Nghiên cứu tác động ức chế của hợp chất triterpenoid saponin phân lập từ cây ardisia gigantifolia lên tế bào ung thư dạ dày

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐÀM QUỐC ĐẠT

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ỨC CHẾ CỦA HỢP CHẤT
TRITERPENOID SAPONIN PHÂN LẬP TỪ CÂY ARDISIA
GIGANTIFOLIA LÊN TẾ BÀO UNG THƯ DẠ DÀY

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG

THÁI NGUYÊN, 2022


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐÀM QUỐC ĐẠT

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG ỨC CHẾ CỦA HỢP CHẤT
TRITERPENOID SAPONIN PHÂN LẬP TỪ CÂY ARDISIA
GIGANTIFOLIA LÊN TẾ BÀO UNG THƯ DẠ DÀY
Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
Mã số: 8 42 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Bảo Ngọc

THÁI NGUYÊN, 2022

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là nghiên cứu của tơi, các số liệu và kết quả trình
bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ cơng
trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ nguồn gốc. Mọi sự
giúp đỡ của các cá nhân và tập thể đều được ghi nhận trong lời cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày 05 tháng 01 năm 2022
Học viên


ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo:
PGS.TS. Trần Bảo Ngọc (ĐH Y Dược - ĐH Thái Nguyên) đã tận tình hướng
dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm q báu để tơi có thể hồn
thành luận văn này.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Nguyễn Phú Hùng Trưởng khoa Công nghệ Sinh và các thầy cô giáo khoa Công nghệ Sinh học,
bộ phận sau Đại học - trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Ngun đã
giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc, lãnh đạo các Phòng Sở Y tế
tỉnh Thái Nguyên nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi
trong suốt q trình học tập và hồn thành luận văn.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới tồn thể gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá
trình thực hiện luận văn do cịn hạn chế về mặt thời gian, kinh phí cũng như
trình độ chun mơn nên khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận
được những ý kiến quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, cùng bạn
bè, đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Thái Nguyên, ngày 05 tháng 01 năm 2022

Học viên

Đàm Quốc Đạt


3

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU........................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................... 3
1.1. Giới thiệu về cây Lá khôi........................................................................... 3
1.1.1. Đặc điểm chung ................................................................................ 3
1.1.2. Thành phần hóa học của cây Lá khơi ............................................... 3
1.1.3. Tác dụng trong y học của cây Lá khôi.............................................. 5
1.2. Khái quát về triterpenoid và triterpenoid saponin...................................... 6
1.2.1. Giới thiệu chung về triterpenoid saponin.......................................... 6
1.2.2. Vai trò của triterpenoid saponin ức chế sự tăng sinh tế bào ung thư 7
1.2.3. Triterpenoid saponin ức chế xâm lấn và di căn và điều hòa giảm số
lượng tế bào gốc ung thư............................................................................. 8
1.3. Ung thư dạ dày ......................................................................................... 10
1.4. Tế bào gốc ung thư................................................................................... 12
1.4.1. Tổng quan về tế bào gốc ung thư.................................................... 12
1.4.2. Các marker tế bào gốc ung thư ....................................................... 13
1.5. Quá trình apoptosis .................................................................................. 14
1.5.1. Hình thái tế bào apoptosis............................................................... 15
1.5.2. Cơ chế của quá trình apoptosis ....................................................... 16
1.5.3. Thay đổi apoptosis trong ung thư ................................................... 18

1.6. Lão hóa tế bào .......................................................................................... 19
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 22
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 22
2.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ................................................................... 22
2.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 22
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 23


4

2.4.1. Phương pháp ni cấy và thử hoạt tính của hợp chất triterpenoid
saponin ...................................................................................................... 23
2.4.2. Phương pháp phân tích sự tăng sinh tế bào .................................... 23
2.4.3. Phương pháp tách chiết và tinh sạch ARN tổng số ........................ 23
2.4.4. Phương pháp phân tích biểu hiện gen bằng Realtime PCR ............ 24
2.4.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 24
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................ 25
3.1. Đánh giá tác động của hợp chất triterpenoid saponin H3 từ cây Lá khơi
lên hình thái của tế bào ung thư dạ dày AGS.................................................. 25
3.2. Đánh giá tác động của hợp chất triterpenoid saponin từ cây Lá khơi lên
khả năng sống sót của tế bào AGS trong môi trường nuôi cấy ...................... 26
3.3. Kết quả tác động của tripterenoid saponin saponin H3 từ cây Lá khôi lên
sự biểu hiện của marker tế bào gốc ung thư dạ dày CD44 ............................. 27
3.4. Kết quả tác động của triterpenoid saponin H3 từ cây Lá khôi lên sự biểu
hiện các gen tế bào gốc ung thư ...................................................................... 28
3.5. Kết quả tác động của triterpenoid saponin saponin từ cây Lá khơi lên sự
hình thành các turmosphere từ tế bào gốc ung thư dạ dày AGS..................... 29
3.6. Kết quả tác động của tripterenoid saponin từ cây Lá khôi lên sự lão hóa tế
bào của tế bào ung thư dạ dày AGS trong môi trường nuôi cấy..................... 31
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 33

1. Kết luận ....................................................................................................... 33
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 34


5

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Các kiểu cấu trúc phổ biến của triterpenoid...................................... 7
Hình 1.2. Các marker tế bào gốc ung thư biểu hiện trong một số bệnh ung thư
ở người ........................................................................................................... 14
Hình 1.3. Tế bào apoptotic trên kính hiển vi quang học ................................ 15
Hình 1.4. Con đường apoptosis của tế bào .................................................... 16
Hình 1.5. Các đặc điểm của kiểu hình lão hóa ............................................... 20
Hình 3.1. Tế bào AGS dưới kính hiển vi soi ngược ở các nồng độ triterpenoid
saponin H3 khác nhau (Thang đo 50 µm)....................................................... 25
Hình 3.2. Tỷ lệ phần trăm tế bào AGS sống sót khi xử lý với H3 ở các nồng
độ khác nhau so với đối chứng (100%),* p ≤ 0,05; n = 5............................... 26
Hình 3.3. Tác động của Triterpenoid Saponin H3 lên sự biểu hiện marker tế
bào gốc ung thư CD44 của tế bào AGS trong mơ hình ni cấy 2D.............. 28
Hình 3.4. Tác động của Triterpenoid Saponin H3 lên sự biểu hiện của các gen
tế bào gốc ung thư ........................................................................................... 29
Hình 3.5. Tác động của triterpenoid Saponin H3 chiết xuất từ cây Lá khôi lên
các tumorsphere trong điều kiện nuôi cấy 3D ở các nồng độ khác nhau ....... 29
Hình 3.6A. Hình ảnh tế bào AGS dưới kính hiển vi soi ngược ở nồng độ IC50
sau 24 giờ tiếp xúc với tripterenoid saponin H3 (Thang đo 50 µm)............... 31
Hình 3.6B. Tỷ lệ tế bào AGS lão hóa khi xử lý với triterpenoid saponin H3 ở
nồng độ IC50 sau 24 giờ tiếp xúc ................................................................... 31

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ung thư dạ dày là nguyên nhân gây chết thứ 3 trong các loại ung thư
trên toàn thế giới. Các liệu pháp chống ung thư hiện nay thường tiêu diệt
không chọn lọc các tế bào ung thư. Thêm vào đó, sự tái phát ung thư cũng
như hiện tượng kháng thuốc điều trị đang trở thành những thách thức lớn
trong điều trị ung thư dạ dày nói riêng và ung thư nói chung.
Một trong những trọng tâm hiện nay trong việc phát triển các liệu pháp
nhắm đích là tìm kiếm các hợp chất mới có khả tiêu diệt hiệu quả các tế bào
ung thư nhưng hạn chế những tác dụng phụ cũng như khả năng tái phát sau
điều trị. Chính vì vậy, việc tìm kiếm các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên
mà trọng tâm là từ thảo dược tự nhiên đang được đặc biệt chú trọng ở nhiều
quốc gia khác nhau.
Việt Nam là một quốc gia có nguồn thực vật rất phong phú và đa dạng
với hàng ngàn cây thuốc đã được ghi nhận trong vốn tri thức bản địa của các
đồng bào dân tộc khác nhau. Cây Lá khôi (Ardisia gigantifolia) phân bố ở
nhiều nơi khác nhau trong khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam, nó được sử
dụng rất phổ biến trong dân gian như một cây thuốc hữu hiệu trong điều trị
một số bệnh về dạ dày. Triterpenoid saponin là hợp chất chuyển hóa thứ cấp.
Trong những năm gần đây, sự quan tâm đến Triterpenoid saponin và tác dụng
của chúng đối với các tế bào khối u ngày càng tăng. Đã có nghiên cứu chứng
minh rằng, triterpenoid saponin có hoạt tính chống ung thư phổ rộng, có thể
ức chế sự tăng sinh và gây ra quá trình apoptosis của khối u tế bào, giảm hoạt
động xâm lấn của tế bào ung thư; một số dạng triterpenoid saponin cũng thể
hiện tác dụng chống viêm. Một số hợp chất triterpenoid saponin trong cây
Ardisia gigantifolia đã được phân lập và công bố bởi một vài tác giả khác
nhau tuy nhiên, các nghiên cứu về khả năng ức chế ung thư dạ dày của chúng
cịn hạn chế. Vì vậy, chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tác

2

động ức chế của hợp chất triterpenoid saponin phân lập từ cây Ardisia
gigantifolia lên tế bào ung thư dạ dày’’.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá tác động ức chế của hợp chất triterpenoid saponin phân lập từ
cây Lá khôi (Ardisia gigantifolia) lên kiểu hình, sự sinh trưởng, sự biểu hiện
một số gen tế bào gốc, apoptosis và quá trình lão hóa của tế bào ung thư dạ
dày trong mơ hình nuôi cấy in vitro.
3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Đánh giá tác động của hợp chất triterpenoid saponin từ
cây Lá khơi lên hình thái của tế bào ung thư dạ dày AGS.
Nội dung 2: Đánh giá tác động của hợp chất triterpenoid saponin từ
cây Lá khôi lên khả năng sống sót của tế bào AGS trong mơi trường ni cấy.
Nội dung 3: Nghiên cứu tác động của triterpenoid saponin từ cây Lá
khôi lên sự biểu hiện của marker tế bào gốc ung thư dạ dày CD44.
Nội dung 4: Nghiên cứu tác động của triterpenoid saponin từ cây Lá
khôi lên sự biểu hiện các gen tế bào gốc ung thư.
Nội dung 5: Đánh giá tác động của triterpenoid saponin từ cây Lá khơi
lên sự hình thành các turmosphere từ tế bào gốc ung thư dạ dày AGS.
Nội dung 6: Nghiên cứu tác động của triterpenoid saponin từ cây Lá
khôi lên sự lão hóa tế bào của tế bào ung thư dạ dày AGS trong môi trường
nuôi cấy.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Giới thiệu về cây Lá khôi
1.1.1. Đặc điểm chung
Cây Lá khôi thuộc chi Ardisia có tên khoa học là Ardisia gigantifolia
Stapf. Cây Lá khơi là dạng cây bụi lớn hoặc nửa bụi, cao khoảng từ 1-3 m, có
thân rễ bị dày, thường khơng phân cành, khơng có lơng. Lá thường tập trung
ở đầu thân, mép khía răng cưa nhỏ nhọn dày đặc, hai mặt khơng có lơng hoặc
có lơng mềm nhỏ thưa trên gân ở mặt dưới, có điểm tuyến lồi thưa thớt, nhiều
hơn ở gần mép lá; gân bên khoảng 15-20 đôi, hướng lên, cuống dài 2-4cm.
Hoa màu hồng hoặc trắng. Cánh hoa hình trứng dài 4-5 mm, có điểm tuyến.
Nhị dài bằng 2/3 cánh hoa, bao phấn hình trứng. Bầu hình cầu, nhẵn hoặc có
lơng rất nhỏ, vịi nhụy dài gần bằng cánh hoa; nỗn nhiều, 1 vịng. Quả hình
cầu đường kính khoảng 6 mm, màu hồng có gân tuyến và điểm tuyến. Theo
tác giả Võ Văn Chi, nhiều loài Ardisia ở Việt Nam được dân gian sử dụng
làm thuốc được phân bố ở Sơn La, Bắc Giang, Hà Nội (Ba Vì), Hà Nam,
Ninh Bình, Nghệ An, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Kon Tum. Cây ra hoa
tháng 3-6, có quả tháng 11-12. Mọc ở rừng thưa, rừng rậm, sườn đồi, thung
lung, khe núi, bờ suối nơi ẩm có bóng râm [1].
1.1.2. Thành phần hóa học của cây Lá khơi
N.H. Anh và cộng sự cũng đã nghiên cứu về thành phần hóa học của
hai loài Ardisia silvestris và Ardisia gigantifolia vào năm 1996, trong đó cơng
bố đã tìm thấy hai dẫn xuất resocinol là 2-methyl-5-(Z-nonadec-14enyl)resorcinol và 5-(Z-nonadec14-enyl)resorcinol. Ngoài ra, từ lá của loài A.
silvestris, một số sterol như 38 stigmasterol, spinasterol là hàm lượng chính,
cịn có 24-methylenecholesterol, stigmast-22-en-3β-ol, 22-dihydrospinasterol
cùng một số các hợp chất tritecpen khác lanost-8-en-3β-ol, taraxerol, lanosterol, β-amyrin, 24-methylenelanost-8-en3β-ol và 24-methylenecycloartanol
đã được tìm thấy [2]. Bằng các phản ứng hóa học đặc trưng đã xác định được


4

nhóm chất chính trong lá cây Lá khơi là tannin pyrogallic. Ba triterpenoid

saponin mới, 1- 3, cùng với hai saponin được biết đến, 4 và 5, đã được phân
lập từ thân rễ của Ardisia gigantifolia. Kết cấu của chúng được làm sáng tỏ
bằng các nghiên cứu quang phổ NMR 1D và 2D. Saponin 1, 2, 4, và 5 có tính
độc tế bào đáng kể đối với bốn dòng tế bào ung thư của người, như tế bào ung
thư cổ tử cung của người Hela, tế bào u ác tính EJ, tế bào gan hepatoma người
và các tế bào ung thư dạ dày BCG ở người với IC) trong khoảng 1,9 - 4,8 μM
[3]. Ba dẫn xuất bergenin là 11-O-(3'-Omethylgalloyl) bergenin; 11-Ogalloylbergenin và 4-O-galloylbergenin thể hiện hoạt tính chống oxi hóa với
các giá trị EC50 tương ứng là 9,7, 9,0 và 7,8 µmol/l, kết quả cho thấy các dẫn
xuất này có hoạt tính chống oxi hóa mạnh hơn nhiều hơn so với đối chứng
dương vitamin C (EC50 = 28,3 mmol/l). Dịch chiết etanol từ thân rễ loài này
cũng được báo cáo có khả năng gây độc đáng kể lên dịng tế bào ung thư vú
MCF-7 [4]. 13, 28-epoxy triterpenoid saponin đã được phân lập từ cây Lá
khơi và một saponin có tiềm năng chống khối u đã được methyl hóa bởi
H2SO4 để tạo ra bốn hợp chất mới. Mười bảy hợp chất đã được đánh giá về
hoạt động chống lan rộng của chúng trên các tế bào A549, HCT-8 và Bel7402. Phân tích mối quan hệ cấu trúc và hoạt động chỉ ra rằng sự kết hợp của
nhóm O tại C-16, L-rhamnose tại R (5) và nhóm acetyl ở OH-6 của D-glucose
dẫn đến tăng đáng kể hoạt tính gây độc trên A549 và HCT-8 nhưng làm giảm
đáng kể hoạt tính gây độc tế bào trên các tế bào Bel-7402. Các saponin tổng
hợp làm mất 13,28-epoxy và CHO ở C-30, đã làm giảm tính gây độc tế bào
của chúng đối với tế bào A549 và HCT-8, cho thấy hai nhóm này đóng một
vai trò thiết yếu cho hoạt động. (1 → 2)] - β-D-glucopyranosyl- (1 → 4) - [βD-glucopyranosyl- (3 → β- (IC50 0,86 μM) so với 5-FU (IC50 8,30 μM) cho
thấy có hoạt tính ức chế tốt hơn đối với Bel-7402 (IC50 0,86 μM) so với 5-FU
(IC50 8,30 μM), cho thấy 5 saccharide và methyl ở C-30 quan trọng cho hoạt
động chống tăng sinh [3].


5

1.1.3. Tác dụng trong y học của cây Lá khôi
Lá khơi là một trong các lồi thuộc chi Ardisia có nhiều hoạt tính sinh

học rất đáng quý, như: hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, kháng virut, hoạt
tính chống oxi hóa, chống lao, antileishmania, chống đái tháo đường, bảo vệ
thần kinh, bảo vệ tim mạch, chống loãng xương và đặc biệt là hoạt tính gây
độc tế bào, chống ung thư rất tốt [2].
Theo tác giả Đỗ Tất Lợi đã nghiên cứu sơ bộ công dụng của Lá khôi
trên thỏ, chuột bạch và khỉ trong cuốn “Những cây thuốc và vị thuốc Việt
Nam”, NXB Y học năm 2016 (481-482) như sau: làm giảm độ axit dạ dày
khỉ; làm giảm nhu động ruột cơ lập của thỏ; làm yếu sự co bóp của tim; làm
giảm sự hoạt động bình thường trên chuột. Bệnh viện 108 thí nghiệm dùng
trên lâm sàng (mới trên 5 bệnh nhân) thì 4 người giảm đau 80-100%, dịch vị
giảm xuống bình thường. Viện Đơng y áp dụng Lá khơi chữa một số trường
hợp đau dạ dày (dùng riêng hay phối hợp với nhiều vị thuốc khác) đã sơ bộ
nhận định như sau: Với liều 100g Lá khôi trở xuống uống hàng ngày thì có
thể từ đỡ đau đến hết đau, bệnh nhân ăn được ngủ được; với liều 250g một
ngày thì làm bệnh nhân mệt, người uể oải, da tái xanh, sức khỏe xuống dần
nếu tiếp tục uống[TLTK].
Theo kinh nghiệm của một số dân tộc thiểu số như Tày, Sán Dìu,
Dao… dùng cây Lá khơi phơi khơ, sắc nước uống để chữa bệnh viêm loét dạ
dày, ung thư dạ dày, viêm đường ruột; chữa viêm buồng trứng, thai chết lưu
là bài thuốc của người Sán Dìu; Lá khơi cịn được người Dao sử dụng để tắm
đẻ, chữa bệnh về gan, tim, thiếu máu và phù nề [5].
Theo kinh nghiệm dân gian, nhìn chung Lá khơi có tính mát, có tác
dụng kháng sinh, hoạt huyết tán ứ, chữa ho ra máu, chữa bệnh tiểu đường,
chữa mụn nhọt, eczema và các bệnh ngoài da, chữa rắn cắn và trị giun sán. Lá
của một số loài trong chi Ardisia được dùng uống thay trà hoặc ăn gỏi để chữa
các bệnh về ngộ độc thực phẩm. Quả của một số loài cũng ăn được [5].


6

1.2. Khái quát về triterpenoid và triterpenoid saponin
1.2.1. Giới thiệu chung về triterpenoid saponin
Triterpenoids là một hợp chất có cấu trúc gồm 30 nguyên tử carbon,
được trùng hợp để tạo thành sáu đơn vị isoprene (hình 1.1). Triterpenoid được
sinh tổng hợp bằng từ tiền chất là squalene, một hydrocacbon bao gồm hai
phân tử farnesyl pyrophosphat. Dựa trên cấu trúc hóa học của chúng,
triterpenoid có thể được nhóm thành mạch thẳng, một vịng, hai vịng, v.v.,
thơng qua các hợp chất pentacyclic. Triterpenoids phân bố rộng rãi trong tự
nhiên; chúng có thể được tìm thấy trong nấm, dương xỉ, thực vật bậc cao,
động vật và sinh vật biển. Triterpenoids cũng đã được tìm thấy ở cả trạng thái
tự do và kết hợp với các phân tử đường để tạo thành các glycoside và este. Cụ
thể, saponin triterpenoid là glycosid bao gồm một gốc đường và một thành
phần triterpenoid. Chúng thường tan trong nước và được đặc trưng bởi đặc
tính tạo bọt và chất hoạt động bề mặt mạnh trong dung dịch nước [6]. Từ
saponin xuất phát từ tiếng Latin sapo, có nghĩa là xà phịng. Các thực vật có
hàm lượng saponin đáng kể thường được sử dụng làm chất tẩy rửa, ví dụ, vỏ
cây Quillaja saponaria, cây Saponaria officinalis và cây Gleditsia sinensis.
Mặc dù những vật liệu này có đặc tính tan trong máu và do đó có độc tính cao
khi tiêm vào máu. Tuy nhiên saponin thường vô hại khi dùng qua đường uống
vì chúng bị thủy phân trong đường tiêu hóa và có độ hấp thu thấp. Mặc dù
triterpenoid saponin hiếm khi được tìm thấy trong cây một lá mầm, nhưng
chúng lại có nhiều trong các họ hai lá mầm như Araliaceae, Ranunculaceae,
Leguminosae, Caryophyllaceae, Cucurbitaceae và Umbelliferae. Thành phần
triterpenoid của saponin được gọi là sapogenin và nó có thể được phân loại
theo tổ chức khung cacbon của nó. Các loại phổ biến nhất là tetracyclic
triterpenoid điển hình như cucurbitane, dammarane, lanostane và pentacyclic
triterpenoids điển hình như lupin và oleanane. Thành phần đường của saponin
là một oligosaccharide có thể được sắp xếp theo kiểu mạch thẳng, phân nhánh

7

hoặc theo mạch vòng và các loại đường thường thấy là D-glucose, D-xylose,
D-galactose, D-glucuronic acid, D-galacturonic acid, L-rhamnose và Larabinose. Nhìn chung, các thành phần đường và triterpenoid của các hợp chất
triterpenoid saponin được kết nối với nhau bằng các liên kết ete (ether); mặc
dù xảy ra liên kết este (ester) nhưng tương đối hiếm. Tuy nhiên, trong một số
trường hợp cả hai loại liên kết này được phát hiện cùng tồn tại trong một phân
tử đơn lẻ [6].

Hình 1.1. Các kiểu cấu trúc phổ biến của triterpenoid
Một lượng đáng kể triterpenoid saponin được tìm thấy trong các loại thực
phẩm như đậu, đậu nành, rau bina, đậu lăng và yến mạch. Thêm vào đó, chúng
có thể được tìm thấy trong nhiều loại thực vật có giá trị như Nhân sâm Radix et
Rhizoma, Radix et Rhizoma glycyrrhizae, và Radix astragli. Những loại thuốc
này theo truyền thống được sử dụng để điều trị một số bệnh khác nhau bao
gồm ung thư, tiểu đường, bệnh tim mạch, nhiễm virus và nhiễm khuẩn.
1.2.2. Vai trò của triterpenoid saponin ức chế sự tăng sinh tế bào ung thư
Các sản phẩm từ tự nhiên là một nguồn quan trọng chứa đựng các hợp
chất có hoạt tính sinh học. Một tỷ lệ lớn các loại thuốc hiện đại đã được phát
triển từ các sản phẩm tự nhiên hoặc các chất tương tự ở dạng tổng hợp. Trong
những năm gần đây, nhiều triterpenoid saponin tự nhiên đã được phát hiện có
tác dụng ức chế các tế bào ác tính in vitro và in vivo đã được phát hiện. Các
đặc tính chống ung thư và cơ chế tiềm năng đã được sàng lọc rộng rãi trong
nhiều loại tế bào ung thư ni cấy in vitro bao gồm các dịng tế bào ung thư
bàng quang, máu, não, vú, cổ tử cung, màng đệm, ruột kết, thực quản, gan,
tuyến tụy, tuyến tiền liệt, dạ dày, buồng trứng, biểu mô miệng, da và sarcoma.
Đặc biệt, một số saponin triterpenoid đã được quan sát thấy có độ nhạy cao
hơn trên tế bào ung thư so với tế bào bình thường, cho thấy khả năng an toàn
của chúng như là chất chống ung thư có tính chọn lọc. Hơn nữa, các tính chống
ung

8

thư của triterpenoid saponin đã được đánh giá trên các mơ hình động vật khác
nhau mang khối ở người hoặc động vật. Đáng lưu ý, các saponin triterpenoid
được thử nghiệm thường được dung nạp rất tốt ở động vật với liều lượng gây ra
sự thoái triển của khối u và khơng có độc tính quan sát được, chẳng hạn như
tổn thương các cơ quan hoặc thay đổi trọng lượng cơ thể thay đổi trọng lượng
cơ thể. Các chất chống ung thư thơng thường có độc tính cao khơng chỉ đối với
các tế bào khối u mà còn đối với các tế bào bình thường. Do đó, các hợp chất
chống ung thư tự nhiên mới cung cấp một sự thay thế hấp dẫn cho các hợp chất
tổng hợp do tính hiệu quả và an tồn của chúng [7].
Năm 2010, nhóm nghiên cứu của Li đã lần đầu tiên xác định được hợp
chất triterpenoid saponin mới từ cây Lá khôi [8]. Tiếp đến, chính nhóm
nghiên cứu này đã tiến hành thử độc tố tế bào của các hợp chất này trên tế bào
Hela, tế bào ung thư gan và đã xác định được chỉ số IC50 dao động từ 1,9 4,8 μM [9]. Bên cạnh đó, Li và cộng sự đã chứng minh được dịch chiết
ethanol từ cây Lá khôi giàu triterpenoid saponin có khả năng ức chế chu kỳ
phân chia tế bào của tế bào ung thư vú MCF-7. Đối với ung thư dạ dày, hiện
chỉ có một cơng bố duy nhất của Chun và cộng sự tại Đại học Seun Hàn Quốc
đã đề cập đến khả năng cảm ứng apoptosis và đại thực bào của hợp chất
triterpenoid saponin phân lập từ cây Adenophora triphylla [8].
1.2.3. Triterpenoid saponin ức chế xâm lấn và di căn và điều hòa giảm số
lượng tế bào gốc ung thư
Mặc dù được điều trị bằng nhiều phương pháp khác nhau như phẫu
thuật, hóa trị và xạ trị, xong ung thư ở người với mức độ xâm lấn cao tại chỗ
hoặc di căn xa đều dẫn tới tiên lượng xấu. Sự xâm lấn và di căn của ung thư là
những q trình sinh hóa phức tạp gồm nhiều bước, liên quan đến những thay
đổi sinh lý bệnh học khác nhau. Với việc xác định các mục tiêu phân tử mới
có liên quan chặt chẽ đến sự xâm lấn và di căn, sự phát triển của các chất

chống xâm lấn và chống ung thư được kỳ vọng sẽ mang tới chiến lược điều trị


9

quan trọng cho bệnh ung thư [7]. Các triterpenoid saponin đa dạng khác nhau,
đáng chú ý như Ardipusilloside I, Kalopanaxsaponin-A, Platycodin D,
Rddeanin A, Rd, Rg3, Rh1 và Saikosaponin-D đã thể hiện đặc tính chống
xâm lấn và chống di căn đáng kể đối với một nhóm tế bào ung thư ở người
trong các nghiên cứu in vitro và in vivo bằng cách can thiệp vào các con
đường tín hiệu hoặc chất trung gian phân tử liên quan đến sự xâm lấn và di
căn. Ginsenoside Rd, được sử dụng ở nồng độ từ 10 đến 100 μM, khơng có
tác dụng gây độc tế bào đối với tế bào ung thư gan HepG2 di căn cao nhưng
đã kìm hãm đáng kể sự di cư và xâm lấn của tế bào ung thư này. Có nghiên
cứu đã cho thấy rằng sự giảm biểu hiện của MMP-1, MMP-2 và MMP-7
thông qua việc bất hoạt các gen MAPK (ERK1/2, JNK và p38) và yếu tố
phiên mã AP-1, cùng với đó sự ức chế q trình chuyển dịch biểu mô thành
trung mô (EMT) với đặc điểm là tăng biểu hiện E-cadherin và giảm biểu hiện
N-cadherin Ngoài ra, Rg3 ức chế sự di chuyển của tế bào ung thư thơng qua
kích hoạt p38 và điều hịa giảm protein kênh aquaporin 1 [10].
Sử dụng triterpenoid saponin như một liệu pháp chống xâm lấn và chống
ung thư đã được đánh giá rộng rãi trên những con chuột không lông (nude)
mang một số loại tế bào ung thư ở người. Ví dụ, cho uống KalopanaxsaponinA (1 hoặc 5 mg/kg, ba lần một tuần trong 25 ngày) đã ức chế sự phát triển của
khối u ở chuột mang tế bào ung thư biểu mô vảy YD-10B và làm giảm biểu
hiện của một số protein tham gia vào quá trình xâm nhập như MMP-9, HuR,
và Rab1A [11]. Tương tự, Platycodin D, dùng ở liều lượng 5 mg/kg trong
màng bụng trong 20 ngày, ức chế đáng kể sự phát triển ung thư vú di căn
MDA-MB231 ở chuột cấy ghép khối u. Nhìn chung, những kết quả này cho thấy rằng
triterpenoids Kalopanaxsaponin-A, Platycodin D, Rd, và Rg3 có thể là những
ứng cử viên tiềm năng chống xâm lấn và chống ung thư đối với ung thư vú,

gan, tuyến tiền liệt và ung thư miệng [12].


10

Tế bào gốc ung thư với các đặc tính đặc biệt như khả năng tự làm mới
(self renewal) và có khả năng nhân đôi mạnh mẽ, đã được xác định trong một
số bệnh ung thư khác nhau ở người. Chúng được coi là nguồn gốc của quá
trình sinh ung thư, tái phát và di căn và cũng có liên quan đến việc kháng lại
các liệu pháp điều trị ung thư phổ biến hiện nay. Do đó, việc nhắm đích cụ thể
và loại trừ các quần thể tế bào gốc ung thư được kỳ vọng xem như một cách
tiếp cận hiệu quả trong điều trị ung thư trong xu thế thế hiện nay. Một nghiên
cứu đã chỉ rằng, chuột cấy ghép khối u phổi khi được điều trị bằng cách cho
uống 500 ppm β-escin (một loại triterpenoid saponin) đã ức chế đáng kể sự
hình thành khối u [10]. Trong một nghiên cứu khác, điều trị bằng β-escin đối
với chuột cấy ghép tế bào ung thư phổi H460 ở người đã cho thấy sự giảm rõ
rệt số lượng tế bào bào gốc (tế bào biểu hiện ALDH). Nhóm nghiên cứu đã
chỉ ra rằng β-escin đã tăng cường sự biểu hiện của p21 trong các tế bào ung
thư phổi. Những kết quả này cho thấy rằng sự ngăn cản sự phát triển của tế
bào gốc ung thư là một cơ chế quan trọng trong sự hoạt động của β-escin [13].
1.3. Ung thư dạ dày
Việt Nam là một trong những nước có tỷ lệ mắc ung thư dạ dày cao
nhất trên thế giới. Tỷ lệ mắc mới của ung thư dạ dày ở Việt Nam hàng năm là
khoảng 15,9 trường hợp/100.000 dân [14]. Một nghiên cứu được thực hiện
trên 8 khu vực khác nhau ở Việt Nam đã chỉ ra tỷ lệ mắc ung thư dạ dày của
Việt Nam cao hơn so với ở Nhật Bản năm 2002 (31,3 so với 28,7 trên
100.000 dân [15]. Vai trò của H. pylori trong ung thư dạ dày cũng được
nghiên cứu rộng rãi, đáng chú ý là các chủng H. pylori dương tính với CagA
có liên quan chặt chẽ với sự phát triển của ung thư dạ dày ở Việt Nam [16].
Tổng số trường hợp mắc mới trong năm 2018 là 17.527 trường hợp,

trong đó nam giới là 11.161 trường hợp và nữ giới là 6.366 trường hợp. Tỷ lệ
chết vì ung thư dạ dày ở Việt Nam cũng chiếm tỷ lệ cao (13,4 trên 100.000
dân). Một trong những nguyên nhân dẫn tới tỷ lệ mắc ung thư dạ dày cao ở


11

Việt Nam cũng như một số quốc gia châu Á khác có liên quan đến sự lưu
hành của chủng vi khuẩn Helicobacter pylori đặc trưng của Đơng Á. Bên
cạnh đó, thói quen ăn mặn, ăn đồ hun khói, thịt đỏ cũng như uống nhiều rượu
bia cũng được cho là những nguyên nhân làm tăng tỷ lệ mắc ung thư dạ dày.
Tỷ lệ các trường hợp ung thư dạ dày có tính gia đình chiếm khoảng 10% [17].
Hầu hết các trường hợp mắc ung thư dạ dày ở Việt Nam được phát hiện ở giai
đoạn muộn cũng là nguyên nhân quan trọng làm tăng tỷ lệ chết của các bệnh
nhân. Hiện nay, trên thế giới có 4 hệ thống phân loại khác nhau được sử dụng
để phân loại ung thư dạ dày gồm hệ thống của Bormann, hệ thống phân loại
của Nhật Bản, hệ thống của WHO và hệ thống của Laurén. Trong các hệ
thống này, thì hệ thống của Laurén được sử dụng phổ biến bởi tính đơn giản
và tiện lợi. Theo hệ thống phân loại của Laurén, ung thư dạ dày được phân
thành 2 týp chính là týp ruột (intestinal type) và týp phân tán (diffuse type).
Týp ruột phổ biến nhất được xác định bởi các đặc điểm gồm các cấu trúc hình
ống nhiều lớp với các tế bào có khả năng phân chia. Týp phân tán được xác
định với các đặc điểm gồm các tế bào hình dạng chiếc nhẫn có sự tương đồng
cao về hình dạng và kích thước nhân cũng như khả năng phân chia của tế bào.
Ung thư dạ dày týp ruột chủ yếu được cho là bắt nguồn từ nhiễm H. pylori
còn týp phân tán thì lại chủ yếu liên quan tới đột biến di truyền trên gen cdh1
mã hố cho protein E-caderin, đóng vai trò gắn kết tế bào với tế bào [18].
Trong nguyên nhân gây ung thư dạ dày hiện nay thì H. pylori được biết đến
như là nguyên nhân quan trọng hàng đầu và được nghiên cứu kỹ nhất. Các
chủng H. pylori mang gen CagA được xác định là những chủng có nguy cơ

gây ung thư dạ dày cao hơn so với chủng không mang gen này. Đáng lưu ý,
một số chủng mang đột biến trên gen CagA được phân lập ở khu vực Đơng Á,
điển hình như Nhật Bản và Hàn Quốc đã cho thấy có khả năng gây ung thư
cao hơn so với các chủng không mang đột biến đó. Bên cạnh đó các tác nhân
khác hút thuốc lá, rượu bia chế độ ăn uống cũng góp phần làm tăng nguy cơ
mắc ung thư dạ dày. Sử dụng rượu có mối liên quan khơng đồng nhất giữa


12

mức độ sử dụng rượu với ung thư dạ dày. Kết quả một phân tích gộp cho thấy
sử dụng rượu làm tăng nguy cơ ung thư dạ dày hơn 1,39 lần so với không sử
dụng rượu.
Chế độ ăn uống cũng được xem là có ảnh hưởng đến sự phát sinh ung
thư biểu mô dạ dày, đặc biệt là trong trường hợp ung thư biểu mô tuyến ruột.
Chế độ ăn nhiều muối, thịt đỏ và uống nhiều được xác định là tăng nguy cơ
của ung thư dạ dày. Muối được biết đến là yếu tố làm tăng quá trình viêm và
làm tăng tác dụng của tác nhân gây ung thư dạ dày như N-methyl-N-nitro-Nnitrosoguanidine [19]. Trái lại, chế độ ăn nhiều rau xanh, hoa quả giàu
vitamin C lại giúp cơ thể giảm nguy cơ ung thư dạ dày [18].
1.4. Tế bào gốc ung thư
1.4.1. Tổng quan về tế bào gốc ung thư
Tế bào gốc ung thư (cancer stem cell) được định nghĩa là các tế bào
ung thư có khả năng tự đổi mới và biệt hóa thành các tế bào ung thư không
phải tế bào gốc ung thư trong khối u. Trong các khối u có tồn tại một số lượng
ổn định một quần thể tế bào gốc ung thư, là nhóm tế bào mang các đặc điểm
đặc trưng của tế bào gốc, chịu trách nhiệm cho sự khởi phát, di căn, kháng các
liệu pháp điều trị và tái phát sau điều trị của các khối u [20]. Tế bào gốc ung
thư dạ dày lần đầu tiên được Yang và cộng sự mô tả năm 2007. Các tế bào
gốc ung thư dạ dày có thể có nguồn gốc từ các tế bào gốc dạ dày (Gastric
stem cells) hoặc các tế bào có nguồn gốc từ tủy xương (BMDCs) [21]. Lý

thuyết về tế bào gốc ung thư ra đời đã làm thay đổi chiến lược trong điều trị
ung thư, đó là việc phát triển các liệu pháp điều trị nhắm đích trực tiếp tác
động đến tế bào gốc ung thư. Các liệu pháp điều trị nhắm đích tế bào gốc ung
thư hiện nay đang được nghiên cứu và sử dụng trong điều trị mang lại những
kết quả khả quan. Tuy nhiên, sự khơng đồng nhất về chức năng và kiểu hình
cũng như tính dẻo vốn có của tế bào gốc ung thư- đặc điểm cho phép các tế
bào gốc ung thư chuyển đổi giữa trạng thái hoạt động và không hoạt động, có


13

thể gây ra những khó khăn trong việc điều trị nhắm đích tế bào gốc ung thư.
Do đó, việc sử dụng kết hợp các liệu pháp truyền thống và điều trị nhắm đích
tế bào gốc ung thư có thể cho hiệu quả tốt hơn so với việc chỉ sử dụng một
liệu pháp điều trị [22].
1.4.2. Các marker tế bào gốc ung thư
Tế bào gốc ung thư chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong khối u, do đó,
trong nghiên cứu và điều trị nhắm đích tế bào gốc ung thư, việc xác định
chính xác các tế bào gốc ung thư rất quan trọng. Các phương pháp và dấu
hiệu được sử dụng để phân lập và xác định đặc tính của tế bào gốc ung thư
bao gồm xét nghiệm enzyme CD24, CD144, CD133 và ALDH (Hình 1.2).
Các marker tế bào gốc ung thư này thường được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp
khác nhau trong xác định các loại tế bào gốc ung thư khác nhau. Ví dụ, tế bào
gốc ung thư dạ dày có biểu hiện CD44, CD133 cao cùng với Lgr5 [23]. Các tế
bào gốc ung thư phổi biểu hiển một số marker bao gồm CD133+, ALDH1+
và CD44+ [24]. Một số các marker phổ biến trong nhiều loại tế bào gốc và tế
bào gốc ung thư khác nhau, tuy nhiên, một số ít các marker là các dấu hiệu
nhận biết chuyên biệt chỉ được tìm thấy ở một loại tế bào gốc ung thư duy
nhất như ABCB5+ (melanoma) hay CD15+ (medulloblastoma).
Sử dụng các marker kháng nguyên bề mặt đã cho phép phân lập được

các tế bào gốc ung thư từ các khối u không đồng nhất. Tuy nhiên, cần lưu ý
rằng việc sử dụng các marker này trong xác định và phân lập tế bào gốc ung
thư không đem lại kết quả chính xác tuyệt đối do các yếu tố như tính khơng
đặc hiệu của các marker, sự phá vỡ các marker trong quá trình tiến hành hay
số lượng tế bào gốc ung thư trong khối u. Cùng với đó, việc sử dụng các chất
nhắm đích các marker tế bào gốc khơng chun biệt (có cả ở các tế bào gốc
thơng thường) có thể dẫn đến các tác dụng phụ không mong muốn từ tác động
của thuốc đến các tế bào gốc trong cơ thể.


14

Hình 1.2. Các marker tế bào gốc ung thư biểu hiện trong một số bệnh ung
thư ở người [25]
Tế bào gốc ung thư dạ dày được xác định lần đầu tiên dựa vào marker
bề mặt và phương pháp quần thể phụ. Năm 2002, tác giả Bjerknes và cộng sự
đã phân tích sự biểu hiện của 6 marker tế bào gốc tiềm năng trên các dòng tế
bào ung thư dạ dày và đã chỉ ra rằng, quần thể tế bào CD44+ được phân tách
bằng kỹ thuật dòng chảy tế bào FACS (Fluorescence- activated cell sorting),
các tế bào này mang các đặc tính cơ bản của tế bào gốc ung thư như khả năng
tạo các tumorsphere in vitro và hình thành khối u in vivo. Tiếp theo đó, dựa
trên phân tích quần thể phụ trong 5 dòng tế bào ung thư dạ dày bằng phương
pháp nhuộm Hoechst 33342, Fukada và cộng sự đã chỉ ra các tế bào của một
quần thể phụ chiếm tỷ lệ từ 0,02% đến 1,96% có sự biểu hiện mạnh các gen
vận chuyển ABC liên quan đến khả năng kháng thuốc mà điển hình là gen
MDR1 và BCPR1 kháng lại cisplatin 5-fluorouracil và Doxorubicin. Đặc biệt,
các tế bào thuộc quần thể phụ đã thể hiện hai đặc điểm cơ bản của tế bào gốc
ung thư đó là khả năng hình thành các tumorsphere trong điều kiện in vitro và
sự hình thành các khối u trong điều kiện cấy ghép in vivo vượt trội so với các
tế bào tách ra từ quần thể chính [26]. Năm 2017, Nguyên và cộng sự đã xác

định được sự tồn tại của các tế bào gốc ung thư dạ dày trong các dòng tế bào
ung thư và các khối u dạ dày từ bệnh nhân ung thư dựa trên các sàng lọc in
vitro và in vivo. Hơn nữa, kết quả nghiên cứu còn chỉ ra tế bào gốc ung thư dạ
dày không chỉ biểu hiện các marker đặc trưng như CD44, ALDH mà chúng
cịn thể hiện đặc tính kháng thuốc rất rõ rệt so với quần thể tế bào không phải
là tế bào gốc ung thư [27].
1.5. Quá trình apoptosis
Apoptosis là một cơ chế tự nhiên của tế bào để tế bào chết theo
“chương trình”, có vai trị quan trọng trong sự phát triển và cân bằng nội môi


15

để duy trì các quần thể tế bào trong mơ. Apoptosis là một phương thức đặc
biệt và quan trọng của quá trình chết tế bào theo “chương trình”, tức là loại bỏ
các tế bào được xác định về mặt di truyền. Apoptosis cũng xảy ra như một cơ
chế bảo vệ trong các trường hợp tế bào bị tổn thương do bệnh tật hoặc chịu
tác động từ các tác nhân có hại. Cũng cần lưu ý rằng các tế bào có các phản
ứng khác nhau với các tác nhân gây ra apoptosis, một số sẽ xảy ra chết do
apoptosis, một số khác xảy ra chết do hoại tử, cũng có trường hợp tác nhân
apoptosis chỉ tác động chọn lọc lên một hoặc một số loại tế bào nhất định.
1.5.1. Hình thái tế bào apoptosis
Các tế bào trải qua quá trình apoptosis có những thay đổi đặc trưng có
thể dễ dàng quan sát thấy dưới kính hiển vi quang học (Hình 1.3). Trong giai
đoạn sớm của q trình apoptosis có xảy ra hiện tượng co rút tế bào, làm tế
bào có kích thước nhỏ hơn với tế bào chất dày đặc. Pyknosis là kết quả của sự
ngưng tụ chất nhiễm sắc và đây là đặc điểm đặc trưng nhất của quá trình
apoptosis. Khi kiểm tra mô học bằng nhuộm hematoxylin và eosin, quá trình
apoptosis bao gồm các tế bào đơn lẻ hoặc các cụm tế bào nhỏ. Tế bào
apoptotic xuất hiện dưới dạng một khối tròn hoặc bầu dục với tế bào chất bắt

màu mạnh hơn với chất nhuộm, có màu sẫm và các mảnh nhiễm sắc nhân dày
đặc màu tím [28].

Hình 1.3. Tế bào apoptotic trên kính hiển vi quang học [28]
Ở giai đoạn sau của quá trình apoptosis, các tế bào apoptosis được chia
thành các thể apoptotic nhỏ hơn thông qua hiện tượng “nảy chổi” (budding),
Các thể apoptotic có một phần của màng sinh chất bao bọc và khơng giải
phóng vật chất của tế bào ra môi trường ngoại bào. Cuối cùng là quá trình
phân hủy các thể apoptotic nhờ các đại thực bào. Khác với hoại tử (necrosis),
trong suốt q trình apoptosis khơng xảy ra hiện tượng viêm do các vật chất
của tế bào chết khơng bị giải phóng ra ngồi và các thể apoptotic sẽ nhanh
chóng bị thực bào [28].


16

1.5.2. Cơ chế của quá trình apoptosis
Cơ chế của quá trình apoptosis rất phức tạp, có liên quan tới các sự kiện
phân tử phụ thuộc vào năng lượng. Cho đến này, có 2 con đường chính của
apoptosis đã được nghiên cứu là con đường nội sinh (intrinsic pathway) và
con đường ngoại sinh (extrinsic pathway). Ngoài ra, một con đường apoptosis
khác ít được quan tâm hơn là con đường perforin/granzyme, gây độc tế bào
qua trung gian tế bào T và tiêu diệt tế bào phụ thuộc vào perforin, có thể gây
ra apoptosis thông qua granzyme B hoặc granzyme A. Các con đường ngoại
sinh, nội sinh và granzyme B sau khi được kích hoạt đều gây chết tế bào
thơng qua một con đường chung là con đường thực thi (excution pathway) với
đặc trưng là hoạt động của caspase 3 làm phân mảnh của DNA trong nhân và
chia cắt của các protein nội bào dẫn đến liên kết chéo của các protein, bình
thành các thể apoptotic, biểu hiện phối tử của thụ thể tế bào thực bào và cuối
cùng là sự hấp thu của các tế bào thực bào. Con đường granzyme A kích hoạt

con đường chết tế bào song song, khơng phụ thuộc vào caspase thơng qua tổn
thương DNA (Hình 1.4).

Hình 1.4. Con đường apoptosis của tế bào [28]
Con đường ngoại sinh khởi đầu q trình apoptosis thơng qua tương tác
với các thụ thể xuyên màng là thụ thể chết (death receptor) thuộc họ thụ thể
yếu tố hoại tử khối u (TNF). Các thụ thể TNF có chung một vùng cấu trúc
giống nhau gọi là “vùng chết” (death domain), có vai trị quan trọng trong
việc truyền tín hiệu chết từ bề mặt tế bào đến các con đường tín hiệu nội bào.
FasL/FasR, TNF-α/TNFR1, Apo3L/DR3, Apo2L/DR4 và Apo2L/DR5 là các
cặp phối tử/thụ thể liên quan đến con đường ngoại sinh đã được biết cho đến
nay. Sau khi các phối tử chết gắn với thụ thể tương ứng của nó sẽ gây ra các
phản ứng dẫn đến hoạt hóa procaspase-8 thành dạng hoạt động là caspase-8,
từ đó thực hiện các giai đoạn khác của quá trình apoptosis. Quá trình


17

apoptosis ngồi sinh có thể bị ức chế bởi c-FLIP thơng qua liên kết làm
caspase-8 là mất hoạt tính [28].
Con đường nội sinh apoptosis phụ thuộc ty thể có thể được kích hoạt do
nhiều yếu tố nội bào như sự vắng mặt của một số yếu tố tăng trưởng, hormone
và cytokine, bức xạ, chất độc, tình trạng thiếu oxy, tăng thân nhiệt, nhiễm
virus và các gốc tự do. Các kích thích này gây ra những thay đổi trong màng
trong ty thể dẫn đến việc mở lỗ chuyển tiếp tính thấm của ty thể (MPT), làm
mất điện thế xuyên màng của ty thể và giải phóng hai nhóm chính của protein
pro-apoptotic thường được cô lập từ không gian nội màng vào bào tương.
Nhóm các protein cytochrome c , Smac/DIABLO và serine protease HtrA2/
Omi kích hoạt con đường ty thể phụ thuộc caspase (caspase-9). Nhóm thứ 2
bào gồm AIF, endonuclease G và CAD được giải phóng ở giai đoạn muộn

của q trình apoptosis gây ra sự phân mảnh DNA và ngưng tụ nhiễm sắc ở
nhân. Họ protein BCL-2 có chức năng chính trong điều hịa q trình
apoptosis thơng qua chi phối tính thấm của màng ty thể. Sự cân bằng giữa các
protein pro-apoptotic và anti-apoptotic là yếu tố quyết định tiến trình của
apoptosis. p53 là một protein có vai trị quan trọng trong việc điều hòa họ
protein Bcl-2 [28].
Các con đường ngoại sinh và nội sinh đều kết thúc ở điểm của giai đoạn
thực thi, là giai đoạn cuối cùng của quá trình chết. Việc kích hoạt các
caspase thực thi bắt đầu giai đoạn apoptosis này. Các caspase thực hiện
kích hoạt endonuclease của tế bào chất, làm phân hủy vật chất hạt nhân và
protease làm phân hủy protein nhân và tế bào. Caspase-3, caspase-6 và
caspase-7 là các caspase thực thi, phân cắt các chất nền khác nhau bao gồm
cytokeratins, PARP, protein tế bào màng sinh chất alpha fodrin, protein hạt
nhân NuMA và những chất khác, cuối cùng gây ra những thay đổi hình thái và
sinh hóa được thấy trong tế bào apoptotic. Caspase-3 là được xem lad caspase
thực thi quan trọng nhất, nó có thể được kích hoạt từ bất kỳ một caspase khởi
xướng nào (caspase-


18

8, -9, -10). Caspase-3 kích hoạt CAD endonuclease, gây ra sự tổ chức lại
của vật chất trong tế bào và phân hủy tế bào thành các thể apoptotic [28].
1.5.3. Thay đổi apoptosis trong ung thư
Ức chế apoptosis là một trong những đặc trưng cơ bản của tế bào ung
thư. Có rất nhiều chất ức chế cả hai con đường apoptotic được biểu hiện quá
mức trong các khối u [29]. Tăng biểu hiện của các protein chống apoptosis
như BCL-2 và điều chỉnh giảm các protein proapoptotic như BAX là hai
phương pháp để tế bào chống lại quá trình apoptosis. Các khiếm khuyết trong
quá trình apoptosis cho phép các tế bào khối u kháng lại các liệu pháp truyền

thống như hóa trị và xạ trị, từ đó phải nâng cao ngưỡng cần thiết cho quá trình
chết của tế bào trong quá trình điều trị. Ngồi ra, khả năng chống lại q trình
apoptosis này cũng có thể thúc đẩy sức đề kháng đối với hệ thống miễn dịch
tổng thể vì hệ thống miễn dịch phụ thuộc vào tính tồn vẹn của các con đường
apoptosis [30]. Nhiều protein thuộc nhóm ức chế apoptosis như BCL-2, BCLxl, BCL-w, mcl-1, A1, NR-13, BHRF1, LMW5-HL, ORF16, KS-BCL-2 và
E1b-19K được ghi nhận có biểu hiện quá mức trong ung thư [31]. Sự biểu
hiện quá mức của các protein này ức chế q trình apoptosis từ nhiều nguồn
tín hiệu khác nhau như tình trạng thiếu oxy, thiếu hụt yếu tố tăng trưởng và
stress oxy hóa [32]. Trong khi các protein anti-apoptosis được biểu hiện quá
mức, thì các protein pro-apoptotic lại được biểu hiện dưới mức bình thường
hoặc bị ức chế. Caspases, đặc biệt là caspases thực thi, được biểu hiện dưới
mức bình thường trong các tế bào khối u [33]. Các đột biến loại bỏ hoặc bất
hoạt trong gen caspase đã được quan sát thấy trong các bệnh ung thư khác
nhau [32]. Ngồi ra, sự hình thành blebbishield cũng là một trong những cơ
chế mà các tế bào ung thư sử dụng để chống lại quá trình apoptosis. Hơn nữa,
sự kích hoạt blebbishield cịn liên quan đến trốn tránh miễn dịch, tạo khối u,
tăng cường đường phân, tạo ra sự bất ổn của nhiễm sác thể, kháng thuốc và di
căn của các tế bào ung thư [34].