Nghiên cứu biến đổi của một số gen ty thể ở bệnh ung thư vú

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*****

Nguyễn Thị Tú Linh

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ GEN TY THỂ
Ở BỆNH UNG THƯ VÚ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*****

Nguyễn Thị Tú Linh

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA MỘT SỐ GEN TY THỂ
Ở BỆNH UNG THƯ VÚ
Chuyên ngành:

Nhân chủng học

Mã số:

62420102

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hướng dẫn chính: PGS.TS. Trịnh Hồng Thái
Hướng dẫn phụ: PGS.TS. Tạ Văn Tờ

Hà Nội - 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực do tôi
thực hiện với sự tham gia của một số đồng nghiệp, được công bố một phần trong
các bài báo khoa học và đã được các đồng tác giả đồng ý cho phép sử dụng trong
luận án. Công trình này đã được thực hiện với sự hướng dẫn khoa học của tập thể
cán bộ hướng dẫn.
TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Tú Linh


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, cho phép tôi được bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc
tới PGS.TS. Trịnh Hồng Thái và PGS.TS. Tạ Văn Tờ, hai người thầy đã tận tình
hướng dẫn, động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá
trình nghiên cứu và viết luận án này. Những nhận xét và góp ý của các Thầy, đặc
biệt là những gợi ý về hướng giải quyết vấn đề trong suốt quá trình nghiên cứu,
thực sự là những bài học vô cùng quý giá đối với tôi không chỉ trong quá trình viết
luận án mà cả trong hoạt động nghiên cứu chuyên môn sau này.
Tôi xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình và tạo điều kiện về thời
gian của Ban chủ nhiệm Khoa Sinh học, TS. Tô Thanh Thúy, Trưởng Bộ môn Sinh
lý học và Sinh học người, cùng các thầy, cô giáo, các anh chị, bạn bè đồng nghiệp

trong Bộ môn Sinh lý học và Sinh học người đã giúp đỡ, góp ý và tạo mọi điều kiện
tốt nhất cho tôi trong quá trình nghiên cứu và viết luận án của mình. Tôi cũng xin
được cảm ơn PGS.TS. Trần Quang Bình, Phòng thí nghiệm Di truyền phân tử, Viện
Vệ sinh dịch tễ Trung Ương đã hướng dẫn một số cách thức phân tích thống kê số
liệu. Những chỉ dẫn này đối với tôi rất hữu ích trong quá trình viết luận án.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học
và các phòng ban chức năng của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều
kiện làm việc thuận lợi để tôi hoàn thành các thủ tục cần thiết của nghiên cứu sinh.
Tôi xin cảm ơn đề tài KC.04.10/11-15 và QG.16.14 đã hỗ trợ kinh phí để thực hiện
luận án, Bệnh viện K, Viện Huyết học - Truyền máu Trung ương đã cung cấp mẫu
và Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Enzyme và Protein, đặc biệt là Phòng
Proteomics và Sinh học cấu trúc đã cho phép tôi sử dụng hệ thống máy móc và thực
hiện nghiên cứu ở đây.
Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn tới bố, mẹ, chồng, con, gia đình
và bạn bè đã luôn bên cạnh động viên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi
có thể hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Nguyễn Thị Tú Linh


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................6
DANH MỤC CÁC HÌNH ...........................................................................................8
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................10

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................13
1.1. TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÚ ....................................................................13
1.1.1. Tình hình mắc ung thư vú trên thế giới và ở Việt Nam ...........................13
1.1.2. Các yếu tố nguy cơ gây ung thư vú ..........................................................13
1.1.3. Các giai đoạn của ung thư vú ...................................................................14
1.1.4. Các chỉ thị sinh học của ung thư vú .........................................................15
1.1.5. Một số đặc điểm bệnh học của ung thư vú thường được nghiên cứu ......16
1.2. TỔNG QUAN VỀ ADN TY THỂ NGƯỜI .......................................................18
1.3. BIẾN ĐỔI CỦA ADN TY THỂ VÀ BỆNH UNG THƯ ..................................20
1.4. MỘT SỐ DẠNG BIẾN ĐỔI CỦA ADN TY THỂ TRONG BỆNH UNG THƯ
VÀ UNG THƯ VÚ ...................................................................................................22
1.4.1. Biến đổi số bản sao của ADN ty thể ........................................................22
1.4.2. Mất đoạn lớn của ADN ty thể ..................................................................25
1.4.3. Biến đổi của gen ATP6 .............................................................................28
1.4.4. Biến đổi của gen tARN ty thể ..................................................................30
1.4.5. Biến đổi A10398G của gen ND3..............................................................33
1.4.6. Biến đổi của gen ND1 ..............................................................................35
1.5. NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA ADN TY THỂ TRÊN BỆNH NHÂN
UNG THƯ Ở VIỆT NAM ........................................................................................37
Chương 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................39
2.1. NGUYÊN LIỆU .................................................................................................39
2.1.1. Đối tượng ..................................................................................................39
2.1.2. Hóa chất ....................................................................................................40
2.1.3. Thiết bị .....................................................................................................40
1


2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................41
2.2.1. Tách chiết ADN tổng số ...........................................................................42
2.2.2. Điện di kiểm tra sản phẩm trên gel agarose và polyacrylamide ..............43

2.2.3. Khuếch đại đoạn gen quan tâm bằng phương pháp PCR .........................44
2.2.4. Tinh sạch sản phẩm PCR..........................................................................45
2.2.5. Phân tích PCR-RFLP................................................................................46
2.2.6. Nhân dòng và tách chiết ADN plasmid ....................................................47
2.2.7. Định lượng ADN bằng real-time PCR .....................................................49
2.2.8. Xử lý số liệu và tính toán thống kê ..........................................................52
2.3. ĐẠO ĐỨC NGHIÊN CỨU ...............................................................................53
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................54
3.1. XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH SỐ BẢN SAO VÀ MỨC ĐỘ
MẤT ĐOẠN CỦA ADN TY THỂ ...........................................................................54
3.2. PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI SỐ BẢN SAO CỦA ADN TY THỂ .........................58
3.2.1. Kết quả xác định số bản sao của ADN ty thể trong các loại mẫu ............58
3.2.2. Mối liên quan giữa biến đổi số bản sao của ADN ty thể và các đặc điểm
bệnh học của ung thư vú .....................................................................................61
3.3. PHÂN TÍCH MẤT ĐOẠN LỚN CỦA ADN TY THỂ ....................................63
3.3.1. Xác định tỉ lệ mất đoạn 4977 bp ..............................................................63
3.3.2. Xác định tỉ lệ các mất đoạn lớn khác ở bệnh nhân ung thư vú ................67
3.3.3. Xác định mức độ mất đoạn lớn của ADN ty thể ......................................70
3.4. PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI CỦA GEN ATP6 .......................................................75
3.5. PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI CỦA GEN tARN TY THỂ ........................................82
3.5.1. Xác định tần suất biến đổi của gen tARN ty thể .......................................82
3.5.2. Dự đoán sự thay đổi cấu trúc bậc 2 của phân tử tARN có biến đổi .........85
3.5.3. Sàng lọc biến đổi A5536T trên các mẫu nghiên cứu ...............................87
3.6. PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI A10398G CỦA GEN ND3 ........................................89
3.7. PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI T4216C VÀ A4164G CỦA GEN ND1 .....................94
3.8. PHÂN TÍCH TỔNG HỢP MỐI LIÊN QUAN GIỮA MỘT SỐ BIẾN ĐỔI
CỦA ADN TY THỂ VÀ BỆNH UNG THƯ VÚ .....................................................99
2

KẾT LUẬN .............................................................................................................109
KIẾN NGHỊ ............................................................................................................110
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN ......................................................................................................111
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................112
PHỤ LỤC 1 - DANH SÁCH BỆNH NHÂN UNG THƯ VÚ VỚI CÁC ĐẶC ĐIỂM
BỆNH HỌC CỦA BỆNH ........................................................................................... i
PHỤ LỤC 2 - SỐ LIỆU PHÂN TÍCH BIẾN ĐỔI MỘT SỐ GEN TY THỂ Ở
BỆNH NHÂN UNG THƯ VÚ ................................................................................. ix

3


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Viết đầy đủ

∆mtDNA4977

Mất đoạn 4977 bp

ACS

American Cancer Society (Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ)

Cs

Cộng sự

ADN

Deoxyribonucleic acid

ATP

Adenosine triphosphate

Bp

Base pair (Cặp bazơ)

EDTA

Ethylenediaminetetraacetic acid

EtBr

Ethidium bromide

HBB

Hemoglobin subunit beta

LHON

Leber hereditary optic neuropathy
(Hội chứng liệt thần kinh thị giác di truyền Leber)

MELAS

Mitochondrial encephalopathy, lactic axitosis and stroke-like
episodes (Hội chứng não ty thể, nhiễm axit lactic với các
biểu hiện tương tự đột quỵ)

MERRF

Myoclonic epilepsy with ragged-red fibers
(Hội chứng động kinh giật cơ với các sợi cơ đỏ nham nhở)

MFE

Minimum free energy (Năng lượng tự do tối thiểu)

NADH

Nicotinamide adenine dinucleotide hydride

NCBI

National Center for Biotechnology Information
(Trung tâm Quốc gia về Thông tin Công nghệ sinh học)

ND1

NADH dehydrogenase subunit 1

ND3

NADH dehydrogenase subunit 3

ND4

NADH dehydrogenase subunit 4

OR

Odds ratio (Tỉ số odd)

OXPHOS

Oxidative phosphorylation (Phosphoryl hóa oxi hóa)

4


Viết tắt

Viết đầy đủ

PCR

Polymerase chain reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp)

RFLP

Restriction fragment length polymorphism
(Đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn)

ROS

Reactive oxygen species (Gốc tự do chứa oxy)

TNM

Tumor - Node - Metastasis
(U nguyên phát - Hạch tại vùng - Di căn xa)

tARN

Transfer ribonucleic acid (ARN vận chuyển)

rARN

Ribosomal ribonucleic acid (ARN ribosome)

5


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các nghiên cứu về đa hình A10398G trên bệnh nhân ung thư vú............34
Bảng 2.1. Phân nhóm bệnh nhân theo các đặc điểm bệnh học của ung thư vú ........39
Bảng 2.2. Trình tự các cặp mồi sử dụng để nhân bản các đoạn ADN quan tâm ......44
Bảng 2.3. Điều kiện phản ứng PCR với các cặp mồi sử dụng ..................................45
Bảng 2.4. Các enzyme giới hạn sử dụng trong phân tích RFLP ...............................47
Bảng 2.5. Trình tự các cặp mồi sử dụng trong phản ứng real-time PCR ..................49
Bảng 2.6. Bảng pha loãng nồng độ plasmid theo hệ số 10 .......................................50
Bảng 2.7. Chu trình nhiệt của phản ứng real-time PCR ...........................................51
Bảng 3.1. Số bản sao ADN ty thể trong các loại mô khác nhau ...............................60
Bảng 3.2. Mối liên quan giữa biến đổi số bản sao của ADN ty thể và các đặc điểm

bệnh học của bệnh ung thư vú...................................................................................62
Bảng 3.3. Tỉ lệ mất đoạn 4977 bp của ADN ty thể trong mô của bệnh nhân
ung thư vú và máu đối chứng ....................................................................................65
Bảng 3.4. Tỉ lệ mất đoạn 4977 bp của ADN ty thể ở mô u theo các đặc điểm
bệnh học của bệnh ung thư vú...................................................................................66
Bảng 3.5. Các mất đoạn lớn chưa được công bố của ADN ty thể trên mô u
của bệnh nhân ung thư vú .........................................................................................68
Bảng 3.6. Các mất đoạn lớn chưa được công bố của ADN ty thể trên mô liền kề
của bệnh nhân ung thư vú .........................................................................................68
Bảng 3.7. Tỉ lệ mất đoạn lớn khác của ADN ty thể trong mô của bệnh nhân
ung thư vú và máu đối chứng ....................................................................................69
Bảng 3.8. Mức độ mất đoạn lớn của ADN ty thể trong mô và máu của bệnh nhân
ung thư vú và bệnh nhân u tuyến vú lành tính ..........................................................71
Bảng 3.9. Mức độ mất đoạn lớn của ADN ty thể theo các đặc điểm bệnh học
của bệnh ung thư vú ..................................................................................................73
Bảng 3.10. Mối liên quan giữa tỉ số mức độ mất đoạn mô u/mô liền kề và các
đặc điểm bệnh học của bệnh ung thư vú ...................................................................74
Bảng 3.11. Thống kê biến đổi của gen ATP6 trên mẫu mô u của bệnh nhân
ung thư vú..................................................................................................................76

6


Bảng 3.12. Thống kê biến đổi của gen ATP6 trên mẫu máu của
người bình thường .....................................................................................................77
Bảng 3.13. Mối liên quan giữa biến đổi G9053A của gen ATP6 với các đặc điểm
bệnh học của bệnh ung thư vú...................................................................................81
Bảng 3.14. Thống kê biến đổi của gen tARN ty thể trên mẫu mô của bệnh nhân
ung thư vú..................................................................................................................84
Bảng 3.15. Mối liên quan giữa biến đổi A10398G của gen ND3 với các đặc điểm

bệnh học của bệnh ung thư vú...................................................................................92
Bảng 3.16. Mối liên quan giữa biến đổi A4164G của gen ND1 với các đặc điểm
bệnh học của bệnh ung thư vú...................................................................................98
Bảng 3.17. Phân tích hồi quy logistic đơn biến mối liên quan giữa một số biến đổi
của ADN ty thể với bệnh ung thư vú ......................................................................102
Bảng 3.18. Phân tích hồi quy logistic đa biến mối liên quan giữa biến đổi
số bản sao và mức độ mất đoạn của ADN ty thể với bệnh ung thư vú ...................102
Bảng 3.19. Ngưỡng biểu ra lâm sàng mức độ mất đoạn lớn của ADN ty thể ........105
Bảng 3.20. Ngưỡng biểu hiện ra lâm sàng biến đổi số bản sao ADN ty thể ..........105
Bảng 3.21. Mô hình phân tích hồi quy logistic đa biến và đơn biến về
mối liên quan giữa biến đổi số bản sao và mức độ mất đoạn của ADN ty thể với
bệnh ung thư vú .......................................................................................................106
Bảng 3.22. So sánh tỉ lệ dương tính giả và âm tính giả của 2 mô hình ..................107

7


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Tỉ lệ mắc và tử vong vì ung thư vú trên thế giới năm 2012 ......................13
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của ty thể người ..................................................................18
Hình 1.3. Cấu trúc ADN ty thể người .......................................................................19
Hình 1.4. Con đường tạo ATP ở tế bào bình thường và tế bào ung thư ...................21
Hình 1.5. Vùng mất đoạn chính (Major Arc) của ADN ty thể .................................25
Hình 1.6. Một số mất đoạn lớn của ADN ty thể trong các dạng ung thư .................26
Hình 1.7. Phức hệ tổng hợp ATP (phức hệ V) của ty thể người...............................28
Hình 1.8. Các gen tARN của ADN ty thể và các mức độ dị tế bào chất tác động
lên kiểu hình ..............................................................................................................31
Hình 2.1. Sơ đồ các bước thực hiện nghiên cứu .......................................................41
Hình 3.1. Kết quả so sánh trình tự nucleotide bằng chương trình BLAST giữa
trình tự đoạn ADN của gen ND1 ty thể và trình tự tham chiếu của hệ gen ty thể

người kèm theo kết quả giải trình tự .........................................................................55
Hình 3.2. Biểu đồ khuếch đại bằng real-time PCR các plasmid mang đoạn gen
ND1 ty thể ở các nồng độ hác nhau và đường chuẩn của gen ND1 ........................56
Hình 3.3. Biểu đồ khuếch đại bằng real-time PCR các plasmid mang đoạn gen
HBB ở các nồng độ hác nhau và đường chuẩn của gen HBB .................................57
Hình 3.4. Biểu đồ khuếch đại bằng real-time PCR các plasmid mang đoạn gen
ND4 ở các nồng độ hác nhau và đường chuẩn của gen ND4 ..................................57
Hình 3.5. Đường biểu diễn nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm khuếch đại bằng
real-time PCR và kết quả điện di sản phẩm real-time PCR trên gel agarose 2% .....58
Hình 3.6. Biểu đồ khuếch đại bằng real-time PCR các đoạn gen ND1, ND4 và
HBB của mẫu mô liền kề (A) và mô u (B) của bệnh nhân # 26137..........................59
Hình 3.7. Vị trí các cặp mồi sử dụng trong xác định mất đoạn 4977 bp ..................63
Hình 3.8. Sản phẩm PCR xác định mất đoạn của 4 cặp mẫu mô u/ mô liền kề........64
Hình 3.9. Mất đoạn lớn khác 4977 bp của ADN ty thể được xác định thông qua
giải trình tự trực tiếp..................................................................................................67
Hình 3.10. Vị trí các đoạn gen ND1 và ND4 nhân lên trong xác định mức độ
mất đoạn lớn bằng real-time PCR .............................................................................70

8


Hình 3.11. Ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi ATP6 F - R......................75
Hình 3.12. Một số biến đổi của gen ATP6 được xác định bằng giải trình tự............76
Hình 3.13. Ảnh điện di sản phẩm PCR và sản phẩm cắt bằng enzyme Hin6I
trên gel agarose 2,5% ................................................................................................79
Hình 3.14. Tỉ lệ biến đổi G9053A trong các nhóm nghiên cứu ................................80
Hình 3.15. Ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi TW-1 và TW-2
trên gel agarose 1% ...................................................................................................83
Hình 3.16. Các biến đổi của gen tARN ty thể được xác định bằng giải trình tự ......83
Hình 3.17. Dự đoán sự thay đổi cấu trúc của các phân tử tARN khi có biến đổi

A5536T, G5645T và A5724G...................................................................................86
Hình 3.18. Ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi TW-3 trên gel agarose
1,7%...........................................................................................................................87
Hình 3.19. Ảnh điện di sản phẩm cắt bằng enzyme FspBI trên gel polyacrylamide
8%..............................................................................................................................88
Hình 3.20. Ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi 10398 F - R trên gel
agarose 1,5% .............................................................................................................89
Hình 3.21. Ảnh điện di sản phẩm PCR được cắt bằng enzyme DdeI trên gel
polyacrylamide 8% ....................................................................................................90
Hình 3.22. Trình tự đoạn ADN ty thể chứa 2 dạng 10398A và 10398G ..................91
Hình 3.23. Phân bố biến đổi A10398G trong các nhóm nghiên cứu ........................91
Hình 3.24. Ảnh điện di sản phẩm PCR sử dụng cặp mồi ND1-1 trên gel agarose
1,5%...........................................................................................................................94
Hình 3.25. Ảnh điện di sản phẩm PCR cắt bằng enzyme NlaIII trên gel
polyacrylamide 10%..................................................................................................95
Hình 3.26. Trình tự đoạn ADN ty thể chứa các biến đổi T4216C và A4164G ........96
Hình 3.27. Tỉ lệ biến đổi A4164G trong các nhóm nghiên cứu ................................97
Hình 3.28. Biểu đồ đường cong ROC ở 2 mô hình dự đoán về mối liên quan
giữa biến đổi số bản sao và mức độ mất đoạn lớn của ADN ty thể với bệnh
ung thư vú................................................................................................................106

9


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ung thư vú là loại ung thư phổ biến nhất và là nguyên nhân gây tử vong
hàng đầu trong các loại ung thư ở nữ giới. Tuy nhiên, tỉ lệ sống sót có thể được cải
thiện nếu bệnh nhân được chẩn đoán ở giai đoạn sớm và tiếp cận với phương pháp
điều trị hiệu quả. Cho đến nay, có 5 chỉ thị sinh học của ung thư vú được Tổ chức

Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) công nhận và chủ yếu được áp dụng
cho chẩn đoán, lựa chọn phương pháp và theo dõi điều trị. Đối với sàng lọc và
chẩn đoán sớm, chụp nhũ ảnh và thăm hám vú vẫn là phương pháp chuẩn trong
lâm sàng, tuy nhiên nguy cơ dương tính giả cao. Điều này cho thấy cần phải tiếp
tục tìm các chỉ thị sinh học đặc hiệu cho sàng lọc phát hiện sớm cũng như tiên
lượng bệnh.
ADN ty thể từ lâu đã được cho là có mối liên quan với quá trình phát sinh
ung thư, trong đó có ung thư vú. Các nghiên cứu gần đây đã xác định được nhiều
biến đổi của ADN ty thể có liên quan với ung thư vú, bao gồm những thay đổi về số
lượng bản sao, biến đổi mức độ biểu hiện và hoạt động của các tiểu đơn vị của
chuỗi hô hấp và các đột biến điểm của ADN ty thể. Tuy nhiên, các kết quả nghiên
cứu vẫn còn gây nhiều tranh cãi và có nhiều điều chưa được làm sáng tỏ. Trên đối
tượng bệnh nhân ung thư vú người Việt Nam, các nghiên cứu về biến đổi của gen ty
thể còn ít và chưa có tính hệ thống. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành
chọn đề tài: “Nghiên cứu biến đổi của một số gen ty thể ở bệnh ung thư vú”. Kết
quả thu được của luận án là tiền đề có thể phát triển để sử dụng trong đánh giá nguy
cơ, hỗ trợ chẩn đoán cũng như tiên lượng bệnh được hiệu quả hơn.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
(1)

Cung cấp dữ liệu ban đầu về biến đổi của một số gen ty thể, bao gồm biến
đổi số bản sao, tỉ lệ và mức độ mất đoạn lớn, biến đổi của gen ATP6, tARN,
ND1 và ND3 của ADN ty thể trên một nhóm đối tượng bệnh nhân ung thư vú
người Việt Nam.

(2)

Tìm hiểu mối liên quan giữa biến đổi của một số gen ty thể với các đặc điểm
bệnh học của bệnh ung thư vú.
10

3. Đối tượng nghiên cứu và địa điểm thực hiện đề tài
-

Mẫu nghiên cứu bao gồm mẫu mô ung thư biểu mô ống tuyến vú (được lấy
tại vị trí khối u, gọi là mô u) và mô liền kề (cách mép u khoảng 5 cm) của
102 bệnh nhân ung thư vú được phẫu thuật triệt căn có vét hạch và chẩn
đoán xác định bằng mô bệnh học tại Khoa Giải phẫu bệnh - Tế bào, Bệnh
viện K.

-

Mẫu đối chứng bao gồm mẫu mô u tuyến vú lành tính và mẫu máu của 20
bệnh nhân được chẩn đoán mắc u tuyến vú lành tính do Khoa Giải phẫu bệnh

-

Tế bào, Bệnh viện K cung cấp và mẫu máu của 65 người cho máu bình
thường do Khoa Sàng lọc máu, Viện Huyết học và Truyền máu Trung ương
cung cấp.
Nghiên cứu được thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học cấu trúc thuộc

Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Enzyme và Protein (KLEPT) và Phòng thí
nghiệm Sinh học người thuộc Bộ môn Sinh lý học và Sinh học người, Khoa Sinh
học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.
4. Đóng góp mới của đề tài
(1)

Luận án là công trình đầu tiên ở Việt Nam cung cấp dữ liệu có tính hệ thống

về biến đổi của một số gen ty thể, bao gồm: biến đổi số bản sao, mất đoạn
4977 bp và mức độ mất đoạn lớn, một số biến đổi của các gen ATP6, tARN,
ND3 và ND1 của ADN ty thể trên đối tượng bệnh nhân ung thư vú người
Việt Nam.

(2)

Kết quả nghiên cứu đã xác định được một số biến đổi mới của ADN ty thể ở
bệnh nhân ung thư vú, gồm: 29 mất đoạn lớn của ADN ty thể, đột biến
9183insC của gen ATP6 và 3 biến đổi của gen mã hóa cho các phân tử tARN
(A5536T, G5645T và A5724G của gen mã hóa tARNTrp, tARNAla và
tARNAsn tương ứng).

(3)

Luận án đã xây dựng được mô hình đánh giá nguy cơ mắc ung thư vú dựa
trên mức độ mất đoạn lớn và số bản sao của ADN ty thể, trong đó mức độ
mất đoạn lớn có ảnh hưởng nhiều hơn so với số bản sao của ADN ty thể.
11


5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-

Luận án cung cấp các bước thực hiện để phát hiện các đột biến ADN ty thể
trên đối tượng bệnh nhân ung thư vú người Việt Nam.

-

Luận án cung cấp dữ liệu ban đầu về các dạng đột biến đa hình của một số

gen ty thể ở các bệnh nhân mắc bệnh ung thư vú người Việt Nam và mối liên
quan giữa các biến đổi này với các đặc điểm bệnh học của bệnh, từ đó hỗ trợ
cho việc chẩn đoán và tiên lượng bệnh được hiệu quả hơn.

12


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÚ
1.1.1. Tình hình mắc ung thư vú trên thế giới và ở Việt Nam
Ung thư vú là dạng ung thư phổ biến nhất và là nguyên nhân gây tử vong
hàng đầu trong các loại ung thư ở nữ giới. Trong năm 2012, ước tính có khoảng
1,67 triệu người mắc mới ung thư vú (chiếm 25% trong các loại ung thư) và
522.000 người tử vong vì ung thư vú [189] (Hình 1.1). Tỉ lệ mắc ung thư vú tăng
theo độ tuổi và có xu hướng gấp đôi trong 10 năm cho đến khi mãn kinh. Sau mãn
kinh, tỉ lệ mắc ung thư vú tăng chậm lại đáng ể. Tại Việt Nam, ung thư vú là loại
ung thư phổ biến thứ 4 sau ung thư gan, phổi, dạ dày và là loại ung thư có tỉ lệ tử
vong cao thứ 5. Tỉ lệ mắc ung thư vú cũng có xu hướng tăng dần, từ 13,8/100.000
phụ nữ mắc trong năm 2000 đến 28,1/100.000 phụ nữ mắc năm 2010, và ước tính
năm 2010 có hoảng 12.533 trường hợp mắc ung thư vú [55].

Hình 1.1. Tỉ lệ mắc và tử vong vì ung thư vú trên thế giới năm 2012 [189]

Tỉ lệ tử vong vì ung thư vú hác nhau giữa các cộng đồng và các quốc gia
hác nhau. Trong đó, tỉ lệ sống sót sau 5 năm có xu hướng thấp hơn ở các nước
đang phát triển so với các nước phát triển [105]. Việc phát hiện ung thư vú ở giai
đoạn sớm của bệnh và tiếp cận tốt hơn với phương pháp điều trị hiệu quả đã được
khuyến cáo là giải pháp để nâng cao tuổi thọ của bệnh nhân ung thư vú [18].
1.1.2. Các yếu tố nguy cơ gây ung thư vú
Cho đến nay, có nhiều yếu tố nguy cơ được cho là nguyên nhân gây ung thư

vú, tuy nhiên, cơ chế tác động của các yếu tố này khiến tế bào bình thường trở thành
tế bào ung thư vẫn chưa được biết đến đầy đủ. Nhưng có một điều rõ ràng rằng các tế
bào bình thường trở thành các tế bào ung thư do đột biến các gen tiền ung thư hoặc
13


gen ức chế ung thư, dẫn đến hoạt hóa các gen gây ung thư và sự mất ổn định của tế
bào trong sửa chữa các lỗi di truyền. Nguyên nhân có thể là do các yếu tố di truyền
hoặc là các yếu tố môi trường, hoặc là sự kết hợp của cả di truyền và môi trường.
Theo Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ (ACS) [17], các yếu tố nguy cơ liên quan
đến di truyền bao gồm: Tiền sử gia đình mắc ung thư vú; khuynh hướng di truyền
(trong đó có hoảng từ 5 - 10% các trường hợp mắc ung thư vú là do di truyền và
liên quan đến đột biến các gen ức chế khối u BRCA1, BRCA2, PTEN, TP53); tiền
sử cá nhân mắc ung thư vú; mắc u tuyến vú lành tính; mức độ hormone nội sinh
cao; tuổi có kinh nguyệt sớm hoặc mãn kinh muộn và tình trạng mang thai và cho
con bú.
Các yếu tố nguy cơ liên quan đến môi trường và lối sống bao gồm: Sử dụng
hormone sau mãn kinh; ít vận động; chế độ ăn nhiều chất béo, ít chất xơ; tăng cân
và béo phì; uống rượu; hút thuốc lá và sử dụng thuốc tránh thai. Một số yếu tố khác
như phơi nhiễm với phóng xạ và Diethylstilbestrol, ô nhiễm môi trường và phơi
nhiễm nghề nghiệp cũng làm tăng nguy cơ mắc ung thư vú. Bên cạnh đó, tỉ lệ mắc
và tử vong vì ung thư vú tăng theo độ tuổi, nữ giới có nguy cơ mắc ung thư vú cao
hơn so với nam giới và 79% trường hợp mắc ung thư vú và 88% trường hợp tử
vong xảy ra ở những phụ nữ trên 50 tuổi [17].
1.1.3. Các giai đoạn của ung thư vú
Đánh giá chính xác giai đoạn bệnh đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình
tiên lượng cũng như điều trị ung thư. Hệ thống phân loại giai đoạn TNM được sử
dụng trong ung thư vú để đánh giá ích thước và mức độ lan rộng của khối u trong
vú (T - Tumor (u nguyên phát)), mức độ lan rộng tới các hạch lympho lân cận (N Node (hạch tại vùng)) và sự di căn hay hông di căn xa của khối u (lan rộng tới các
cơ quan xa) (M - Metastase (di căn xa)) [57]. Từ đó, xác định được các giai đoạn từ

0 - IV của bệnh, trong đó, 0 là giai đoạn khối u tại chỗ, I là giai đoạn sớm của ung
thư vú xâm lấn và IV là giai đoạn bệnh tiến triển nhất. Nghiên cứu cho thấy tỉ lệ
sống sót sau 5 năm thấp hơn ở những phụ nữ được chẩn đoán ở giai đoạn muộn
hơn, cụ thể là 99% đối với giai đoạn I và một số giai đoạn II, 84% đối với giai đoạn
II hoặc III (phụ thuộc vào ích thước hạch và số hạch bạch huyết) và 24% đối với

14


giai đoạn IIIc và IV. Kích thước khối u lớn hơn cũng được cho là làm giảm thời
gian sống. Ví dụ, đối với giai đoạn ung thư tại chỗ (giai đoạn I và II), tỉ lệ sống sót
sau 5 năm là 95% đối với khối u có ích thước ≤ 2,0 cm, 83% đối với khối u có
ích thước 2,1 - 5,0 cm và 65% đối với khối u có ích thước > 5,0 cm [17]. Như
vậy, đánh giá chính xác giai đoạn bệnh giúp đưa ra phương pháp điều trị và tiên
lượng bệnh phù hợp nhất.
1.1.4. Các chỉ thị sinh học của ung thư vú
Cho đến nay có hoảng hai chục chỉ thị sinh học ung thư phân tử được Tổ
chức Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA - US Food and Drug
Administration) chấp thuận, trong đó chỉ có 5 chỉ thị sinh học của ung thư vú bao
gồm: kháng nguyên ung thư 15-3 (cancer-antigen 15-3 - CA15-3), kháng nguyên
ung thư 27-29 (cancer-antigen 27-29 - CA27-29), cytokeratin, thụ thể oestrogen
(ER) và progesterone (PR) và thụ thể của yếu tố tăng trưởng thượng
bì (HER2/NEU) [114]. Tuy nhiên, các chỉ thị sinh học này chủ yếu được áp dụng
cho chẩn đoán, lựa chọn phương pháp và theo dõi điều trị. Đối với sàng lọc và chẩn
đoán sớm ung thư vú, thăm hám vú lâm sàng và các phương pháp chẩn đoán hình
ảnh như chụp nhũ ảnh là phương pháp chuẩn trong lâm sàng [166]. Mặc dù tất cả
các chỉ thị sinh học ung thư vú trên được áp dụng thường xuyên trong lâm sàng, tuy
nhiên, các chỉ thị này có nhiều nhược điểm. Thứ nhất, một số chỉ thị ở giai đoạn
xâm lấn của ung thư vú, điều này đòi hỏi cần phải sinh thiết mô trực tiếp hoặc ít
nhất là bằng chứng sinh thiết hi nghi ngờ. Hơn nữa, đối với các phương pháp sàng

lọc, độ nhạy và độ đặc hiệu còn rất hạn chế. Đối với phụ nữ dưới 40 tuổi, thăm
hám vú lâm sàng là phương pháp sàng lọc được lựa chọn. Tuy nhiên đối với phụ
nữ trên 40 tuổi, phương pháp sàng lọc là thăm hám vú lâm sàng ết hợp với chụp
nhũ ảnh. Độ nhạy của phương pháp thăm hám vú lâm sàng là hoảng 54% [24],
trong hi độ nhạy của chụp nhũ ảnh là hoảng 83,3% ở phụ nữ từ 80 đến 89 tuổi và
được cho là giảm còn hoảng 68,8% đối với phụ nữ từ 40 đến 44 tuổi [32]. Liên
quan đến tỉ lệ dương tính giả, một nghiên cứu điều tra trên tập hợp mẫu lớn trong 10
năm đã ước tính nguy cơ tích lũy dương tính giả lên đến 49,1% đối với chụp nhũ
ảnh và 22,3% đối với thăm hám lâm sàng [59]. Điều này cho thấy cần phải có các
chỉ thị phân tử nhằm dự đoán tiến triển, di căn xa và đặc biệt đối với sàng lọc và
phát hiện sớm bệnh.
15


1.1.5. Một số đặc điểm bệnh học của ung thư vú thường được nghiên cứu
Một số đặc điểm sinh bệnh học của ung thư vú thường được nghiên cứu
trong việc tìm kiếm các chỉ thị sinh học của ung thư vú bao gồm:
Độ tuổi
Nguy cơ mắc ung thư vú ở phụ nữ được cho là tăng theo độ tuổi. Độ tuổi
trung bình được chẩn đoán mắc ung thư vú ở phụ nữ Mỹ là khoảng từ 60 đến 65
[91]. Trong hi đó, ở Việt Nam, Lan và cs (2013) công bố độ tuổi trung bình của
phụ nữ được chẩn đoán mắc ung thư vú là 50 tuổi. Nghiên cứu này cũng cho thấy
có sự tương đồng ở độ tuổi mắc ung thư vú tại Việt Nam và các nước Châu Á
hác, trong đó ung thư vú thường gặp ở nhóm bệnh nhân từ 40 - 49 tuổi, trong khi
ở các nước phát triển, ung thư vú thường gặp hơn ở nhóm bệnh nhân từ 60 đến 70
tuổi [100].
Kích thước khối u
Kích thước khối u là một yếu tố tiên lượng quan trọng trong ung thư vú và có
liên quan tới tỉ lệ sống sót của bệnh nhân. Khi đường kính của khối u nguyên phát
tăng từ dưới 2 cm đến 5 cm hoặc lớn hơn thì tỉ lệ sống sót sau 5 năm giảm từ 96,3%

xuống 82,2% đối với các trường hợp có hạch âm tính. Đối với khối u có ích thước
dưới 2 cm, tỉ lệ sống sót giảm từ 96,3% đối với các trường hợp hạch âm tính xuống
87,4% đối với các trường hợp có từ 1 - 3 hạch, và còn 66% đối với các trường hợp
có từ 4 hạch trở lên. Đối với khối u có đường kính từ 2 - 4,9 cm thì tỉ lệ sống sót
giảm từ 89,4% đối với các bệnh nhân có hạch âm tính xuống còn 79,9% đối với các
bệnh nhân có từ 1 - 3 hạch, và 58,7% đối với các bệnh nhân có từ 4 hạch trở lên
[33]. Bên cạnh đó, thời gian dẫn đến di căn được thấy ngắn hơn ở những bệnh nhân
có ích thước khối u lớn hơn [93]. Ở các bệnh nhân có hạch âm tính, ích thước
khối u được sử dụng để đưa ra quyết định điều trị hỗ trợ do các bệnh nhân có khối u
> 1 - 2 cm thường có nguy cơ tái phát di căn xa là trên 20% [41]. Đối với những phụ
nữ có tình trạng hạch tương đương nhau thì ích thước khối u lớn hơn được cho là
làm tăng nguy cơ tử vong, trong đó 1 mm đường kính khối u có liên quan với tăng
1% nguy cơ tử vong [122].
16


Số hạch
Tình trạng hạch nách đã được chứng minh là yếu tố dự báo quan trọng nhất
đối với ung vú bởi vì tỷ lệ sống sót không mắc bệnh (DFS - disease-free survival)
và tỷ lệ sống sót chung (OS - overall survival) giảm khi số lượng các hạch lympho
dương tính tăng [149]. Số liệu điều tra của Fisher và cs (1983) đánh giá mối liên
quan giữa số hạch nách và tiên lượng bệnh ung thư vú nguyên phát đã cho thấy tỷ
lệ sống sót sau 5 năm của các bệnh nhân có hạch âm tính là 82,8%, các bệnh nhân
có từ 1 đến 3 hạch dương tính là 73%, các bệnh nhân có từ 4 đến 12 hạch dương
tính là 45,7% và đối với các bệnh nhân có nhiều hơn 13 hạch dương tính là 24,8%
[64]. Bên cạnh đó, nghiên cứu của Michaelson và cs (2003) cũng cho thấy đối với
những phụ nữ có khối u có ích thước tương đương nhau thì tỉ lệ tử vong tăng lên
cùng với tăng số lượng hạch dương tính (tăng khoảng 6% nguy cơ tử vong đối với
1 hạch dương tính) [122].
Kích thước hạch

Kích thước hạch lympho là yếu tố quan trọng được sử dụng để dự đoán sự di
căn của hạch nách. Thông thường, hạch có ích thước lớn được cho là có liên quan
với sự di căn, đặc biệt là các hạch có ích thước trên 5 mm [27].
Mức độ biệt hóa
Mức độ biệt hóa của khối u được chia thành 3 cấp độ: biệt hóa cao (độ 1),
biệt hóa vừa (độ 2) và biệt hóa ém (độ 3). Bệnh nhân có khối u ở mức độ 1 có 85%
cơ hội sống sót 10 năm sau hi được chẩn đoán, trong hi ở bệnh nhân có khối u ở
mức độ 3 chỉ có 45% cơ hội sống sót [91].
Việc xác định các chỉ thị sinh học và chỉ thị phân tử mới đối với các biểu
hiện lâm sàng và phản ứng đối với điều trị ở bệnh nhân ung thư vú là lĩnh vực được
nghiên cứu nhiều trong vài thập kỉ gần đây. Tuy nhiên, ết quả nghiên cứu về các
chỉ thị mới này còn gây nhiều tranh cãi và nhầm lẫn về lâm sàng. Trên thực tế, mặc
dù các nghiên cứu có nhiều nỗ lực để xác định các yếu tố tiên lượng và dự đoán
bệnh, nhưng các yếu tố bệnh học truyền thống như tình trạng hạch lympho, kích
thước khối u, độ mô học... vẫn là các chỉ số hữu ích trong tiên lượng ở bệnh nhân
ung thư vú [149].
17


1.2. TỔNG QUAN VỀ ADN TY THỂ NGƯỜI
Ty thể là bào quan nằm trong tế bào chất của tế bào. Chức năng chủ yếu
của ty thể là tạo ra ATP - năng lượng thiết yếu cho các hoạt động của tế bào. Do
đó, phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng, mỗi tế bào có từ hàng trăm đến hàng ngàn
ty thể tùy thuộc vào từng loại tế bào và từng loại mô. Ty thể có cấu trúc màng kép,
bao gồm lớp màng ngoài có tính thấm cao với các kênh vận chuyển (porin) nằm
xung quanh khoảng không gian giữa 2 lớp màng và lớp màng bên trong không có
tính thấm. Màng trong của ty thể tạo thành các mào (cristae) và chứa các chuỗi
vận chuyển điện tử của ty thể. Phần chất nền bên trong chứa các phân tử ribosome
và ADN của ty thể (Hình 1.2).
Ty thể có hệ gen riêng với khoảng từ 10 đến hơn 1000 bản sao ADN trong

mỗi tế bào. ADN ty thể là phân tử mạch kép, vòng, bao gồm 16.569 bp, chứa 37
gen mã hóa cho 13 chuỗi polypeptide của phức hệ phosphoryl hóa oxi hóa
(OXPHOS), 22 ARN vận chuyển (tARN) và 2 tiểu phần 12S và 16S của ARN
ribosome (rARN) (Hình 1.3).

Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của ty thể người [190]

OXPHOS chứa 5 phức hệ enzyme lớn và được mã hóa bởi cả gen nhân (74
gen) và gen ty thể (13 gen). Hai sợi ADN bổ sung của ty thể được chia thành chuỗi
nặng (heavy strand) và chuỗi nhẹ (light strand) dựa vào thành phần guanine của
18


chúng, trong đó chuỗi nặng giàu guanine mã hóa cho 28 trong tổng số 37 gen của ty
thể. Vùng điều khiển (D-loop) không mã hóa của ADN ty thể bắt đầu từ vị trí
nucleotide 16024 đến 576, chứa ba vùng trình tự bảo thủ, promoter và các yếu tố
tăng cường phiên mã (enhancer) của ADN ty thể cũng như các điểm bắt đầu sao
chép của chuỗi nặng (Hình 1.3) [19].

Hình 1.3. Cấu trúc ADN ty thể người [191]

Con đường OXPHOS hoạt động thông qua chuỗi vận chuyển điện tử, được
cấu tạo bởi 5 phức hệ protein: phức hệ I (NADH dehydrogenase), II (succinate
dehydrogenase), III (cytochrome-c reductase), IV (cytochrome-c oxidase) và V
(ATP synthase), nằm trên màng trong của ty thể. Trong đó, phức hệ II được mã hóa
hoàn toàn bởi gen nhân. Phức hệ I bao gồm 7 tiểu đơn vị được mã hóa bởi ADN ty
thể, gồm ND1, ND2, ND3, ND4, ND4L, ND5 và ND6 [175]. Phức hệ III chỉ có một
tiểu đơn vị được mã hóa bởi ADN ty thể là cytochrome b (cyt b). Phức hệ IV có 3
tiểu đơn vị được mã hóa bởi ADN ty thể là cytochrome c oxidase I, II và III (COI,
COII và COIII). Phức hệ V là enzyme tổng hợp ATP bao gồm 2 tiểu đơn vị được

mã hóa bởi ADN ty thể là ATP6 và ATP8 [80].

19


1.3. BIẾN ĐỔI CỦA ADN TY THỂ VÀ BỆNH UNG THƯ
Biến đổi của các gen mã hóa bởi ty thể từ lâu đã được cho là có liên quan với
quá trình tạo u bởi vì các tế bào ung thư cần sử dụng nhiều năng lượng để sinh
trưởng và tăng sinh dưới các điều kiện hạn chế. Mặc dù mối liên quan giữa các đột
biến soma của ADN ty thể và ung thư đã được biết đến từ lâu, tuy nhiên cơ chế tác
động của các đột biến này vẫn còn nhiều điều chưa được làm sáng tỏ.
Ty thể có chức năng quan trọng trong chết theo chương trình của tế bào
(apoptosis), quá trình sinh học thiết yếu trong đó tế bào chết theo một phương thức
được kiểm soát [170]. Apoptosis cũng đóng vai trò chủ yếu trong sự phát triển của
ung thư và trong đáp ứng của tế bào đối với các chất chống ung thư. Bên cạnh đó,
ADN ty thể rất dễ bị tổn thương bởi quá trình oxy hóa do nằm gần với vị trí sản sinh
ra các gốc tự do chứa oxy (ROS - reactive oxygen species), do đó tỉ lệ đột biến của
ADN ty thể tăng từ 10 đến 100 lần so với tỉ lệ đột biến của ADN nhân [19]. Thêm
vào đó, do ADN ty thể không có intron nên hầu hết các đột biến xảy ra trong vùng
trình tự mã hóa và sự tích lũy các đột biến này có thể dẫn đến sự tạo thành khối u.
Mặt khác, không giống với ADN nhân, ADN ty thể không có protein histone bảo vệ
và cơ chế sửa chữa ADN kém hiệu quả dẫn đến dễ xảy ra các sai sót trong quá trình
sao chép. Ước tính tỉ lệ đột biến ở ADN ty thể cao hơn hoảng 19 - 220 lần so với
gen nhân [65]. Do có nhiều bản sao ADN ty thể trong một tế bào nên các phân tử
ADN ty thể bị đột biến có thể cùng tồn tại với phân tử ADN ty thể bình thường.
Hiện tượng này được gọi là trạng thái dị tế bào chất (heteroplasmy). Ngược lại, ở
trạng thái đồng tế bào chất (homoplasmy), chỉ có một dạng ADN tồn tại trong tế
bào. Mức độ biểu hiện bệnh của các đột biến ADN ty thể chủ yếu phụ thuộc vào tỷ
lệ giữa phân tử ADN bị đột biến với phân tử ADN bình thường. Khi mức độ dị tế
bào chất vượt qua một ngưỡng (threshold) nhất định, từ 50% - 90% tùy thuộc vào

loại đột biến và loại mô, thì sẽ biểu hiện ra lâm sàng [12].
Bên cạnh đó, một đặc điểm của các tế bào ung thư là phải tạo ra một lượng
lớn ATP đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng và để tổng hợp các nucleotide,
lipid và protein mới cần cho tăng sinh nhanh chóng (Hình 1.4) [56].

20


Tế bào ung thư
Tế bào bình thường
Hình 1.4. Con đường tạo ATP ở tế bào bình thường và tế bào ung thư
Ở tế bào bình thường, ATP chủ yếu được tổng hợp ở ty thể thông qua chu trình acid
tricarboxylic (TCA) và sau đó là OXPHOS. Ngược lại, theo Warburg, các tế bào ung thư
dựa vào đường phân (glycosis) để sản xuất ATP [56]

Ty thể tạo ra năng lượng cho tế bào thông qua 2 con đường chính: i)
OXPHOS và chu trình acid citric, trong đó con đường OXPHOS, nguồn tạo năng
lượng chính của các sinh vật hiếu khí, tạo ra năng lượng gấp 10 lần so với chu trình
acid citric, và ii) con đường đường phân (glycosis). Ở các tế bào bình thường, con
đường OXPHOS tạo ra khoảng 90% năng lượng ATP trong hi con đường đường
phân (glycosis) chỉ chiếm khoảng 10% [142]. Otto Warburg là người đầu tiên quan
sát thấy rằng các tế bào ung thư tăng sinh tiêu thụ rất nhiều glucose và giải phóng ra
lactate thay vì CO2 [173]. Điều này có nghĩa là các tế bào ung thư sử dụng con
đường OXPHOS ít hơn, tạo ra khoảng 50% ATP từ OXPHOS và 50% ATP từ
đường phân. Đặc biệt là sự thay đổi này xảy ra thậm chí hi có đầy đủ oxy cung cấp
cho trao đổi năng lượng của ty thể, và do đó hiện tượng này được gọi là “Đường
phân hiếu hí” hoặc “Hiệu ứng Warburg” [56].
Tuy nhiên, giả thuyết của Warburg không áp dụng được cho tất cả các dạng
tế bào ung thư hoặc trong mọi điều kiện. Một số nghiên cứu cho thấy OXPHOS
chiếm khoảng từ 40 - 80% của ATP tổng số được tạo ra trong tế bào trong môi

trường giàu glucose [128]. Ngoài ra, thiếu oxy hoặc thiếu oxy máu gián đoạn
và/hoặc thiếu glucose góp phần vào việc chuyển đổi sang sử dụng đường phân hoặc
hô hấp không phụ thuộc glucose ở các tế bào ung thư để tạo ra đủ lượng ATP yêu
cầu [39].
21