Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài hải miên haliclona subarmigera

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

DƯƠNG THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC LOÀI HẢI MIÊN HALICLONA SUBARMIGERA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hoá học

Hà Nội – 9/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

DƯƠNG THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC LOÀI HẢI MIÊN HALICLONA SUBARMIGERA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hoá học

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. LÊ HUYỀN TRÂM
2. PGS. TS. PHAN VĂN KIỆM

Hà Nội – 9/2014


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam với sự hỗ trợ kinh phí của đề tài nghiên cứu cơ bản định
hướng ứng dụng: “Nghiên cứu phát hiện và xây dựng quy trình phân lập các chất có
hoạt tính kháng ung thư của một số loài hải miên Việt Nam”.
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản
thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Phan Văn Kiệm - Viện Hoá
sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, TS. Lê Huyền Trâm Viện Kỹ thuật Hoá học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, những người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp thuộc phòng Nghiên cứu cấu trúc,
Viện Hoá sinh biển đã tạo điều kiện, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Viện Kỹ thuật Hoá học và
Viện Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã đào tạo và giúp đỡ
tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên lớp Cao học Hoá học 2012B
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
học tập tại trường.
Tôi trân trọng và biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã động viên và giúp
đỡ tôi vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, 9/2014

Dương Thị Dung


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất kì công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành luận văn đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn
gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.
Hà Nội, 9/2014

Dương Thị Dung

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................ii
Danh mục chữ viết tắt ........................................................................................... v
Danh mục các bảng .............................................................................................. vi
Danh mục các hình .............................................................................................. vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về các loài hải miên .................................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu chung về hải miên .................................................................... 3
1.1.2. Giới thiệu chung về chi Haliclona............................................................. 4
1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Haliclona .................... 5
1.2. Tổng quan về ung thư ................................................................................ 14
1.2.1. Ung thư và một số phương pháp điều trị bệnh ........................................ 14
1.2.2. Một số loại thuốc điển hình dùng để điều trị ung thư có nguồn gốc từ sinh
vật biển............................................................................................................. 20
1.3. Các hợp chất steroid ................................................................................... 25
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 30

2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 30
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 30
2.2.1. Phương pháp phân lập các hợp chất ....................................................... 30
2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các hợp chất ............................ 31
2.2.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro ......................... 31
Chương 3. THỰC NGHIỆM ............................................................................... 35
3.1. Xử lý mẫu nghiên cứu ................................................................................. 35
3.2. Quy trình phân lập các hợp chất ................................................................. 35
3.3. Các thông số vật lí của các hợp chất đã phân lập ....................................... 37
3.3.1. Hợp chất HS1: Ergostane-1β,3β,5α,6β-tetraol ........................................ 37
3.3.2. Hợp chất HS2: Cholesterol ..................................................................... 37
3.3.3. Hợp chất HS3: 5α,8α-epidioxycholest-6-en-3β-ol ................................... 37
3.3.4. Hợp chất HS4: Saringosterol .................................................................. 38
3.3.5. Hợp chất HS5: 24-Hydroperoxy-24-vinylcholesterol .............................. 38
3.4. Đánh giá khả năng diệt tế bào ung thư in vitro của các hợp chất .............. 38
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 39
4.1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất ..................................................... 39
4.4.1. Hợp chất HS1: Ergostane-1β,3β,5α,6β-tetraol ........................................ 39
4.4.2. Hợp chất HS2: Cholesterol ..................................................................... 43
4.4.3. Hợp chất HS3: 5α,8α-epidioxycholest-6-en-3β-ol ................................... 46
4.4.4. Hợp chất HS4: Saringosterol .................................................................. 51
4.4.5. Hợp chất HS5: 24-Hydroperoxy-24-vinylcholesterol .............................. 56
4.2. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất đã phân lập .............................. 59

iii


Kết luận ................................................................................................................ 61
Tài liệu tham khảo ............................................................................................... 62
Phụ lục ................................................................................................................. 67

1. Phụ lục phổ ................................................................................................ 67
1.1. Phụ lục phổ của hợp chất HS1 ............................................................... 67
1.2. Phụ lục phổ của hợp chất HS3 ............................................................... 70
1.3. Phụ lục phổ của hợp chất HS4 ............................................................... 72
1.4. Phụ lục phổ của hợp chất HS5 ............................................................... 75
2. Công trình đã công bố ................................................................................ 78

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu
13
C-NMR

Tiếng Anh
Carbon-13 Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
Proton Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
Lung adenocarcinoma epithelial

Diễn giải
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
cacbon 13
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
proton
Ung thư phổi
Sắc kí cột
Phổ DEPT

IC50

Column chromatography
Distortionless Enhancement by
Polarisation Transfer
Dulbecco’s Modified Eagle Medium
Dimethyl sulfoxide
Human henrietta lacks
Human hepatocellular carcinoma
Human acute myelocytic leukemia
Heteronuclear mutiple Bond
Connectivity
Heteronuclear Single-Quantum
Coherence
Inhibitory concentration at 50%

KB
LNCaP
LU-1
MCF-7
MKN-7
NF-B
OVCAR-3
RP-18
SW-480
SRB
TLC
TMS
WHO

Human mouth epidemoid carcinoma
Human prostatic carcinoma
Human lung carcinoma
Human breast carcinoma
Human gastric carcinoma
Nuclear Factor-kappa B
Ovarian carcinoma
Reserve phase C-18
Human colon adesocarcinoma
Sulforhodamine B
Thin layer chromatography
Tetramethylsilane
World Health Organization

1

H-NMR

A-549
CC
DEPT
DMEM
DMSO
HeLa
HepG2
HL-60
HMBC
HSQC

v

Ung thư cổ tử cung người
Ung thư gan người
Ung thư bạch cầu người
Phổ tương tác dị hạt nhân qua
nhiều liên kết
Phổ tương tác dị hạt nhân qua
1 liên kết
Nồng độ ức chế 50% đối tượng
thử nghiệm
Ung thư biểu mô người
Ung thư tuyến tiền liệt người
Ung thư phổi người
Ung thư vú người
Ung thư dạ dày
Yếu tố nhân kappa B
Ung thư buồng trứng
Chất hấp phụ pha đảo RP-18
Ung thư tuyến đại tràng người
Sulforhodamine B
Sắc ký lớp mỏng
Tetramethylsilane
Tổ chức Y tế Thế giới


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Số liệu phổ NMR của HS1 và hợp chất tham khảo.......................... 40
Bảng 2. Số liệu phổ NMR của HS2 và hợp chất tham khảo.......................... 44

Bảng 3. Số liệu phổ NMR của HS3 và hợp chất tham khảo.......................... 48
Bảng 4. Số liệu phổ NMR của hợp chất HS4 và chất tham khảo .................. 52
Bảng 5. Số liệu phổ NMR của hợp chất HS5 và chất tham khảo .................. 56
Bảng 6. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất HS1HS5 .............................................................................................................. 60

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3. Hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona .......................... 4
Hình 1. Hình thái tổ chức của mô từ dạng bình thường đến khi phát triển
thành khối u ................................................................................................. 14
Hình 2. Sơ đồ hình thành và phát triển của bệnh ung thư ............................ 15
Hình 4. Mẫu hải miên Haliclona subarmigera thu thập tại Hạ Long ........... 35
Hình 5. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài hải miên H. subarmigera. ....... 36
Hình 6. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC của hợp chất HS1 ........ 39
Hình 7. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS1...................................................... 41
Hình 8. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS1..................................................... 41
Hình 9. Phổ DEPT của hợp chất HS1 ......................................................... 42
Hình 10. Phổ HSQC của hợp chất HS1 ....................................................... 42
Hình 11. Phổ HMBC của hợp chất HS1 ...................................................... 43
Hình 12. Cấu trúc hóa học của hợp chất HS2 ............................................. 43
Hình 13. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS2 .................................................... 45
Hình 14. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS2 ................................................... 45
Hình 15. Phổ DEPT của hợp chất HS2 ....................................................... 46
Hình 16. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC của hợp chất HS3 ...... 46
Hình 17. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS3 .................................................... 49
Hình 18. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS3 ................................................... 49
Hình 19. Phổ DEPT của hợp chất HS3 ....................................................... 50

Hình 20. Phổ HSQC của hợp chất HS3 ....................................................... 50

vii


Hình 21. Phổ HMBC của hợp chất HS3 ...................................................... 51
Hình 22. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC của hợp chất HS4 ...... 51
Hình 23. Phổ 1H- NMR của hợp chất HS4 ................................................... 53
Hình 24. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS4 ................................................... 54
Hình 25. Phổ DEPT của hợp chất HS4 ....................................................... 54
Hình 26. Phổ HSQC của hợp chất HS4 ....................................................... 55
Hình 27. Phổ HMBC của hợp chất HS4 ...................................................... 55
Hình 28. Cấu trúc hóa học của hợp chất HS5 ............................................. 56
Hình 29. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS5 .................................................... 57
Hình 30. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS5 ................................................... 58
Hình 31. Phổ DEPT của hợp chất HS5 ....................................................... 58

viii


ĐẶT VẤN ĐỀ
Biển và đại dương chiếm khoảng 71% diện tích bề mặt trái đất, là nguồn tài
nguyên vô cùng đáng quý do ở đó có tới 34 trong số 36 ngành sinh vật trên trái đất
sinh sống. Ước tính có trên 25 triệu loài sống ở đại dương, bao gồm động thực vật
như rong biển, ruột khoang, rêu biển, thân mềm, các loài vi khuẩn biển. Biển cung
cấp cho con người những thực phẩm đáng kể, chủ yếu là các loài cá, động vật giáp
xác, động vật có vú và rong biển.v.v. Ngoài vai trò to lớn trong ngành công nghiệp
thực phẩm, những sản phẩm của đại dương cũng đang dần được nghiên cứu và sử
dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm. Ban đầu là những dược phẩm từ cá như
viên dầu cá hồi omega-3, viên sụn cá mập, tiếp sau đó là các sản phẩm từ rong tảo.

Trong những năm gần đây, với sự hỗ trợ của các kỹ thuật tiên tiến, nhiều hợp chất
có hoạt tính sinh học từ các loài hải miên, san hô mềm đã được phân lập, xác định
cấu trúc, mô tả rõ đặc điểm của hợp chất, đánh giá hoạt tính sinh học. Nhiều hợp
chất trong số đó đã được nghiên cứu phát hiện và đang được sử dụng làm thuốc
điều trị bệnh ung thư như: cytarabine (ara-C), variabilin, và agosterol A....
Việt Nam là quốc gia có ba mặt tiếp giáp biển với bờ biển dài 3.260 km chạy
dọc từ Bắc vào Nam, hàng nghìn hòn đảo ven biển. Thêm vào đó, Việt Nam có bốn
miền khí hậu chủ yếu. Các điều kiện này đã tạo ra nguồn tài nguyên sinh vật biển
phong phú với 12.000 loài bao gồm 2.038 loài cá, 6.000 loài động vật đáy, 635 loài
rong biển và hàng ngàn loài động thực vật phù du... Việc nghiên cứu về nguồn hợp
chất tự nhiên biển của nước ta bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ 20 nhưng từ đó
cho đến nay cũng chưa có nhiều công trình liên quan được công bố.
Việc nghiên cứu, khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các
loài sinh vật biển nói chung, các loài hải miên nói riêng đang là vấn đề quan tâm hiện
nay. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học trên thế giới đã chỉ
ra các loài hải miên có cấu trúc hóa học đa dạng và phong phú, nhiều hợp chất đã
được phát hiện có hoạt tính sinh học lí thú. Xuất phát từ điểm đó, chúng tôi đã lựa

1


chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học từ loài hải
miên Haliclona subarmigera”. Đề tài bao gồm các nội dung sau:
1. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên Haliclona subarmigera;
2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ loài hải miên
Haliclona subarmigera;
3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được trên một số
dòng tế bào ung thư ở người.

2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các loài hải miên
1.1.1. Giới thiệu chung về hải miên
Hải miên là các loài động vật thuộc ngành Porifera (động vật ăn lọc – pore
bearer). Cơ thể của chúng bao gồm một lớp trung mô dạng thạch được kẹp giữa hai
màng tế bào mỏng. Trong khi tất cả các loài động vật khác có các tế bào chưa biệt
hóa có thể chuyển thành các dạng tế bào chuyên biệt khác nhau thì duy nhất các loài
hải miên có một số tế bào đã được biệt hóa mà vẫn có thể chuyển thành các dạng tế
bào khác, thông thường chúng di chuyển giữa các màng tế bào cơ bản và lớp trung
mô. Hải miên không có hệ thần kinh, hệ tiêu hóa hoặc hệ tuần hoàn. Thay vào đó,
hầu hết chúng dựa vào việc duy trì một dòng nước ổn định chảy qua cơ thể để thu
nhận thức ăn và oxy cũng như thải các chất cặn bã và hình dáng cơ thể của chúng
thích nghi tối đa với việc duy trì hiệu quả của dòng nước chảy qua cơ thể. Tuy có
một số loài hải miên nước ngọt, còn lại đa phần hải miên là các loài động vật biển,
phân bố rộng khắp từ các vùng triều cho tới tận độ sâu hơn 8800 m. Trong khi hầu
hết trong số khoảng từ 5.000 đến 10.000 loài hải miên đó được biết đến sống dựa
vào nguồn thức ăn là các vi khuẩn và các mảnh vụn trong nước, một số vi khuẩn
chủ tổng hợp quang năng thường sản xuất thức ăn và oxy nhiều hơn số chúng tiêu
thụ. Một số loài hải miên sống trong các môi trường nghèo dinh dưỡng và trở thành
động vật ăn thịt sống dựa vào các loài giáp xác nhỏ.
Hải miên được chia thành ba lớp chính, dựa trên thành phần cấu tạo bộ khung
cơ thể của chúng:
- Lớp Hexactinellida (hải miên đá – glass sponges) có các nhánh silicat, nhánh lớn
nhất có sáu cánh có thể tách rời hoặc đính với nhau. Thành phần cơ thể chính của chúng
là hợp bào (syncytia) trong đó phần lớn các tế bào có chung một màng ngoài đơn.
- Lớp Calcarea có bộ khung cơ thể tạo bởi canxi, một dạng canxi cacbonat,
có thể tạo thành các nhánh riêng biệt hoặc thành mạng lưới lớn. Tất cả các tế bào có
một nhân và màng.

3


- Lớp Demospongiae: Hầu hết có các nhánh silicat hoặc sợi xốp hoặc hỗn hợp cả
hai trong các mô mềm của chúng. Tuy nhiên, một số loài có chứa cơ quan ngoài đặc tạo
nên bởi aragnoit, một dạng canxi cacbonat khác. Tất cả các tế bào có một nhân và màng.
- Ngoài ra, còn có lớp Archeocyatha chỉ dược biết đến qua các hóa thạch từ thời
Cambri [9].
1.1.2. Giới thiệu chung về chi Haliclona
Hải miên thuộc chi Haliclona thuộc họ Chalinidae, bộ Haploscleria, phân
lớp Haplosclerida, lớp Demospongiae. Chi Haliclona bao gồm khoảng 500 loài,
điển hình như: H. subarmigera, H. oculata, H. caerulea, H.crassiloba, H. viscosa,
H. simulans, H. aquarius, H. fulva và H. viridis … Chúng sinh sống phổ biến tại các
vùng biển trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Cũng như các loài hải
miên khác, chi Haliclona chứa hàm lượng cao các hợp chất steroid, và các hợp chất
trao đổi thứ cấp này giữ vai trò quan trọng cho sự sống sót của hải miên với các
chức năng bảo vệ, cạnh tranh, sinh sản và nhiều chức năng pheromone. Dưới đây là
hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona:

Hình 1. Hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona

4


1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Haliclona
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt
tính sinh học các loài thuộc chi Haliclona. Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện
được trên 100 hợp chất thuộc chi Haliclona. Thành phần chủ yếu của chi này là các
nhóm chất thuộc nhóm terpenoid, các alkaloid, các polyene, các hợp chất chứa

brom, và một số các hợp chất khác có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, theo kết quả
tìm kiếm của chúng tôi, hiện chưa có nghiên cứu nào về thành phần hóa học cũng
như hoạt tính sinh học loài hải miên H. subarmigera ở Việt Nam.
1.1.3.1. Các hợp chất terpenoid
Hai hợp chất mới có tên là halicloic acid A (1) và B (2), được phân lập từ loài
hải miên Haliclona sp. thu thập ở vùng biển của Philippine. Trong thử nghiệm in
vitro chúng thể hiện khả năng ức chế sự tái tổ hợp và là đại diện cho một sản phẩm
thiên nhiên mới có thể được sử dụng để hướng dẫn việc thiết kế tổng hợp chất ức
chế IDO (Indoleamine-2,3-dioxygenase) [[57].

5


Một loạt các hợp chất adociasulfate 1-6 (3-8) đã được Christine và cộng sự
phân lập từ một loài hải miên thuộc chi Haliclona thu tại vùng biển Palau. Trong
đó, hai hợp chất 4 và 8 được phát hiện là chất có khả năng kìm hãm đặc hiệu
enzyme ATPase [11]. Hai hợp chất steroid, haliclostanone sulfate (9) là hợp chất
mới và halistanol sulfate (10) được phân lập từ loài hải miên Haliclona sp [51].
Tám hợp chất mới đã được Yu và cộng sự phân lập từ loài H. oculata,
oculatol (11), oculatolide (12), 2-ethoxycacbonyl-2β-hydroxy-A-nor-ergosta5,24(28)-dien-4-one (13), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β-hydroxy-A-nor-cholesta-5en-4-one (14), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-ergosta-5,24(28)dien-4-one (15), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-cholesta-5-en4-one (16), 2-ethoxycarbonyl-2β,7β-dihydroxy-24-methyl- A-nor-cholesta-5,22(E)dien-4-one (17) và 2-ethoxycarbonyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-cholesta-5,22(E)dien-4-one (18). Kết quả thử hoạt tính cho thấy hợp chất 3 có hiệu quả diệt các dòng
tế bào ung thư người HL-60 (IC50 = 0,32 µg/mL), A-549 (IC50 = 0,47 µg/mL), và
BEL-7402 (IC50 = 0,73 µg/mL) [60].

6


Từ một loài hải miên Haliclona sp được thu hái ở phía bắc Queensland,
Lyndon và cộng sự đã phân lập được 6 hợp chất, trong đó có 3 hợp chất
hydroquinone mới đã được xác định là: adociaquinol (19), adociasulfate 11 (20) và
adociasulfate 12 (21) và 3 hợp chất đã biết adociasulfate 2 (4), adociasulfate 4 (6),

adociasulfate 6 (8) [56].

1.1.3.2. Các hợp chất alkaloid
Hai hợp chất densanin A (22) và B (23) được phân lập từ loài hải miên H.
densaspicula (Hàn Quốc). Hai hợp chất này được phát hiện có khả năng ức chế mạnh
sự sản sinh NO trên đại thực bào với giá trị IC50 = 1,05 và 2,14 μM [29].

7


Một nghiên cứu khác cho biết hai hợp chất papuamine (24) và haliclonadiamine
(25), được phân lập từ một loài hải miên Haliclona sp. thuộc vùng biển Indonesia.
Hợp chất (24) và (25) thể hiện hoạt tính ức chế sự phát triển các dòng tế bào ung
thư người: ung thư vú (MCF-7), ung thư tuyến tiền liệt (LNCap), ung thư đại trực
tràng

(Caco-7)

với

giá

trị

IC50

trong

khoảng

0,93~4,44

µM

[59].

Haliclonacyclamine A (26) được phân lập từ loài hải miên Haliclona sp. (thu tại
quần đảo Solomon). Hợp chất này thể hiện hoạt tính kháng chủng vi trùng sốt rét
Plasmodium falciparum FCB1. Và trong thử nghiệm in vivo, hợp chất (26) có khả
năng chống lại vi trùng sốt rét Plasmodium vinckei petteri trên chuột [35]. Từ mẫu
hải miên H. vicosa được thu thập ở vùng biển Spitsbergen, Nauy, Christophp và
cộng sự đã phân lập được 7 hợp chất mới: viscosamine (27), haliclamine C-F (28-

8


31), cyclic monome (32), trime vicosamine (33) và một chất đã biết
cyclostellettamine C (34). Dịch chiết methanol từ loài H. vicosa có hoạt tính kháng
sinh mạnh [53]. Các hợp chất alkaloid được phân lập từ một loài hải miên
Haliclona sp thu ở biển Thái Bình Dương trong đó có 2 hợp chất mới dimeric 3alkylpyridinium alkaloid (35), trimeric 3-alkylpyridinium alkaloid (36) [13].

Hagit và cộng sự thông báo ba hợp chất alkaloid mới: isohalitulin (37),
haliclorensin B (38) và C (39) được phân lập từ loài hải miên H. tulearensis thu ở
vịnh Salary. Cũng từ loài này thu ở vịnh Sodwana, Durban, nhóm nghiên cứu trên
đã phân lập được ba hợp chất halitulin (40), haliclorensin (41) và isohaclirensin
(42). Các hợp chất 37, 38 và 39 đã được thử nghiệm độc tính đối với ấu trùng tôm
biển (Artemia salina) và thể hiện độc tính trung bình.

9

Trong đó, hợp chất 37 cho thấy một tiềm năng lớn hơn, với giá trị LD50 0,9
µM, trong khi 38 và 39 có giá trị LD50 là 2.2 và 2.1 µM [50]. Một hợp chất mới có
tên là haliclonin A (50) thuộc khung diamine macrocylic được Kyoung và cộng sự
phân lập từ loài hải miên thuộc chi Haliclona. Hợp chất này được thông báo có hoạt
tính gây độc tế bào trung bình và kháng sinh mạnh đối với các chủng vi khuẩn khác
nhau [30]. Salicylihalamide A (47) và B (48) được Karen và cộng sự được phân lập
từ loài hải miên Haliclona sp. Lớp chất này được đánh giá có hoạt tính gây độc tế
bào cực mạnh và có tiềm năng phát triển thành thuốc chống ung thư [19]. Blaine và
Phillip đã thông báo và xác định một hợp chất thuộc khung sesquiterpene dị vòng,
helianane (49) từ loài H. fascigera. Hợp chất này lần đầu được phân lập từ thiên
nhiên. Trong thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào, hợp chất 49 có khả năng kháng
lại dòng tế bào bạch cầu ở chuột P-388, tế bào ung thư phổi người A-549, dòng tế
bào ung thư đại tràng người HCT-8, ung thư vú người MCF-7 và nhiều dòng tế bào
khác [24].
Từ loài hải miên H. nigra (vùng biển Papua New Guinea), Mohamad và cộng
sự đã phân lập được hai hợp chất mới có tên là haligramide A (50) và B (51). Cả hai
hợp chất này đều được thông báo là có hoạt tính gây độc tế bào đối với một số dòng
tế bào ung thư người (A-549, HCT-15, SF-539 và SNB-19). Giá trị IC50 của hợp
chất 50 trong khoảng 5,17-15,62 (µg/mL) và của hợp chất 51 trong khoảng 3,898,82 [45]. Một hợp chất mới haliclorensin (52) được Gainit và cộng sự phân lập từ

10


loài hải miên H. tulearensis thu ở vùng vịnh Sodwana, Durban, Nam Phi ở độ sâu
15 m. Trước đó, dịch chiết thô của loài hải miên này được đánh giá là có hoạt tính
gây độc tế bào mạnh tế bào ung thư bạch cầu chuột P-388 với giá trị IC50 0,1
mg/mL [32].

Hai alkaloid isoquinolin được phân lập từ một loài hải miên thuộc chi

Haliclona (Philippine). Trong đó, một hợp chất mới 1-hydroxymethyl-7methoxyisoquinolin-6-ol (53) và một hợp chất đã biết mimosamycin (54). Trong
thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào, hợp chất 54 thể hiện hoạt tính kháng u đối với
khối u ác tính LOX và các dòng tế bào khối u buồng trứng người OVCAR-3 [46].
1.1.3.3. Các hợp chất polyene

11


Từ loài Haliclona tubifera thu ở vùng biển Brazil, Taduesz và cộng sự đã phân
lập được 2 hợp chất sphingoid có tên là halisphingosine A (55) và B (56) [41]. Từ vùng
biển Hàn Quốc loài hải miên Haliclona cyemaformis, một loạt các hợp chất 1-glyceryl
ete được phân lập (57-62). Các hợp chất này được thông báo là có khả năng gây độc tế
bào yếu với dòng tế bào ung thư cổ tử cung Hela [3]. Một axit béo không no chứa brom
được phân lập từ một loài hải miên thuộc chi Haliclona và được xác định là mới có tên
là 6-bromoicosa-3Z,5E,8Z,13E,15E-pentaene-11,19-diynoic acid (63) [6].

Từ loài hải miên Haliclona sp. thu ở vịnh Eilat, một polyacetylen mới đã
được phân lập, đó là haliclonyne (64) [15]. Một ceramide mới N-docosanoyl-Derythro-(2S,3R)-16-methyl-heptadecasphing-4 (E)-enine (65) được phân lập từ loài
hải miên Haliclona koremella. Hợp chất này được thông báo là có hoạt tính chống
gỉ và chống nấm tảo [25]. Richard và cộng sự đã công bố khả năng kháng nấm của
các rượu ankyl amino (66-80) được phân lập từ một loài hải miên thuộc chi
Haliclona thu ở vùng biển nhiệt đới. Các hợp chất thu được đều là những hợp chất

12


mới. Các hợp chất này đều có khả năng hoạt động như một tác nhân chống nấm và
ức chế sự phát triển của ấu trùng Herdmania curvata [16].

Một loạt các chất mới cerebroside (81-88) đã được phân lập từ một loài hải

miên Haliclona sp [36]. Trước đó, lớp chất này đã được thông báo có khả năng
kháng u, gây độc tế bào, kháng nấm, chống gỉ. Từ loài hải miên Haliclona
lunisimilis thu tại Point Loma, California, mười hai hợp chất polyacetylene chứa clo
đã được phân lập 89-100 [17]. Trong đó, các hợp chất (1Z,3Z)-1-chlorohexadeca1,3-diene-5,7-diyne-14-ol

(98),

(1Z,3E,9Z)-15-acetoxy-1-chlorohexadeca-5,7-

diyne-1,3,9-triene (99) và (1Z,3E)-14-acetoxy-1-chlorohexadeca-1,3-diene-5,7diyne (100) là những chất mới.

13


1.2.

Tổng quan về ung thư
Ung thư là tên dùng chung để mô tả một nhóm các bệnh phản ánh những sự

thay đổi về sinh sản, tăng trưởng và chức năng của tế bào. Các tế bào bình thường
trở nên bất thường (đột biến) và tăng sinh một cách không kiểm soát, xâm lấn các
mô ở gần (xâm lấn cục bộ) hay ở xa (di căn) qua hệ thống bạch huyết hay mạch
máu. Di căn là nguyên nhân gây tử vong chính của ung thư. Những thuật ngữ khác
của ung thư là khối u ác tính hoặc tân sinh ác tính.
1.2.1. Ung thư và một số phương pháp điều trị bệnh
1.2.1.1. Các đặc tính cơ bản của bệnh ung thư
Ung thư là một nhóm các bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào một cách
vô tổ chức và những tế bào đó có khả năng xâm lấn những mô khác bằng cách phát
triển trực tiếp vào mô lân cận hoặc di chuyển đến nơi xa (di căn). Mọi sinh vật đều
được cấu tạo bằng tế bào, các tế bào họp thành các mô, các mô họp thành các cơ

quan và các cơ quan họp thành cơ thể. Vì vậy, bất cứ cơ quan nào và cơ thể sinh vật
nào cũng có thể bị ung thư. Theo thống kê của Tổ chức y tế thế giới có 14.1 triệu
người mắc bệnh ung thư và có 8.2 triệu người chết vì ung thư năm 2012 [1]. Theo
thống kê của Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ, có 1,7 triệu người mắc bệnh ung thư
mới và có 0,6 triệu người chết vì ung thư năm 2013 [49]. Có thể nói ung thư đang là
nguyên nhân hàng đầu gây ra cái chết trên toàn thế giới.

Hình 2. Hình thái tổ chức của mô từ dạng bình thường
đến khi phát triển thành khối u

14


Nguyên nhân gây ung thư là sự sai hỏng của ADN và rối loạn ARN thông tin
di truyền, tạo nên các đột biến ở các gen thiết yếu điều khiển quá trình phân bào
cũng như các cơ chế quan trọng khác. Một hoặc nhiều đột biến được tích lũy lại sẽ
gây ra sự tăng sinh không kiểm soát và tạo thành khối u. Khối u là một khối mô bất
thường, có thể ác tính, tức ung thư hoặc lành tính, tức không ung thư. Chỉ những
khối u ác tính thì mới xâm lấn mô khác và di căn. Ung thư có thể gây ra nhiều triệu
chứng khác nhau phụ thuộc vào vị trí, đặc điểm và khả năng di căn của khối u.
Chẩn đoán xác định ung thư thường đòi hỏi phải sinh thiết rồi quan sát trên kính
hiển vi. Người bị ung thư có thể được chữa trị bằng phẫu thuật, hóa trị liệu hoặc xạ
trị liệu.
Các giai đoạn của bệnh ung thư:
Quá trình phát triển từ một tế bào ung thư ban đầu thành một khối u ung thư
và đe dọa tính mạng người bệnh trải qua nhiều giai đoạn [23]. Nhiều nghiên cứu
cho thấy khoảng 50-80% ung thư ở người có thể ngăn ngừa được dựa trên nguyên
nhân gây ra là các yếu tố ngoại sinh gây ô nhiễm môi trường như khói thuốc, hoá
chất, bức xạ, cách ăn uống, các virut, vi khuẩn, ký sinh trùng… Sự phức tạp của quá
trình tạo ung thư như trên cho thấy thời gian ủ bệnh từ lúc chịu tác động của yếu tố

gây ung thư đến lúc phát triển khối u ác tính thường kéo dài khá lâu, đây cũng là cơ
hội để có thể can thiệp bằng nhiều liệu pháp khác nhau trước khi khối u phát triển
nếu phát hiện sớm.
Quá trình hình thành và phát triển của căn bệnh ung thư có thể được tóm tắt
theo sơ đồ sau:

Hình 3. Sơ đồ hình thành và phát triển của bệnh ung thư

15