Nghiên cứu ảnh hưởng của cap toàn phần và một số chất phân lập từ thân cây chuối tiêu lên sự phosphoryl hóa AMPK và IRS 1 in vitro

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM THỊ THU HUYỀN
1201261

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CAO
TOÀN PHẦN VÀ MỘT SỐ CHẤT PHÂN
LẬP TỪ THÂN CHUỐI TIÊU LÊN SỰ
PHOSPHORYL HÓA AMPK VÀ IRS-1
IN VITRO
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2017


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM THỊ THU HUYỀN
1201261

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CAO
TOÀN PHẦN VÀ MỘT SỐ CHẤT PHÂN
LẬP TỪ THÂN CHUỐI TIÊU LÊN SỰ
PHOSPHORYL HÓA AMPK VÀ IRS-1
IN VITRO
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:

1. PGS.TS Phùng Thanh Hương

2. TS. Đỗ Thị Nguyệt Quế
Nơi thực hiện:

Bộ môn Dược Lực
Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI - 2017


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành cùng sự tri ân sâu sắc tới toàn
thể thầy cô giáo và các anh chị kĩ thuật viên trong bộ môn Hóa Sinh và Dược Lí –
Trường Đại học Dược Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình
thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Với tấm lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi lời cảm ơn đến PGS. TS.
Phùng Thanh Hương - người thầy tâm huyết đã tận tình giúp đỡ em từ những ngày
đầu làm khoa học. Nhờ những định hướng sáng suốt và kịp thời của cô mà bản thân
em đã lựa chọn được những hướng nghiên cứu đúng đắn và phù hợp. Không những
vậy, cô luôn theo sát em trong suốt quá trình làm khoa học và kịp thời đưa ra những
lời khuyên, lời động viên bổ ích. Bài học cô dạy cho em không chỉ là kiến thức
chuyên môn, mà hơn cả đó còn là những bài học về kĩ năng sống. Từ những bài học
vỡ lòng quý giá này, bản thân em đã trưởng thành và tự tin hơn trong con đường
làm nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Đỗ Thị Nguyệt Quế - người thầy
thứ hai trong quá trình làm khoa học của em. Được làm việc cùng cô là một sự may
mắn vô cùng lớn. Cô không những đã hỗ trợ và chỉ dạy hết mình cho em những
phương pháp, kĩ thuật trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, mà bên cạnh
đó, cô còn không ngừng trau dồi thêm cho em những kiến thức và kĩ thuật khoa học
mới, từ đó làm giàu thêm kinh nghiệm nghiên cứu cho bản thân em. Từ cô, em đã
học được rất nhiều bài học bổ ích về sự sáng tạo và niềm đam mê với khoa học.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô NCS. Ths. Nguyễn Thị Đông đã
luôn nhiệt tình hỗ trợ em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình cùng
bạn bè đã luôn động viên và giúp đỡ em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................
MỤC LỤC .....................................................................................................................
DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT .........................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH .............................................................................................
ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1. AMPK...............................................................................................................3
1.1.1. Khái niệm...................................................................................................3
1.1.2. Cấu trúc ......................................................................................................3
1.1.3. Vai trò của protein AMPK trong tế bào ....................................................5
1.1.4. Vai trò của protein AMPK trong điều trị đái tháo đường..........................7
1.1.5. Các nghiên cứu về tác dụng hoạt hóa protein AMPK ...............................8
1.2. IRS-1...............................................................................................................10
1.2.1. Khái niệm.................................................................................................10
1.2.2. Cấu trúc ....................................................................................................10
1.2.3. Vai trò của protein IRS-1 trong tế bào ....................................................11
1.2.4. Vai trò của sự phosphoryl hóa IRS-1 trong điều trị đái tháo đường .......14
1.2.5. Các nghiên cứu về tác dụng ức chế sự phosphoryl hóa Ser307 trên IRS-1
...........................................................................................................................15
1.3. Cây chuối tiêu (Musa paradisiaca L. - Musaceae) .........................................16
1.3.1. Vị trí, phân loại ........................................................................................16

1.3.2. Đặc điểm thực vật và phân bố .................................................................16
1.3.3. Bộ phận dùng ...........................................................................................17
1.3.4. Các nghiên cứu về tác dụng gây hạ glucose máu của thân cây Chuối tiêu
...........................................................................................................................18
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................19
2.1. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................19
2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu ...........................................................................19


2.1.2. Tế bào thí nghiệm ....................................................................................19
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất nghiên cứu ....................................................19
2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................21
2.3 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................21
2.3.1. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của mẫu nghiên cứu lên sự phosphoryl
hóa AMPK và IRS-1 ..........................................................................................22
2.3.2. Phương pháp xử lí số liệu ........................................................................27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ...........................................................................................28
3.1. Ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa AMPKα (Thr172) của cao toàn phần và
một số chất phân lập từ dịch ép thân cây Chuối tiêu .............................................28
3.1.1. Ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa AMPKα (Thr172) của cao toàn phần
...........................................................................................................................28
3.1.2. Ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa AMPKα (Thr172) của hai chất phân
lập từ dịch ép thân cây chuối tiêu ......................................................................29
3.2. Ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa IRS1 (Ser307) của cao toàn phần và hai
chất phân lập từ dịch ép thân cây chuối tiêu .........................................................31
3.2.1. Ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa IRS1 (Ser307) của cao toàn phần ...31
3.2.2. Tác dụng ức chế sự phosphoryl hóa IRS1(Ser307) của hai chất phân lập
từ dịch ép thân cây chuối tiêu ............................................................................33
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN ........................................................................................35
4.1. Về phương pháp nghiên cứu ..........................................................................35

4.2. Về ảnh hưởng của các mẫu thử trên sự phosphoryl hóa AMPK ....................35
4.3. Về ảnh hưởng trên sự phosphoryl hóa IRS1 ..................................................37
KẾT LUẬN ...............................................................................................................40
KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................
PHỤ LỤC ......................................................................................................................


DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT
ACC

Acetyl-CoA carboxylase 1

ACC1/ACC2

Acetyl-CoA carboxylase 1/2

ADP

Adenosine diphosphat

AICAR

5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside

AIS

Auto-inhibitory sequence

Akt/PKB

Protein kinase B

AMPK

5'-adenosine monophosphate-activated protein kinase

AS160

AKT substrate of 160 kDa

ATP

Adenosine triphosphat

BAD

Bcl-2-associated death promoter

CaMK-Kβ

Calmodulin-dependent protein kinase kinase β

CBD

Carbohydrate-binding module

CPT1

Carnitine–acylcarnitine translocase 1

ĐTĐ

Đái tháo đường

eNOS

Endothelial nitrogen oxyd synthetase

ERK

Extracellular signal-regulated kinase

FA

Fatty acid (acid béo)

GBD

Glycogen-binding domain

GLUT4

Glucose transporter 4

Grb-2/Sos

Growth factor receptor-bound protein 2/son of sevenless

GSK3

Glycogen synthase kinase 3

HDAC

Histone deacetylase

HMG-CoA reductase

3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase

IGF-1

Insulin-like growth factor-1

IR

Insulin receptor

IRS-1

Insulin receptor substrate-1

LKB1

Liver kinase B1

MAPK

Mitogen-activated protein kinase

MCD

Malonyl-CoA decarboxylase

mtGPAT

Mitochondrial sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase

mTOR

Mammalian target of rapamycin

Nck

Non-catalytic region of tyrosine kinase

PGC-1α

Peroxisome proliferator-activated receptor gamma
coactivator-1 alpha

PH

Pleckstrin-homology

PI3K/PDK1

Phosphatidylinositide 3-kinase

PKC

Protein kinase C

PTB

Phosphotyrosine-binding

Ptd(3,4,5)P3

Phosphatidylinositol (3,4,5) triphosphat

PtdIns(4,5)P2]

Phosphatidylinositol (4,5) bisphosphat

PTP1B

Protein-tyrosine phosphatase 1B

Ser

Serine

SH2

Src-homology-2

SID

Subunit interacting domain

SIRT1

Sirtuin

Syp

Synaptophysin

TSC1/TSC2

Tuberous sclerosis complex 1 and 2


DANH MỤC CÁC BẢNG
1

Bảng 2.1

Các hóa chất dùng trong thí nghiệm

Trang 20

2

Bảng 2.2

Công thức solution gel và sereprating gel

Trang 24

3

Bảng 2.3

Lựa chọn kháng thể theo protein đích cần nhận biết

Trang 26


DANH MỤC CÁC HÌNH
1

Hình 1.1

Cấu trúc của protein AMPK

Trang 5

2

Hình 1.2

Con đường truyền tín hiệu của AMPK

Trang 5

3

Hình 1.3

Cấu trúc của protein IRS-1

Trang 10

4

Hình 1.4

Con đường truyền tin nội bào của IRS-1

Trang 12

Cây chuối tiêu chụp ở xã Giang sơn, huyện Gia Bình,
5

Hình 1.5

6

Hình 2.1

Sơ đồ thiết kế nghiên cứu

7

Hình 2.2

Sơ đồ quy trình thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của
mẫu thử trên sự phosphoryl hóa của p-IRS và p- Trang 22
AMPK

8

Hình 3.1

Tác dụng của cao toàn phần ở các nồng độ khác nhau
Trang 28
trên lượng AMPK phosphoryl hóa ở Thr172

9

Hình 3.2

So sánh lượng p-AMPKα(Thr172) giữa các lô ủ cao
Trang 29
toàn phần ở các nồng độ khác nhau

10 Hình 3.3

Tác dụng của Cycloeucalenon (H1) và Daucosterol
Trang 30
(H2) trên lượng AMPK phosphoryl hóa ở Thr172

11 Hình 3.4

So sánh lượng p-AMPKα(Thr172) giữa các lô ủ
Cycloeucalenon (H1) và Daucosterol (H2) ở các Trang 31

nồng độ khác nhau

12 Hình 3.5

Tác dụng của cao toàn phần ở các nồng độ khác nhau
Trang 32
trên lượng IRS-1 phosphoryl hóa ở Ser307

13 Hình 3.6

So sánh lượng p-IRS-1(Ser307) giữa các lô ủ cao
Trang 32
toàn phần ở các nồng độ khác nhau

14 Hình 3.7

Ảnh hưởng của Cycloeucalenon (H1) và Daucosterol
(H2) ở các nồng độ khác nhau trên lượng IRS-1 Trang 33
phosphoryl hóa ở Ser307

15 Hình 3.8

So sánh lượng p-IRS-1(Ser307) giữa các lô ủ
Cycloeucalenon (H1) và Daucosterol (H2) ở các Trang 34
nồng độ khác nhau

tỉnh Bắc Ninh (Musa paradisiaca L.)

Trang 17
Trang 21

ĐẶT VẤN ĐỀ
Đái tháo đường (ĐTĐ) đang thực sự là mối lo ngại lớn đối với xã hội bởi tốc
độ gia tăng chóng mặt hiện nay. Theo thống kê mới nhất của Hiệp hội Đái tháo
đường Quốc tế (IDF), năm 2015, cả thế giới có 415 triệu người mắc bệnh ĐTĐ,
theo ước tính, con số này sẽ tăng lên thành 642 triệu người vào năm 2040. Tại thời
điểm năm 2015, cứ 10 người lớn lại có một người bị ĐTĐ. Cứ 6 giây lại có một
người tử vong vì ĐTĐ và tổng cộng, căn bệnh này đã cướp đi mạng sống của 5 triệu
người trong vòng một năm. Cùng với những hậu quả nghiêm trọng, ĐTĐ đang trở
thành một gánh nặng lớn cho ngành Y tế với chi phí điều trị trực tiếp mỗi năm cho
bệnh nhân lên đến 673 tỉ đô la, chiếm 9-16% ngân sách chăm sóc sức khỏe của thế
giới [26]. Mặt khác, các thuốc điều trị ĐTĐ có nguồn gốc tổng hợp hóa học hiện
nay thường kèm theo nhiều tác dụng không mong muốn, người bệnh có xu hướng
phải tăng liều sau một thời gian dài dùng thuốc [1]. Nhằm khắc phục những điểm
bất cập này, xu hướng “Tìm về thiên nhiên” với việc tìm kiếm và nghiên cứu các
thuốc mới có nguồn gốc từ dược liệu đang ngày càng thu hút được nhiều sự quan
tâm của Y-Dược học hiện đại.
Cây chuối tiêu (Musa paradisiaca L.) được biết đến rộng rãi như một loại thực
phẩm và cũng là một vị thuốc. Theo kinh nghiệm dân gian của đồng bào dân tộc
thiểu số phía bắc Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới, dịch ép thân cây chuối
tiêu dùng điều trị ĐTĐ có tác dụng hạ glucose máu rất tốt. Trên thế giới có một vài
nghiên cứu về tác dụng chữa ĐTĐ của thân cây chuối tiêu nhưng chỉ mới ở mức độ
sàng lọc, kết quả chưa thống nhất, đặc biệt, chưa có một nghiên cứu có hệ thống nào
đánh giá được tác dụng và cơ chế tác dụng hạ glucose máu của dược liệu này [48]
[53] [56]. Tại Việt Nam, năm 2015, Phùng Thanh Hương và Nguyễn Thị Đông đã
chứng minh được dịch ép thân cây Chuối tiêu có tác dụng hạ glucose máu trên
chuột nhắt trắng bị gây ĐTĐ thực nghiệm bởi STZ với mức liều 150mg/kg cân
nặng [4]. Năm 2016, Phùng Thanh Hương cùng các cộng sự đã chứng minh được
tác dụng hạ glucose huyết của dịch ép thân cây chuối tiêu thông qua cơ chế ức chế

hoạt tính PTP1B in vitro [3]. Để góp phần làm phong phú thêm những bằng chứng
1


khoa học về tác dụng và cơ chế tác dụng của thân cây chuối tiêu trong điều trị ĐTĐ,
chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của cao toàn phần và một số
chất phân lập từ thân Chuối tiêu lên sự phosphoryl hóa AMPK và IRS-1 in
vitro” với 2 mục tiêu sau:
Đánh giá khả năng tăng phosphoryl hóa tiểu đơn vị α của AMPK (vị trí Thr172) in vitro của cao toàn phần và một số chất phân lập từ dịch ép thân cây
Chuối tiêu.
Đánh giá khả năng ức chế sự phosphoryl hóa IRS-1 (vị trí Ser-307) in vitro
của cao toàn phần và một số chất phân lập từ dịch ép thân cây Chuối tiêu.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. AMPK
1.1.1. Khái niệm
AMPK (EC 2.7.11.3) là tên viết tắt của 5'-adenosine monophosphate-activated
protein kinase hay 5'-AMP-activated protein kinase. Đây là một họ enzym mang
hoạt tính serin/threonin kinase được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1973 với vai trò
là chất điều hòa âm tính của Acetyl-CoA carboxylase (ACC) và 3-hydroxy-3methyl-glutaryl (HMG)-CoA reductase. Sau đó, vào năm 1989, ý nghĩa của tên gọi
AMPK đã được làm sáng tỏ khi nucleotid AMP - chất điều hòa dương tính của
enzym này được khám phá [47].
AMPK là một trong các enzym giữ vai trò trung tâm trong điều hòa sự phát
triển và chuyển hóa của tế bào nhân chuẩn thông qua điều hòa quá trình tổng hợp và
tiêu thụ ATP [68]. Hoạt tính kinase của enzym này được hoạt hóa bởi tình trạng
stress năng lượng (ví dụ, sự giảm tỉ số ATP/AMP hoặc ATP/ADP), từ đó cho phép
AMPK điều hòa lên các con đường tạo ATP và ức chế các hoạt động tiêu thụ năng

lượng thông qua phosphoryl hóa các phân tử đích khác nhau [48].
1.1.2. Cấu trúc
AMPK thường tồn tại trong tế bào dưới dạng phức hợp gồm 3 tiểu đơn vị: α, β
và γ. Ở người, mỗi tiểu đơn vị α và β có 2 isoform (α1, α2 và β1, β2), trong khi đó,
tiểu đơn vị γ gồm 3 isoform (γ1, γ2, γ3). Mỗi isoform được mã hóa bởi các gen
khác nhau, có 12 cách kết hợp khác nhau giữa các isoform này để cấu trúc nên phân
tử AMPK. 12 đồng phân AMPK này sẽ biểu hiện đặc hiệu tùy từng mô và tùy tác
nhân hoạt hóa [47].
Đầu N-tận của tiểu đơn vị xúc tác α gần như giống nhau giữa các loài khác
nhau, chứa một vùng serin/threonin kinase và nối tiếp ngay sau là một vùng ức chế
tự động (AIS-auto-inhibitory sequence). Đầu C-tận của tiểu đơn vị chứa vùng tương
tác với tiểu đơn vị β (β-SID - subunit interacting domain). Tiểu đơn vị β gồm 2
vùng chức năng đặc hiệu. Vùng trung tâm là vùng gắn glycogen (GBD - glycogenbinding domain) hay vùng gắn carbohydrat (CBM - carbohydrate-binding module),
3


chức năng của vùng này hiện nay còn chưa được làm rõ, mặc dù có nghiên cứu cho
rằng đây là vùng hỗ trợ AMPK gắn với các đích điều hòa âm tính nằm trên phân tử
glycogen. Vùng chức năng đặc hiệu thứ 2 của tiểu đơn vị β nằm ở đầu C-tận được
gọi là vùng ASC/SBS, đây là vị trí tương tác với tiểu đơn vị α hoặc γ của AMPK ở
động vật có vú. Tiểu đơn vị γ bao gồm 4 vùng điều hòa dị lập thể bởi AMP/ATP:
CBS1, CBS2, CBS3 và CBS4. AMP và ATP hoạt động tương ứng như là các chất
hoạt hóa và ức chế AMPK ở động vật có vú bằng cách gắn vào một trong 2 vùng
CBS1 và CBS3. Trong khi đó, AMP gắn vĩnh viễn và không thay đổi ở vùng CBS4,
chưa xác định được liệu có adenylat nucleotid nào gắn vào vùng CBS2 hay không.
Dữ liệu từ các nghiên cứu mới đây chỉ ra rằng: ADP - phân tử trước đây bị cho rằng
không khả năng hoạt hóa AMPK - có khả năng gắn với vùng CBS3, bảo vệ enzym
khỏi sự bất hoạt bởi phản ứng khử phosphoryl, mặc dù khả năng này không liên
quan tới sự hoạt hóa dị lập thể [47] [48].
Hoạt động của AMPK được điều hòa bởi các adenin nucleotid (điều hòa dị lập

thể), sự phosphoryl hóa, sự myristoyl hóa, sự gắn kết của các yếu tố điều hòa khác
nhau. Trong các điều kiện sinh lí, sự kiện xảy ra đầu tiên khi hoạt hóa AMPK của
động vật có vú là sự thay đổi ái lực gắn của AMP/ADP/ATP với vùng CBS của tiểu
đơn vị γ [47]. Hoạt động của AMPK được tăng cường khi phosphoryl hóa vùng
mang hoạt tính kinase ở tiểu đơn vị α bởi các kinase điều hòa dương tính, bao gồm
LKB1 và CaMK-Kβ. AMP gắn vào tiểu đơn vị γ sẽ làm gia tăng sự phosphoryl hóa
vòng hoạt hóa do kích thích sự tương tác vật lí của LKB1 và AMPK với protein
Axin và do giảm khả năng tiếp cận của vòng hoạt hóa với các phosphatase. Hơn
nữa, AMP liên kết với tiểu đơn vị γ cũng hoạt hóa trực tiếp hoạt tính kinase của
AMPK. Trong khi đó, ADP dường như lại thể hiện khả năng bảo vệ kém vòng hoạt
hóa trước sự khử phosphoryl và được cho rằng có ảnh hưởng tới sự phosphoryl hóa
thông qua các kinase điều hòa dương tính. Ngược lại, ATP chống lại và làm giảm
hoạt tính kích thích AMPK của AMP bằng cách cạnh tranh với AMP trong việc gắn
vào các vùng điều hòa trên tiểu đơn vị γ: CBS-1, CBS-3, CBS-4 [48].

4


Hình 1.1. Cấu trúc của protein AMPK [30]
1.1.3. Vai trò của protein AMPK trong tế bào

Hình 1.2. Con đường truyền tín hiệu của AMPK [30]
TSC1/TSC2: tuberous sclerosis complex 1 and 2; mTOR: mammalian target of rapamycin;
mtGPAT: mitochondrial sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase; ACC1/2: acetyl-CoA
carboxylase-1/2; FA: fatty acids; TBC1D1: (Tre-2/USP6, BUB2, Cdc16) Domain Family,
Member 1; AS160: AKT substrate of 160 kDa; PGC-1a: peroxisome proliferator-activated
receptor gamma coactivator-1 a; HDAC: histone deacetylase; SIRT1: sirtuin.

5

AMPK được hoạt hóa trực tiếp hoặc gián tiếp bởi một số hoạt chất như
AICAR, salicylat, các biguanid và các hoạt chất chiết xuất từ thực vật (berberin,
resveratrol, quercetin, EGCG). Nhìn chung, AMPK ức chế các con đường đồng hóa
tiêu thụ ATP (tổng hợp protein, tổng hợp lipid, tổng hợp glycogen và glucose) và
hoạt hóa các quá trình làm gia tăng lượng ATP (sự dung nạp glucose, đường phân,
oxy hóa acid béo sự hình thành ty thể mới).
a) Điều hòa sự dung nạp và chuyển hóa glucose
AMPK là một chất điều biến quá trình dị hóa quan trọng thông qua việc tăng
cường dung nạp glucose khi co cơ để sản sinh ra ATP, nhưng đồng thời nó cũng bị
kích thích bởi insulin trong các mô cơ ở trạng thái nghỉ để thực hiện quá trình đồng
hóa tổng hợp nên glycogen. Trong cả 2 trường hợp, tăng cường dung nạp glucose
đều đồng nghĩa với sự di chuyển của GLUT4 từ các bọc dự trữ trong nội bào ra
màng bào tương. Sự tăng cường dung nạp glucose do hoạt động thể lực hoặc sự co
cơ độc lập với con đường truyền tin của insulin, từ đó tạo cơ sở khoa học cho việc
sử dụng liệu pháp điều trị bằng AICAR (5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside)
để kích thích sự dung nạp glucose thông qua một con đường độc lập với
phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) để gián tiếp làm giảm sự kháng insulin [30]
[38].
b) Điều hòa sự tạo thành ty thể mới
Sự khiếm khuyết đồng thời AMPKβ1/AMPKβ2 dẫn đến hiện tượng suy giảm
các thành phần trong ty thể của tế bào cơ và cơ chất PGC-1α (peroxisome
proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha) của AMPK ở chuột nhắt,
đồng thời tăng cường hoạt động của một số yếu tố dịch mã có tác dụng trên các gen
mã hóa ty thể, từ đó gợi ý vai trò của AMPK trong việc điều hòa sự tăng sinh của ty
thể. AMPK có thể phosphoryl hóa và hoạt hóa PGC-1α là một chất có khả năng làm
tăng cường sự dịch mã của chính nó, hoặc tham gia vào quá trình hình thành các ty
thể mới thông qua hoạt động deacetyl PGC-1α phụ thuộc sirtuin (SIRT1) trong quá
trình điều hòa dịch mã các gen thoái hóa ty thể và lipid [30].

6


c) Điều hòa chuyển hóa lipid
Khi đói, sự điều hòa chuyển hóa lipid và carbohydrat được kiểm soát đồng
thời bởi AMPK ở giai đoạn trong và sau dịch mã. Để đáp ứng lại với các tác nhân
kích thích sinh lí được tạo ra trong quá trình chuyển hóa ở các mô, mô mỡ giải
phóng ra các acid béo tự do (FA) và hoạt hóa quá trình chuyển hóa carbohydrate.
AMPK hoạt động ở các mức độ khác nhau. AMPK điều hòa sự dịch mã FAT/CD36
làm gia tăng mức độ biểu hiện protein ở chuột nhắt thiếu hụt AMPKγ3. Khi các
acid béo đi qua màng tế bào, chúng có thể được oxy hóa trực tiếp hoặc được lưu trữ.
AMPK phosphoryl hóa (Ser79) và bất hoạt ACC1 và HMG-CoA reductase dẫn đến
ức chế sự tổng hợp tương ứng các acid béo và cholesterol. Sự phosphoryl hóa
ACC2 bởi AMPK tại vị trí Ser221 làm gia tăng sự oxy hóa các acid béo. ACC điều
hòa nồng độ malonyl-CoA- cơ chất chủ chốt cho sự tổng hợp và đồng thời là chất
ức chế sự oxy hóa các acid béo của tế bào [30]. AMPK cũng có thể làm gia tăng
hoạt động của malonyl-CoA decarboxylase (MCD). Sự khử malonyl-CoA cũng
giảm ức chế carnitine–acylcarnitine translocase 1 (CPT1), làm tăng sự oxy hóa
lipid. Hơn nữa, AMPK làm giảm sự tổng hợp acid béo thông qua việc ức chế yếu tố
dịch mã kiểm soát toàn bộ con đường tổng hợp SREBP1c, hoặc ức chế trực tiếp
hoạt động của FAS [38].
1.1.4. Vai trò của protein AMPK trong điều trị đái tháo đường
AMPK được xem là chiếc chìa khóa trung gian trong con đường truyền tin
điều hòa sự thay đổi trong chuyển hóa lipid và glucose ở tế bào cơ và gan, đặc biệt
là quá trình dung nạp glucose. Nhận định này xuất phát từ các nghiên cứu sử dụng
AICAR là một chất có khả năng đi qua màng tế bào và được phosphoryl hóa nội
bào trở thành 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide (ZMP). Sau đó,
ZMP sẽ bắt chước ảnh hưởng của AMP để hoạt hóa AMPK bằng cách tạo ra sự
thay đổi dị lập thể và phosphoryl hóa enzym này bằng các AMPK kinase. Kết quả
của các nghiên cứu invitro đã chỉ ra: việc hoạt hóa AMPK bằng AICAR dẫn đến sự

gia tăng dung nạp glucose ở các tế bào cơ vân và cơ tim thông qua một con đường
độc lập với PI-3-kinase (phosphoinositol-3-kinase) nhưng lại có liên quan tới sự di
7


chuyển của GLUT4 đến màng bào tương. Duy trì điều trị với AICAR làm gia tăng
đáng kể lượng protein GLUT4 trong cơ - một quá trình thích nghi tương tự với hiện
tượng quan sát thấy khi luyện tập thể dục [16]. Tuy nhiên, việc tồn tại nhiều dạng
isoform khác nhau của AMPK đã gây khó khăn cho việc xác định vai trò cụ thể của
mỗi dạng isoform này. Liệu có phải tất cả 12 dạng isoform AMPK khác nhau đó
đều làm gia tăng khả năng dung nạp glucose của tế bào? Hạn chế này đã được khắc
phục bằng việc sử dụng các mô hình động vật bị gây khiếm khuyết một trong hai
tiểu đơn vị xúc tác (AMPKα1 và AMPKα2). Kết quả cho thấy, chỉ có động vật bị
khiếm khuyết isoform AMPKα2 thể hiện sự đề kháng đối với tác dụng hạ đường
huyết của AICAR. Hơn thế nữa, những cá thể thiếu hụt tuyệt đối AMPKα2 có biểu
hiện đặc trưng của ĐTĐ type 2. Trong khi đó điều này không được quan sát thấy
trên những cá thể bị thiếu hụt AMPKα1 [41].
AMPK đã được xác nhận là một đích tác dụng của các thuốc điều trị ĐTĐ.
Trong các tế bào nguyên vẹn, metformin làm gia tăng hoạt động của AMPK, từ đó
làm gia tăng sự oxy hóa acid béo, điều hòa âm tính các gen tổng hợp lipid, làm giảm
quá trình tổng hợp glucose ở gan và kích thích sự dung nạp glucose. Cơ chế hoạt
hóa AMPK của metformin hiện nay vẫn chưa được nghiên cứu toàn diện. Tuy
nhiên, có giả thiết cho rằng, metformin hoạt hóa AMPK bằng cách ức chế phức hợp
I của chuỗi hô hấp, từ đó làm giảm nồng độ ATP trong tế bào và làm tăng tỉ số
AMP/ATP. Sự gia tăng tỉ số AMP/ATP ức chế sự khử phosphoryl hóa AMPK, từ
đó làm tăng tỉ lệ AMPK được phosphoryl hóa bởi kinase điều hòa lên LKB1. Vì
vậy, AMPK được xem là nhân tố trung gian quan trọng việc thể hiện tác dụng hạ
glucose huyết của metformin. Khẳng định được đưa ra từ các nghiên cứu này đã
làm gia tăng xu hướng nghiên cứu về các chất có khả năng hoạt hóa AMPK [59].
1.1.5. Các nghiên cứu về tác dụng hoạt hóa protein AMPK

Một trong những nghiên cứu đầu tiên trên thế giới về tác dụng hoạt hóa
AMPK được tiến hành bởi José M. Cacicedo và các cộng sự vào tháng 6 năm 2011.
Theo kết quả nghiên cứu được công bố, hoạt động thể lực với cường độ cao trong
một thời gian ngắn (cho chuột nhắt chạy trong lồng quay đến kiệt sức) có khả năng
8


hoạt hóa AMPK và một số protein điều hòa lên hoạt động của AMPK (LKB1
(Ser431) CaMKI (Thr177)) ở động mạch chủ thông qua phản ứng phosphoryl hóa.
Cùng với đó là sự hoạt hóa endothelial nitrogen oxyd synthetase (eNOS) và một số
enzym có khả năng phosphoryl hóa eNOS ở tế bào nội mô ở động mạch chủ, từ đó
làm giảm nguy cơ thoái hóa lớp tế bào này cùng các biến cố tim mạch [28].
Trong một nghiên cứu khác của Ju-Young Kim và cộng sự tiến hành năm
2012, kết quả đã chỉ ra rằng 17β-estradiol có khả năng hoạt hóa đồng thời AMPK
và IRS-1/Akt, từ đó đưa đến tương tác giữa AMPK và con đường truyền tin IRS1/Akt thông qua estrogen receptor (ER) ở các tế bào tạo mỡ 3T3-L1 mặc dù không
có mặt insulin. Hơn nữa, kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra việc hoạt hóa AMPK thông
qua tương tác giữa 17β-estradiol và ER sẽ điều hòa sự biểu hiện của một số gen liên
quan đến chuyển hóa glucose theo hướng làm giảm nồng độ glucose máu [37].
Theo kết quả tổng hợp trong một nghiên cứu tổng quan của Joungmok Kim
được công bố gần đây năm 2016, các chất hoạt hóa gián tiếp AMPK đã được biết
cho đến nay gồm: biguanid (metformin), thiazolidinedion (troglitazon, pioglitazon
và rosiglitazon), các polyphenol có nguồn gốc tự nhiên (resveratrol trong nho đỏ;
quercetin trong hoa quả, rau, ngũ cốc; genistein trong dầu đậu nành,
epigallocatechin gallate trong trà xanh, berberin trong hoàng liên và curcumin trong
nghệ vàng); ginsenoside trong nhân sâm; α-Lipoic acid. Bên cạnh đó, các chất hoạt
hóa trực tiếp AMPK gồm: AICAR, các dẫn xuất thienopyridon (A-769662) và
benzimidazol (Compound 911, salicylat, Compound-13, PT-1, MT 63–78 [30].
Tại Việt Nam, TS. Đỗ Thị Nguyệt Quế là người đầu tiên tiến hành nghiên cứu
tác dụng hoạt hóa AMPK của rễ cây Chóc máu Nam bộ (Salacia cochinchinensis
L., Celastraceae). Kết quả cho thấy, cắn dịch chiết phân đoạn n-hexan rễ cây Chóc

máu Nam bộ (PĐ n-hexan) ở các nồng độ 20 và 50µg/mL đều có tác dụng làm tăng
biểu hiện của p-AMPK, đồng thời làm tăng biểu hiện của p-ACC trong khi biểu
hiện của β-actin (protein đối chứng) không thay đổi ở tất cả các mẫu. Điều đó
chứng tỏ PĐ n-hexan có tác dụng hoạt hóa AMPK. Tác dụng của PĐ n-hexan ở
nông độ 50µg/mL là rõ nhất [5].
9


1.2. IRS-1
1.2.1. Khái niệm
IRS1 là tên viết tắt của Insulin receptor substrate-1, một trong sáu cơ chất của
Insulin receptor thuộc họ protein IRS (IRS1-6) [58].
1.2.2. Cấu trúc
IRS-1 là một protein có trọng lượng phân tử là 131kDa gồm 1242 acid amin
[58]. Gần đầu N-tận của protein IRS-1 chứa 2 vùng chức năng: vùng PH
(pleckstrin-homology) và vùng PTB (phosphotyrosine-binding) quyết định ái lực
gắn của những cơ chất này với Insulin receptor (IR). Vùng trung tâm và đầu C-tận
của protein này là vị trí gắn của các yếu tố ảnh hưởng (effector binding sites) chứa
vùng SH2 (Src-homology-2): PI3K, phức hợp Grb-2/Sos, Nck, Crk, Fyn, Syp và
SHP2. Vùng này chứa khoảng 20 vị trí mang gốc tyrosin phosphoryl hóa (tyrosinephosphorylation). Sau khi IRS-1 gắn vào IR, các gốc tyrosin sẽ được phosphoryl
hóa để lộ các vị trí trên protein IRS-1 cho các phân tử nội bào chứa vùng SH2 gắn
vào [46]. Gần vùng PTB của IRS-1 có một gốc Ser (Ser307 ở IRS chuột nhắt trắng
hoặc Ser312 ở IRS người). Gốc serin này có thể được phosphoryl hóa thông qua
nhiều cơ chế khác nhau bao gồm các kinase được kích thích bởi insulin hoặc các
kinase được hoạt hóa bởi stress như JNK1. Sự phosphoryl hóa Ser307 bởi JNK1
phá vỡ tương tác giữa vùng xúc tác của insulin receptor (IR) và vùng PTB của IRS1, do vậy, các gốc tyrosin trên phân tử này không được phosphoryl hóa dẫn đến bất
hoạt chuỗi truyền tin nội bào của insulin [45].

Hình 1.3. Cấu trúc của protein IRS-1 [46]

10


1.2.3. Vai trò của protein IRS-1 trong tế bào
Insulin và IGF-1 thể hiện tác dụng sinh học thông qua việc gắn vào các
receptor của chính nó: insulin receptor (IR) và IGF-1 receptor (IGF-1R). IR và IGF1R có bản chất là các tetra-protein bao gồm 2 tiểu đơn vị α nằm phía ngoài tế bào và
2 tiểu đơn vị β bắc ngang qua màng tế bào liên kết với nhau thông qua 2 cầu nối
disulfid. Thông thường, insulin và IGF-1 sẽ ưu tiên gắn vào các receptor của chính
nó. Tuy nhiên, khi ái lực liên kết giảm, các ligand này có thể gắn chéo vào các
receptor của nhau. Khi insulin/IGF-1 gắn vào tiểu đơn vị α, IR/IGF-1R sẽ thay đổi
cấu hình và làm hoạt hóa vùng hoạt tính tyrosin kinase ở mặt trong tế bào trên tiểu
đơn vị β. Sau khi được hoạt hóa, vùng tyrosin kinase sẽ tự phosphoryl hóa 6 gốc
tyrosin ở chuỗi β [44] tạo ra ái lực thu hút các cơ chất (IRS-1-6) tìm đến gắn vào IR
[46] thông qua liên kết giữa đoạn NPEY trên IR và vùng PTB trên IRS-1 [58].
Sau khi IRS-1 gắn vào IR, các gốc tyrosin sẽ được phosphoryl hóa để lộ các vị
trí gắn các phân tử nội bào chứa vùng SH2 (PI3K, phức hợp Grb-2/Sos, Nck, Crk,
Fyn, Syp và SHP2) trên protein IRS-1. Tương ứng với sự liên kết của mỗi phân tử
nội bào này với IRS-1 là quá trình hoạt hóa một con đường truyền tin khác nhau.
Trong đó, hai con đường truyền tin được nghiên cứu nhiều nhất là PI3K/Akt và
MAPK (mitogen-activated protein kinase) tương ứng với sự liên kết của 2 phân tử
PI3K và Grb-2 với protein IRS-1.
Đối với con đường PI3K/Akt, sau khi gắn vào IRS-1, PI3K được hoạt hóa và
thực hiện phản ứng phosphoryl hóa phosphatidylinositol (4,5) bisphosphat
[PtdIns(4,5)P2] thành Ptd(3,4,5)P3 [50]. Ptd(3,4,5)P3 đóng vai trò như các chất
truyền tin thứ hai, tập hợp các serin/threonin kinase phụ thuộc PI3K (PDK1) và Akt
từ bào tương đến màng tế bào bằng cách gắn vào vùng pleckstrin homology (PH)
trên các kinase. Sự liên kết với lipid và dịch chuyển trên màng tế bào dẫn đến sự
thay đổi hình dạng của Akt. Ngay sau đó, phân tử này sẽ được phosphoryl hóa bởi
PDK1 tại các vị trí Thr 308 và Ser 473 hoàn chỉnh quá trình hoạt hóa Akt [44] [46]
[58]. Akt hoạt hóa sẽ phosphoryl hóa và điều hòa hoạt động của các protein có liên

quan đến nhiều hoạt động sinh lí khác nhau trong tế bào, trong đó có phức hợp
11


glucose transporter 4 (GLUT4) và Glycogen synthase kinase 3 (GSK3). Đây là
những protein giữ vai trò thiết yếu trong trong các quá trình chuyển hóa với chất
trung gian là insulin [25] [57] [64] [15]. Sau khi được hoạt hóa, Akt di chuyển vào
bào tương, phosphoryl hóa và bất hoạt GSK3. Quá trình phosphoryl hóa glycogen
synthase bởi GSK3 ức chế sự tổng hợp glycogen. Do vậy, bất hoạt GSK3 bởi Akt sẽ
kích thích quá trình dự trữ glucose dưới dạng glycogen. Mặt khác, Akt hoạt hóa làm
tăng cường vận chuyển phức hợp GLUT4 di chuyển ra phía ngoài màng tế bào, thúc
đẩy sự dung nạp glucose [12]. Ngoài ra, Akt còn phosphoryl hóa BAD, ức chế sự
chết theo chương trình của tế bào. Bên cạnh khả năng hoạt hóa Akt, các PDK còn
hoạt hóa các isoform không điển hình của PKC (protein kinase C), cùng với Akt,
tăng cường vận chuyển glucose vào trong tế bào.
Theo con đường MAPK, sự liên kết của phức hợp Grb-2/Sos (RAS) với IRS-1
sẽ hoạt hóa p21ras, từ đó hoạt hóa dòng thác phản ứng ras/raf/MEK/MAPK(ERK)
đưa đến sự hoạt hóa ERK1/2 giúp hoàn thiện các chức năng phân bào như sự phát
triển của tế bào và biểu hiện gen.
Trong khi đó, sau khi liên kết với IRS-1 ở một số mô, SHP2 lại ức chế quá
trình phosphoryl hóa của protein này nhờ khả năng khử phosphoryl hóa trực tiếp
IRS-1[12] [37]. Mặt khác SHP2 lại có thể truyền đi một tín hiệu độc lập hoạt hóa
MAP kinase [37].

Hình 1.4. Con đường truyền tin nội bào của IRS-1 [58]
12


Như vậy, trong điều kiện sinh lí bình thường, quá trình truyền tin nội bào của
insulin luôn đi kèm với sự phosphoryl hóa các gốc tyrosin trên phân tử IRS-1. Còn

trong điều kiện bệnh lí với tình trạng kháng insulin hoặc ĐTĐ type II lại quan sát
thấy sự gia tăng quá trình phosphoryl hóa phân tử serin trên phân tử IRS-1 [35] [45].
Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng sự phosphoryl hóa gốc serin ở IRS-1 không làm
ảnh hưởng đến quá trình tự phosphoryl hóa của IR nhưng lại ức chế protein này liên
kết với IR để phosphoryl hóa các gốc tyrosin [46]. Lúc này, vùng SHP2 trên phân tử
IRS-1 không còn để lộ các vị trí gắn cho các phân tử nội bào chứa vùng SH2, bao
gồm PI3K và Grb-2, từ đó ức chế hai con đường PI3K à MAPK. Hậu quả là làm tăng
tình trạng kháng insulin và giảm sự hoàn thiện của tế bào.
Có tối thiểu 3 kinase làm trung gian trong quá trình phosphoryl hóa Ser307,
bao gồm kinase hoạt hóa TNF-α/anisomycin, JNK và một kinase kích thích
insulin/IGF-1 bị ức chế bởi wortmannin/LY294002. Ban đầu, có nhiều giả thiết cho
rằng, JNK là điểm chốt cuối cùng trong quá trình phosphryl hóa Ser307 của rất
nhiều cytokin. Bởi vì JNK1 gắn với IRS-1 [58] và vùng liên kết với JNK của IRS-1
có vai trò thiết yếu trong việc ức chế quá trình phosphoryl hóa các gốc tyrosin của
IRS-1 bởi anisomycin. Tuy nhiên, một vài thí nghiệm được tiến hành với các chất
trung gian gây kháng insulin mạnh lại không ủng hộ giả thiết này. Trong khi
anisomysin và TNF-α kích thích JNK và sự phosphoryl hóa Ser307, chất ức chế
MEK kinase PD98059 lại ức chế hoàn toàn sự phosphoryl hóa Ser307 mà không có
bất kì ảnh hưởng nào tới hoạt động của JNK [22]. Ngoài ra, mặc dù insulin hoạt hóa
JNK ở một vài tế bào nhất định nhưng con đường này lại không bị ức chế bởi
wortmannin/LY294002. Vì vậy bên cạnh JNK, có tối thiểu 2 kinase khác làm trung
gian trong quá trình phosphoryl hóa Ser307. Những kinase này đám nhận vai trò tạo
liên kết giữa IRS-1 và JNK-1.
Thực tế, sự phosphoryl hóa các gốc tyrosin của IRS-1 phụ thuộc vào 2 vùng
nằm ở đầu N-tận: vùng PH và vùng PTB [46]. Khiếm khuyết cả 2 vùng PH và PTB
ức chế hoàn toàn sự phosphoryl hóa các gốc tyrosin trong suốt quá trình kích thích
bởi insulin của tế bào 32DIR, trong khi nếu khiếm khuyết một trong hai vùng PH
13

hoặc PTB chỉ làm giảm một phần quá trình phosphoryl hóa này. Thực tế cho thấy,
sự phosphoryl hóa Ser307 chỉ ức chế chức năng vùng PTB mà không ngăn cản
được sự bắt cặp của IR và vùng PH của IRS-1. Điều này giải thích cho hiện tượng
ức chế không hoàn toàn quá trình phosphoryl hóa các gốc tyrosin khi khiếm khuyết
một trong 2 vùng PH hoặc PTB. Khi lượng IR thấp, sự phosphoryl hóa IRS-1 tại
các gốc tyrosin chỉ tỏ ra thực sự hiệu quả khi cả 2 vùng PH và PTB cùng liên kết
với các IR. Trong khi đó, ở những tế bào có mức độ biểu hiện IR cao, thì chỉ cần
một trong hai vùng PH hoặc PTB liên kết với IRS-1 đã mang lại tác dụng đầy đủ
trong việc phosphoryl hóa các gốc tyrosin của IRS-1. Do vậy, ở các tế bào có số
lượng IR thấp, sự phosphoryl hóa Ser307 đóng một vai trò chủ chốt trong việc điều
hòa quá trình phosphoryl hóa các gốc tyrosine của IRS-1 [44].
Ser307 được phosphoryl hóa bởi nhiều nhân tố như: các chất gây stress tế bào,
tình trạng tăng đường huyết [44], insulin/IGF-1, TNF-α, các lipid, tất cả các yếu tố
gây ra tình trạng kháng insulin, c-Jun amino-terminal kinase (JNK), IKK, PKCs,
mTORC1/S6K và MAPK [12]. Ví dụ, insulin/IGF-1 kích thích sự phosphoryl hóa
Ser307 thông qua một con đường phụ thuộc PI-3 kinase, trong khi đó, TNF-α sử
dụng con đường nhạy cảm với PD98059 không liên quan đến Erk ½ hoặc con
đường nhạy cảm với acid salicylic. Cuối cùng, sự phosphoryl hóa Ser307 có thể
được kích thích bởi anisomycin, đặc biệt là Jun N-terminal kinase (JNK) [23]. Một
vài bằng chứng chỉ ra vai trò trung tâm của mTOR trong sự phát triển của tình trạng
kháng insulin và điều hòa sự phosphoryl hóa IRS-1 tại vị trí Ser307. Rapamycin
một chất ức chế mTOR đã cho thấy khả năng ngăn ngừa sự phát triển của tình trạng
kháng insulin thông qua việc ức chế sự phosphoryl hóa Ser của IRS-1. Thêm vào
đó, ức chế mTOR bằng rapamycin có thể ức chế sự phosporyl hóa Ser307 dưới tác
dụng của insulin hoặc stress áp lực thẩm thấu.
1.2.4. Vai trò của sự phosphoryl hóa IRS-1 trong điều trị đái tháo đường
Protein IRS-1 là phần tử trung gian quan trọng trong con đường truyền tin nội
bào của insulin. Thiếu hụt IRS-1 là một trong các nguyên nhân gây ra tình trạng
kháng insulin [58].
14

Sau khi gắn vào IR, các gốc tyrosin của IRS-1 được phosphoryl hóa sẽ hoạt
hóa con đường truyền tín hiệu PI3K/Akt. Akt hoạt hóa sẽ phosphoryl hóa và bất
hoạt glycogen synthase kinase 3 (GSK3), tăng cường vận chuyển phức hợp GLUT4
ra phía ngoài màng tế bào từ đó kích thích quá trình tổng hợp dự trữ glucose dưới
dạng glycogen và thúc đẩy sự dung nạp glucose [23]. Bên cạnh đó, IRS-1 còn hoạt
hóa các isoform không điển hình của PKC (protein kinase C), cùng với Akt, tăng
cường vận chuyển glucose vào trong tế bào. Như vậy, cả hai hướng tác động này
của IRS-1 đều có xu hướng làm giảm nồng độ glucose huyết và cải thiện tình trạng
kháng insulin ở bệnh nhân ĐTĐ type 2. Mặt khác, sự phosphoryl hóa các gốc
serin/threonine trên IRS-1, đặc biệt là Ser307 lại gây xuất hiện tình trạng kháng
insulin hoặc ĐTĐ type II [12]. Sự phosphoryl hóa Ser307 ở IRS-1 ức chế protein
này liên kết với IR để phosphoryl hóa các gốc tyrosin [46]. Khi đó, vùng SHP2 trên
phân tử IRS-1 không còn để lộ vị trí gắn cho PI3K. Hậu quả là làm giảm khả năng
dung nạp glucose và gia tăng tình trạng kháng insulin.
Tóm lại, có thể coi IRS-1 là một đích tác dụng tiềm năng trong điều trị ĐTĐ
hiện nay. Để mang lại hiệu quả điều trị cho các bệnh nhân ĐTĐ type 2, có thể tác
động lên protein này theo nhiều xu hướng khác nhau. Trong đó, hai xu hướng chính
được nghiên cứu nhiều nhất là tăng cường sự phosphoryl hóa các gốc tyrosin hoặc
ức chế sự phosphoryl hóa các gốc serin, đặc biệt là Ser307, trên phân tử IRS-1.
1.2.5. Các nghiên cứu về tác dụng ức chế sự phosphoryl hóa Ser307 trên IRS-1
Năm 2014, Weidong Yin và cộng sự đã tiến hành một nghiên cứu chứng minh
tác dụng của Metalonin trên các tế bào mô mỡ 3T3-L1 đã bị kháng insulin do các
acid béo tự do (FFA). Metalonin được sinh tổng hợp ở tuyến tùng, sau đó tiết vào
máu đảm nhận vai trò điều hòa chuyển hóa glucose. Theo nghiên cứu, tế bào tạo mỡ
3T3-L1 bị gây kháng insulin trước đó bởi acid palmitic (300µM, 6h) sau khi được ủ
với metalonin trong vòng 30 phút có sự gia tăng đáng kể lượng GLUT-4 và giảm
lượng IRS-1 được phosphoryl hóa ở vị trí Ser307. Kết quả này cho thấy, metalonin
có thể làm tăng độ nhạy cảm với insulin thông qua tác dụng ức chế sự phosphoryl

hóa Ser307 ở IRS-1 và tăng biểu hiện GLUT-4 ở các tế bào tạo mỡ 3T3-L1 xuất
15


hiện tình trạng kháng insulin. Từ đó, nghiên cứu đưa đến kết luận: metalonin làm
tăng độ nhạy cảm với insulin thông qua tác dụng ức chế sự phosphoryl hóa Ser và
tăng cường chức năng của IRS-1 [45].
Năm 2015, György Kéri cùng các cộng sự đã tiến hành một nghiên cứu lớn
nhằm sàng lọc khả năng ức chế sự phosphoryl hóa Ser307 trên IRS-1 ở mô hình tế
bào bị gây ĐTĐ thực nghiệm của các hợp chất tổng hợp có tác dụng điều trị ĐTĐ.
Nghiên cứu tiến hành trên 51 chất, tất cả đều là các dẫn chất của pyrido[2,3-d]
pyrimidin-7-one. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, các hợp chất ức chế hiệu quả sự
phosphoryl hóa Ser307 của IRS-1 khi có nhóm thế phenoxxy ở vị trí số 6 của lõi
pyrido-pyrimidin. Trong đó, 5 hợp chất có tác dụng ức chế sự phosphoryl hóa
Ser307 hiệu quả nhất là Cyclopentyl-2,4-F2Ph (61%), Cyclohexyl-2,4-F2Ph (59%),
3-methanesulfonamidopropyl-2,4-F2Ph (87%), 1-aminosulfonylpiperidin-4-yl-2,4F2Ph (96%), 2-methanesulfonamidoethyl-2,4-F2Ph (54%) [22].
1.3. Cây chuối tiêu (Musa paradisiaca L. - Musaceae)
1.3.1. Vị trí, phân loại
Vị trí của cây chuối tiêu trong hệ thống phân loại thực vật dược được tóm tắt
như sau [2]:
Ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta)
Lớp Hành (Liliopsida)
Phân lớp Hành (Lilidae)
Bộ Gừng (Zingiberales)
Họ Chuối (Musaceae)
Chi Musa
Loài Paradisiaca
1.3.2. Đặc điểm thực vật và phân bố
Chuối tiêu thuộc loại cây thảo, rễ ngắn, thân giả cao từ 2,5m đến 4,0m, thân
thật là phần nằm dưới mặt đất gọi là củ chuối. Lá có bẹ, cuống lá hình tròn, có

khuyết rãnh, lá to, dài, mặt trên màu xanh đậm, mặt dưới xanh nhạt. Cán hoa xuyên
từ thân, hoa mọc thành bông buồng, có lá bắc màu đỏ, bầu dưới 3 ngăn. Quả nằm
16