NO và PGE2 là chất trung gian gây viêm được tạo ra bởi các enzym cảm ứng tương ứng của chúng là iNOS và COX-2 [3]. Những chất trung gian này đóng vai trò quan trọng trong việc kích hoạt các đại thực bào trong quá trình phản ứng viêm. Do đó, việc ức chế sản xuất NO và PGE2 bằng cách ức chế biểu hiện protein iNOS và COX-2 được coi là một trong những phương pháp điều trị đối với các bệnh viêm nhiễm [6,7]. Trên cơ sở đó, ảnh hưởng của các hợp chất 1-3 đối với sự biểu hiện của protein iNOS và COX-2 trong tế bào BV2 được đánh giá bằng phương pháp phân tích Western blot. Kết quả cho thấy, các protein iNOS và COX-2 được biểu hiện tăng lên đáng kể ở nhóm các tế bào kích thích bởi LPS (1.0μg/mL). Tuy nhiên, khi được điều trị với các hợp chất, sự biểu hiện của iNOS và COX-2 do LPS gây ra đã bị ức chế theo cách phụ thuộc vào nồng độ. Những kết quả này cho thấy các hợp chất 1-3 ức chế sự sản sinh các chất trung gian gây viêm như NO và PGE2
thông qua việc ngăn chặn sự biểu hiện của iNOS và COX-2 trong các tế bào BV2 được kích thích bởi LPS. Bên cạnh đó, sự biểu hiện của protein β-actin không thay đổi đáng kể khi có sự hiện diện của cả 3 hợp chất 1-3. Những kết quả này cho thấy rằng các hợp chất 1-3 thể hiện tác dụng kháng viêm thần
Hình 3.23: Ảnh hưởng của 1-3 đối với sự biểu hiện quá mức của iNOS và COX-2 do LPS gây ra ở tế bào BV2
Mức iNOS và COX-2 được đánh giá bằng phân tích Western blot (n = 3). β-Actin là chất nội chuẩn. ** p <0,01 và *** p <0,001 so với nhóm chỉ sử dụng LPS.
NO đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hệ thống mạch máu và miễn dịch. Nó đã được chứng minh là một phân tử tín hiệu quan trọng liên quan đến việc điều chỉnh một loạt các hoạt động sinh học trong hệ thống mạch máu, thần kinh và miễn dịch [163]. Tuy nhiên, sản xuất quá nhiều NO từ các tế bào viêm được phát hiện là nguyên nhân gây ra sinh lý bệnh trong nhiều loại bệnh, sinh ung thư và viêm. NO được hình thành từ L-arginine bởi NO synthase (NOS), được tạo ra bởi nhiều loại tế bào. Ba dạng đồng dạng riêng biệt của NOS đã được xác định, bao gồm NOS nội mô cấu tạo (eNOS), NOS tế bào thần kinh (nNOS) và NOS cảm ứng (iNOS) [7]. Trong các đại thực bào, iNOS được tạo ra đáng kể bởi sự kích thích của LPS. PGE2 được coi là một trong những chất trung gian gây viêm mạnh nhất trong phản ứng viêm. Nó được chuyển hóa từ axit arachidonic thông qua phản ứng xúc tác COX-2. Hoạt động của enzyme COX-2 xúc tác bước đầu tiên trong quá trình tổng hợp prostaglandin [164]. Sự ức chế iNOS, enzym trung gian sản xuất NO, đã được chứng minh là có thể ngăn chặn sự giải phóng prostaglandin trong các tế bào thần kinh đệm BV2. COX-2 cũng có thể bị ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động enzym của nó bởi NO và iNOS. Các kết quả cho thấy các hợp chất 1-3 thể hiện khả năng ức chế đáng kể sự sản sinh NO và PGE2 do
LPS gây ra theo cách phụ thuộc vào nồng độ ở các tế bào BV2. Sự biểu hiện của iNOS và COX-2 cũng bị kìm hãm đáng kể bởi hợp chất 1 và 2 ở nồng độ lần lượt là 10 μM và 20 μM và hợp chất 3 ở nồng độ lần lượt là 40 μM và 80 μM. Tuy nhiên, các hợp chất chỉ thể hiện tác dụng ức chế ở mức yếu đối với sự biểu hiện của COX-2 ở nồng độ thấp nhất. Kết quả của nghiên cứu này đã cho thấy các hợp chất 1-3 có thể được xem như các hợp chất dẫn đường đầy
hứa hẹn cho các nghiên cứu tiếp theo để phát triển các yếu tố kháng viêm, góp phần ngăn ngừa và điều trị các bệnh viêm nhiễm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
- Đã lên men nhân sinh khối lượng lớn và thu được 5.7g cao chiết tổng của chủng vi nấm biển Penicillium oxalicum CLC-MF05.
- Đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 3 hợp chất từ cao chiết tổng của chủng Penicillium oxalicum CLC-MF05, bao gồm: oxaline (1),
isorhodoptilometrin (2) và 5-hydroxy-7- (2-hydroxypropyl) -2-metyl- chromone (3).
- Đã đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được. Kết quả cho thấy cả 3 hợp chất đều có tác dụng ức chế sự sản sinh NO và PGE2 ở tế bào BV2 được kích thích bởi LPS, với giá trị IC50 trong khoảng từ 9,2- 75,5µM và 8,9-48,9µM tương ứng. Ngoài ra các hợp chất đều thể hiện hoạt tính ức chế biểu hiện iNOS và COX-2 theo cách phụ thuộc vào nồng độ .
Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hoạt động ở cấp độ phân tử của các hợp chất, bao gồm các con đường truyền tín hiệu NF-B, MAPK hay TLR4/MyD88 ở dòng tế bào BV2.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Gilmore T.D., 1999, The Rel/NF-κB signal transduction pathway: Introduction, Oncogene, 18, pp 6842–6844.
2. Dray A., 1995, Inflammatory mediators of pain, Br. J. Anaesth, 75, pp 125–131.
3. Vo T., Ngo D., Kim S., 2012, Potential targets for anti-inflammatory and anti-allergic activities of marine algae: an overview, Inflamm. Allergy— Drug Targets, 11, pp 90–101.
4. Hotamisligil G.S, 2005, Inflammation and metabolic disorders, Nature, 444, pp 860-867.
5. Medzhitov R., 2008, Origin and physiological roles of inflammation,
Nature, 454, pp 428-435.
6. Niu X., Wang Y., Li W., Zhang H., Wang X., Mu Q., He Z., Yao H., 2015, Esculin exhibited anti-inflammatory activities in vivo and regulated TNF-α and IL-6 production in LPS-stimulated mouse peritoneal macrophages in vitro through MAPK pathway, Int. Immunopharmacol, 29, pp 779–786. 7. Sharma J.N., Omran A.Al., Parvathy S.S., 2007, Role of nitric oxide in inflammatory diseases, Inflammopharmacology, 15, pp 252-259.
8. Murakami A., Ohigashi H., 2007, Target NOX, INOS and COX-2 in inflammatory cells: Chemoprevention using food phytochemicals, Int J Cancer, 121, pp 2357-2363.
9. Griffiths M.R., Gasque P., Neal J.W., 2009, The multiple roles of the innate immune system in the regulation of apoptosis and inflammation in the brain, J. Neuropathol. Exp. Neurol., 68(3), pp 217-226.
10. O'Brien K., Fitzgerald D.C., Naiken K., Alugupalli K.R., Rostami A.M., Gran B., 2008, Role of the innate immune system in autoimmune inflammatory demyelination, Curr Med Chem, 15(11), pp 1105-1115.
11. Lynch M.A., 2009, The multifaceted profile of activated microglia, Mol Neurobiol, 40(2), pp 139-156.
12. Merson T.D., Binder M.D., Kilpatrick T.J., 2010, Role of cytokines as mediators and regulators of microglial activity in inflammatory demyelination of the CNS, Neuromolecular Med, 12(2), pp 99-132.
13. Jung W.K., Lee D.Y., Park C., Choi Y.H., Choi I., Park S.G., 2010, Cilostazol is anti-inflammatory in BV2 microglial cells by inactivating nuclear factor-kappaB and inhibiting mitogen-activated protein kinases, Br J Pharmacol, 159, pp 1274–85.
14. Hamilton-Miller J.M.T., 2008, Development of the semi-synthetic penicillins and cephalosporins. Int. J. Antimicrob. Agents , 31, pp 189–192. 15. Hanson J.R., 2008, The chemistry of fungi. Published by The Royal Society of Chemistry, Thomas Graham House, Science Park, Milton Road, Cambridge CB4 0WF, UK.
16. Butler M.S., 2004, The role of natural product chemistry in drug discovery, J. Nat. Prod., 67, pp 2141-2153.
17. Endo A., 1979, Monacolin K, a new hypocholesterolemic agent produced by a Monascus species, J. Antibiot., 32, pp 852-854.
18. Traber R., Hofmann H., Kuhn M., von Wartburg A., 1982, Isolierung und Strukturermittlung der neuen Cyclosporin E, F, G, H, und I, Helv. Chim.
Acta., 65, pp 1655-1677.
19. Flisiak R., Horban A., Gallay P., Bobardt M., Selvarajah S., Wiercinska-Drapal A., Siwak E., Cielniak I., Higersberger J., Kierkus J., Aeschlimann C., Grosgurin P., Gilbert M. R., 2008, Natural products as a robust source of new drugs and drug leads: past successes and present day issues, Am. J. Cardiol., 101 (10A), pp 43D-49D.
20. Carter G.T., 2011, Natural products and pharma 2011: strategic changes spur new opportunities. Nat. Prod. Rep.
21. Abraham E.P., Chain E., Fletcher C.M., Gardner A.D., Heatley N.G., Jennings M.A., Florey H.W., 1941, Further observations on penicillin, The Lancet, 238(6155), pp 177-189.
22. Elander R.P., 2003, "Industrial production of β-lactam antibiotics",
Appl Microbiol Biotechnol, vol. 61, pp 385–392.
23. Grove J.F., MacMillan J., Mulholland T.P.C., Rogers M.T., 1952, Griseofulvin. Part IV. Structure. J Chem Soc (Resumed), 762, pp 3977-3987. 24. Godtfredsen W.O., Jahnsen S., Lorck H., Roholt K., Tybring L., ,1962, Fusidic acid: a new antibiotic, Nature, 193, pp 937.
25. Smith D., Ryan M.J., 2009, Fungal sources for new drug discovery, McGraw-Hill Yearbook of Science & Technology, pp 131-133. 26. Zhang G.L., Feng Y.L., Song J.L., Zhou X.S., 2018, Zearalenone: A Mycotoxin With Different Toxic Effect in Domestic and Laboratory Animals’ Granulosa Cells, Front. Genet., pp 9.
27. Anke T., Oberwinkler F., Steglich W., Schramm G., 1977, The strobilurins-new antifungal antibiotics from the basidiomycete Strobilurus tenacellus (Pers. ex Fr.) Sing, J. Antibiot., 30(10), pp 806-810.
28. Sponsel V. M., 2003, Gibberellins, Encyclopedia of Hormones, pp 29- 40.
29. Negishi S., Huang Z. G., Hasumi K., Murakawa S., Endo A., 1986, "Productivity of molacolin K (mevilonin) in the genus Monascus," Hakko Kogaku Kaishi, vol. 64, pp 509–512.
30. Schueffler A., Anke T., 2014, Fungal natural products in research and development, Nat. Prod. Rep, 31, pp 1425–1448.
31. Rateb M. E., Ebel R., 2011, Secondary metabolites of fungi from marine habitats, Nat. Prod. Rep, 28, pp 290–344.
32. Blunt J.W., Copp B.R., Keyzers R.A., Munro M.H.G., Prinsep M.R., 2015, Marine natural products, Nat. Prod. Rep, 32, pp 116–211.
33. Kohlmeyer J., Kohlmeyer E., 1979, Marine Mycology; Elsvier: London, UK, pp 704.
34. Blackwell M., 2011, The Fungi: 1, 2, 3 … 5.1 million species?, Am. J. Bot, 98, pp 426–438.
35. Kohlmeyer J., Volkmann-Kohlmeyer B., 2003, Fungi from Coral Reefs: A Commentary, Mycol. Res., 107(4), pp 386–387.
36. Fieseler L., Horn M., Wagner M., Hentschel U., 2004, Discovery of the novel candidate phylum Poribacteria in marine sponges, Appl. Env. Microbiol., 37243732.
37. Ebel R., 2006, Secondary metabolites from marine-derived fungi. In:
Front Mar Biotechnol, ed. by Proksch P., Müller W.E.G., Horizon Scientific Press, Norwich, pp 73-143.
38. Chambergo F.S., Valencia E.Y., 2016, Fungal biodiversity to biotechnology,Appl Microbiol Biotechnol, 100(6), pp 2567-2577.
39. Varese G.C., Bovio E., Garzoli L., Gnavi G., Poli A., Prigione V., 2018, Marine Fungi: the missing tile in the Ocean Biodiversity mosaic, PeerJ PrePrints.
40. Orsi W.D., Edgcomb V.P., Christman G.D., Biddle J.F., 2013, Gene expression in the deep biosphere, Nature, 499(7457), pp 205.
41. Yarden O., 2014, Fungal association with sessile marine invertebrates, Front. Microbiol, 5, pp 228.
42. Jebaraj C.S., Raghukumar C., Behnke A., Stoeck T., 2010, Fungal diversity in oxygen-depleted regions of the Arabian Sea revealed by targeted environmental sequencing combined with cultivation, FEMS Microbiol. Ecol., 71(3), pp 399-412.
43. Thurber R.V., Willner Hall D., Rodriguez Mueller B., Desnues C., Edwards R.A., Angly F., Rohwer F., 2009, Metagenomic analysis of stressed coral holobionts, Environ. Microbiol., 11(8), pp 2148-2163.
44. Tisthammer K.H., Cobian G.M., Amend A.S., 2016, Global biogeography of marine fungi is shaped by the environment, Fungal Ecol, 19, pp 39-46.
45. Kalaiselvam M., 2015, Marine fungal diversity and bioprospecting, in Springer Handbook of Marine Biotechnology, Springer, pp 13-25.
46. Imhoff J.F., 2016, Natural products from marine fungi—still an underrepresented resource, Mar. Drugs, 14(1), pp 19.
47. Sun W., Wu W., Liu X., Zaleta-Pinet D.A., Clark B.R., 2019, Bioactive Compounds Isolated from Marine-Derived Microbes in China: 2009– 2018. Mar. Drugs, 17, pp 339.
48. Liu L., Zheng Y.Y., Shao C.L., Wang C.Y., 2019, Metabolites from marine invertebrates and their symbiotic microorganisms: Molecular diversity discovery, mining, and application, Mar. Life Sci. Technol, 1, pp 60–94.
49. Wang C., Tang S., Cao S., 2021, Antimicrobial compounds from marine fungi, Phytochem. Rev, 20, pp 85–117.
50. Wu B., Wiese J., Labes A., Kramer A., Schmaljohann R., Imhoff J.F., 2015, Lindgomycin, an Unusual Antibiotic Polyketide from a Marine Fungus of the Lindgomycetaceae, Mar. Drugs, 13, pp 4617–4632
51. Jin L., Quan C., Hou X., Fan S., 2016, Potential Pharmacological Resources: Natural Bioactive Compounds from Marine-derived Fungi, Mar. Drugs, 14 (76), pp 1-25.
52. Bugni T.S., Ireland C.M., 2004, Marine-derived fungi: a chemically and biologically diverse group of microorganisms, Nat. Prod. Rep., 21(1), pp 143.
53. Newton G.G.F., Abraham E.P., 1955, Cephalosporine C, a new antibiotic containing sulphur and D-α-aminoadipic acid, Nature, 175, pp 548. 54. Abraham E.P., Newton G.G., Crawford K., Burton H.S., Hale C.W., 1953, Cephalosporin N: A new type of penicillin, Nature.
55. Okutani K., 1977, Gliotoxin produced by a strain of Aspergillus isolated from marine mud, Bull. Jap. Soc. Sci. Fish, 43, pp 995–1000.
56. Tasdemir D., 2017, Marine fungi in the spotlight: opportunities and challenges for marine fungal natural product discovery and biotechnology,
BioMed Central.
57. Biabani M.A.F., Laatsch H., 1998, Advances in chemical studies on low-molecular weight metabolites of marine fungi, J. Prakt Chem, 340, pp 589–607.
58. Hiort J., 2003, Neue Naturstoffe aus schwamm-assoziierten Pilzen des Mittelmeeres, PhD thesis, Heinrich Heine University Düsseldorf, Düsseldorf, Germany.
59. Fenical W., Jensen P.R., Attaway D.H., Zaborsky O.R., 1993, Marine microorganisms: A new biomedical resource, Mar. Biotechnol, 1, pp 419– 457.
60. Saleem M., Ali M.S., Hussain S., Asharaf M., Lee Y.S., 2007, Marine natural products of fungal origin, Nat. Prod. Rep, 24, pp 1142–1152.
61. Blunt J.W., Copp B.R., Keyzers R.A., Munro M.H.G., Prinsep M.R., 2016, Marine natural products, Nat Prod Rep, 33, pp 382–431.
62. Carroll A.R., Copp B.R., Davis R.A., Keyzers R.A., Prinsep M.R., 2019, Marine natural products, Nat. Prod. Rep, 36, pp122–173.
63. Proksch P., Edrada R., Lin W.H., 2006, Implications of marine biotechnology on drug discovery. In Front Mar Biotechnol, ed. by Proksch, P. and Müller, W.E.G. Horizon Bioscience, Wymondham, England.
64. Lin W., Brauers G., Ebel R., Wray V., Berg, A., Sudarsono, Proksch P., 2001, Novel Chromone Derivatives from the Fungus Aspergillus versicolor
Isolated from the Marine Sponge Xestospongia exigua, J. Nat. Prod., 66(1), pp 57-61.
65. Ebel R., 2006, Secondary metabolites from marine-derived fungi. In:
Front Mar Biotechnol, ed. by Proksch P., Mülle, W. E.G., Horizon Scientific Press, Norwich, pp 73-143.
66. Bringmann G., Lang G., Mühlbacher J., Schaumann K., Steffens S., Rytik P.G., Hentschel U., Morschhauser J., Müller W.E.G., 2003, Sorbicillactone A: a structurally unprecedented bioactive novel-type alkaloid from a sponge derived fungus, Prog. Mol. Subcell. Biol., 37, pp 231-253. 67. Pruksakorn P., Arai M., Kotoku N., Vilcheze C., Baughn A.D., Moodley P., Jacobs W.R., Kobayashi M., 2010, Trichoderins, novel aminolipopeptides from a marine sponge-derived Trichoderma sp., are active against dormant mycobacteria, Bioorg. Med. Chem. Lett, 20, pp 3658–3663. 68. Cueto M., Jensen P.R., Kauffman C., Fenical W., Lobkovsky E., Clardy J., 2001, Pestalone, a new antibiotic produced by a marine fungus in response to bacterial challenge, J. Nat. Prod, 64, pp 1444–1446.
69. Gu B., Jiao F., Wu W., Jiao W., Li L., Sun F., Wang S., Yang F., Lin H., 2018, Preussins with inhibition of IL-6 expression from Aspergillus flocculosus 16D-1, a fungus isolated from the marine sponge Phakellia fusca, J. Nat. Prod, 81, pp 2275–2281.
70. Li H., Sun W., Deng M., Zhou Q., Wang J., Liu J., Chen C., Qi C., Luo Z., Xue Y., 2018, Asperversiamides, linearly fused prenylated indole alkaloids from the marine-derived fungus Aspergillus versicolor, J. Org. Chem, 83, pp 8483–8492.
71. Liu M., Sun W., Wang J., He Y., Zhang J., Li F., Qi C., Zhu H., Xue Y., Hu Z., 2018, Bioactive secondary metabolites from the marine-associated fungus Aspergillus terreus, Bioorg. Chem, 80, pp 525–530.
72. Chen S., Wang J., Lin X., Zhao B., Wei X., Li G., Kaliaperumal K., Liao S., Yang B., Zhou X., 2016, Chrysamides A-C, three dimeric nitrophenyl trans-epoxyamides produced by the deep-sea-derived fungus Penicillium chrysogenum SCSIO41001, Cheminform, 18, pp 3650– 3653.
73. Ko W., Sohn J.H., Kim Y.-C., Oh H., 2015, Viridicatol from marine- derived fungal strain Penicillium sp. SF-5295 exerts anti-inflammatory effects through inhibiting NF-κB signaling pathway on lipopolysaccharide-induced RAW264. 7 and BV2 cells, Nat. Prod. Sci , 21, pp 240–247.
74. Du L., Yang X., Zhu T., Wang F., Xiao X., Park H., Gu Q., 2009, Diketopiperazine alkaloids from a deep ocean sediment derived fungus Penicillium sp, Chem. Pharm. Bull, 57, pp 873–876.
75. Dong-Cheol K., Hee-Suk L., Wonmin K., Dong-Sung L., Jae S., Joung Y. Youn-Chul K., Hyuncheol O., 2014, Anti-Inflammatory effect of methylpenicinoline from a marine isolate of Penicillium sp. (SF-5995): inhibition of NF-κB and MAPK pathways in lipopolysaccharide-induced RAW264.7 macrophages and BV2 microglia, Molecules, 19, pp 18073.
76. Kyoung-Su K., Xiang C., Dong-Sung L., Jae S., Joung Y., Youn-Chul K., Hyuncheol O., 2013, Anti-inflammatory effect of neoechinulin A from the marine fungus Eurotium sp. SF-5989 through the suppression of NF-кB and p38 MAPK pathways in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7