Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 20-26 Đánh giá tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase in vitro phân đoạn dịch chiết Hồng liên rơ (Mahonia Nepalensis DC., Họ Berberidceae) Bùi Thanh Tùng1,*, Phan Kế Sơn1, Đặng Kim Thu1, Nguyễn Thanh Hải1, Nguyễn Xuân Bách1, Nguyễn Thị Kim Thu2 Khoa Y Dược, Đai học Quốc gia Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Bệnh viện Da liễu Quốc gia, 15 Phương Mai, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 16 tháng năm 2017 Chỉnh sửa ngày 14 tháng năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 01 tháng 12 năm 2017 Tóm tắt: Acetylcholinesterase (AChE) enzym đích quan trọng điều trị bệnh Alzheimer Vai trị AChE thủy phân acetylcholine dẫn đến ức chế dẫn truyền xung động thần kinh Dược liệu nguồn tiềm chứa chất có khả ức chế enzym AChE Trong nghiên cứu này, đánh giá tác dụng ức chế AChE phân đoạn dịch chiết từ Hồng liên rơ Mẫu dược liệu chiết xuất siêu âm ethanol 96% chiết phân đoạn với n-Hexane, ethyl acetate (EtOAc) n-Butanol (n-BuOH) Phương pháp tiến hành theo phương pháp đo quang Ellman, có thay đổi cho phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm Kết cho thấy phân đoạn n-BuOH có hoạt tính ức chế AChE mạnh nhất, cao tổng EtOH thấp phân đoạn EtOAc Tác dụng ức chế AChE phân đoạn nBuOH tăng dần theo nồng độ với IC50 3,38 ± 0,07 μg/mL Phân tích động học enzyme cho thấy phân đoạn n-BuOH có kiểu ức chế hỗn hợp với Ki 3,416 ± 0,05 μg/mL Nghiên cứu cho thấy Hồng liên rơ dược liệu tiềm có tác dụng ức chế AChE sử dụng với mục đích điều trị bệnh Alzheimer Từ khóa: Hồng liên ô rô, Mahonia nepalensis, enzym acetylcholinesterase, ức chế enzym, động học enzym Đặt vấn đề Alzheimer có liên quan đến thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine não tới gần 90% bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer suy giảm nồng độ ACh vùng đồi vỏ não [2] Acetylcholine chất dẫn truyền thần kinh khe synapse, có vai trị quan trọng hoạt động hệ thần kinh nồng độ acetylcholine trì ổn định enzyme acetylcholinesterase (AChE) AChE enzyme có chức làm ngưng lại hoạt động chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine synapse thần kinh cholinergic thông qua việc thủy phân acetylcholine tạo thành cholin acid acetic Ở bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer, có Bệnh Alzheimer rối loạn thối hóa thần kinh thường gặp nguyên nhân phổ biến chứng trí, với triệu chứng lâm sàng suy giảm nhận thức tiến triển liên quan đến suy giảm hoạt động sống hàng ngày rối loạn hành vi tiến triển suốt trình bệnh [1] Theo giả thuyết cholinergic, việc phát sinh bệnh _ Tác giả liên hệ ĐT.: 84-904429676 Email: tungasia82@gmail.com https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4074 20 B.T Tùng nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 20-26 tích tụ mảng amyloid đám rối thần kinh, khiến cho nồng độ acetylcholine bị suy giảm đáng kể [3] Do vậy, thuốc ức chế AChE nhằm trì nồng độ acetylcholine đóng vai trị quan trọng việc ngăn chặn tiến triển bệnh Alzheimer Các hợp chất tự nhiên từ dược liệu coi nguồn quan trọng cung cấp hợp chất tiềm dùng điều trị bệnh khác nhau, có bệnh Alzheimer [4] Có nhiều nghiên cứu tiến hành đánh giá hiệu dịch chiết toàn phần với tác dụng chống lại Alzheimer tiến hành phần lập hợp chất có tác dụng bảo vệ hiệu [5] Cây Hồng liên rơ từ lâu sử dụng thuốc y học cổ truyền có nhiều tác dụng dược lý quan trọng, gần quan tâm nhiều nhà nghiên cứu dược liệu Hồng liên rơ có tên khoa học Mahonia neplensis DC., thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidceae) Ngồi dân gian cịn gọi mật gấu, dùng chữa bệnh gan, bệnh đường tiêu hóa nhiều tác dụng quý khác Ở nước ta, năm 1967, Hồng liên rơ phát vùng núi cao huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai Ở Việt nam, Hồng liên rơ có vùng núi cao lạnh Sìn Hồ - Lai Châu, Sa Pa - Lào Cai, Đồng Văn - Hà Giang Langbian Lâm Đồng Bộ phận dùng bao gồm lá, thân, rễ Rễ, thân, Hồng liên rơ có chứa alcaloid, saponin, acid amin, sterol, chứa tanin Hồng liên rơ chứa chủ yếu alcaloid có nhân isoquinolin Trong alcaloid có khung protoberberin berberin, palmatin, jatrorrhizin… thành phần [6, 7] Ngồi cịn có alcaloid có khung bisbenzyl isoquinolin oxyacanthin, berbamin [6, 7] Theo y học cổ truyền, Hồng liên rơ có tác dụng nhiệt phế vị, can thuận, lợi tiểu làm dịu kích thích thường dùng để chữa ho lao, sốt cơn, đau lưng gối, chữa viêm ruột, ỉa chảy, viêm da, dị ứng, ăn uống khơng tiêu [6, 7] Mặc dù có số nghiên cứu liên quan đến tác dụng kháng khuẩn, chống viêm, chống oxy hóa Hồng liên rơ chưa có nghiên cứu khả ức chế enzyme AChE, việc đánh giá tác 21 dụng Hồng liên rơ góp phần chứng minh tác dụng dược lý dược liệu khả ứng dụng điều trị bệnh suy giảm trí nhớ bệnh Alzheimer Vì vậy, chúng tơi tiến hành nghiên cứu nhằm đánh giá khả bảo vệ thần kinh Hồng liên rơ để điều trị bệnh Alzheimer bệnh thối hóa thần kinh khác thông qua khả ức chế AChE dịch chiết từ thân Hồng liên rô Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Phần thân phơi khô Hồng liên rơ thu hái vào tháng năm 2015 Bắc Cạn Mẫu nghiên cứu giám định thực vật học Bộ môn Dược liệu - Dược cổ truyền, Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội Hóa chất, dung mơi 5,5´-dithio-bis-(2-nitro) benzoic acid (DTNB) (Himedia, Ấn Độ), Acetylthiocholine iodide (Sigma, Singapore), Acetylcholinesterase (Sigma, Singapore), Berberine chloride (Himedia, Ấn độ) Các dung môi công nghiệp bao gồm n-hexane, ethyl acetat (EtOAc), n-butanol, ethanol (EtOH) (Shouguang, Trung Quốc) nước cất (H2O) Thiết bị: Máy đo quang UV Aligent technologies Cary 60 UV-Vis, Mỹ 2.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp chiết xuất dược liệu: Mẫu thân rửa sạch, phơi sấy khô 50oC, thái nhỏ Dược liệu (1 kg) chiết xuất ethanol 96% (3L × lần) phương pháp siêu âm Dịch chiết lọc qua giấy lọc gộp lại, cô dịch chiết máy cô quay chân khơng thu 78,45 g cặn ethanol Hịa cặn với khoảng 300 mL nước cất chiết phân đoạn với n-hexan, ethyl acetat n-butanol (mỗi dung môi lần lần 300 mL) Thu cặn từ dịch chiết n-hexan (17,45 g) ethyl acetat (20,86 g), n-butanol (25,06 g) 22 B.T Tùng nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 20-26 2.3 Phương pháp đánh giá khả ức chế enzym AChE Phương pháp đo quang in vitro dùng để đánh giá tác dụng ức chế enzym acetylcholinesterase xây dựng Ellman vào năm 1961 [8] Nguyên tắc phương pháp sau: Cơ chất acetylthiocholin iodid (ACTI) bị thủy phân nhờ xúc tác AChE tạo thiocholin Sản phẩm thiocholin phản ứng với thuốc thử acid 5-5’-dithiobis-2-nitrobenzoic (DTNB) tạo thành hợp chất acid 5-thio-2-nitro benzoic có màu vàng Lượng hợp chất màu tạo thành tỷ lệ thuận với hoạt độ AChE Dựa vào xác định độ hấp thụ mẫu thử 412 nm để đánh giá hoạt tính AChE Tiến hành phương pháp: Hỗn hợp phản ứng bao gồm 700 µL dung dịch đệm natri phosphat (pH 8,0); 100 µL dung dịch thử nồng độ khác 100 µL dung dịch enzyme AChE 0,5 IU/mL Trộn đem ủ 15 phút 25oC Các dịch chiết thử chất chuẩn dương (Berberine chloride) hòa tan 10% dimethyl sulfoxide (DMSO) Sau đó, thêm 50 µL of DTNB 2,5 mM 50 µL ACTI 2,5 mM trộn Tiếp tục ủ hỗn hợp 10 phút 25oC Sau đó, dung dịch đo độ hấp thụ bước sóng 412 nm Tất thí nghiệm lặp lại lần Berberin clorid sử dụng làm chứng dương Phần trăm ức chế hoạt độ enzym AChE (% I) tính theo cơng thức: Giá trị ức chế enzym AChE IC50 mẫu thử tính dựa vào đồ thị log (nồng độ mẫu thử) % ức chế 2.4 Phương pháp xác định đặc điểm động học ức chế enzym AChE Động học ức chế enzym AChE phân đoạn dich chiết n-BuOH tiến hành theo phương pháp mô tả trước [9] Hỗn hợp phản ứng gồm 700 µL dung dịch đệm sodium phosphate (pH 8.0); 100 µL dung dịch thử nồng độ phân đoạn dịch chiết n-BuOH (0; 2,5; 10 µg/mL) 100 µL dung dịch enzym AChE 0,5 IU/mL Trộn đem ủ 15 phút 25oC Sau đó, thêm 50 µL of DTNB 2.5 mM 50 µL với nồng độ khác chất ACTI (5; 2,5; 1,25 mM) trộn Tiến hành đo độ hấp thụ dung dịch bước sóng 412 nm vịng phút Tất thí nghiệm lặp lại lần Sử dụng đồ thị 1/[ACTI] 1/V (1/tốc độ phản ứng) (đồ thị Lineweaver – Burk) để xác định kiểu động học ức chế enzym Hằng số ức chế Ki xác định điểm giao đường [nồng độ phân đoạn dịch chiết nBuOH] 1/V (1/tốc độ phản ứng) (đồ thị Dixon plot) 2.5 Xử lý số liệu Các số liệu nghiên cứu xử lý thống kê theo phương pháp t-test student sử dụng phần mềm SigmaPlot 10 (Systat Software Inc, Mỹ) Số liệu biểu diễn dạng X ± SD Sự khác biệt có ý nghĩa p