檜木醇生物活性的研究進展與應用

于 航，顏 翩，劉靖平**

(云南師范大學職業技術教育學院，云南 昆明 650031)

圖1 檜木醇結構圖

1 合成路線

目前檜木醇主要是從干柏杉油中提取，但從植物中提取檜木醇效率較低。已報道的合成路徑往往較為繁瑣，且難以保證收率與純度。劉瑋等人[1]對已有的合成路徑進行了改良(圖2)：他們以金屬鈉與環戊二烯1∶1.2的投料比反應，加入異丙基溴發生烷基化，得到1-異丙基環戊二烯，再與二氯乙酰氯加成，最后擴環得到檜木醇。該反應操作簡單、設備要求低，提高了檜木醇的純度與收率。

圖2 反應路線

2 應用

2.1 木材防腐劑

檜木醇良好的抗菌性、保濕性、木材防腐作用及害蟲忌避效果，使其在農業領域有很大應用空間[2]。Junyi等人[3]合成了檜木醇鉀鹽，其最佳抑菌質量濃度為 50 mg/L，對霉菌的防治效果較好，殺滅值在0～1之間，對木枯真菌的耐腐蝕性能為A級。

2.2 食品保鮮劑

熊海楠等[4]證實，檜木醇處理能夠明顯抑制采后龍眼果實病害、延緩果實變褐和腐爛。趙璐藐等[5]發現 50 mg/L 的檜木醇能夠通過破壞菌絲體、促使膜脂質過氧化的方式，抑制導致芋艿采后腐爛變質的鐮刀菌屬與可可色毛二孢菌的菌絲生長與孢子萌發，且隨質量濃度的升高抑制能力增強。Wang等人[6]揭示了檜木醇能夠通過破壞灰芽孢桿菌的細胞膜通透性抑制菌絲生長，從而防治灰霉病。Qiao等人[7]發現檜木醇在長期使用后也不會產生抗藥性。接種 16 d 后，200 mg/L 的檜木醇處理組幾乎完全抑制了炭疽病病變，其活性與 100 mg/L 的多菌靈獲得的活性相當，可作為化學殺菌劑的替代品防治香蕉炭疽病。Qiao等人[8]也報道了檜木醇對多菌靈敏感株與耐藥株菌核菌都具有良好的抗菌活性，進一步證明了檜木醇可作為天然保鮮劑，防止由菌核菌引起的采后腐爛。

2.3 口腔護理

檜木醇能夠增強牙髓細胞血管生成潛力、減少口腔異味、使根端填充材料具有更好的抗菌抗炎能力以及抗口腔黏膜的纖維化。Hiyoshi等人[9]的實驗表明，對小鼠局部應用檜木醇能夠顯著抑制牙槽骨丟失和破骨細胞分化，對牙周炎具有抑制作用。

2.4 抗癌與抗腫瘤

Lee等人[10]的研究驗證了口服 100 mg/kg 的檜木醇能夠通過誘導細胞周期進程中的S期阻滯來抑制結腸癌腫瘤的形成。Chen等人[11]的研究結果表明，檜木醇對19S泛素-蛋白酶體有中度抑制作用，而檜木醇的銅絡合物可以完全抑制19S泛素-蛋白酶體的活性并誘導細胞旁裂樣死亡。泛素-蛋白酶體可以調節survivin(細胞凋亡抑制蛋白)表達后的半衰期，從而抑制黑色素瘤的轉移。Wei等[12]發現，檜木醇能夠通過激活ERK/MKP3/蛋白體通路下調survivin表達，達到治療黑色素瘤的效果。瞿小玲等人[13]發現檜木醇能夠提高mTOR信號通路的表達水平來降低卵巢癌細胞SKOV3的增殖倍數。Wang等[14]用不同濃度的檜木醇處理了宮頸癌Hela細胞，經檜木醇處理后，其細胞周期在G1期停止，G2/M期細胞數量減少，檜木醇對該細胞活力有抑制作用，且呈劑量依賴性。

2.5 炎癥治療

Chelpuri等[15]發現，以雨蛙肽誘導小鼠急性胰腺炎后，用檜木醇處理小鼠的胰腺，能夠顯著減輕小鼠的胰臟水腫，減弱氧化和亞硝化的應激損傷。此外，檜木醇還能夠緩解由胰腺炎引發的細胞內相關酶活性的降低。

2.6 降壓藥物

Abo等人[16]報道了檜木醇在低濃度下對正常大鼠和高血壓大鼠都有明顯的血管舒張作用，且其效果是劑量依賴性的(3-30 μmol/L)。此研究結果表明，檜木醇在具有成為良好降壓藥物的可能。

2.7 治療退行性神經疾病

檜木醇具有很強的金屬螯合能力，能夠平衡大腦內金屬離子的水平，防止帕金森的發生[17]。在Xi等人[18]研究中，檜木醇在幾種參與實驗的α-羥基酮中表現出了最高的神經保護活性，腦通透性較高。當檜木醇處理濃度達到 100 μmol/L 時，仍無明顯細胞毒性。該實驗驗證了檜木醇是一種優良的鐵死亡抑制劑，在治療帕金森、阿爾茲海默癥等神經退行性疾病方面極有前景。

2.8 治療冠狀病毒感染

葡萄糖酸鋅與檜木醇的聯合處理能夠通過抑制與病毒復制相關蛋白酶的活性，從而用于治療感染嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)的哺乳動物細胞[19]。30 μmol/L 檜木醇和 125 μmol/L 葡萄糖酸鋅的聯合處理對SARS-CoV-2的復制有明顯的抑制作用，抑制率高達80%。該方法有可能應用于對抗冠狀病毒感染，并對治療2019冠狀病毒病(COVID-19)具有潛在益處。

2.9 防脫育發

Hwang等人[20]將檜木醇包裹在納米膠囊中，對小鼠進行了體外實驗，發現其促進毛發生長的效果與3%的米諾地爾相當。且檜木醇本身具有較高的安全性，不易產生副作用。

2.10 防曬美白

上個世紀，檜木醇就被發現具有抑制紫外線UV-B誘導的細胞凋亡、曬傷修復、抑制酪氨酸酶活性與吸收紫外線的作用。Oyama等人[21]揭示了檜木醇抑制酪氨酸酶活性的機理：檜木醇可能通過內質網相關蛋白降解途徑誘導內質網應激，引發酪氨酸酶及其轉錄因子的降解。

2.11 抑菌材料

黃金柱等人[22]制備了檜木醇/納米氧化鋅/聚己內酯/聚乙二醇(β-T /ZnONPs /PCL /PEG)納米纖維敷料，并用這種材料覆蓋經MRSA感染的小鼠皮膚，發現該組小鼠的傷口愈合速度明顯快于其他實驗組。Liu等人[23]通過Mannich反應將檜木醇(HT)接枝到殼聚糖(CS)上，原位還原銀納米，制備了一種新型抗菌劑AgNPs@HTCS，該物質能夠在低濃度下對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌產生抑制作用。AgNPs@HTCS溶液在 0.25 g/L 時，對棉、絲、麻、滌綸等織物的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率均在99%以上。經25次洗滌后，抗菌率仍保持在95%以上，且比未經處理的織物親水性更高。

3 結語

檜木醇作為結構簡單的天然植物提取物，本身具有較廣泛的生物活性，可謂是天然的“多面手”。其生物活性的應用及作用原理已經在許多領域得到了探索，但其來源有限，人工合成路徑也仍存在不足，難以實現在工業上的廣泛生產。因此，檜木醇在更多領域中的應用以及其綠色合成方式仍有極大的探索空間。