Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.

Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.Nghiên cứu chế tạo hạt melanin kích thước nano và đánh giá tác dụng bảo vệ tế bào trong điều kiện chiếu xạ.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Lê Na NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT MELANIN KÍCH THƯỚC NANO VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG BẢO VỆ TẾ BÀO TRONG ĐIỀU KIỆN CHIẾU XẠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội – 2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Lê Na NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT MELANIN KÍCH THƯỚC NANO VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG BẢO VỆ TẾ BÀO TRONG ĐIỀU KIỆN CHIẾU XẠ Chuyên ngành: Hóa sinh học Mã số: 9420101.16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Nguyễn Đình Thắng Hà Nội - 2023 LỜI CAM ĐOAN Đây cơng trình nghiên cứu tơi số kết cộng tác cộng khác Các số liệu kết trình bày luận án trung thực, phần công bố tạp chí khoa học chuyên ngành với đồng ý cho phép cộng đồng tác giả Các nội dung khác lại chưa công bố công khai phương tiện khác Hà Nội, ngày… tháng… năm 20 Tác giả Nguyễn Thị Lê Na LỜI CẢM ƠN Luận án thực Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, Bộ môn Sinh lý bệnh, Học viện Quân y, Hà Đơng, Hà Nội Để hồn thành luận án, tơi nhận nhiều giúp đỡ quý báu nhiệt tình quan, đơn vị cá nhân Tôi xin gửi lời cảm ơn tới PGS TS Hồ Anh Sơn, PGS TS Nguyễn Đình Thắng, người hướng dẫn thực nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS TS Hoàng Thị Mỹ Nhung tạo điều kiện thuận lợi, để tơi hồn thành nhiều nội dung nghiên cứu quan trọng luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới Ban lãnh đạo Khoa Sinh học, Phòng thí nghiệm trọng điểm Enzyme Protein (Klept), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, Bộ môn Sinh lý bệnh, học viện Quân y, Viện nghiên cứu Y dược học Quân sự, Bệnh viện trung ương Quân đội 103, Trung tâm Ứng dụng Y học tái tạo Công nghệ cao Vinmec số đơn vị khác tạo điều kiện hỗ trợ sở vật chất trang thiết bị điều kiện cần thiết để triển khai nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Bộ môn Sinh học tế bào, Bộ mơn Hóa Sinh Sinh học phân tử, Khoa Sinh học trường Đại học Khoa học tự nhiên, em sinh viên, học viên cao học hỗ trợ giúp đỡ trình thực luận án “Nguyễn Thị Lê Na (VINIF.2020.TS.116, VINIF.2019.TS.40 ) tài trợ Nhà tài trợ thuộc Tập đoàn Vingroup hỗ trợ chương trình học bổng đào tạo tiến sĩ nước Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata)”, Quỹ học bổng Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Quỹ học bổng Vallet Luận án thực tài trợ kinh phí đề tài Nafosted mã số 108.02-2017.07, đề tài cấp ĐHQGHN, mã số QG.20.14 hỗ trợ phần (năm 2022) dự án mã số: VINIF.2020.DA.07 Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, ln động viên, khích lệ, giúp đỡ ủng hộ tơi suốt q trình hồn thành luận án MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Mục tiêu luận án 1 Mục tiêu tổng quát 1.2 Mục tiêu cụ thể 2 Nội dung nghiên cứu Những đóng góp luận án 4 Ý nghĩa khoa học luận án Chương TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ UNG THƯ 1.1.1 Dấu hiệu đặc trưng bệnh ung thư 1.1.2 Một số phương pháp điều trị bệnh ung thư .7 1.2 XẠ TRỊ UNG THƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ UNG THƯ 1.2.1 Phương pháp sử dụng tia xạ để điều trị ung thư loại tia xạ thường dùng điều trị ung thư 1.2.2 Những ưu điểm phương pháp xạ trị 10 1.2.3 Cơ chế gây độc tia xạ lên tế bào thường mô lành tác dụng phụ xạ trị bệnh nhân ung thư 11 1.2.4 Các hiệu ứng xạ lên tế bào thể .15 1.3 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CÁC HỢP CHẤT CÓ KHẢ NĂNG BẢO VỆ PHÓNG XẠ…… 17 1.3.1 Cơ chế phân tử, tế bào hợp chất có tác dụng bảo vệ phóng xạ 18 1.3.2 Các tiêu đặc tính chất bảo vệ tia xạ .19 1.3.3 Phân nhóm hợp chất có khả bảo vệ xạ 20 1.4 MELANIN VÀ TÁC DỤNG SINH DƯỢC HỌC 25 1.4.1 Cấu trúc, thành phần melanin 26 1.4.2 Nguồn gốc đường sinh tổng hợp melanin 27 1.4.3 Hoạt tính sinh học dược học melanin 30 1.4.3.1 Hoạt tính kháng oxy hóa melanin 31 1.4.3.2 Khả điều hòa hệ thống miễn dịch melanin 32 1.4.3.3 Tính chất bảo vệ phóng xạ kháng ung thư melanin 34 Hoạt tính kháng tăng sinh tế bào ung thư 34 Khả hấp thụ xạ bảo vệ tế bào sau xạ trị ung thư .35 1.4.4 Các ứng dụng melanin có kích thước nano 36 1.4.4.1 Một vài đặc điểm kỹ thuật chế tạo hạt nano nghiên cứu phát triển dược phẩm 36 1.4.4.2 Melanin có kích thước nano tổng hợp nhân tạo 39 1.4.4.3 Tính chất kháng viêm hấp thụ xạ melanin có kích thước nano xạ trị ung thư 40 1.4.4.4 Melanin có kích thước nano hệ thống vận chuyển thuốc hướng đích 40 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 44 2.1.1 Tế bào 44 2.2.2 Động vật nghiên cứu 44 2.2 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 44 2.2.1 Hóa chất dụng cụ tiêu hao 44 2.2.2 Thiết bị nghiên cứu 46 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP, KĨ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU……… 47 2.3.1 Nhóm phương pháp chế tạo hạt melanin có kích thước nano xác định đặc tính vật liệu .47 2.3.1.1 Chế tạo hạt melanin có kích thước nano 47 2.3.1.2 Phương pháp xác định đặc tính vật liệu 47 2.3.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu sử dụng mơ hình in vitro 48 2.3.2.1 Nuôi cấy tế bào 48 2.3.2.2 Phương pháp đánh giá độc tính thuốc tế bào 48 2.3.2.3 Phương pháp chiếu xạ tế bào .49 2.3.2.4 Phương pháp đánh giá tế bào sống sót sau chiếu xạ 49 2.3.2.5 Phương pháp đánh giá tác động melanin có kích thước nano lên trình di chuyển tế bào (wound healing) 50 2.3.2.6 Phương pháp đánh giá tác động melanin có kích thước nano lên khả lão hóa tế bào (senescence cells) 50 2.3.2.7 Phương pháp đánh giá tác động melanin có kích thước nano lên q trình hình thành mạch máu .51 2.3.2.8 Phương pháp xác định tỷ lệ tế bào chết theo chương trình hệ thống FACS Canto II 51 2.3.2.9 Phương pháp định lượng mức độ biểu gen liên quan đến đường apoptosis chống oxy hóa tế bào đánh giá mức độ biểu gen VEGF-A liên quan đến khả ức chế tạo mạch 52 2.3.3 Nhóm phương pháp nghiên cứu sử dụng mơ hình in vivo 52 2.3.3.1 Phương pháp đánh giá độc tính cấp melanin có kích thước nano chuột nghiên cứu .53 2.3.3.2 Phương pháp tạo khối u rắn chuột thí nghiệm 54 2.3.3.3 Phương pháp xạ trị toàn thân điều trị chuột mang khối u 54 2.3.3.4 Phân tích mức độ biểu gen mô khối u mô lách realtime pcr……… 55 2.3.3.5 Phân tích tế bào lách chuột kỹ thuật phân tích tế bào theo dòng chảy (flow cytometry) hệ thống FASC Lysis 56 2.3.2.6 Phương pháp phân tích mơ học 57 2.3.2.7 Phân tích thành phần tế bào máu tổng số thành phần sinh hóa máu 57 2.4 PHÂN TÍCH THỐNG KÊ VÀ GIẤY PHÉP THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU TRÊN ĐỘNG VẬT 57 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 58 3.1 TẠO HẠT MELANIN CĨ KÍCH THƯỚC NANO 58 3.1.1 Đánh giá cấu trúc bề mặt thành phần nhóm chức hóa học melanin 58 3.1.2 Khảo sát khả hòa tan melanin số dung môi 59 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alkaline (NaOH NH4OH) lên hàm lượng hạt melanin có kích thước nano dung dịch 60 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến mức độ tạo thành hạt melanin có kích thước nano 61 3.1.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy từ khả hình thành hạt melanin có kích thước nano 63 3.1.6 Khảo sát kích thước hạt melanin có kích thước nano tạo nên môi trường NaOH .63 3.1.7 Khảo sát đặc điểm hạt melanin có kích thước nano môi trường NaOH 65 Các đặc trưng hình thái nhóm chức hóa học bề mặt melanin có kích thước nano xác định kính hiển vi điện tử SEM đo phổ hồng ngoại xa FTIR 66 3.2 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BẢO VỆ TẾ BÀO DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TIA X………………………………………………………………………………… 68 3.2.1 Sự tác động melanin có kích thước nano lên chức sinh lý tế bào… 68 3.2.1.1 Hoạt hóa dịng tế bào nghiên cứu .68 3.2.1.2 Độc tính melanin có kích thước nano dịng tế bào NIH 3T3 HaCaT hUVEC 70 3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng melanin có kích thước nano lên khả hình thành mạch tế bào nội mơ 71 3.2.1.4 Sự tác động melanin có kích thước nano lên mức độ biểu gen VEGF-A tế bào nội mô 73 3.2.1.5 Nghiên cứu khả tác động melanin có kích thước nano lên di chuyển tế bào (wound healing) 74 3.2.1.6 Nghiên cứu khả ảnh hưởng melanin có kích thước nano lên lão hóa tế bào nội mơ .76 3.2.2 Khảo sát hiệu bảo vệ tế bào trước ảnh hưởng tia X melanin có kích thước nano mơ hình in vitro .77 3.2.2.1 Ảnh hưởng liều chiếu xạ lên khả sống sót tế bào……… 77 3.2.2.2 Tác dụng bảo vệ tế bào melanin có kích thước nano điều kiện chiếu xạ…… 78 3.2.2.3 Phân tích thay đổi dấu ấn phân tử liên quan đến trình apoptosis kháng oxy hóa tế bào tác dụng melanin có kích thước nano điều kiện chiếu xạ 79 a Phân tích thay đổi mức độ biểu gen BAX tác dụng tia xạ 79 b Phân tích thay đổi mức độ biểu gen TNF-α tác động chiếu xạ melanin có kích thước nano 80 c Phân tích thay đổi mức độ biểu gen Caspase-3 tác động chiếu xạ melanin có kích thước nano 81 d Phân tích thay đổi mức độ biểu gen SOD1 tác động chiếu xạ melanin có kích thước nano 82 e Sự tác động melanin có kích thước nano với q trình chết theo chương trình (apoptosis) tế bào keratinocytes sau xạ trị 83 3.3 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BẢO VỆ CỦA MELANIN CĨ KÍCH THƯỚC NANO ĐỐI VỚI CHUỘT MANG KHỐI UNG THƯ TRƯỚC TÁC ĐỘNG CỦA TIA X…… 85 3.3.1 Thử nghiệm độc tính cấp hạt melanin có kích thước nano khảo sát liều chiếu xạ gây chết chuột khỏe mạnh 85 3.3.2 Tạo khối u chuột nhắt trắng tế bào ung thư phổi chuột (3LL) 86 3.3.3 Tình trạng sức khỏe tồn thân chuột trình nghiên cứu.87 3.3.4 Trọng lượng thể nhóm chuột nghiên cứu 88 3.3.5 Thể tích trung bình khối u nhóm chuột nghiên cứu 89 3.3.6 Phân tích số huyết học nhóm chuột nghiên cứu 91 3.3.7 Phân tích số tiêu chức thận nhóm chuột nghiên cứu……… 91 3.3.8 Phân tích thay đổi khối lượng lách hạch bạch huyết nhóm chuột nghiên cứu 92 3.3.9 Phân tích cấu trúc mơ số mơ nhóm chuột nghiên cứu có khả chịu ảnh hưởng mạnh trình chiếu xạ .94 3.5.9.1 Phân tích mơ lách nhóm chuột nghiên cứu 94 3.5.9.2 Phân tích mơ hạch bạch huyết nhóm chuột 95 3.5.10 Phân tích dấu ấn phân tử tác dụng melanin có kích thước nano q trình xạ trị mơ lách 97 3.5.10.1 Sự ảnh hưởng melanin có kích thước nano lên mức độ biểu IL-2 TNF-α mô lách sau xạ trị 97 3.5.10.2 Melanin có kích thước nano làm tăng tỷ lệ tế bào miễn dịch mô lách chuột sau chiếu xạ tia X mức liều cao 98 3.5.10.3 Melanin có kích thước nano gián tiếp kích hoạt tín hiệu apoptosis mơ khối u chuột 100 Chương BÀN LUẬN .102 4.1 TẠO HẠT MELANIN CĨ KÍCH THƯỚC NANO 102 4.2.KHẢO SÁT KHẢ NĂNG BẢO VỆ TẾ BÀO DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TIA X………………………………………………………………………………….108 4.2.1 Khảo sát số tác động melanin có kích thước nano lên chức sinh lý tế bào mơ hình in vitro .108 4.2.1.1 Độc tính melanin có kích thước nano mơ hình in vitro khả gây lão hóa tế bào nội mơ melanin có kích thước nano 108 4.2.1.2 Khả ức chế làm lành vết thương tế bào nội mơ hình thành mạch nhóm tế bào điểu trị melanin có kích thước nano 109 4.2.2 Đánh giá khả bảo vệ tế bào melanin có kích thước nano tác động tia X 110 4.2.2.1 Khả bảo vệ tế bào lành melanin có kích thước nano sau chiếu xạ tia X 110