桧木醇生物活性的研究进展与应用

2023-02-23刘靖平

云南化工 2023年1期

于航，颜翩，刘靖平**

(云南师范大学职业技术教育学院，云南昆明 650031)

图1 桧木醇结构图

1 合成路线

目前桧木醇主要是从干柏杉油中提取，但从植物中提取桧木醇效率较低。已报道的合成路径往往较为繁琐，且难以保证收率与纯度。刘玮等人[1]对已有的合成路径进行了改良(图2)：他们以金属钠与环戊二烯1∶1.2的投料比反应，加入异丙基溴发生烷基化，得到1-异丙基环戊二烯，再与二氯乙酰氯加成，最后扩环得到桧木醇。该反应操作简单、设备要求低，提高了桧木醇的纯度与收率。

图2 反应路线

2 应用

2.1 木材防腐剂

桧木醇良好的抗菌性、保湿性、木材防腐作用及害虫忌避效果，使其在农业领域有很大应用空间[2]。Junyi等人[3]合成了桧木醇钾盐，其最佳抑菌质量浓度为 50 mg/L，对霉菌的防治效果较好，杀灭值在0～1之间，对木枯真菌的耐腐蚀性能为A级。

2.2 食品保鲜剂

熊海楠等[4]证实，桧木醇处理能够明显抑制采后龙眼果实病害、延缓果实变褐和腐烂。赵璐藐等[5]发现 50 mg/L 的桧木醇能够通过破坏菌丝体、促使膜脂质过氧化的方式，抑制导致芋艿采后腐烂变质的镰刀菌属与可可色毛二孢菌的菌丝生长与孢子萌发，且随质量浓度的升高抑制能力增强。Wang等人[6]揭示了桧木醇能够通过破坏灰芽孢杆菌的细胞膜通透性抑制菌丝生长，从而防治灰霉病。Qiao等人[7]发现桧木醇在长期使用后也不会产生抗药性。接种 16 d 后，200 mg/L 的桧木醇处理组几乎完全抑制了炭疽病病变，其活性与 100 mg/L 的多菌灵获得的活性相当，可作为化学杀菌剂的替代品防治香蕉炭疽病。Qiao等人[8]也报道了桧木醇对多菌灵敏感株与耐药株菌核菌都具有良好的抗菌活性，进一步证明了桧木醇可作为天然保鲜剂，防止由菌核菌引起的采后腐烂。

2.3 口腔护理

桧木醇能够增强牙髓细胞血管生成潜力、减少口腔异味、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纤维化。Hiyoshi等人[9]的实验表明，对小鼠局部应用桧木醇能够显著抑制牙槽骨丢失和破骨细胞分化，对牙周炎具有抑制作用。

2.4 抗癌与抗肿瘤

Lee等人[10]的研究验证了口服 100 mg/kg 的桧木醇能够通过诱导细胞周期进程中的S期阻滞来抑制结肠癌肿瘤的形成。Chen等人[11]的研究结果表明，桧木醇对19S泛素-蛋白酶体有中度抑制作用，而桧木醇的铜络合物可以完全抑制19S泛素-蛋白酶体的活性并诱导细胞旁裂样死亡。泛素-蛋白酶体可以调节survivin(细胞凋亡抑制蛋白)表达后的半衰期，从而抑制黑色素瘤的转移。Wei等[12]发现，桧木醇能够通过激活ERK/MKP3/蛋白体通路下调survivin表达，达到治疗黑色素瘤的效果。瞿小玲等人[13]发现桧木醇能够提高mTOR信号通路的表达水平来降低卵巢癌细胞SKOV3的增殖倍数。Wang等[14]用不同浓度的桧木醇处理了宫颈癌Hela细胞，经桧木醇处理后，其细胞周期在G1期停止，G2/M期细胞数量减少，桧木醇对该细胞活力有抑制作用，且呈剂量依赖性。

2.5 炎症治疗

Chelpuri等[15]发现，以雨蛙肽诱导小鼠急性胰腺炎后，用桧木醇处理小鼠的胰腺，能够显著减轻小鼠的胰脏水肿，减弱氧化和亚硝化的应激损伤。此外，桧木醇还能够缓解由胰腺炎引发的细胞内相关酶活性的降低。

2.6 降压药物

Abo等人[16]报道了桧木醇在低浓度下对正常大鼠和高血压大鼠都有明显的血管舒张作用，且其效果是剂量依赖性的(3-30 μmol/L)。此研究结果表明，桧木醇在具有成为良好降压药物的可能。

2.7 治疗退行性神经疾病

桧木醇具有很强的金属螯合能力，能够平衡大脑内金属离子的水平，防止帕金森的发生[17]。在Xi等人[18]研究中，桧木醇在几种参与实验的α-羟基酮中表现出了最高的神经保护活性，脑通透性较高。当桧木醇处理浓度达到 100 μmol/L 时，仍无明显细胞毒性。该实验验证了桧木醇是一种优良的铁死亡抑制剂，在治疗帕金森、阿尔兹海默症等神经退行性疾病方面极有前景。

2.8 治疗冠状病毒感染

葡萄糖酸锌与桧木醇的联合处理能够通过抑制与病毒复制相关蛋白酶的活性，从而用于治疗感染严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)的哺乳动物细胞[19]。30 μmol/L 桧木醇和 125 μmol/L 葡萄糖酸锌的联合处理对SARS-CoV-2的复制有明显的抑制作用，抑制率高达80%。该方法有可能应用于对抗冠状病毒感染，并对治疗2019冠状病毒病(COVID-19)具有潜在益处。

2.9 防脱育发

Hwang等人[20]将桧木醇包裹在纳米胶囊中，对小鼠进行了体外实验，发现其促进毛发生长的效果与3%的米诺地尔相当。且桧木醇本身具有较高的安全性，不易产生副作用。

2.10 防晒美白

上个世纪，桧木醇就被发现具有抑制紫外线UV-B诱导的细胞凋亡、晒伤修复、抑制酪氨酸酶活性与吸收紫外线的作用。Oyama等人[21]揭示了桧木醇抑制酪氨酸酶活性的机理：桧木醇可能通过内质网相关蛋白降解途径诱导内质网应激，引发酪氨酸酶及其转录因子的降解。

2.11 抑菌材料

黄金柱等人[22]制备了桧木醇/纳米氧化锌/聚己内酯/聚乙二醇(β-T /ZnONPs /PCL /PEG)纳米纤维敷料，并用这种材料覆盖经MRSA感染的小鼠皮肤，发现该组小鼠的伤口愈合速度明显快于其他实验组。Liu等人[23]通过Mannich反应将桧木醇(HT)接枝到壳聚糖(CS)上，原位还原银纳米，制备了一种新型抗菌剂AgNPs@HTCS，该物质能够在低浓度下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌产生抑制作用。AgNPs@HTCS溶液在 0.25 g/L 时，对棉、丝、麻、涤纶等织物的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均在99%以上。经25次洗涤后，抗菌率仍保持在95%以上，且比未经处理的织物亲水性更高。