniothalamus macrocalyx Ban có khả năng ức chế lần lượt 50,2%; 43,1% dòng tế bào ung thư biểu mô KB ở nồng độ 1 àg/mL. Dịch chiết EtOAc của lá và quả cây Goniothalamus gracilipes Ban có khả năng ức chế lần lượt 29,7%; 17,0% dòng tế bào KB ở nồng độ 1,0 àg/mL. Cho đến nay mới chỉ có 2 loài Goniothalamus của Việt Nam (G. tamirensis, G. vietnamensis) được nghiên cứu về thành phần hóa học và chưa có công trình trong nước hay quốc tế nào nghiên cứu về hóa học của hai loài G. macrocalyx Ban và G. gracilipes Ban. Do vậy chúng tôi lựa chọn hai loài Goniothalamus này làm đối tượng nghiên cứu của Luận án với mục tiêu:

(1) Nghiên cứu thành phần hóa học cây Giác đế đài to (G. macrocalyx Ban) và cây Giác đế cuống dài (G. gracilipes Ban) nhằm phát hiện các hợp chất có hoạt tính chống ung thư.
(2) Khảo sát hoạt tính chống ung thư và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho
việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất này.