Luận án: Nghiên cứu thành phần hóa học và tác dụng kháng ung thư của rễ cây Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge)

ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm gần đây, xu hướng sử dụng các thuốc có nguồn gốc từ thảo dược tự nhiên ngày càng nhiều, không chỉ ở các nước Á Đông mà còn ở các nước phương Tây do tác dụng phụ của thuốc tổng hợp hóa dược. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hệ thực vật phong phú với khoảng trên 12000 loài thực vật bậc cao, trong đó có khoảng 4000 loài được sử dụng làm thuốc trong y học cổ truyền. Mặc dù nước ta có nguồn dược liệu dồi dào, tuy nhiên cho đến nay việc khai thác tiềm năng của các cây thuốc vẫn còn hạn chế, vẫn còn phần nhiều các cây thuốc chưa được nghiên cứu về thành phần hóa học và tác dụng dược lý trên thực nghiệm, từ đó đưa ra các dẫn chứng khoa học cho việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm, thuốc theo hướng hiện đại. Ðan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge), thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae) là một cây thuốc quý được di thực vào Việt Nam từ Trung Quốc vào những năm 1960.

Hiện nay, ở nước ta cây được trồng nhiều và sinh trưởng tốt ở vùng Tây Bắc [1-4]. Rễ cây Đan sâm được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền của Trung Quốc và Nhật Bản để điều trị các bệnh về tim mạch, giúp tăng cường tuần hoàn máu [5-8]. Các nghiên cứu dược lý đã được công bố trên cây Đan sâm cả trong và ngoài nước chủ yếu theo hướng chứng minh công dụng trong y học cổ truyền. Gần đây tác dụng chống ung thư của Đan sâm, đặc biệt là của thành phần Tan (Tanshinon) được phát hiện và thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học.

Dược liệu nói chung và Đan sâm nói riêng khi sinh trưởng và phát triển trong các môi trường thổ nhưỡng và khí hậu khác nhau thì thành phần hóa học cũng như tác dụng sinh học sẽ có sự khác biệt. Cho đến nay ở trong nước có rất ít báo cáo về thành phần hóa học và đặc biệt là hoạt tính chống ung thư của dược liệu Đan sâm. Nhằm cung cấp cơ sở khoa học chứng minh tác dụng chống ung thư của Đan sâm cũng như tìm kiếm các hoạt chất có tác dụng chống ung thư từ nguồn dược liệu Đan sâm trồng ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học và tác dụng kháng một số dòng tế bào ung 1 thư của rễ cây Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge), họ Hoa môi (Lamiaceae)” với 02 mục tiêu sau: 1. Xác định được cấu trúc hóa học của một số hợp chất và hàm lượng các Tanshinon chính trong rễ Đan sâm.

Đánh giá được tác dụng chống ung thư in vitro của cao chiết và các hợp chất phân lập từ rễ Đan sâm. Để đa ̣t đươ ̣c 02 mu ̣c tiêu trên, luận án tiế n hành với các nô ̣i dung sau:  Thẩm định tên khoa học của mẫu nghiên cứu - Thu hái mẫu nghiên cứu. - Mô tả đă ̣c điể m hiǹ h thái, phân tić h đă ̣c điể m của cơ quan sinh sản (hoa, quả, hạt) để thẩm đinh ̣ tên khoa ho ̣c của mẫu Đan sâm nghiên cứu.  Nghiên cứu về hóa học - Chiế t xuấ t, phân lâ ̣p và xác định cấ u trúc của các hơ ̣p chấ t từ rễ cây Đan sâm.

- Xây dựng quy trình định lượng đồng thời một số Tan chính trong rễ Đan sâm.  Nghiên cứu về tác dụng chống ung thư - Đánh giá tác dụng ức chế sự phát triển trên một số dòng tế bào ung thư - Nghiên cứu cơ chế gây chết tế bào theo chương trình. + Nghiên cứu cơ chế gây chết tế bào theo chương trình ở cấp độ tế bào. + Nghiên cứu cơ chế gây chết tế bào theo chương trình ở cấp độ phân tử.

TỔNG QUAN 1. VỊ TRÍ, ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT VÀ PHÂN BỐ CỦA CÂY ĐAN SÂM 1. Vị trí phân loại Đan sâm còn gọi là đơn sâm, huyết sâm, xích sâm. Về phân loại, loài này thuộc chi Hoa xôn (Salvia), họ Hoa môi (Lamiaceae), bộ Hoa môi (Lamiales), phân lớp Hoa môi (Lamiidae), lớp Ngọc lan (Magnoliopsida), ngành Ngọc lan (Magnoliophyta), giới Thực vâ ̣t (Plantae) [1-6].

Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Ngọc lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc lan (Magnoliopsida) Phân lớp: Hoa môi (Lamiidae) Bộ: Hoa môi (Lamiales) Họ: Hoa môi (Lamiaceae) Chi: Hoa xôn (Salvia) Họ Hoa môi hay Bạc hà (Lamiaceae) là họ thực vật lớn nhất trong bộ Hoa môi (Lamiales) với khoảng 250 chi và hơn 7000 loài [9]. Tên gọi nguyên gốc của họ này là Labiatae, do hoa của chúng có các cánh hoa hợp thành môi trên và môi dưới [10], [11]. Tuy nhiên, hiện nay tên gọi "Lamiaceae" được sử dụng rộng rãi hơn khi nói về họ này. Họ Hoa môi được chia làm 07 phân họ bao gồm Ajugoideae, Lamioideae, Nepetoideae, Prostantheroideae, Scutellarioideae, Symphorematoideae và Viticoideae [9], [10].

Các chi lớn nhất thuộc họ này là Salvia, Scutellaria, Stachys, Plectranthus, Hyptis, Teucrium, Thymus, Vitex, Nepeta.Ở Việt Nam đã phát hiện trên 40 chi và khoảng 145 loài thuộc họ Hoa môi (Lamiaceae) [6]. Chi Salvia là một trong những chi thực vật lớn nhất trong họ Lamiaceae, với khoảng hơn 900 loài phân bố khắp nơi trên thế giới [12]. Chi này thuộc phân họ Nepetoideae. Ở Việt Nam đã tìm thấy 08 loài thuộc chi Salvia với tên gọi Xôn bao gồm S.

Đặc điểm thực vật Đan sâm là cây cỏ sống lâu năm, cao 30-80 cm, toàn thân mang lông ngắn màu vàng trắng nhạt. Rễ nhỏ dài hình trụ, đường kính 0,5-1,5 cm, màu đỏ nâu. Thân vuông trên có các gân dọc. Lá kép, mọc đối 3-5 lá chét, đặc biệt có thể có 7 lá.

Lá chét mọc giữa thường lớn hơn cả. Lá kép có cuống dài, cuống lá chét ngắn có dìa. Lá chét dài 2-7,5 cm, rộng 0,8-5 cm. Mép lá chét có răng cưa tù.

Mặt trên lá chét màu xanh, có các lông mềm màu trắng, mặt dưới màu xanh tro, cũng có lông nhưng dài hơn. Gân nổi ở mặt dưới, chia phiến lá thành nhiều múi nhỏ. Cụm hoa mọc thành chùm ở đầu cành hay kẽ lá, chùm hoa dài 10-20 cm. Hoa mọc vòng, mỗi vòng 3-10 hoa, thường là 5 hoa.

Hoa có tràng màu xanh tím nhạt, 2 môi, môi trên trông nghiêng hình lưỡi liềm, môi dưới xẻ 3 thùy, thùy giữa có răng cưa tròn. Hai nhị ở môi dưới, bầu có vòi dài lòi ra ở môi trên. Quả nhỏ, dài 3 mm, rộng 1,5 mm [1] , [3], [4]. Hình ảnh cây Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) (A) và dược liệu rễ Đan sâm (B) (Nguồn Internert) 1.

Phân bố và sinh thái Cây Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) được phân bố rộng rãi ở Trung Quốc (nhiều nhất ở tỉnh Tứ Xuyên), ngoài ra còn có ở Nhật Bản, Triều Tiên [1], [3]. Về nguồn gốc, Đan sâm không phân bố trong tự nhiên ở Việt Nam. Từ 4 những năm 1960, Việt Nam đã di thực giống Đan sâm từ Trung Quốc về trồng tại nhiều nơi có khí hậu thích hợp, thường là nơi có đất cát ẩm, khí hậu lạnh [3]. Ở Việt Nam, Đan sâm được trồng ở một số tỉnh đồng bằng và trung du Bắc Bộ như Lào Cai, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Phú Thọ, Thanh Hóa…[1], [7].

Kết quả nghiên cứu của Viện Dược liệu cho thấy, năng suất của dược liệu Đan sâm khi trồng tại vùng đồng bằng (Hà Nội, Phú Thọ) cao hơn so với vùng núi cao (Sa Pa, Tam Đảo). Thời gian sinh trưởng trung bình của Đan sâm ở các vùng đồng bằng là 240 ngày trong khi ở vùng núi là 330 ngày [7], [8]. Đan sâm được nhân giống bằng rễ củ, trồng tốt nhất vào tháng 2-3 [3], [4]. Mùa hoa từ tháng 5-8, mùa quả tháng 7-10.

Thu hoạch rễ từ cuối mùa thu đến đầu mùa xuân [1], [4]. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÂY ĐAN SÂM Thành phần hóa học của cây Đan sâm chủ yếu được công bố bởi các nhà khoa học Trung Quốc và Nhật Bản. Cho đến nay, đã có khoảng gần 200 hợp chất đã được tìm thấy trong thành phần hóa học của loài Salvia miltiorrhiza. Các hợp chất đã phân lập và xác định bao gồm các diterpenoid thân dầu, các acid phenolic thân nước, các nhóm hợp chất khác và tinh dầu.

Ngoại trừ thành phần tinh dầu được tìm thấy trong hoa, các hợp chất còn lại đều phân lập được từ rễ (bộ phận sử dụng làm thuốc của cây Đan sâm). Các hợp chất diterpenoid Diterpenoid là những hợp chất có khung cơ bản 20 carbon trong cấu trúc. Đây là nhóm hợp chất chính và có nhiều tác dụng sinh học nổi bật trong dược liệu Đan sâm [13-15]. Dựa vào đặc điểm cấu trúc, các diterpenoid phân lập từ Đan sâm được chia thành 03 phân nhóm chính bao gồm các hợp chất tanshinon có nhóm mang màu ortho-naphthoquinon (Phân nhóm 1), các hợp chất abietan diterpenoid có nhóm mang màu para-naphthoquinon (Phân nhóm 2), các hợp chất diterpenoid khác (Phân nhóm 3) [13], [16].

Các hợp chất thuộc phân nhóm 1 và phân nhóm 2 (Các hợp chất diterpenoid quinon) là những diterpenoid chỉ được tìm thấy trong thành phần hóa học của các loài thuộc chi Salvia [13], [17]. Trong số các hợp chất diterpenoid, tanshinon IIA (9) là thành phần chính và có rất nhiều các nghiên cứu dược lý của hợp chất này đã được báo cáo. Con đường 5 sinh tổng hợp của các hợp chất tanshinon từ Đan sâm đã được chứng minh thông qua con đường mevalonat và methylerythritol phosphat [13], [16], [18]. Tên và cấu trúc của các diterpenoid đã phân lập từ Đan sâm được trình bày trong Bảng 1.