Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta ở vùng biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

DƢƠNG THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC, HOẠT TÍNH GÂY
ĐỘC TẾ BÀO VÀ KHÁNG VIÊM CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN
Rhabdastrella providentiae VÀ Xestospongia muta Ở VÙNG
BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số

: 9.44.01.14

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2019


Công trình được hoàn thành tại: Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Phan Văn Kiệm
Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Bùi Hữu Tài

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Học viện,
họp tại Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam vào hồi
giờ , ngày tháng năm 201 .

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam
- Thư viện Quốc gia Việt Nam


1

MỞ ĐẦU
Trong nhi u năm g n đ y, với s h trợ c a các
thuật ti n
tiến, các hoạt chất t thi n nhi n đ
n n được ph n ập và đánh
giá hoạt t nh sinh học ất nhi u thuốc c nguồn gốc sinh vật iển đ
c m t tr n th trường o các h ng ược ớn tr n thế giới cung cấp,
như à: Cytara ine, Ha aven, Ziconoti e, Vi ara ine, Tra ecte in…
Việt Nam với lợi thế có bờ biển ài hơn 3 260 m chạy dọc
t Bắc vào Nam, nhi u hòn đảo ven biển, đ c biệt có hai qu n đảo
Trường Sa và Hoàng Sa nằm giữa biển Đông Đi u kiện đ a ý đ đ
đem ại nhi u thuận lợi, ti m năng v nguồn tài nguyên thiên nhiên
phong phú cho đất nước, tạo nên hệ sinh vật biển vô cùng đa ạng, dồi

dào cả v trữ ượng và thành ph n loài. Các kết quả nghiên cứu cho
thấy số ượng loài hải miên ở vùng biển Việt Nam được phát hiện
khoảng 160 loài và phân bố tập trung ở vùng biển quanh các đảo ven
bờ và xa bờ Trong đ mới chỉ nghiên cứu v thành ph n hóa học và
hoạt tính sinh học c a khoảng 20 loài. Riêng loài hải miên
Rhabastrella providentiae chưa c nghi n cứu nào trên thế giới cũng
như ở Việt Nam. Loài hải miên Xestospongia muta cũng chưa c
nghiên cứu nào ở Việt Nam.
Việc nghiên cứu, khảo sát thành ph n hóa học và hoạt tính
sinh học c a các loài hải mi n đang à vấn đ thu hút s quan tâm c a
các nhà khoa học trên thế giới. Ở Việt Nam, bước đ u đ c những
công trình nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học
c a các loài sinh vật biển đăng tr n các tạp chí quốc tế uy t n nhưng
chưa nhi u. Chính vì thế, nhiệm vụ nghiên cứu khảo sát v thành
ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a hải miên nói riêng và sinh vật
biển nói chung ở nước ta là rất quan trọng. Xuất phát t điểm đ , đ
tài “Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và
kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và
Xestospongia muta ở vùng biển Trung bộ Việt Nam” đ được l a
chọn.
Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành ph n hóa
học c a hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và


2

Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung bộ Việt Nam Đánh giá
hoạt t nh g y độc tế bào và hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất
phân lập được để tìm kiếm các hoạt chất àm cơ sở khoa học cho
những nghiên cứu tiếp theo để tạo ra sản phẩm chăm s c sức khỏe

cho cộng đồng.
Nội dung luận án bao gồm:
1. Phân lập các hợp chất t hai loài hải miên Rhabdastrella
providentiae và Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung bộ Việt
Nam bằng các phương pháp sắc ký;
2. Xác đ nh cấu trúc hóa học c a các hợp chất phân lập được bằng
các phương pháp vật lý, hóa học;
3. Đánh giá hoạt t nh g y độc tế ào ung thư in vitro c a các hợp
chất phân lập được;
4. Đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro c a các hợp chất phân lập
được.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
Bao gồm ph n tổng quan v các nghiên cứu trong nước và quốc tế v
thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a hải miên nói chung và hải
miên thuộc hai giống Rhabdastrella và Xestospongia.
1.1. Giới thiệu chung về hải miên: ph n này giới thiệu v đ c điểm,
phân bố, các nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học
c a hải miên nói chung.
1.2. Tổng quan về hải miên thuộc giống Rhabdastrella
1.2.1. Giới thiệu vài nét về hải miên thuộc giống Rhabdastrella
Hải miên giống Rhabdastrella thuộc họ Ancorinidae, bộ
Astrophorida, lớp Demospongia. Các nhà hoa học đ ph n ập và
xác đ nh cấu trúc c a hoảng hơn 80 hợp chất, các hợp chất đ u
thuộc khung isomalabaricane oại nortriterpenoi và triterpenoi
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về giống Rhabdastrella trên thế giới
1.2.2.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống
Rhabdastrella


3

1.2.2.2. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất
isomalabaricane phân lập từ hải miên giống Rhabdastrella
1.2.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của hải miên giống
Rhabdastrella
1.3. Tổng quan về hải miên thuộc giống Xestospongia
1.3.1. Giới thiệu chung về hải miên thuộc giống Xestospongia
Đến năm 2018 c hoảng 350 nghi n cứu v hải mi n thuộc
giống Xestospongia. T các nghi n cứu đ ph n ập và xác đ nh cáu
trúc c a hỏng 400 hợp chất
1.3.2. Tình hình nghiên cứu về hải miên thuộc giống Xestospongia
trên thế giới
1.3.2.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống
Xestospongia
1.3.2.2. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất macrocyclic
bis-quinolizidine alkaloid phân lập từ hải miên giống Xestospongia
1.3.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các hợp chất
alkaloid phân lập từ hải miên thuộc giống Xestospongia.
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Mẫu hải miên Rhabdastrella providentiae (Dendy, 1916)
được thu ở rạn san hô thuộc vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Tr . Mẫu hải
miên Xestospongia muta (Schmidt, 1870) được thu ở rạn san hô
thuộc vùng biển V nh Mốc, Quảng Tr . Tên khoa học c a hai mẫu
được xác đ nh bởi GS TS Đ Công Thung, Viện Tài nguyên và Môi
trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam
(VAST). Mẫu tiêu bản được ưu giữ tại Viện Hóa sinh biển, VAST.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp phân lập các hợp chất
Phương pháp xác định cấu trúc

Phương pháp xác định hoạt tính sinh học
2.3. Phân lập các hợp chất
2.3.1. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên R. providentiae


4

Hình 2.3. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài Rhabdastrella providentiae

2.3.2. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên X. muta

Hình 2.4. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài Xestospongia muta
2.4. Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất đã phân lập
được
2.5. Kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được
2.5.1. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập
được từ loài R. providentiae


5

- Bảng 2.1. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong
tế bào BV2 của hợp chất RP1-RP18
Hợp chất
RP2
RP5
RP7
RP8
RP9
RP10

RP11
RP12
RP13
RP14
RP15
RP16

IC50 (µM)
7,4 ± 0,4
75,3 ± 3,8
17,5 ± 0,9
46,8 ± 2,3
22,9 ±1,1
39,2 ± 2,0
26,3 ± 1,3
19,4 ± 1,0
29,4 ± 1,5
17,1 ± 0,9
19,5 ± 1,0
43,8 ± 2,2
4,5 ± 0.5

Butein
2.5.2. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập
được từ loài X. muta
Bảng 2.2. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sự sản sinh ra NO
trong tế bào BV2 của các hợp chất XM1-XM11
Hợp chất
XM1
XM6

XM8

IC50 (µM)
4,9±0,24
11,5± 0,57
8,2 ± 0,41
4,4 ± 0,5

Butein
2.5.3. Kết quả nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư các hợp
chất phân lập được từ loài R. providentiae
Bảng 2.3. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất RP1-RP18
Hợp
chất
RP1
RP2
RP3
RP7
ĐC

IC50 (µM)
Hep-G2
84,70±3,45
13,99±2,13
71,26±3,99
56,03±2,25
2,03 ± 0,3

LU-1
84,82±6,67

14,75±1,30
63,38±2,45
62,20±3,41
1,96 ± 0,2

MCF-7
77,92±4,54
16,04±2,04
63,76±3,91
55,85±2,96
1,71 ± 0,2

HL-60
56,14± 4,08
14,76± 1,31
46,33± 2,58
48,30± 3,73
2,16 ± 0,1

ĐC: Sử dụng Ellipticine làm đối chứng dương

SK-Mel 2
75,39± 4,83
11,16± 1,40
75,52± 6,69
37,96± 0,07
2,12 ± 0,3


6

2.5.4. Kết quả nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các
hợp chất phân lập được từ loài X. muta
Bảng 2.4. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất XM1-XM11
Hợp
chất
XM1
XM2
XM3
XM4
XM5
XM6
XM7
XM8
XM11
ĐC

Hep-G2
0,43±0,03
0,75±0,11
6,58±0,94
5,06±0,39
5,55±0,98
6,85±0,76
30,35±3,04
19,52±1,45
34,31±3,43
1,54 ± 0,37

LU-1

0,76±0,09
0,96±0,09
9,20±1,21
5,63±0,19
5,84±0,45
9,88±0,98
32,59±2,56
22,25±1,26
34,83±0,54
1,38 ± 0,16

IC50 (µM)
MCF-7
0,44±0,05
0,79±0,05
7,36±1,16
5,32±0,67
5,68±0,89
7,82±0,53
24,85±1,21
24,85±0,91
37,96±1,01
1,18 ± 0,12

HL-60
0,62±0,08
0,88±0,17
7,84±0,85
5,65±0,42
6,58±0,94

9,19±0,72
22,95±0,95
16,79±0,74
19,14±1,58
1,34 ± 0,24

SK-Mel 2
0,77±0,13
1,02±0,11
11,23±0,33
5,45±0,91
6,24±0,96
7,51±0,69
35,92±4,87
23,04±2,47
36,63±1,40
1,91 ± 0,28

ĐC: Sử dụng Ellipticine làm đối chứng dương.
Đánh giá cơ chế chống ung thư của hợp chất XM1 đối với
dòng tế bào ung thư vú ở người MCF-7: Kết quả cho thấy hợp chất
XM1 gây nên quá trình apoptosis c a tế ào thông qua àm thay đổi
mức độ biểu hiện c a các protein liên quan trong tế ào ung thư vú
người MCF-7. Đồng thời hợp chất này cũng tác động đến chu kì tế
ào ung thư vú người MCF-7 ở pha G2/M.
CHƢƠNG 3. THẢO LUẬN KẾT QUẢ
3.1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ loài R.

providentiae
3.1.12. Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất mới)

Hình 3.30. Cấu trúc hóa học của hợp chất RP12 và hợp chất RP10


7

Hợp chất RP12 thu được ưới dạng chất bột vô đ nh hình
màu vàng nhạt. Trên phổ khối ượng phân giải cao HR-ESI-MS c a
RP12 xuất hiện các pic ion giả phân tử tại m/z 471.3461 [M+H]+
(tính toán lí thuyết cho công thức phân tử C30H47O4, 471,3474), m/z
493,3289 [M+Na]+ (tính toán lí thuyết cho công thức phân tử
C30H46O4Na, 493,3294), m/z 515,3390 [M+HCOO]- (tính toán lí
thuyết cho công thức phân tử C31H47O6, 515,3373); kết hợp với phổ
13
C-NM cho phép xác đ nh công thức phân tử c a RP12 là
C30H46O4. T công thức phân tử tr n t nh toán được độ bất bão hòa
c a RP12 là 8. Trên phổ 1H-NMR c a hợp chất RP12 xuất hiện tín
hiệu c a 7 nhóm methyl singlet cộng hưởng tại δH 0,95, 1,05, 1,09,
1,50, 1,60, 1,68, 1,71 (3H, s); tín hiệu c a 2 proton olefin tại δH 5,81
(d, J = 8,5 Hz), 5,10 (d, J = 6,5 Hz); tín hiệu c a 3 proton oxymethine
tại δH 4,15 (d, J = �c phân lập
t một số loài hải mi n như X. exigua, Haloclona exigua và có tên


14

thường gọi là araguspongine C. Các dữ liệu 13C-NMR c a XM1 được
phân tích lại trong CDCl3 và nhận thấy hoàn toàn trùng khớp với số
liệu 13C-NMR đ công ố c a hợp chất araguspongine C trong cùng
ung môi đo NM .

Hình 3.52. Các cấu dạng bền của khung 1-oxa-quinolizidine
Bảng 3.19. Số liệu phổ NMR của XM1 và hợp chất tham khảo
C

#

δCd

δCb,

δCa,

d

b

δHa,c (mult., J = Hz)

2, 2′

76,8

76,4

77,6

3,60 (br dd, 10,5, 10,5)

3, 3′

26,4

25,9

26,9

4, 4′

52,9

52,4

53,2

6, 6′

44,6

44,2

45,5

7, 7′

21,3

20,8

21,8

1,79 (dddd, 4,0, 10,5, 13,0, 13,0)
1,13 (br d, 13,0)
3,15 (ddd, 2,5, 13,5, 13,5)
2,99 (br dd, 3,5, 13,5)
3,09 (br dd, 11,5, 11,5)
2,40 (br d, 11,5)
1,94 (m)/ 1,49 (m)

8, 8′

30,0

29,6

33,8

9, 9′

71,1

70,7

72,0

1,54 (ddd, 4,0, 11,0, 11,0)
1,39 (br d, 11,0)
-

10, 10′

90,7

90,3

91,0

4,10 (s)

11, 11′

39,0

38,5

41,3

1,70 (ddd, 4,0, 13,0, 13,0)/1,23 (m)

12, 12′

23,0

22,5

23,7

1,47 (m)/ 1,35 (m)

13, 13′

32,7 32,2 33,0 1,30 (m)/ 1,28 (m)
14, 14′
31,9 31,5 31,0 1,45 (m)/ 1,28 (m)
15, 15′
25,3 24,9 26,3 1,60 (m)/ 1,33 (m)
16, 16′
36,7 36,3 37,6 1,58 (m)/1,38 (m)
a
b
CD3OD, 125MHz, c500MHz, dCDCl3, #δC số liệu c a araguspongine C.


15

Hình 3.53. Các tương tác NOE chính ở phần khung 1-oxaquinolizidine của hợp chất XM1
3.2.12. Tổng hợp các hợp chất phân lập được từ loài X. muta XM1 XM11

T oài hải mi n Xestospongia muta đ ph n ập và xác đ nh
cấu trúc c a 11 hợp chất (XM1-XM11) (Hình 3.78): tất cả 11 hợp
chất đ u thuộc hung macrocyc ic bis-quinolizidine alkaloid, trong
đ c 1 hợp chất mới (XM2) được đ t t n à meso - araguspongine C
và 10 hợp chất đ iết: araguspongine C (XM1), araguspongine N-P
(XM3-XM5), araguspongine A (XM6), araguspongine E (XM7),
araguspongine L (XM8), petrosin (XM9), petrosin A (XM10),
aragupetrosine A (XM11). Có thể thấy, cấu trúc c a các hợp chất này
được tạo thành bởi hai đơn v 1-oxa-quino izi ine, hai đơn v
quinolizidine, hay kết hợp giữa 1 đơn v 1-oxa-quino izi ine và 1 đơn
v quinolizidine. Một số hợp chất có cấu trúc hóa học ở dạng đối
xứng như XM1, XM2, XM3, XM9, XM10 Các điểm nổi bật trong
phân tích cấu trúc các hợp chất phân lập t loài X. muta như sau:

- Hợp chất mới XM2 được xác đ nh hóa lập thể d a trên việc phân
tích chi tiết hằng số tương tác J c a các proton, phân tích cấu dạng và
tương tác hông gian tr n phổ NOESY.
- Các hợp chất XM3-XM4 là những hợp chất cũ nhưng đ y à n
đ u tiên các hợp chất này được biện giải cấu trúc và phân tích hóa
học lập thể.
- Các hợp chất hung macrocyc ic is-1-oxa-quino izi ine mới chỉ
được tìm thấy hơn 20 hợp chất và cũng chỉ được thông báo có trong


16

các oài hải mi n giống Xestospongia. Vì thế, các hợp chất XM1XM11 cũng c thể được sử ụng như những hợp chất mar er trong
đ nh anh các oài hải mi n giống Xestospongia.

Hình 3.78. Cấu trúc hóa học của các hợp chất XM1-XM11
3.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được
3.3.1. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài R.
providentiae

Sau hi đánh giá sơ ộ tác dụng ức chế s sản sinh ra NO
trong tế bào BV2 được kích thích bởi LPS c a 18 hợp chất (RP1RP18) ở nồng độ 80 µM, các hợp chất RP2, RP5, RP7-RP16 không
g y độc tế bào và có khả năng ức chế >50% s sản sinh ra NO trong


17

tế ào BV2 Do đ , các chất này được tiếp tục thí nghiệm ở các nồng
độ khác nhau để xác đ nh giá tr IC50. Kết quả (Bảng 2.1) cho thấy:
Hợp chất RP2 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO trong tế bào

BV2 tốt nhất với giá tr IC50 7,4 ± 0,4 µM. Các hợp chất RP7, RP9,
RP11-RP15 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO đáng chú ý với giá
tr IC50 17,1-29,4 µM. Các hợp chất RP8, RP10, RP16 thể hiện tác
dụng ức chế sản sinh NO với giá tr IC50 39,2-46,8 µM. Còn lại hợp
chất RP5 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO trong tế bào BV2 yếu
nhất với giá tr IC50 75,3 ± 3,8 µM.
Theo tổng quan tài liệu, cho đến nay chưa c nghi n cứu nào
v hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất khung isomalabaricane
analog. Nghiên cứu này có thể được sử dụng làm ti n đ cho những
nghiên cứu s u hơn v hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất RP2,
RP7, RP9, RP11-RP15.
3.3.2. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài
X. muta
Kết quả đánh giá s ảnh hưởng c a 11 hợp chất (XM1XM11) đến s phát triển c a tế bào BV2 ở các nồng độ thử nghiệm
(20, 40 và 80 µM) cho thấy các hợp chất XM2-XM5, XM7 gây chết
tế bào (>30%) ở nồng độ 40 và 80 µM. Tuy vậy, các hợp chất này
không ảnh hưởng đến s phát triển ình thường c a tế bào BV2 ở
nồng độ < 20 µM. Còn các hợp chất XM9-XM11 ức chế <50% s
sản sinh ra NO trong tế bào BV2 ở nồng độ thử nghiệm cao nhất 80
µM. Vì thế, các hợp chất này hông được tiếp tục thí nghiệm để xác
đ nh IC50. Ba hợp chất còn lại XM1, XM6, XM8 tiếp tục được thí
nghiệm ở các nồng độ hác nhau để xác đ nh giá tr IC50. Kết quả
(Bảng 2.2) cho thấy: Cả ba hợp chất XM1, XM6, XM8 đ u thể hiện
hoạt tính kháng viêm mạnh với giá tr IC50 trong khoảng 4,9-11,5
µM Đ c biệt là hợp chất XM1 có khả năng ức chế s sản sinh NO
trong tế bào BV2 với giá tr IC50 4,9 µM g n tương đương với đối
chứng ương utein (IC50 4,4 µM). Theo tổng quan tài liệu, cho đến
nay chưa c nghiên cứu nào v hoạt tính kháng viêm c a các hợp
chất khung alkaloid macrocyclic bis-quinolizidine. Nghiên cứu này

18

có thể được sử dụng làm ti n đ cho những nghiên cứu s u hơn v
hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất XM1, XM6, XM8.
3.3.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập
được từ loài R. providentiae
Kết quả đánh giá hoạt t nh g y độc tế bào in vitro c a 18 hợp
chất phân lập được t loài hải miên R. providentiae (RP1-RP18) trên
5 dòng tế ào ung thư ở người Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-6, SKMel-2 (Bảng 2.3) cho thấy: Hợp chất RP2 thể hiện hoạt t nh g y độc
tế bào mạnh nhất đối với cả 5 dòng tế ào ung thư thử nghiệm với giá
tr IC50 trong khoảng 11,16-16,04 (µM). Các hợp chất RP1, RP3,
RP7 thể hiện hoạt g y độc trên tất cả các dòng tế ào ung thư thử
nghiệm với giá IC50 trong khoảng 37,96-84,82 (µM). Các hợp chất
còn lại không thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào (IC50> 100 µM) đối
với 5 dòng tế bào trên.
T kết quả trên, nhận thấy các hợp chất RP1-RP3 với cấu
trúc isomalabaricane analog 29C thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào
trên các dòng tế ào ung thư thử nghiệm, trong khi các hợp chất còn
lại có cấu trúc isomalabaricane ana og 19C đến 25C không thể hiện
hoạt tính. Hợp chất RP7 với đồng phân 13E thể hiện hoạt tính trong
hi đồng phân 13Z (RP6) không thể hiện hoạt t nh Đi u này cũng
hoàn toàn phù hợp so với nghiên cứu trước đ y rằng: các hợp chất
isomalabaricane analog với ph n mạch nhánh ài hơn thể hiện hoạt
t nh g y độc tế bào mạch hơn các hợp chất có mạch nhánh ngắn, các
đồng phân 13E thể hiện hoạt tính mạnh hơn các đồng phân 13Z. M t
khác, hợp chất RP2 với có cấu hình liên kết đôi 20(22)Z có hoạt tính
g y độc tế ào tăng đáng ể so với đồng phân 20(22)E (RP1), cho
thấy cấu hình c a liên kết đôi C-20/C-22 có thể cũng quyết đ nh tới
hoạt t nh g y độc tế bào c a các hợp chất isomalabaricane analog.

3.3.4. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập
được từ loài X. muta
Kết quả đánh giá hoạt t nh g y độc tế bào in vitro c a 11 hợp
chất phân lập được t loài hải miên X. muta (XM1-XM11) trên 5
dòng tế ào ung thư ở người: Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-6, SK-Mel-


19

2 (Bảng 2.4) cho thấy: Các hợp chất XM1, XM2 (IC50 0,43-1,02 µM)
thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào trên 5 dòng tế ào ung thư thử
nghiệm mạnh hơn đối chứng ương Ellipticine (IC50 1,18-1,91 µM).
Các hợp chất XM3-XM6 thể hiện hoạt tính rất đáng chú ý với giá tr
IC50 4,71-11,23 µM. Các mẫu XM7, XM8, XM11 có khả năng g y
độc tế bào với giá tr IC50 trong khoảng 16,79-37,96 µM. Các mẫu
còn lại chưa thể hiện hoạt tính ở các nồng độ nghiên cứu trên 5 dòng
tế ào ung thư thử nghiệm.
T kết quả nhận được có thể đưa ra các nhận xét sau: các hợp
chất được tạo thành t 1 hay 2 đơn v 1-oxa-quinolizidine (XM1XM8, XM11) thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào trong khi các hợp
chất không chứa đơn v 1-oxa-quinolizidine (XM9, XM10) không
thể hiện hoạt tính. Đối với các chất dạng khung bis-1-oxaquinolizidine: hợp chất không chứa nhóm thế methyl tại C-3 và C-3′
(XM1, XM2) thể hiện hoạt tính g y độc tế bào mạnh hơn hẳn các
hợp chất có nhóm thế methyl (XM3, XM4, XM5). Hợp chất XM8
với một nguyên tử N-Oxide so với XM1 nhưng thể hiện khả năng ức
chế các dòng tế ào ung thư thử nghiệm yếu hơn hẳn so với XM1.
Đánh giá cơ chế chống ung thư của hợp chất XM1:
Hợp chất XM1 (araguspongine C) có hoạt tính ức chế s
phát triển trên các dòng tế ào ung thư thử nghiệm mạnh nhất nên
được l a chọn để tiếp tục đánh giá cơ chế chống ung thư đối với
dòng tế ào ung thư vú MCF-7.

a. Đánh giá tác động của hợp chất XM1 đến chu kì tế bào ung thư vú
người MCF-7 sau 48 giờ xử lí với hợp chất XM1 ở nồng độ 2 và
10µM:

Hình 3.79. Tác động của hợp chất XM1 đến chu kì tế bào MCF-7


20

Bảng 3.30. Tỉ lệ (%) tế bào MCF-7 trong pha G0/G1, S, G2/M và apoptosis
(sub-G1) sau 48 giờ xử lí với hợp chất XM1 ở nồng độ 2 và 10µM
% Tế bào ở các pha của chu trình phân bào
Mẫu
% sub-G1
%G0/G1
%S
%G2/M
Control
0,01
54,92
38,39
5,93
XM1_2µM
0,05
53,10
34,79
9,19
XM1_10µM
0,03
40,00

19,11
24,86

Qua phân tích trên flow cytometry, tỉ lệ tế bào MCF-7 ở pha
G0/G1 và pha S giảm d n theo s gia tăng nồng độ c a hợp chất
XM1. Ph n trăm tế bào ở giai đoạn G2/M tăng n 24,86% sau khi
được xử lí với hợp chất XM1 ở nồng độ 10µM sau 48 giờ (Hình
3.79, Bảng 3.30) Đi u này cho thấy hợp chất XM1 tác động đến chu
kì tế bào ở pha G2/M.
b. Đánh giá tác động của hợp chất XM1 lên sự thay đổi hình thái tế
bào MCF-7 ở nồng độ 2 và 10µM.

Hình 3.80. Tác động của hợp chất XM1 ở nồng độ 2 và 10µM lên hình thái
tế bào ung thư vú người MCF-7

Kết quả kiểm tra hình thái tế bào MCF-7 khi xử lí với hợp
chất XM1 sau 48 giờ cho thấy tế ào đ c s co lại và sáng hơn c a
một số nhân tế bào (do s cô đ c c a các nhiễm sắc thể) và các thể
đ c trưng này xuất hiện nhi u hơn ở nồng độ 10µM. Mật độ tế bào
MCF-7 giảm rõ rệt sau khi xử lí với hợp chất MCF-7 ở nồng độ
10µM. (Hình 3.80). Các đ c điểm hình thái này cho thấy tế bào t
chết theo chương trình (apoptosis) sau hi được xử lí với hợp chất
XM1.
c. Đánh giá tác động của hợp chất XM1 lên quá trình tự chết của tế
bào ung thư vú người MCF-7 ở nồng độ 2 và 10µM.


21

Hình 3.81. Tác động cùa hợp chất XM1 lên quá trình tự chết của tế

bào MCF-7
Kết quả (Hình 3.81) cho thấy hợp chất XM1 gây ra quá trình t chết
(apoptosis) trên tế bào MCF-7. Tỉ lệ apoptotic cells tăng t 2.79% ở
mẫu control lên 50.74% ở mẫu xử lí với hợp chất XM1 ở nồng độ
10µM.
d. Đánh giá tác động của hợp chất XM1 đến biểu hiện của các
protein trên dòng tế bào MCF-7 ở nồng độ 1, 3 và 10µM.

Hình 3.82. Ảnh hưởng của hợp chất XM1 đến các biểu hiện của
Caspase 3, Bcl-2, Bax protein trên dòng tế bào MCF-7 ở nồng độ 1,
3 và 10µM
Ảnh hưởng c a hợp chất XM1 đến các biểu hiện c a Caspase
3, Bcl-2, Bax protein trên dòng tế bào MCF-7 ở nồng độ 1, 3 và
10µM được đánh giá ằng phương pháp Western blot. Kết quả cho
thấy, ở nồng độ 3-10µM, hợp chất XM1 làm giảm biểu hiện c a Bcl2 protein và tăng iểu hiện c a Bax và Caspase -3 (Hình 3.82).
KẾT LUẬN
Đ y à công trình nghi n cứu đ u tiên v thành ph n hóa học
và hoạt tính sinh học c a hai loài hải miên Rhabdastrella


22

providentiae và Xestospongia muta thu thập ở vùng biển mi n Trung
Việt Nam.
1. Nghiên cứu về thành phần hóa học
Sử dụng kết hợp các phương pháp sắc ý và các phương
pháp phổ hiện đại đ ph n ập và xác đ nh cấu trúc 29 hợp chất t hai
loài hải miên R. providentiae và X. muta. Trong đ , c 13 hợp chất
mới. Cụ thể:
- Từ loài R. providentiae đã phân lập và xác định cấu trúc 18 hợp

chất (RP1-RP18): bao gồm 12 hợp chất mới (RP1-RP12) được đ t tên
là: rhabdastrellin G-K (RP1-RP5), rhabdaprovidine A-G (RP6-RP12)
và 4 hợp chất đ iết: jaspolide C (RP13), globostelletin C (RP14),
globostelletin D (RP15), jaspiferin A (RP16), mollisolactone A (RP17),
gibepyrone F (RP18).
- Từ loài X.muta đã phân lập và xác định cấu trúc 11 hợp chất
(XM1-XM11): tất cả 11 hợp chất đ u thuộc hung macrocyclic bisquino izi ine a a oi , trong đ c 1 hợp chất mới (XM2) được đ t t n
là meso - araguspongine C và 10 hợp chất đ iết: araguspongine C
(XM1), araguspongine N (XM3), araguspongine O (XM4),
araguspongine P (XM5), araguspongine A (XM6), araguspongine E
(XM7), araguspongine L (XM8), petrosin (XM9), petrosin A (XM10),
aragupetrosine A (XM11).
2. Nghiên cứu về hoạt tính sinh học
- Đ tiến hành đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư tr n 5 òng
tế bào ung thư ở người: ung thư gan (Hep-G2), ung thư phổi (LU1),ung thư vú (MCF-7), ung thư ạch c u cấp (HL-60), ung thư a
(SK-Mel-2) c a 18 hợp chất (RP1-RP18) phân lập được t loài hải
miên R. providentiae và 11 hợp chất (XM1-XM11) phân lập được t
loài hải miên X. muta. Kết quả cho thấy:
+ Hợp chất RP2 thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào mạnh nhất đối với
cả 5 dòng tế ào ung thư thử nghiệm với giá tr IC50 trong khoảng
11,16-16,04 µM. Các hợp chất RP1, RP3, RP7 thể hiện hoạt tính gây
độc trên tất cả các dòng tế ào ung thư thử nghiệm với giá IC50 trong
khoảng 37,96-84,82 (µM).


23

+ Các hợp chất XM1, XM2 (IC50 0,43-1,02 µM) thể hiện hoạt tính
g y độc tế bào trên 5 dòng tế ào ung thư thử nghiệm mạnh hơn đối
chứng ương Ellipticine (IC50 1,18-1,91 µM). Các hợp chất XM3XM6 thể hiện hoạt tính rất đáng chú ý với giá tr IC50 4,71-11,23 µM.

Các mẫu XM7, XM8, XM11 có khả năng g y độc tế bào với giá tr
IC50 trong khoảng 16,79-37,96 µM. Nghiên cứu cơ chế gây chết tế
ào ung thư MCF-7 c a hợp chất XM1 theo hình thái tế bào ở cấp độ
phân tử đ chỉ ra hợp chất XM1 tác động đến chu kì tế ào ung thư
vú người MCF-7 ở pha G2/M Đồng thời hợp chất này cũng g y n n
quá trình apoptosis c a tế ào thông qua àm thay đổi mức độ biểu
hiện c a các protein i n quan (tăng iểu hiện c a Bax, Caspase-3 và
giảm biểu hiện Bcl-2) trong tế ào ung thư vú người MCF-7.
- Đ nghi n cứu hoạt tính kháng viêm thông qua ức chế s sản sinh
NO trong tế bào BV2 c a 18 hợp chất (RP1- RP18) phân lập được t
loài R. providentiae và 11 hợp chất (XM1-XM11) phân lập được t
loài hải miên X. muta. Kết quả cho thấy:
+ Trong số các hợp chất RP1-RP18, hợp chất RP2 thể hiện khả
năng ức chế sản sinh NO mạnh nhất với giá tr IC50 7,4 ± 0,4 µM,
tiếp theo là các hợp chất RP7, RP9, RP11-RP15 ức chế sản sinh NO
với giá tr IC50 rất đáng chú ý 17,1-29,4 µM, các hợp chất RP8,
RP10, RP16 thể hiện hoạt tính kháng viêm với giá tr IC50 39,2-46,8
µM.
+ Các hợp chất XM1, XM6, XM8 thể hiện hoạt tính kháng viêm
đáng chú ý với giá tr IC50 trong khoảng 4,98-11,58 µM, đ c biệt là
hợp chất XM1 có khả năng ức chế s sản sinh NO trong tế bào BV2
với giá tr IC50 4,9 µM g n tương đương với đối chứng ương utein
(IC50 4,4 µM).
KIẾN NGHỊ
T các kết quả nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính
sinh học c a các loài hải miên R. providentiae và X. muta nhận thấy:
1. Hợp chất XM1 tác động đến chu kì tế ào ung thư vú người MCF-7
ở pha G2/M đồng thời cũng g y n n quá trình apoptosis c a tế bào
thông qua àm thay đổi mức độ biểu hiện c a các protein liên quan

24

trong tế ào ung thư vú người MCF-7. Cho thấy đ y à một hợp chất
ti m năng trong việc nghiên cứu và phát triển thuốc đi u tr ung thư
vú. Vì vậy c n có những nghiên cứu s u hơn v cơ chế g y độc tế
bào trên các dòng tế ào ung thư vú hác nhau ở cấp độ in vivo.
2. Các hợp chất isomalabaricane analog RP1-RP3, RP7 là những
chất mới được phân lập t loài hải miên R. providentiae có ti m năng
để phát triển thành thuốc chống ung thư Vì vậy, c n có nghiên cứu
s u hơn để àm rõ cơ chế tác động c a các hợp chất đ , đ c biệt là
hợp chất rhabdastrellin H (RP2) với giá tr IC50 11,16-16,04 µM.
3. Các hợp chất XM1, RP2 thể hiện hoạt tính ức chế đối với s sản
sinh NO trong BV2 được kích thích bởi LPS rất đáng quan t m với
giá tr IC50 l n ượt là 4,9µM và 7,4 µM. Do vậy, c n nghiên cứu
thêm các thí nghiệm kháng viêm c a hợp chất này ở cấp độ in vivo.
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
- Đ y à nghi n cứu đ u tiên v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh
học c a loài hải miên Rhabdastrella providentiae trên thế giới Đồng
thời là nghiên cứu đ u tiên ở Việt Nam v thành ph n hóa học và
hoạt tính sinh học c a loài hải miên Xestospongia muta. T hai loài
này đ ph n ập và xác đ nh cấu trúc c a:
13 hợp chất mới: rhabdastrellin G-K (RP1-RP5), rhabdaprovidine AG (RP6-RP12); meso - araguspongine C (XM2). Đ c iệt cấu hình
tuyệt đối c a các hợp chất RP11, RP12 được xác đ nh thông qua phổ
NOESY và CD.
- L n đ u ti n thử hoạt tính kháng viêm thông qua khả năng ức chế
sản sinh NO c a các hợp chất khung isomalabaricane và khung
macrocyclic quinolizidine.
- L n đ u tiên thử hoạt t nh g y độc tế ào ung thư c a 13 hợp chất
mới.

25

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Phan Van Kiem, Duong Thi Dung, Pham Hai Yen, Nguyen Xuan

Nhiem, Tran Hong Quang, Bui Huu Tai, and Chau Van Minh. New
isomalabaricane analogues from the sponge Rhabdastrella
providentiae and their cytotoxic activity. Phytochemistry letters, 2018
(26), 199-204.
2. Duong Thi Dung, Pham Hai Yen, Nguyen Xuan Nhiem, Tran Hong
Quang, Bui Huu Tai, Chau Van Minh, Dong Cheol Kim, Hyuncheol
Oh, Youn Chul Kim, and Phan Van Kiem. New acetylated terpenoids
from sponge Rhabdastrella providentiae inhibit NO production in LPS
stimulated BV2 cells. Natural Product Communications, 2018, 13 (6),
661-664.
3. Duong Thi Dung, Dan Thi Thuy Hang, Nguyen Xuan Nhiem, Tran
Hong Quang, Bui Huu Tai, Pham Hai Yen, Nguyen Thi Hoai, Do
Cong Thung, and Chau Van Minh, Phan Van Kiem. Rhabdaprovidines
D-G, four new 6,6,5-tricyclic terpenoids from the Vietnamese sponge
Rhabdastrella providentiae. Natural Product Communications, 2018,
13(10), 1251-1254.
4. Duong Thi Dung, Dan Thi Thuy Hang, Pham Hai Yen, Tran Hong
Quang, Nguyen Xuan Nhiem, Bui Huu Tai, Chau Van Minh, YounChul Kim, Dong Cheol Kim, Hyuncheol Oh, and Phan Van Kiem.
Macrocyclic bis-quinolizidine alkaloids from Xestospongia muta.
Natural Products Research, />2018.1455043.
5 Dương Th Dung, Đan Th Thúy Hằng, Phạm Hải Yến, Nguyễn Xuân
Nhiệm, Tr n Hồng Quang, Bùi Hữu Tài, Phan Văn Kiệm. Nghiên cứu
thành ph n hóa học loài hải miên Rhabdastrella providentiae. Tạp chí

Hóa học, 2018, 56(1), 81-85.
6. Duong Thi Dung, Nguyen Xuan Nhiem, Do Thi Trang, Pham Hai
Yen, Tran Hong Quang, Hoang Le Tuan Anh, Do Cong Thung, Bui
Huu Tai, Chau Van Minh, Phan Van Kiem. Isolation of
isomalabaricane analog from the sponge Rhabdastrella providentiae.
Vietnam journal of chemistry, 2017, 55(6e), 38-41.
7. Duong Thi Dung, Nguyen Thi Cuc, Pham Hai Yen, Nguyen Xuan
Nhiem, Tran Hong Quang, Hoang Le Tuan Anh, Do Cong Thung, Do
Thi Thao, Bui Huu Tai, Chau Van Minh, Phan Van Kiem. Petrosin and
petrosin A from the Vietnamese sponge Xestospongia muta. Vietnam
journal
of
chemistry,
2017,
55(6e),
72-75.