Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào trên một số dòng tế bào ung thư từ phần trên mặt đất của loài bướm bạc đài cong (mussaenda recurvata)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN BẢO DUY NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO TRÊN MỘT SỐ DÒNG TẾ BÀO UNG THƯ TỪ PHẦN TRÊN MẶT ĐẤT CỦA LOÀI BƯỚM BẠC ĐÀI CONG (MUSSAENDA RECURVATA) Ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã ngành: 8520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Viện Cơng nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Nguyễn Minh Ân PGS TS Mai Đình Trị Luận văn thạc sĩ bảo vệ hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm… Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: - Chủ tịch hội đồng - Phản biện - Phản biện - Ủy viên - Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ này.) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PGS TS Nguyễn Văn Cường BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Bảo Duy MSHV: 18000391 Ngày, tháng, năm sinh: 07/04/1993 Nơi sinh: Đồng Tháp Ngành: Kỹ thuật hóa học Mã ngành: 8520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính gây độc tế bào số dòng tế bào ung thư từ phần mặt đất loài Bướm bạc đài cong (Mussaenda recurvata) NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân lập loại hợp chất kỹ thuật sắc ký Xác định cấu trúc loại hợp chất phân lập Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào cao chiết loại hợp chất phân lập II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Quyết định số 226/QĐ-ĐHCN ngày 26 tháng 03 năm 2020 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 29 tháng 04 năm 2022 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Trần Nguyễn Minh Ân PGS TS Mai Đình Trị Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm… NGƯỜI NGƯỜI HƯỚNG DẪN HƯỚNG DẪN PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân PGS.TS Mai Đình Trị TRƯỞNG KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PGS TS Nguyễn Văn Cường LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn PGS TS Trần Nguyễn Minh Ân-Phó trưởng Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh PGS TS Mai Đình Trị-Trưởng phịng Các chất có Hoạt tính Sinh học, Viện Cơng nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng Nghệ Việt Nam tận tình bảo, truyền đạt kỹ bản, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Bên cạnh đó, tơi vô biết ơn đến dạy dỗ, động viên, hỗ trợ PGS TS Nguyễn Văn Cường, thầy Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Viện Cơng nghệ Hóa học tạo điều kiện sở vật chất q trình thực nghiệm tơi Và không quên cảm ơn đến anh chị, bạn bè lớp lớp hết lịng dạy bảo, quan tâm, giúp đỡ tơi q trình học tập làm thực nghiệm Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình tơi ln bên cạnh ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi chỗ dựa vững để vượt qua khó khăn, vững niềm tin hồn thành luận văn Tuy hồn thành cịn hạn chế định, tơi mong nhận đóng góp để luận văn hoàn thiện Trân trọng Tp Hồ Chí Minh, tháng… năm 2022 Học viên cao học Nguyễn Bảo Duy i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Bướm bạc đài cong (Mussaenda recurvata) loài phát khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, tỉnh Khánh Hịa vào năm 2017 Hiện chưa có nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi Việt Nam giới Luận văn trình bày kết phân lập, xác định cấu trúc hoạt tính gây độc tế bào số hợp chất từ phần mặt đất loài Bướm bạc đài cong Từ 6.0 kg nguyên liệu, chiết với EtOH 96% thu dịch chiết, sau quay áp suất thấp thu cao EtOH 420.0 g Phân tán cao vào nước cất, chiết lỏng-lỏng với dung mơi có độ phân cực tăng dần n-hexane, dichloromethane, EtOAc thu cao tương ứng n-hexane (95.0 g), CH2Cl2 (130.0 g), EtOAc (80.0 g) H2O (108.0 g) Cao EtOAc (80.0 g) tiến hành sắc ký cột silica gel pha thường, pha đảo với hệ dung môi khác thu sáu hợp chất Dựa vào kết phổ nghiệm phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D, 2D-NMR cấu trúc hợp chất xác định ursolic acid (MR37), recurvatane B (MR25), quercetin (MR57), clethric acid (MR29C), rutin (MR17) mussaendoside Q (MR27) Trong tất hợp chất lần đầu cơng bố từ lồi Bướm bạc đài cong, hợp chất recurvatane B (MR25) hợp chất lần đầu cơng bố giới Hoạt tính gây độc tế bào đánh giá hai dòng tế bào ung thư gan HepG2 ung thư vú MCF-7 năm cao chiết cho thấy cao ethanol tổng, cao dichloromethane, cao ethyl acetate thể hoạt tính trung bình với giá trị khoảng IC50 từ 32.74-95.67 µg/mL Năm hợp chất tinh khiết đánh giá hoạt tính gây độc tế bào hai dòng tế bào ung thư gan HepG2 ung thư vú MCF-7 cho thấy hợp chất ursolic acid (MR37) cho hoạt tính gây độc tế bào hai dòng tế bào với giá trị IC 50 9.25 7.74 µg/mL tương ứng, hợp chất recurvatane B (MR25) cho hoạt tính dòng tế bào ung thư vú MCF-7 với giá trị IC 50 80.57 µg/mL Các hợp chất khác cho hoạt tính yếu ii ABSTRACT Mussaenda is a genus of flowering plants in the Rubiaceae family, comprises approximately 160 species widely distributed in paleotropical regions Africa, Asia, Australia and South East Asia, which 27 species were found in Viet Nam The genus Mussaenda attracts interest of scientists worldwide, which are used as traditional herbal medicines throughout the world and they have been reported to possess with their various potential bioactivities such as cytotoxic, hepatoprotective, anti-inflammatory, hypoglycemic, antibacterial, antifungal, antioxidant effects, etc The chemical components of Mussaenda have led to the identification of numerous compounds including monoterpenes, triterpenes, triterpene saponins, iridoids, flavonoids, phenolic coumpounds, etc Mussaenda recurvata is a new species which was discovered in Hon Ba Nature Reserve, Khanh Hoa Province, Southern Vietnam However, there are no reports on chemical constituents and biological activities of genus Mussaenda recurvata The purpose of this work is to isolate the pure compounds from Mussaenda recurvata and activity against cancer cell lines The dried powder of Mussaenda recurvata aerial parts (6.0 kg) were exhaustively extracted with methanol at room temperature to give the crude extract (420.0 g) after evaporation of the solvent This extracts was suspended in H 2O and then successively partitioned with n-hexane, CH2Cl2, and EtOAc to yield n-hexane (95.0 g), CH2Cl2 (130.0 g) and EtOAc extracts (80.0 g), respectively Ethyl acetate extract were applied classical chromatographic methods such as normal and reversed silica gel and combination with modern chromatographic methods such as preparative thin layer chromatography (preparative TLC) to afford pure compounds In this study, we report the isolation and structural elucidation of one new oleanane-type triterpene named recurvatane B (MR25), together with five known coumpounds ursolic acid (MR37), quercetin (MR57), clethric acid (MR29C), rutin (MR17) and mussaendoside Q (MR27) All compounds were reported for the first time from this species iii The cytotoxic effects of the ethanol, n-hexane, dichloromethane, ethyl acetate and water extracts of Mussaenda recurvata aerial parts were evaluated against two human cancer cell lines MCF-7 and HepG2 using SRB assay Among them, ethanol, dichloromethane, ethyl acetate extracts exhibited moderate activity against MCF-7 and HepG2 cell lines with IC 50 value of 32.74-95.67 µg/mL respectively, (ellipticine was used as a positive control) The cytotoxicity of compounds ursolic acid (MR37), recurvatane B (MR25), clethric acid (MR29C), mussaendoside Q (MR27) were tested against two human cancercell lines MCF-7 and HepG2 As the results, compounds ursolic acid (MR37), showed moderate activity against MCF-7 and HepG2 cell lines with IC 50 value of 9.25 and 7.74 µg/mL respectively, while compound recurvatane B (MR25) exhibited cytotoxic effect against MCF-7 cells with IC 50 value of 80.57 µg/mL, compared with the ellipticine was used as a positive control (IC 50 value of 0.37, 0.36 µg/mL respectively) Compounds clethric acid (MR29C), mussaendoside Q (MR27) and rutin (MR17) failed to reveal any activity Keywords: Mussaenda recurvata, cytotoxic activity, triterpenoids, flavonoids iv LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Bảo Duy học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật hóa học, lớp CHHO8A Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Cam đoan rằng: Những kết nghiên cứu trình bày luận văn cơng trình riêng tác giả hướng dẫn PGS TS Trần Nguyễn Minh Ân-Phó trưởng Khoa Cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh PGS TS Mai Đình Trị-Trưởng Phịng Các chất có Hoạt tính Sinh học, Viện Cơng nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Những kết nghiên cứu tác giả khác số liệu sử dụng luận văn có trích dẫn đầy đủ Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh, tháng… năm 2022 Học viên cao học Nguyễn Bảo Duy v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i ABSTRACT .iii LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài TỔNG QUAN 1.1 Mô tả họ Rubiaceae 1.2 Mô tả chi Mussaenda 1.3 Mô tả loài Bướm bạc đài cong (Mussaenda recurvata) 1.3.1 Giới thiệu chung .9 1.3.2 Mô tả thực vật 1.4 Thành phần hóa học chi Mussaenda .11 1.4.1 Triterpenoid 11 1.4.2 Flavonoid 22 1.4.3 Phenolic 23 1.4.4 Iridoid .24 1.4.5 Sterol 25 1.5 Nghiên cứu hoạt tính sinh học chi Mussaenda 34 vi 1.5.1 Theo y học cổ truyền 34 1.5.2 Theo nghiên cứu khoa học 35 1.5.2.1 Mussaenda raiateensis 35 1.5.2.2 Mussaenda philippica 35 1.5.2.3 Mussaenda dona aurora 37 1.5.2.4 Mussaenda erythrophylla 39 1.5.2.5 Mussaenda frondosa 39 1.5.2.6 Mussaenda roxburghii 41 1.5.2.7 Mussaenda macrophylla 41 1.5.2.8 Mussaenda glabrata 42 1.5.2.9 Mussaenda hainanesis 43 1.5.2.10 Mussaenda luteola 43 1.5.2.11 Mussaenda queensirkit 44 1.5.2.12 Mussaenda pubescens 44 1.5.2.13 Mussaenda flava 44 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 2.1 Hóa chất thiết bị 46 2.1.1 Hóa chất 46 2.1.2 Thiết bị 46 2.2 Phương pháp thực 47 2.2.1 Thu hái xử lý mẫu 47 2.2.2 Điều chế loại cao 47 2.3 Điều chế phân đoạn cao ethyl acetate 49 2.3.1 Phân lập hợp chất phân đoạn E2 49 2.3.2 Phân lập hợp chất phân đoạn E6 51 2.4 Phương pháp xác định tính độc tế bào (cytotoxic assay) 54 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Hợp chất MR37 55 3.2 Hợp chất MR25 58 3.3 Hợp chất MR57 62 vii