Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Và Một Số Tác Dụng Sinh Học Của Cây Đinh Lăng (Polyscias Fruticosa (L.) Harms)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - ĐỖ VĂN MÃI NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ MỘT SỐ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA CÂY ĐINH LĂNG (POLYSCIAS FRUTICOSA (L.) HARMS) Ngành: DƯỢC HỌC CỔ TRUYỀN Mã số: 62720406 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC TP Hồ Chí Minh, năm 2022 Cơng trình hoàn thành tại: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN CƠNG LUẬN Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Cửu Khoa Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Thị Hoài Phản biện 3: GS.TS Bùi Tùng Hiệp Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Vào hồi 30 phút ngày 05 tháng năm 2022 Có thể tìm hiểu Luận án thư viện: -Thư viện Quốc gia Việt Nam -Thư viện Khoa học Tổng hợp TP HCM -Thư viện Đại học Y Dược TP HCM DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI CỦA TÁC GIẢ Đỗ Văn Mãi, Nguyễn Tấn Phát Trần Công Luận (2019), "Chiết xuất, phân lập số saponin từ Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harm) trồng An Giang", Tạp chí Dược học, 514, tr 78-80 Đỗ Văn Mãi Trần Công Luận (2020), "Xây dựng ADN mã vạch cho Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) trồng An Giang", Tạp chí Dược học, 528, tr 51-54 Đỗ Văn Mãi Trần Công Luận (2020), "Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn sở cho Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms trồng An Giang", Tạp chí Y học Việt Nam, 489 (2), tr 193-197 Đỗ Văn Mãi Trần Công Luận (2020), "Phân lập sterol từ Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms", Tạp chí Y học Việt Nam, 490 (2), tr 69-72 Do Van Mai, Thieu Van Duong, Truong Trong Ngon, Tran Cong Luan (2021), “Genetic relationship among different cultivars of Polyscias fruticosa (L.) Harms) in Vietnam based on morphological characteristics and sequences of “rbcL” gene”, Journal of Medicinal Materials-Hanoi, 26 (1+2), pp 127-132 Do Van Mai, Nguyen Hoang Minh, Ha Quang Thanh, Mai Thanh Chung, Tran Cong Luan, Nguyen Thi Thu Huong (2021), “The protective effects of Polyscias fruticosa extracts against chemotherapy drugs-induced hepatorenal toxicity”, Journal of Medicinal MaterialsHanoi, 26 (1+2), pp 95-101 Đỗ Văn Mãi Trần Công Luận (2021), "Nghiên cứu thành phần chất bay Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) trồng số tỉnh Việt Nam", Tạp chí Y Dược học, 29, tr.127-132 Do Van Mai, Tran Cong Luan, Nguyen Tan Phat (2020), "Polysciosides J and K, two new oleanane-type triterpenoid saponins from the leaves of Polyscias fruticosa (L.) Harms cultivating in An Giang Province, Viet Nam", Natural Product Research, 34 (9), pp 1250-1255 Do Van Mai, Tran Cong Luan, Duong Thuc Huy, Phan Hoang Vinh Truong, Nguyen Huu Hung, Nguyen Thi Phuong, Sichaem Jirapast (2021), "Chemical constituents of the leaves of Polyscias fruticosa", Chemistry of Natural Compounds, 57 (6), pp 1125-1127 1 GIỚI THIỆU LUẬN ÁN a Lý tính cần thiết nghiên cứu Trong năm gần đây, giới có xu hướng quay với nguồn dược liệu thiên nhiên phát nhiều tác dụng không mong muốn nhiều loại thuốc sản xuất đường tổng hợp hóa học Đặc biệt dược liệu có tác dụng bổ, tăng lực, chống stress ý đời sống người dân ngày nâng cao nên nhu cầu bảo vệ, nâng cao sức khỏe xã hội quan tâm Nhân sâm vị thuốc bổ nhân dân tín nhiệm lâu đời Hơn nữa, năm gần tác dụng bảo vệ gan, thận Nhân sâm trước ảnh hưởng thuốc hóa trị nhà nghiên cứu quan tâm chứng minh Tuy nhiên, Nhân sâm khó trồng, hiếm, giá thành cao nên khoảng 50 năm qua nhà khoa học ngồi nước ln tìm kiếm loài dược liệu khác thuộc họ Nhân sâm để thay số tác dụng mang lại từ Nhân sâm, có thuộc chi Polyscias Đây chi lớn thứ họ Nhân sâm Đa số sử dụng làm cảnh, có vài lồi sử dụng làm thuốc, Đinh lăng thuộc loài Polyscias fruticosa (L.) Harms sử dụng làm thuốc phổ biến Polyscias fruticosa nghiên cứu năm 60, thuốc quý đưa vào Dược điển Việt Nam vị thuốc bổ khí, lợi sữa, tăng lực chống stress; cịn gọi “Nhân sâm người nghèo” Nhiều nghiên cứu cho thấy lồi Polyscias fruticosa có thành phần saponin, polyacetylen, tinh dầu, flavonoid có nhiều tác dụng sinh học mang lại chống oxy hóa, cải thiện số lượng tinh trùng, cải thiện trơn tử cung, cải thiện trí nhớ, hạ đường huyết, chống hen suyễn, kháng histamin, chống hủy tế bào xương Bên cạnh đó, Đinh lăng loại dễ trồng, rẻ tiền phù hợp với điều kiện mơi trường nước ta Vì thế, Đinh lăng Thủ Tướng Chính Phủ phê duyệt quy hoạch vùng trồng nhiều nơi nước với hy vọng tìm cơng dụng thay cho Nhân sâm vị thuốc nhân dân sử dụng từ lâu Mặc dù, Đinh lăng nghiên cứu từ lâu nước ta, có rễ cao rễ Đinh lăng đưa vào Dược điển Việt Nam dùng làm thuốc nghiên cứu Trong đó, tình hình thực tế ngồi việc sử dụng rễ người dân cịn sử dụng Đinh lăng phổ biến thực phẩm ngày, đồng thời để phịng hỗ trợ điều trị bệnh Vì Đinh lăng hàng năm cho nguồn sinh khối phong phú, dễ thu hái tất phận Đinh lăng Từ hàng loạt sản phẩm thị trường sử dụng phận dùng đời, dân gian dùng để làm gỏi cá gối nằm cho trẻ nhỏ Do đó, để theo kịp với phát triển khoa học đại tiềm sẵn có cần nghiên cứu theo hướng ứng dụng dựa thành phần hóa học tác dụng sinh học Thêm vào đó, để tăng cường nghiên cứu mang tính thuyết phục mặt thực vật, hóa học sinh học, đề tài kế thừa nghiên cứu trước để mở rộng phát triển sâu cho dược liệu Đinh lăng dễ trồng quý giá Chính lý trên, để tạo sở khoa học cho việc khai thác, sử dụng hiệu khẳng định giá trị Đinh lăng thuộc họ Nhân sâm theo hướng kế thừa, phát triển ứng dụng nghiên cứu tác dụng sinh học để hỗ trợ điều trị bệnh gan-thận, bên cạnh tác dụng trội họ Nhân sâm bồi bổ, tăng lực tăng cường miễn dịch đề tài tiến hành b Mục tiêu nghiên cứu - Phân tích đặc điểm thực vật học định danh loài Đinh lăng - Xác định thành phần hóa học có Đinh lăng - Đánh giá tác dụng bảo vệ gan, thận cao toàn phần lá, rễ cao phân đoạn tiềm trước độc tính thuốc hóa trị c Những đóng góp nghiên cứu Sau thời gian nghiên cứu luận án đạt số kết mới, đóng góp vào cơng trình nghiên cứu cho Đinh lăng sau: Về mặt thực vật học - Lần xây dựng mã vạch loài Polyscias fruticosa vùng gen rbcL, công bố Genbank (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore) với mã số nhận diện MN049915 - Lần cơng bố đa dạng di truyền lồi Polyscias fruticosa 10 vùng trồng khác Việt Nam dựa vùng gen rbcL Về mặt hóa học - Lần cơng bố hàm lượng phân tích GC/MS so sánh thành phần chất bay 10 mẫu Đinh lăng trồng 10 tỉnh/thành phố khác Việt Nam - Lần phân lập hợp chất mới: Polysciosid J, Polysciosid K; hợp chất chi Polyscias: Chikusetsusaponin IVa, olean-12-en-3β,15α-diol, stigmasta4,22-dien-3-on, esculetin, liquiritigenin, 6,15α-epoxy-1β, 4βdihydroxyeudesman, acid caffeic, (E)-isoferulaldehyd hợp chất loài Polyscias fruticosa: Stigmasterol, acid 3- O-β-D-glucopyranosyl-(1→4)--D-(6-O-methyl) glucuronopyranosyloleanolic Về mặt tác dụng sinh học - Các cao toàn phần lá, cao toàn phần rễ, cao n-BuOH lá, cao nBuOH rễ chưa thể độc tính cấp đường uống liều Dmax 25,71 g/kg; 33,23 g/kg; 26,39 g/kg; 34,08 g/kg thời gian 72 kéo dài đến 14 ngày - Lần công bố kết nghiên cứu, cho biết cao Đinh lăng có tác dụng bảo vệ thận dựa mơ hình gây tổn thương thận cấp trước tác nhân thuốc hóa trị cisplatin - Lần cơng bố kết nghiên cứu, cho biết cao Đinh lăng có tác dụng bảo vệ gan dựa mơ hình gây tổn thương gan cấp trước tác nhân thuốc hóa trị cyclophosphamid d Bố cục luận án Luận án gồm 144 trang: Mở đầu trang, tổng quan tài liệu 36 trang, đối tượng phương pháp nghiên cứu 18 trang, kết nghiên cứu 63 trang, bàn luận 23 trang, kết luận kiến nghị trang Luận án có 43 bảng, 32 hình, sơ đồ, 190 tài liệu tham khảo gồm 45 tài liệu tiếng việt, 139 tài liệu tiếng Anh trang web; 30 phụ lục thể kết thực nghiệm TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan chi Polyscias - Polyscias chi lớn thứ họ Araliaceae Hiện nay, giới theo tra cứu trang chuyên khảo thực vật "The Plant list" có tổng cộng 655 tên; có 176 lồi chấp nhận, có 473 lồi đồng nghĩa, lồi chưa giải Trong đó, hệ thống phân loại thực vật theo "Catalogue of Life" có 174 lồi, loài thứ thuộc chi Polyscias Theo Phạm Hồng Hộ cho biết Việt Nam có lồi thuộc chi Polyscias, lồi Polyscias guilfoylei Bail có thứ Theo điều tra Trung tâm Sâm Việt Nam tỉnh phía Nam chi Polyscias có loài Đa số loài thuộc chi Polyscias làm cảnh, có số lồi nghiên cứu thành phần hóa học tác dụng sinh học để sử dụng làm thuốc, lồi Polyscias fruticosa (L.) Harms sử dụng phổ biến - Việc nghiên cứu thành phần hóa học chi Polyscias nghiên cứu chủ yếu bắt đầu vào năm 80 Tuy nhiên, có khoảng 200 hợp chất phân lập từ 12 loài thuộc chi (P amplifolia, P australiana, P balfouriana, P dichroostachya, P duplicata, P fulva, P fruticosa, P guilfoylei, P murrayi, P nodosa, P scutellaria, P serrata) 176 loài chấp nhận Các hợp chất phân lập chủ yếu thuộc nhóm triterpenoid saponin triterpenoid Bên cạnh cịn có số nhóm hợp chất khác polyacetylen, tinh dầu, flavonoid, hợp chất phenol, sterol, ceramid, cerebrosid, dẫn xuất acid propanoic, lignan, dẫn xuất cyanogen khác - Các nghiên cứu thử nghiệm in vitro, in vivo dịch chiết, cao chiết số hợp chất phân lập từ loài thuộc chi Polyscias chứng minh có tác dụng đáng kể hợp chất saponin triterpenoid 2.2 Tổng quan loài Polyscias fruticosa Thực vật học - Cây nhỏ dạng bụi, cao 1,5-2 m, thân nhẵn, phân nhánh, mang nhiều vết sẹo lồi màu nâu xám rụng để lại Lá mọc cách, kép lông chim 2-3 lần, dài 20-40 cm Lá chét chia thùy nhọn khơng đều, màu xanh, bóng mặt nhiều hơn, gốc phiến thuôn nhọn dài 3-5 cm, rộng 0,5-1,5 cm; gân hình lơng chim, gân rõ, 3-4 cặp gân phụ Cuống dài, trịn, màu xanh sậm, có đốm xanh nhạt cuống, đáy cuống phình to thành bẹ Lá kèm dạng phiến mỏng dính hai bên bẹ Thành phần hóa học - Cho đến nay, nghiên cứu hóa học lồi chưa nhiều Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào nhóm hợp chất quan trọng như: Triterpenoid, saponin triterpenoid, polyacetylen, tinh dầu, flavonoid Một số tác dụng sinh học - Tác dụng chủ yếu loài Polyscias fruticosa tác dụng tăng lựcchống nhược sức, chống oxy hóa, bảo vệ gan, chống stress tâm lý, kích thích miễn dịch, giảm đường huyết, lợi tiểu, cải thiện trí nhớ, chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm… - Trong năm qua nhiều nghiên cứu cho biết lồi P fruticosa có tác dụng sinh học quý giá Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu tác dụng theo hướng bảo vệ gan, thận số tác nhân gây tổn thương tác dụng không mong muốn thuốc phác đồ điều trị ung thư Vì vậy, để kế thừa nghiên cứu phát triển theo hướng đối tượng đầy tiềm việc phòng ngừa hỗ trợ điều trị bệnh liên quan đến gan, thận trước tác nhân hóa trị cần thiết thời đại ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.1.1 Nguyên liệu - Toàn Đinh lăng (Polyscias fruticosa (L.) Harms) thu hái tháng 11/2016 05/2019 Tịnh Biên, tỉnh An Giang Thu hái vào tháng 07/2020 mẫu 10 tỉnh/thành phố An Giang, Cần Thơ, Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Gia Lai, Quảng Nam, Thanh Hóa, Nam Định, Phú Thọ Điện Biên 3.1.2 Chất đối chiếu - Các chất đối chiếu: Cisplatin, cyclophosphamid, quercetin, silymarin, D-glucose (đều có độ tinh khiết ≥ 95%, hãng Sigma-Aldrich, Mỹ) 3.1.3 Hóa chất dùng nghiên cứu - Các thuốc thử, dung mơi, hóa chất sử dụng nghiên cứu đạt tiêu chuẩn phân tích 3.1.4 Động vật thử nghiệm - Chuột nhắt trắng đực khỏe mạnh chủng Swiss albino trọng lượng 25 ± g cung cấp Viện Vaccin Sinh phẩm Y Tế Nha Trang 3.1.5 Thiết bị dùng nghiên cứu - Thiết bị nghiên cứu phân tích định danh lồi, phân tích hóa học nghiên cứu tác dụng sinh học nơi thực đề tài liệt kê đầy đủ luận án 3.1.6 Nơi thực đề tài - Khoa Dược - Điều dưỡng, Trường đại học Tây Đô Bộ môn Di truyền - Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Viện công nghệ hóa học - Viện hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam Trung tâm Sâm Dược liệu TP HCM 10 sesquiterpenoid có hàm lượng cao như: α-farnesen, germacrene B, germacrene D, γ-elemen, β-eudesmen, isospathulenol 4.2.3 Chiết xuất, phân lập xác định cấu trúc - Từ Đinh lăng, đề tài phân lập xác định 16 hợp chất bao gồm 10 hợp chất phân lập từ cao phân đoạn diethyl ether ethyl acetat (stigmasta-4,22-dien-3-on, stigmasterol, acid oleanolic, olean-12-en-3β-15α-diol, kaempferol-3-O-rhamnosid (afzelin), liquiritigenin, acid caffeic, (E)-isoferulaldehyd, esculetin, 6,15αepoxy-1β, 4β-dihydroxyeudesman hợp chất từ cao phân đoạn nbutanol (polysciosid J, polysciosid K, PFS ladyginosid A, chikusetsusaponin Iva, acid 3-O-β-D-glucopyranosyl-(1→4)--D-(6O-methyl) glucuronopyranosyloleanolic Trong đó, polysciosid J, polysciosid K hợp chất lần đầu công bố Sơ đồ 3.1 Sơ đồ chiết xuất thu cao phân đoạn từ PFAG 11 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ chiết xuất thu cao phân đoạn từ rễ PFAG Sơ đồ 3.3 Sơ đồ phân lập hợp chất PF7, 8, từ cao diethyl ether 12 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ phân lập hợp chất PF10-16 từ cao Et2O 13 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ phân lập hợp chất PF8 từ cao EtOAc Sơ đồ 3.6 Sơ đồ phân lập hợp chất PF1, 2, 3, 4, 5, từ cao n-BuOH 14 4.2.3.1 Các hợp chất triterpenoid saponin triterpenoid * Hợp chất triterpenoid PF9: Acid oleanolic PF14: Olean-12-en-3β,15α-diol * Hợp chất saponin triterpenoid PF1: PF2: PF3: PF4: PF5: PF6: R1 H H H H Glc H R2 Glc H Glc Glc Glc Glc R3 H H Me Me Me H R4 H Glc H Glc H Glc 15 4.2.3.2 Các hợp chất sterol PF7: Stigmasta-4,22-dien-3-on PF8: Stigmasterol 4.2.3.3 Các hợp chất flavonoid PF12: Stigmasterol PF10: Kaempferol-3-O-rhamnosid (Afzelin) 4.2.3.4 Các hợp chất phenol PF15: Acid caffeic PF16: (E)-Isoferulaldehyd 16 4.2.3.5 Hợp chất coumarin sesquiterpen PF11: Esculetin PF13: 6,15α-epoxy-1β, 4β-dihydroxyeudesman 4.3 Thử nghiệm tác dụng sinh học 4.3.1 Kết khảo sát độc tính cấp - Khơng ghi nhận phân suất tử vong liều tối đa cho chuột uống cao toàn phần lá, cao toàn phần rễ, cao n-BuOH lá, cao n-BuOH rễ với liều Dmax tương ứng 25,71 g/kg; 33,23 g/kg; 26,39 g/kg; 34,08 g/kg thời gian 72 kéo dài đến 14 ngày Bảng 3.21 Liều thử nghiệm sinh học cao Đinh lăng Hiệu suất chiết Dược Liều thử (tính theo dược liệu nghiệm Mẫu liệu khơ cao khơ tính theo g khô kiệt) (%) (g/kg) cao khô kiệt/kg Cao toàn 2,5 0,415 16,6 phần 5,0 0,83 Cao toàn 2,5 0,44 17,6 phần rễ 5,0 0,88 2,5 0,135 Cao n-BuOH 5,4 5,0 0,27 2,5 0,09 Cao n-BuOH 3,6 rễ 5,0 0,18 17 4.3.2 Tác dụng bảo vệ thận cao Đinh lăng thực nghiệm gây tổn thương thận cisplatin Kết xác định hàm lượng creatinin, BUN MDA thận chuột thực nghiệm cisplatin: - Kết cho thấy nhóm chuột khơng tiêm cisplatin: Lơ uống cao tồn phần lá, cao tồn phần rễ, cao n-BuOH lá, cao n-BuOH rễ với liều tương ứng 2,5-5,0 g dược liệu ngày hàm lượng creatinin, BUN MDA chưa thay đổi đạt ý nghĩa thống kê so với lô chứng sinh lý Điều cho biết cao chiết từ Đinh lăng không ảnh hưởng đến nồng độ creatinin, BUN MDA chuột bình thường - Kết cho thấy nhóm chuột tiêm cisplatin: Hàm lượng creatinin, BUN, MDA lô chứng bệnh lý tăng 173,87%, 447,65%, 125,06% tương ứng khác biệt có ý nghĩa thống kê (p