(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu hoạt tính gây độc một số dòng tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ ba loài san hô mềm sinularia nanolobata, sinularia leptoclados, sinularia conferta
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (13.99 MB, 290 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Ninh Thị Ngọc
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC MỘT SỐ DỊNG TẾ
BÀO UNG THƯ CỦA CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ BA
LỒI SAN HƠ MỀM SINULARIA NANOLOBATA, SINULARIA
LEPTOCLADOS, SINULARIA CONFERTA THU THẬP Ở
VÙNG BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Hà Nội – 2021
luan an
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Ninh Thị Ngọc
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC MỘT SỐ DỊNG TẾ
BÀO UNG THƯ CỦA CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ BA
LỒI SAN HƠ MỀM SINULARIA NANOLOBATA, SINULARIA
LEPTOCLADOS, SINULARIA CONFERTA THU THẬP Ở
VÙNG BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM
Chuyên ngành: Hóa sinh học
Mã số: 9.42.01.16
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Nguyễn Hoài Nam
2. TS. Trần Mỹ Linh
Hà Nội – 2021
luan an
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là cơng trình nghiên cứu của tơi dưới sự hướng
dẫn khoa học của TS. Nguyễn Hoài Nam và TS. Trần Mỹ Linh. Các số liệu, kết quả
trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả
Ninh Thị Ngọc
luan an
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa
học và Cơng nghệ Việt Nam, với sự hỗ trợ kinh phí của đề tài VAST.TĐ.DLB.02/1618 và Nafosted 104.01–2013.31. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được
nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn
bè và gia đình.
Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Hoài Nam và TS. Trần Mỹ
Linh - những người Thầy đã tận tâm hướng dẫn chỉ dạy cho tôi về mặt chuyên môn,
động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian
thực hiện luận án .
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp phịng Dược liệu
biển - Viện Hóa Sinh biển đặc biệt là GS.VS. Châu Văn Minh về sự chỉ bảo, những
lời khun bổ ích và những góp ý q báu trong việc thực hiện và hồn thiện luận
án.
Tơi xin trân trọng cảm ơn Viện Hóa sinh biển, Viện Cơng nghệ sinh học và
Học viện Khoa học và Công nghệ đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi
trong q trình học.
Tơi xin trân trọng cảm ơn Phịng Tài nguyên sinh vật, Trung tâm Tiên tiến về
Hóa sinh hữu cơ - Viện Hóa sinh biển, Phịng Thử nghiệm sinh học – Viện Công
nghệ sinh học đã giúp đỡ tơi trong việc định lồi và thử hoạt tính.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới tồn thể gia đình,
bạn bè và những người thân đã ln ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi trong
suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Ninh Thị Ngọc
luan an
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN …………………………………………………………….
i
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………...........
ii
MỤC LỤC…………………………………………………………………….
iii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT…………………………............
vii
DANH MỤC BẢNG………………………………………………………….
x
DANH MỤC HÌNH…………………………………………………………..
xii
MỞ ĐẦU………………………………………………………………………
1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN…………………………………………………
3
Thử nghiệm đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư………………….
3
1.1.1. Các dòng tế bào ung thư ……………………………………………………..
3
1.1.
1.1.2. Vai trị của các thử nghiệm sinh học trong tìm kiếm các hoạt chất
chống ung thư …………………………………………………………………
4
1.1.3. Cơ chế diệt tế bào ung thư dựa trên apoptosis ……………………………
7
1.1.4. Cơ chế diệt tế bào ung thư liên quan tới chu kỳ tế bào …………………..
10
1.2. Các hợp chất tự nhiên từ sinh vật biển trong điều trị ung thư ……..
10
1.2.1. Tình hình nghiên cứu phát triển thuốc điều trị ung thư có nguồn gốc từ
sinh vật biển …………………………………………………………….
11
1.2.2. Tình hình nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính chống ung thư từ san
hô mềm của Việt Nam………………………………………………………….
14
Giới thiệu chung về san hô mềm ……………………………………..
15
1.3.1. Đặc điểm của san hô mềm …………………………………………………..
16
1.3.2. Tổng quan về chi Sinularia …………………………………………………..
18
1.3.3. Ứng dụng các chỉ thị phân tử trong phân loại san hơ mềm …………….
18
1.3.
1.3.4. Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ
các lồi san hơ mềm thuộc chi Sinularia ………………………………….
19
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……...
34
Đối tượng nghiên cứu …………………………………………………
34
2.1.1. Lồi san hơ mềm S. nanolobata ……………………………………………..
34
2.1.2. Lồi san hơ mềm S. leptoclados …………………………………………….
34
2.1.3. Lồi san hô mềm S. conferta …..…………………………………………….
35
2.1.
luan an
iv
Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………..
35
2.2.1. Xác định tên khoa học của các mẫu san hô mềm …………………………
35
2.2.2. Phương pháp phân lập các hợp chất ……………………………………….
42
2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học các hợp chất …………………..
47
2.2.4. Phương pháp đánh giá hoạt tính và cơ chế gây độc tế bào ung thư…….
48
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ………………………………………..
56
Xác định loài bằng chỉ thị phân tử ……………………………………….
56
3.1.1 Giải trình tự đoạn gen 28S rARN và msh1 của 3 mẫu san hô mềm…….
56
3.1.2. So sánh trình tự của 3 mẫu san hơ mềm bằng chương trình BLAST …
57
Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất…………..
59
2.2.
3.1.
3.2.
3.2.1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ mẫu san hô
mềm S. nanolobata…………………………………………………………….
59
3.2.2. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ mẫu san hô
mềm S. leptoclados……………………………………………………………
61
3.2.3. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ mẫu san hơ
mềm S. conferta………………………………………………………………..
3.3.
63
Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được
từ các mẫu san hơ mềm……………………………………………………
65
3.2.1. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập
từ lồi S. nanolobata………………………………………………………….
65
3.2.2. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập
từ loài S. leptoclados………………………………………………………….
65
3.2.3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập
từ loài S. conferta………………………………………………………………
66
3.2.4. Nghiên cứu cơ chế gây độc tế bào ung thư của hợp chất SLE 27 và hợp
chất SCO 27…………………………………………………………………….
67
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU …………………….
75
4.1.
Xác định loài của các mẫu san hơ mềm dựa vào các trình tự ADN
chỉ thị……………………………………………………………………………
75
Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ S. nanolobata..
77
4.2.1. Hợp chất SN 8: 3β,4α-dihydroxyergosta-5,24(28)-diene (hợp chất mới)
77
4.2.2. Hợp chất SN 6: 24(S),28-epoxyergost-5-ene-3β,4α-diol (hợp chất mới )
80
4.2.
luan an
v
4.2.3. Hợp chất SN 20: Nanolobatol B (hợp chất mới ) …………………………
82
4.2.4. Hợp chất SN 30: Nanolobatol A (hợp chất mới ) …………………………
84
4.2.5. Xác định cấu trúc của các hợp chất còn lại ………………………………..
86
4.2.6. Thống kê các hợp chất phân lập được từ lồi S. nanolobata…………….
86
Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ S. leptoclados..
87
4.3.1. Hợp chất SLE 10: Leptosteroid (chất mới) ………………………………..
87
4.3.2. Hợp chất SLE 21: 5,6β-epoxygorgosterol (chất mới)……………………..
89
4.3.3. Hợp chất SLE 27: Ergosta-5,24(28)-dien-3β,7β-diol……………………..
92
4.3.4. Xác định cấu trúc của các hợp chất còn lại………………………………...
94
4.3.5. Thống kê các hợp chất phân lập được từ loài S. leptoclados…………….
94
Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ S. conferta.......
95
4.4.1. Hợp chất SCO 29: 7-methoxygorgosterol (chất mới) ………….............
95
4.4.2. Hợp chất SCO 30: 7α-Methoxy-ergosta-5-ene-3β-ol (chất mới)………..
98
4.4.3. Hợp chất SCO 44: 3-hydroxyergosta-4-en-6-one (chất mới)………….
100
4.3.
4.4.
4.4.4. Hợp chất SCO 42: ergost-24(28)-ene-3β,5α,6β-triol-3-acetate (chất
mới)……………………………………………………………………………… 103
4.4.5. Hợp chất SCO 32: 3-hydroxyergosta-4,24(28)-dien-6-one (chất mới).. 106
4.4.6. Hợp chất SCO 27: 24-methylenecholestane-3β,5α,6β-triol-6monoacetate……………………………………………………………………
107
4.4.7. Xác định cấu trúc của các hợp chất còn lại ……………………………….. 109
4.4.8. Thống kê các hợp chất phân lập được từ loài S. conferta ……………….
4.5.
109
Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân
lập được………………………………………………………………………… 110
4.5.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ
lồi S. nanolobata……………………………………………………………... 111
4.5.2. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ
lồi S. leptoclados……………………………………………………………... 112
4.5.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ
loài S. conferta…………………………………………………………………. 114
4.5.4. Nghiên cứu cơ chế chống ung thư của hợp chất SLE 27 và SCO 27…… 116
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………… 121
luan an
vi
TÍNH MỚI CỦA LUẬN ÁN ………………………………………………… 123
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ………………..............
124
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….
126
PHỤ LỤC ……………………………………………………………………………..
luan an
vii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Tiếng Anh
13
Carbon Magnetic Resonance
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Spectroscopy
cacbon
1H-1H Chemical Shift
Phổ tương tác proton-proton
1
C-NMR
H-1H COSY
Tiếng Việt
Correlation Spectroscopy
Proton Magnetic Resonance
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
Spectroscopy
proton
5-EPA
5-Episinuleptolide Acetate
5-Episinuleptolide Acetate
6-OHDA
6-hydroxydopamine
6-hydroxydopamine
ADC
Antibody–drug conjugate
Liên hợp thuốc kháng thể
ATCC
American Type Culture
Ngân hàng chủng chuẩn của Mỹ
1
H-NMR
Collection
A-549
Human lung carcinoma cell
Tế bào ung thư cổ tử cung người
CC
Cartridge columns
Cột sắc ký
CD
Circular dichroism
Phổ lưỡng sắc trịn
Spectroscopy
COX-2
Cyclooxygenase-2
Cyclooxygenase -2
DEPT
Distortionless Enhancement by
Phở DEPT
Polarisation Transfer
DLAT
Dihydrolipoyllysine-residue
Dihydrolipoyllysine-residue
acetyltransferase
acetyltransferase
DLD-1
Colon Cancer Cell Line
Dịng tế bào ung thư ṛt kết
DMEM
Dulbecco’s Modified Eagle
Dulbecco’s Modified Eagle
Medium
Medium
DMSO
Dimethylsulfoside
Dimethylsulfoside
ADN
Deoxyribo Nucleic Acid
Axit Deoxyribo Nucleic
FBS
Fetal bovine serum
Huyết thanh bò
H2SO4
Sulfuric acid
Axit sunfuric
Hep-G2
Human hepatocellular
Tế bào ung thư biểu mô gan
luan an
viii
carcinoma cell
HL-60
Human promyelocytic
Tế bào ung thư máu
leukemia cell
HMBC
HPLC
Heteronuclear Multiple Bond
Phổ tương tác dị hạt nhân qua
Connectivity
nhiều liên kết
High Performance Liquid
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Chromatography
HR-TOF-MS
High Resolution Time of-Flight Phổ khối phân giải cao thời gian
Mass Spectrometer
bay
Heteronuclear Single-Quantum
Phổ tương tác dị hạt nhân qua 1
Coherence
liên kết
IC50
Inhibitory concentration 50%
Nồng độ ức chế tối thiểu 50%
IL-12
Interleukin 12
Interleukin 12
IL-6
Interleukin 6
Interleukin 6
iNOS
Inducible Form of Nitric-Oxide
Inducible Form of Nitric-Oxide
Synthase
Synthase
IR
Infrared Spectroscopy
Phở hờng ngoại
LC-MS
Liquid chromatography – mass
Sắc kí lỏng - khối phổ
HSQC
spectrometry
LPS
Lipopolysaccharide
Lipopolysacaride
LU-1
Human lung carcinoma cell
Tế bào ung thư phổi ở người
LysoPC
Lysophosphatidylcholine
Lysophosphatidylcholine
MCF-7
Human breast carcinoma cell
Tế bào ung thư vú ở người
MDAMB-
Human breast cancer cell
Tế bào ung thư vú ở người
MMAE
Monomethyl auristatin E
Monomethyl auristatin E
MMAF
Monomethyl auristatin F
Monomethyl auristatin F
MMP
Mitochondrial transmembrane
Điện thế màng ty thể
435
potential
MS
Mass Spectroscopy
Phổ khối lượng
MTT
3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-
3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-
2,5-diphenyltetrazolium
diphenyltetrazolium bromide
luan an
ix
bromide
NF-B
Nuclear Factor-kappa B
Yếu tố nhân kappa B
NOESY
Nuclear Overhauser
Phổ NOESY
Enhancement Spectroscopy
PC
Phosphatidylcholine
Phosphatidylcholine
PI3K/Akt
An intracellular signaling
Mợt đường tín hiệu nợi bào quan
pathway important in
trọng trong việc điều hòa chu kỳ
regulating the cell cycle
tế bào
PS
Phosphatidylserine
Phosphatidylserine
PTP1B
Protein tyrosine phosphatase
Protein tyrosine phosphatase 1B
1B
RAW264.7
Macrophage cell line
Dòng tế bào đại thực bào
SCO
S. conferta
S. conferta
SK-Mel-2
Human Melanoma cell
Tế bào ung thư da ở người
SLE
S. leptoclados
S. leptoclados
SN
S. nanolobata
S. nanolobata
SRB
Sulforhodamine B
Sulforhodamine B
TCA
Trichloro acetic acid
axit trichloro axetic
TLC
Thin layer chromatography
Sắc ký lớp mỏng
TMS
Tetramethylsilane
(CH3)4S
luan an
x
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1
Thơng tin tóm tắt của mợt số loại thuốc chống ung thư có ng̀n
gốc từ sinh vật biển (SVB) đã được cấp phép và đang ở các giai
đoạn thử nghiệm lâm sàng pha I, II, III …………………………
Bảng 1.2.
Một số hoạt chất phân lập từ san hô mềm chi Sinularia
…………………………………………………………………..
Bảng 2.1.
14
30
Các cặp mồi được sử dụng trong phân tích chỉ thị phân tử các
mẫu san hơ mềm nghiên cứu ……………………………………
38
Bảng 2.2.
Thành phần phản ứng PCR ……………………………………..
38
Bảng 2.3.
Chu kỳ nhiệt cho phản ứng PCR ………………………………..
39
Bảng 3.1.
Kết quả phân loại các mẫu san hơ mềm nghiên cứu dựa vào
phân tích đợ tương đờng (%) trình tự các đoạn ADN chỉ thị (gen
28S rARN và msh1) ……………………............................
59
Bảng 3.2.
Kết quả đánh giá hoạt tính gây đợc tế bào của các hợp chất SN...
65
Bảng 3.3.
Kết quả đánh giá hoạt tính gây đợc tế bào của các hợp chất SLE.
66
Bảng 3.4.
Kết quả đánh giá hoạt tính gây đợc tế bào của các hợp chất SCO
67
Bảng 3.5.
Kết quả đánh giá sự thay đởi hình thái tế bào ung thư phổi của
hợp chất SCO 27 ………………………………………………..
Bảng 3.6.
Tỉ lệ tế bào apoptosis dưới tác động của SCO 27 trên dịng tế
bào ung thư phởi A549 ………………………………………….
Bảng 3.7.
69
Tỉ lệ tế bào apoptosis dưới tác động của SLE 27 trên dòng tế
bào ung thư vú MCF-7 ………………………………………….
Bảng 3.8.
68
72
Tỉ lệ (%) tế bào MCF-7 trong pha G0/G1, S, G2/M và apoptosis
(sub-G1) sau 48 h xử lí với hợp chất SLE 27 …………………..
73
Bảng 4.1.
Số liệu phổ của hợp chất SN 8, tương tác chính trên HMBC …..
78
Bảng 4.2.
Số liệu phở của hợp chất SN 6, tương tác chính trên HMBC …..
81
Bảng 4.3.
Số liệu phổ của hợp chất SN 20, tương tác chính trên HMBC …
83
Bảng 4.4.
Số liệu phở của hợp chất SN 30, tương tác chính trên HMBC …
85
Bảng 4.5.
Số liệu phở của hợp chất SLE 10, tương tác chính trên HMBC ..
88
Bảng 4.6.
Số liệu phổ của hợp chất SLE 21, tương tác chính trên HMBC ..
90
Bảng 4.7.
Số liệu phở của hợp chất SLE 27, tương tác chính trên HMBC...
93
luan an
xi
Bảng 4.8.
Số liệu phổ của hợp chất SCO 29, tương tác chính trên HMBC..
97
Bảng 4.9.
Số liệu phở của hợp chất SCO 30, tương tác chính trên HMBC..
99
Bảng 4.10.
Số liệu phở của hợp chất SCO 44, tương tác chính trên HMBC..
101
Bảng 4.11.
Số liệu phổ của hợp chất SCO 42, tương tác chính trên HMBC..
104
Bảng 4.12.
Số liệu phở của hợp chất SCO 32, tương tác chính trên HMBC..
106
Bảng 4.13.
Số liệu phở của hợp chất SCO 27, tương tác chính trên HMBC..
108
luan an
xii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1.
Q trình diễn ra apoptosis thơng qua con đường nợi bào và
ngoại bào ………………………………………………………..
Hình 1.2.
8
Các cơ chế góp phần làm tránh q trình apoptosis và gây ung
thư ……………………………………………………………….
9
Hình 1.3.
Cấu trúc tập đồn san hơ mềm ………………………………….
17
Hình 1.4.
Các dạng tập đồn chủ yếu của san hơ mềm…………………….
17
Hình 1.5.
Cấu trúc minh họa một số hợp chất sesquiterpen phân lập từ chi
Sinularia………………………………………………………….
Hình 1.6.
Sơ đờ minh họa cơ chế tác đợng của hợp chất Sinularin (18) lên
tế bào ung thư dạ dày ……………………………………………
Hình 1.7.
27
Cấu trúc minh họa mợt số hợp chất steroid (123-139) phân lập
từ chi Sinularia ………………………………………………….
Hình 1.13.
26
Cấu trúc minh họa mợt số hợp chất diterpenoid phân lập từ chi
Sinularia………………………………………………………….
Hình 1.12.
25
Cấu trúc minh hóa mợt số hợp chất norcembranoid diterpen
phân lập từ chi Sinularia………………………………………..
Hình 1.11.
23
Cấu trúc minh họa mợt số hợp chất cembranoid phân lập từ chi
Sinularia ………………………………………...........................
Hình 1.10.
23
Cấu trúc minh họa một số hợp chất cembranoid phân lập từ chi
Sinularia………………………………………………………….
Hình 1.9.
21
Sơ đờ minh họa cơ chế của Sinulariolide gây ra apoptosis thông
qua con đường ty thể và p38MAPK trên các tế bào TSGH …….
Hình 1.8.
20
28
Cấu trúc minh họa mợt số hợp chất steroid (140-160) phân lập
từ chi Sinularia ………………………………………………….
29
Hình 2.1.
Mẫu san hô mềm S. nanolobata thu tại vùng biển Lăng Cơ……..
34
Hình 2.2.
Mẫu san hơ mềm S. leptoclados thu tại vùng biển Cờn Cỏ……...
35
Hình 2.3.
Mẫu san hơ mềm S. conferta thu tại vùng biển Cờn Cỏ………....
35
Hình 2.4.
Ảnh điện di ADN tởng số tách chiết từ các mẫu SN, SLE và
Hình 2.5.
SCO……………………………………………………………...
37
Ảnh điện di sản phẩm PCR nhân đoạn các đoạn gen chỉ thị từ
39
luan an
xiii
các mẫu san hô mềm nghiên cứu. (A) đoạn gen 28S rARN sử
dụng cặp mồi 28SF và 28SR. (B) đoạn gen msh1 sử dụng cặp
mồi MSHF và MSHR. M: GeneRulerTM 1kb ADN ladder. SN,
SLE, SCO ký hiệu tên của các mẫu san hơ mềm nghiên cứu…...
Hình 2.6.
Ảnh điện di các sản phẩm PCR-colony từ một số khuẩn lạc sau
khi biến nạp vector pTZ57R/T gắngen 28S rARN của các mẫu
san hô mềm SN (giếng số 1-7), SLE (giếng số 8-14), SCO
(giếng số 15-21). M: GeneRulerTM 1kb ADN ladder…………..
Hình 2.7.
40
Ảnh điện di các sản phẩm PCR-colony từ một số khuẩn lạc sau
khi biến nạp vector pTZ57R/T gắn gen msh1 của các mẫu san
hô mềm SN (giếng số 22-28), SLE (giếng số 29-35), SCO
(giếng số 36-42). M: GeneRulerTM 1kb ADN ladder…………..
41
Hình 2.8.
Sơ đờ phân lập các hợp chất từ mẫu san hô mềm S. nanolobata..
43
Hình 2.9.
Sơ đờ phân lập các hợp chất từ mẫu san hơ mềm S. leptoclados..
45
Hình 2.10.
Sơ đờ phân lập các hợp chất từ mẫu san hơ mềm S. conferta….
47
Hình 3.1.
Mợt số hình ảnh về kết quả BLAST (so sánh) các trình tự gen
chỉ thị của mẫu nghiên cứu với các trình tự trên NCBI…………
Hình 3.2.
Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ lồi S.
nanolobata……………………………………………………….
Hình 3.3.
68
Khả năng kích thích sản sinh caspase 3 của SCO 27 và đối
chứng ……………………………………………………………
Hình 3.7.
63
Hình thái tế bào A549 dưới tác đợng của SCO 27 ở các nồng độ
khác nhau và đối chứng dương (camptothecin 5 µM). …………
Hình 3.6.
63
Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ lồi S.
conferta………………………………………………………….
Hình 3.5.
60
Cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ lồi S.
leptoclados………………………………………………………
Hình 3.4.
58
69
Tác đợng của SCO 27 đến q trình apoptosis tế bào A549 ở
thời điểm 24h tại các nồng đợ khác nhau 5 µM (C), 10 µM (D),
đối chứng âm (A) và đối chứng dương (B) sử dụng phương
Hình 3.8.
pháp nhuộm Annexin V/PI………………………………………
70
Tác động của hợp chất SLE 27 ở nờng đợ 10, 30 và 100 µM lên
71
luan an
xiv
hình thái tế bào ung thư vú MCF-7. Mũi tên chỉ các tế bào ở
trạng thái apoptosis………………………………………………
Hình 3.9.
Tác đợng của SLE 27 đến quá trình apoptosis tế bào MCF-7 ở
thời điểm 24 h tại các nồng độ khác nhau 10 µM (B), 30 µM
(C), 100 µM (D) và đối chứng âm (A) sử dụng phương pháp
nḥm Annexin V/PI……………………………………………
Hình 3.10.
72
Ảnh hưởng của hợp chất SLE 27 (nồng độ 10; 30; 100 µM) đến
chu kì tế bào MCF-7 ở thời điểm 48h, sử dụng hệ thống Flow
cytometer Novocyte (ACEA Biosciences Inc.) và phần mềm
NovoExpress…………………………………………………….
Hình 4.1.
73
Kết quả phân tích chủng loại theo phương pháp NJ (NeighborJoining) trên MEGA6 của các mẫu San hô mềm dựa vào đa hình
trình tự nucleotit đoạn gen msh1 của các mẫu nghiên cứu và các
mẫu san hô mềm liên quan trên ngân hàng gen NCBI…………..
Hình 4.2.
75
Kết quả phân tích chủng loại theo phương pháp NJ trên MEGA6
của các mẫu san hơ mềm dựa vào đa hình trình tự nucleotit đoạn
gen 28S rARN của các mẫu nghiên cứu và các mẫu san hô mềm
liên quan trên ngân hàng gen NCBI……………………………..
Hình 4.3.
Hợp chất tham khảo 3β-hydroxy-24-methylenecholest-5-en-7one……………………………………………………………….
Hình 4.4.
76
78
Cấu trúc phẳng và các tương tác COSY (▬) và HMBC ()
chính của hợp chất SN 8…………………………………………
79
Hình 4.5.
Mơ tả tương tác HMBC và NOESY của hợp chất SN 8……….
79
Hình 4.6.
Cấu trúc và các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của
hợp chất SN 6……………………………………………………
Hình 4.7.
Cấu trúc phẳng và các tương tác COSY (▬) và HMBC ()
chính của hợp chất SN 20……………………………………….
Hình 4.8.
82
84
Cấu trúc phẳng và các tương tác COSY (▬) và HMBC ()
chính của hợp chất SN 30……………………………………….
85
Hình 4.9.
Cấu trúc hóa học của hợp chất SLE 10………………………….
89
Hình 4.10.
Cấu trúc hóa học của hợp chất SLE 21………………………….
92
luan an
xv
Hình 4.11.
Cấu trúc của hợp chất SLE 27…………………………………...
Hình 4.12.
Cấu trúc và các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của
94
hợp chất SCO 29………………………………………………...
98
Hình 4.13.
Các tương tác NOESY quan trọng của hợp chất SCO 29……….
98
Hình 4.14.
Cấu trúc và các tương tác HMBC () chính của hợp chất
SCO30…………………………………………………………...
Hình 4.15.
Cấu trúc và các tương tác HMBC () chính của hợp chất
SCO44 …………………………………………………………..
Hình 4.16.
106
Cấu trúc và các tương tác HMBC () chính của hợp chất
SCO32…………………………………………………………...
Hình 4.18.
103
Cấu trúc và các tương tác HMBC () chính của hợp chất
SCO42…………………………………………………………...
Hình 4.17.
100
107
Cấu trúc và các tương tác HMBC ()chính của hợp chất
SCO27 …………………………………………………………..
109
Hình 4.19.
Cấu trúc hóa học của hợp chất SN 6 và SN 8 …………………..
111
Hình 4.20.
Giá trị IC50 của hợp chất SLE 27 trên các dòng tế bào ung thư
thử nghiệm………………………………………………………. 113
Hình 4.21.
Cấu trúc hóa học của các hợp chất SLE 10, SLE 27 và SLE 28... 113
Hình 4.22.
Giá trị IC50 của hợp chất SCO 27 trên ba dịng tế bào ung thư… 115
Hình 4.23.
Cấu trúc hóa học của các hợp chất SCO27, SCO35 và SCO37… 115
luan an
1
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nhiều quốc gia đã khai thác các chất có hoạt tính
sinh học từ sinh vật biển nhằm phục vụ các nghiên cứu tìm kiếm các loại thuốc
chữa trị bệnh hiểm nghèo như: ung thư, viêm gan, các bệnh về viêm nhiễm và do
virus gây ra. Cho đến thời điểm này đã có mợt số dược phẩm có ng̀n gốc từ sinh
vật biển đến được tay người sử dụng, điển hình như Cytarabine, Vidarabine,
Eribulin, Trabectedin…Để có được thành quả này, các viện nghiên cứu trên thế giới
đã sàng lọc hoạt tính sinh học của hàng triệu hợp chất từ các lồi sinh vật biển, đờng
thời đầu tư ng̀n lực tài chính và thời gian cho các giai đoạn nghiên cứu tiền lâm
sàng và lâm sàng đối với các hợp chất tiềm năng.
Với lợi thế sở hữu đường bờ biển dài trên 3.260 km cùng với rất nhiều đảo
và vịnh, Việt Nam có tiềm năng lớn lao trong việc khai thác với nguồn tài nguyên
sinh vật biển đa dạng, phong phú cả về thành phần loài và trữ lượng. Tuy nhiên, cho
đến nay các nghiên cứu tìm kiếm các hoạt chất giá trị từ sinh vật biển Việt Nam
hiện còn chưa nhiều và hạn chế ở bước thử nghiệm hoạt tính in vivo và nghiên cứu
về cơ chế tương tác giữa thuốc và tế bào ung thư. Các nghiên cứu hiện đang ở giai
đoạn đầu so với các nuớc trong khu vực và lùi xa so với các nước tiên tiến. Ngun
nhân là do cịn mợt số khó khăn như: việc khảo sát và thu thập mẫu sinh vật ở biển
yêu cầu trang thiết bị hiện đại và chuyên gia giàu kinh nghiệm, các hợp chất phân
lập được từ sinh vật biển thường có hàm lượng rất nhỏ, cấu trúc phức tạp, một số
hợp chất dễ phân hủy ngay trong q trình phân tích. Do đó, hiện nay yêu cầu cấp
thiết đối với nước ta là cần phát triển nhiều nghiên cứu nhằm từng bước hệ thống về
thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của những lồi sinh vật biển.
Chi Sinularia là mợt trong các chi san hô mềm được nhiều nhà khoa học trên
thế giới quan tâm nghiên cứu. Cho đến nay đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về
thành phần hóa học và các hoạt tính sinh học của nhiều hợp chất phân lập được từ
các đối tượng san hô mềm thuộc chi này. Tuy nhiên, các nghiên cứu đối với nhiều
loài san hô mềm thuộc chi Sinularia như S. nanolobata, S. leptoclados, S. conferta
ở Việt Nam rất ít và hầu như chưa có các nghiên cứu mợt cách hệ thống và bài bản
về các loài nêu trên. Xuất phát từ thực tế trên, NCS đã lựa chọn đề tài luận án
“Nghiên cứu hoạt tính gây độc một số dịng tế bào ung thư của các hợp chất
luan an
2
phân lập từ ba lồi san hơ mềm Sinularia nanolobata, Sinularia leptoclados,
sinularia conferta thu thập ở vùng biển Trung Bộ Việt Nam”.
Mục tiêu của luận án:
- Xác định được thành phần hóa học của ba lồi san hơ mềm S. nanolobata, S.
conferta, S. leptoclados thu thập ở vùng biển Trung bợ Việt Nam.
- Phát hiện được các hoạt chất có hoạt tính gây đợc tế bào có trong các lồi san
hô mềm nghiên cứu, định hướng ứng dụng cho các nghiên cứu y sinh dược học.
Nội dung luận án bao gồm:
1. Xác định tên khoa học của ba loài san hô mềm thu thập ở vùng biển Trung Bộ
Việt Nam bằng chỉ thị phân tử
2. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ ba lồi san hơ mềm S.
nanolobata, S. conferta, S. leptoclados.
3. Đánh giá hoạt tính gây đợc tế bào ung thư in vitro của các hợp chất phân lập
được.
4. Đánh giá cơ chế gây độc tế bào của một số hợp chất tiêu biểu.
luan an
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Thử nghiệm đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư
1.1.1. Các dòng tế bào ung thư
Lịch sử nghiên cứu ung thư và việc thành lập các dịng tế bào ung thưcó liên
quan chặt chẽ với nhau [1]. Nhiều nhà nghiên cứu đã tìm hiểu các cơ chế phức tạp
biến đổi từ một tế bào bình thường thành tế bào ung thư. Năm 1951, những cải tiến
trong việc xác định các yêu cầu sinh hóa đối với sự phát triển của các tế bào sinh lý
và biến đổi đã cho phép Tiến sĩ George Otto Gey tại Bệnh viện Johns Hopkins
thành lập dòng tế bào ung thư đầu tiên và nổi tiếng từ người, được đặt tên là HeLa
[2]. Tên “HeLa” là từ viết tắt của Henrietta Lacks, một phụ nữ trẻ da đen bị ảnh
hưởng bởi ung thư biểu mô cổ tử cung, từ đó tế bào HeLa được tạo ra. Sự ra đời của
dịng tế bào HeLa có thể coi là mợt cợt mốc quan trọng khác trong lịch sử sinh học
tế bào, đờng thời nó đã mở ra những hướng mới trong lĩnh vực nghiên cứu ung thư.
Bắt đầu từ sự ổn định của chúng, các tế bào HeLa đã tạo thành ví dụ đầu tiên về
“bệnh ung thư ở người trong ống nghiệm”. Dịng tế bào HeLa rất ởn định và tăng
sinh mạnh – điều này dẫn đến việc chúng dễ nhiễm chéo vào nhiều dòng tế bào
khác cũng được sử dụng trong nghiên cứu. Sự tăng sinh ổn định của dịng tế bào
HeLa và đặc tính dễ bị nhiễm virus bại liệt nên đến năm 1954, Jonas Salk đã phát
triển mợt loại vacxin phịng bệnh bại liệt bằng việc sử dụng các tế bào HeLa.
Ngày nay, các dòng tế bào ung thư đã được sử dụng rộng rãi cho các mục
đích nghiên cứu và được chứng minh là mợt cơng cụ hữu ích để tìm hiểu về mặt di
trùn của các bệnh ung thư, thực tế cho thấy chúng là mợt mơ hình tuyệt vời cho
việc nghiên cứu các cơ chế sinh học gây ra căn bệnh này [3]. Nghiên cứu ứng dụng
các dòng tế bào ung thư đã cho phép tìm hiểu thơng tin về sự tăng hoặc giảm sự
biểu hiện của các gen liên quan và các con đường truyền tín hiệu trong tế bào ung
thư [4]. Hơn nữa, việc sử dụng mơ hình tế bào là cơ sở cho sự phát triển và thử
nghiệm các loại thuốc chống ung thư hiện đang được sử dụng [5, 6] và cũng là một
phương pháp thay thế cho cấy ghép khối u đợng vật trong thử nghiệm hóa trị liệu
[7]. Trên thực tế, việc sử dụng mơ hình tế bào in vitro trong nghiên cứu ung thư là
rất quan trọng để điều tra các con đường di truyền, di truyền ngồi gen
(epigenetics), sự tăng sinh, q trình tự chết (apoptosis) và sự tiến triển của ung thư,
luan an
4
từ đó giúp xác định được các chỉ thị phân tử tiềm năng [4, 8] và sàng lọc, tối ưu hóa
các phương pháp điều trị ung thư [6, 9]. Các kết quả nghiên cứu trong các dòng tế
bào ung thư thường được ngoại suy cho các khối u in vivo [8] và tầm quan trọng của
nó như là các mơ hình thử nghiệm thuốc và nghiên cứu dịch mã đã được nhiều công
ty y sinh và dược phẩm công nhận [5]. Các dòng tế bào ung thư khác nhau thể hiện
các phản ứng đa dạng với các loại thuốc chống ung thư gây đợc tế bào, ví dụ như
các dịng tế bào ung thư ṛt kết có khả năng kháng lại các loại thuốc liên kết với
ADN trong khi các dòng tế bào ung thư vú hoặc bệnh bạch cầu thì lại nhạy hơn
[10].
Việc sử dụng bảng dịng tế bào (cell line panel) là mợt cơng cụ hữu ích để
thử nghiệm thuốc chống ung thư. Sự phát triển các bảng dịng tế bào ung thư này
được khởi xướng cho nhóm NCI60 (Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ với 60 dòng tế
bào ung thư) nhằm khắc phục việc sử dụng các mơ hình đợng vật để thử nghiệm
thuốc chống ung thư [7]. Sau đó, Nakatsu và cợng sự (2005) đã thành lập mợt nhóm
nghiên cứu gờm 45 dịng tế bào ung thư (JFCR-45) từ các bộ phận khác nhau (vú,
gan và dạ dày) để xác định các gen liên quan. Họ cũng cố gắng tìm hiểu cơ chế hoạt
đợng của các loại thuốc này để phân loại. Nghiên cứu này liên quan đến phương
pháp tiếp cận thông tin sinh học tích hợp sử dụng các mảng cADN, đã tiết lợ nhiều
gen ứng cử viên liên quan đến độ nhạy đối với các loại thuốc hóa trị liệu [6]. Gần
đây, Garnett và các đồng nghiệp (2012) đã sàng lọc một bảng gờm hàng trăm dịng
tế bào ung thư (đại diện cho phần lớn sự đa dạng về loại mô và di truyền của bệnh
ung thư ở người) với 130 loại thuốc đang được nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm
sàng và xác minh rằng các gen ung thư bị đột biến có liên quan đến phản ứng của tế
bào với các loại thuốc được sử dụng phổ biến nhất. Kết quả này như mợt hờ sơ sinh
dược học về các dịng tế bào ung thư giúp định hướng các chiến lược điều trị ung
thư hợp lý hơn [11].
1.1.2. Vai trò của các thử nghiệm sinh học trong tìm kiếm các hoạt chất chống
ung thư
Thử nghiệm sinh học (bioassay) là những thử nghiệm được thiết kế để phân
tích tác đợng sinh học của một hợp chất bằng cách sử dụng các hệ thống sinh học
phù hợp như tế bào, mô, vi khuẩn, động vật, thực vật.... Thử nghiệm sinh học được
định nghĩa là mợt sự tính tốn để xác định nờng đợ hay đánh giá hiệu lực của một
luan an
5
tác nhân vật lý, hóa học hay sinh học bằng việc đo lường, kiểm chứng mức đợ phản
ứng của thí nghiệm trên hệ sinh học phù hợp dưới điều kiện tiêu chuẩn khi so sánh
với một chất chuẩn. Thử nghiệm sinh học theo nghĩa rợng là quy trình để xác định
mối quan hệ giữa một tác nhân với ảnh hưởng mà tác nhân này tạo ra trên cơ thể
sống
Thử nghiệm sinh học có vai trị quan trọng trong những chương trình kiểm
sốt việc phát triển và sản xuất các dược phẩm sinh học chất lượng một cách hiệu
quả. Thử nghiệm sinh học có thể chia thành nhiều loại và các mức độ khác nhau
dựa trên đối tượng sinh học được sử dụng như các chủng vi sinh vật, tế bào ni
cấy, các loại mơ có ng̀n gốc từ con người và đợng vật, thậm chí trên tồn bợ cơ
thể đợng vật [12]. Tuy nhiên, dựa vào đặc điểm kỹ thuật sử dụng có thể chia thành 4
nhóm lớn như sau: Các phép thử in vitro, các phép thử in vivo, các phép thử ex vivo
và các phép thử xenograph
Các phép thử sinh học in vitro có vai trị quan trọng trong việc định hướng
phân tách các thành phần có hoạt tính từ nhiều ng̀n tự nhiên khác nhau. Vì vậy,
phát triển hệ thống sàng lọc in vitro các dịch chiết hay hợp chất sạch nhằm phát
hiện ra các loại thuốc mới hoặc các chất dẫn đường là một chiến lược quan trọng
trong tiến trình tìm kiếm ng̀n dược phẩm mới.. Các phép thử sinh học được lựa
chọn dựa vào bản chất và hoạt tính sinh học cần đánh giá của hợp chất thử. Các
phép thử sinh học in vitro được chia thành 2 loại: phép thử dựa trên mơ hình nuôi
cấy tế bào (cell-based assays) và phép thử dựa vào cơ chế (mechanism-based
assays) [13].
a. Phép thử dựa trên mơ hình ni cấy tế bào (cell-based assays)
Mơ hình ni cấy tế bào là thuật ngữ được dùng để nói đến những thử
nghiệm dựa trên việc sử dụng tế bào sống, bao gồm những phép thử đánh giá ảnh
hưởng của chất hay nhóm chất nghiên cứu đến sinh lý của tế bào bao gờm những
thay đởi về hình thái và sự phát triển của chúng. Thử nghiệm dựa trên tế bào miêu
tả khá chính xác mơ hình của sự sống bởi tế bào được xem là đơn vị sống nhỏ nhất
nhưng hoàn chỉnh nhất của thế giới sinh vật. Trong hệ thống nuôi cấy tế bào in
vitro, thuật ngữ “gây độc tế bào” (cytotoxicity) dùng để chỉ khả năng làm thay đởi
hình thái, tốc độ sinh trưởng hoặc làm chết tế bào của hợp chất thử hoặc tác nhân
thử [14]. Các phép thử gây độc tế bào là phương pháp hữu hiệu nhất trong việc sàng
luan an
6
lọc phát hiện những phân tử thuốc mới phân lập từ nguồn tự nhiên cũng như thuốc
tổng hợp.
Với sự thành công vượt bậc trong việc phân lập và nuôi cấy in vitro thường
qui các dòng tế bào khác nhau, hàng loạt các thử nghiệm sinh học dựa trên mơ hình
tế bào đã được thiết lập. Những phép thử này thường liên quan đến tương tác giữa
tế bào và thuốc, dùng để đo độ độc tế bào, đánh giá khả năng giết chết hay kìm hãm
sự phát triển của tế bào nuôi cấy. Với hướng nghiên cứu này, mỗi phân đoạn tách
chiết chứa các hợp chất hóa học đều được thử nghiệm sơ bợ về hoạt tính và chỉ
những phân đoạn nào thể hiện hoạt tính sinh học mới được lựa chọn để nghiên cứu
sâu hơn. Chu trình phân tách và thử nghiệm được lặp lại cho đến khi chất sạch có
hoạt tính mong muốn được phân lập. Hạn chế của loại thử nghiệm này là sự tương
quan giữa hoạt tính gây đợc tế bào trong mơ hình thử nghiệm in vitro với in vivo.
b. Phép thử dựa vào cơ chế tác động (mechanism-based assays)
Phép thử dựa vào cơ chế liên quan đến việc đánh giá những hoạt tính cụ thể
của thuốc theo hướng tác động cụ thể của một enzym, ADN hay thụ thể (receptor)
đặc trưng. Đây là phương pháp hữu hiệu cho nghiên cứu phát hiện thuốc, dùng để
tìm kiếm các tác nhân chống u tiềm năng với cơ chế đặc trưng theo cách thức chọn
lọc. Ưu điểm chính của phép thử này khi mợt hợp chất có hoạt tính được thử
nghiệm thì cơ chế hoạt đợng của nó sẽ được giải thích rõ ràng.
Enzym đóng vai trị quan trọng trong chu kì tế bào và được coi là đích tương
tác hấp dẫn của các phân tử thuốc. Rất nhiều các cơng trình nghiên cứu cho thấy họ
enzym caspase đóng vai trị trung tâm trong việc trùn tín hiệu apoptosis xảy ra
trong các sinh vật đa bào. Các caspase tḥc nhóm enzym protease. Trong tế bào
sống, các enzym caspase được giữ ở dạng không hoạt động bởi các protein trên bề
mặt tế bào. Khi một tế bào tiếp xúc với các tác nhân như hóa trị liệu, bức xạ hoặc
các tín hiệu gây chết thì chức năng của các protein này bị khóa và kích hoạt caspase
khởi phát q trình tự chết. Do vậy các nhà nghiên cứu hiện nay đang tập trung theo
hướng sàng lọc các hoạt chất có khả năng điều trị ung thư theo cơ chế cảm ứng và
kích hoạt q trình apoptosis bởi họ enzym này. Cho đến nay đã xác định được 15
loại caspase, chia thành 2 nhóm chính là caspase gây viêm và caspase liên quan đến
apoptosis (gồm caspase 2, 3, 6, 7, 8, 10, 15). Trong đó caspase 3, 7 tham gia vào
q trình cắt mợt số protein mở đầu cho q trình apoptosis của tế bào. Việc xác
luan an
7
định khả năng kích hoạt enzym caspase này có thể cho ta biết cơ chế tác động của
một số hoạt chất có tiềm năng điều trị ung thư [15, 16].
Trong lĩnh vực tìm kiếm các chất chống ung thư, việc tìm kiếm, sàng lọc chủ
yếu dựa trên khả năng gây đợc các dịng tế bào ung thư thực nghiệm. Chính vì vậy,
u cầu cấp thiết đặt ra là cần mợt phương pháp thử nghiệm nhằm đánh giá nhanh
và chính xác tác dụng gây độc cho tế bào của các hợp chất nghiên cứu.
1.1.3. Cơ chế diệt tế bào ung thư dựa trên apoptosis
Mục đích của hầu hết các loại thuốc hóa trị liệu ung thư hiện đang được sử
dụng lâm sàng là tiêu diệt các tế bào khối u ác tính bằng cách ức chế mợt số cơ chế
liên quan tới q trình phân chia tế bào. Theo đó, các hợp chất chống khối u được
phát triển theo hướng này thường có tác dụng kìm hãm sự phát triển tế bào hoặc gây
độc tế bào. Một trong những cơ chế của thuốc chống ung thư hiện đang được
nghiên cứu là khai thác các con đường tín hiệu để kích hoạt quá trình tự chết của tế
bào (apoptosis).
Apoptosis là quá trình tự chết của tế bào ở dạng đã được lập trình từ trước
(Programmed cell death - PCD). Thuật ngữ “Apoptosis” có nghĩa cây rụng lá vào
mùa thu trong tiếng Hy Lạp. Apoptosis ban đầu được mô tả dựa vào các đặc điểm
hình thái của tế bào ở trạng thái apoptosis, bao gồm co rút tế bào, ngưng tụ chất
nhiễm sắc và phân mảnh nhân tế bào [17-19]. Sự ức chế q trình apoptosis có thể
dẫn đến nhiều loại bệnh ung thư, bệnh tự miễn, bệnh sưng viêm và bệnh do nhiễm
virus. Ban đầu việc số lượng các tế bào tăng bất thường và tạo ra khối u được cho là
do việc sinh sôi nảy nở của tế bào tăng sinh mạnh; tuy nhiên hiện nay các nghiên
cứu cho thấy việc suy giảm tốc độ chết của tế bào cũng là nguyên nhân của hiện
tượng này. Loại bệnh phổ biến nhất trong nhóm này là ung thư, mợt căn bệnh trong
đó tế bào sản sinh quá mức, thông thường được mô tả như là sự biểu hiện quá mức
của protein ức chế apoptosis của tế bào (IAP). Vì vậy, các nhà khoa học hiện nay
đang nghiên cứu sàng lọc các hoạt chất có khả năng điều trị ung thư theo cơ chế
cảm ứng và kích hoạt q trình apoptosis.
Apoptosis là chương trình gây chết tế bào được quy định chặt chẽ hiệu quả
và liên quan đến nhiều yếu tố. Tất cả mọi tế bào đều có mợt cơ chế nợi tại để kiểm
sốt sự sống chết của tế bào. Bất kì một sự mất cân bằng nào của cơ chế này đều
ảnh hưởng đến apoptosis.
luan an
8
Hình 1.1. Q trình apoptosis thơng qua con đường nợi bào và ngoại bào [20]
Cơ chế của quá trình apoptosis rất phức tạp và liên quan đến nhiều con
đường sinh hóa (hình 1.1). Tìm hiểu cơ chế này rất cần thiết và là cơ sở để nghiên
cứu cơ chế, điều kiện hình thành các bệnh do rối loạn apoptosis, cũng như việc phát
triển các loại thuốc điều trị hướng đích vào con đường apoptosis.
Caspase đóng vai trị quan trọng và trung tâm trong cơ chế apoptosis vì
chúng tham gia vào cả hai vai trị là khởi đầu/khởi đợng và thực hiện. Có 3 con
đường apoptosis mà đều có mặt caspase: Hai con đường chính là con đường nợi bào
(con đường ty thể) và con đường ngoại bào (các thụ thể chết), con đường thứ 3 gọi
là con đường lưới nội chất nội bào [21]. Một số gen liên quan đến q trình
apoptosis được phát hiện là bị biển đởi trong tế bào ung thư (đặc biệt là gen họ
BCL2 và caspase). Apoptosis được gây ra bởi mợt nhóm cysteine là các protease cụ
thể là caspase, phân cắt cơ chất của chúng tại các gốc axit aspartic. Caspase được
tạo ra dưới dạng khơng hoạt đợng, được kích hoạt bằng phản ứng thủy phân tại các
vị trí Asp.
luan an
