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檜木醇

化合物

檜木醇，又稱日柏酚（英語：Hinokitiol），扁柏酚，β-側柏素（β-thujaplicin）是在柏科（Cupressaceae）的樹木中發現的一種天然單萜[2]。 它是托酚酮衍生物，是三種側柏素中的一種[3]。 檜木醇因其廣譜抗病毒[4]，抗菌[5]和抗炎[6]作用而被廣泛用於口腔護理和治療產品。檜木醇是鋅和鐵的離子載體，此外，它還被批准用作食品添加劑[7]。

檜木醇[1]
Skeletal formula of hinokitiol
Ball-and-stick model of the hinokitiol molecule
IUPAC名
2-Hydroxy-6-propan-2-ylcyclohepta-2,4,6-trien-1-one
別名 β-Thujaplicin; 4-Isopropyltropolone
識別
CAS號 499-44-5  checkY
PubChem 3611
ChemSpider 3485
SMILES
 
  • O=C1/C=C(\C=C/C=C1/O)C(C)C
InChI
 
  • 1/C10H12O2/c1-7(2)8-4-3-5-9(11)10(12)6-8/h3-7H,1-2H3,(H,11,12)
InChIKey FUWUEFKEXZQKKA-UHFFFAOYAT
ChEBI 10447
KEGG D04876
性質
化學式 C10H12O2
摩爾質量 164.2 g·mol−1
外觀 Colorless to pale yellow crystals
熔點 50 - 52 °C（271 K）
沸點 140 °C（413 K）
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

檜木醇的名稱起源於1936年最初在台灣扁柏中分離[8]。實際上，在日本扁柏中它幾乎不存在，而其含量高（約占心材質量的0.04％）存在於Junipruscedrus和Hiba柏木中。羅漢柏（Thujopsisdolabrata）和西部紅柏（Thujaplicata）。可以很容易地通過溶劑和超聲從雪松中提取。[9]

檜木醇在結構上與環庚三烯酚酮（Tropolones）有關，後者缺少異丙基取代基。環庚三烯酚酮是眾所周知的螯合劑。

抗菌活性

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檜木醇具有廣泛的生物學活性，許多生物學活性已在文獻中進行了探索和表徵。首先，也是最廣為人知的是，不管抗生素是否耐藥，其對許多細菌和真菌的有效抗菌活性。[10][11]

具體而言，已顯示檜木醇對肺炎鏈球菌，變形鏈球菌和金黃色葡萄球菌（人類常見病原體）有效。[12][13]

另外，已顯示檜木醇對沙眼衣原體具有抑制作用，並且在臨床上可用作局部用藥。[14][15]

抗病毒活性

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最近的研究表明，檜木醇與鋅化合物聯合使用時，還對多種人類病毒（包括鼻病毒，柯薩奇病毒和芒果病毒）具有抗病毒作用。[16]

治癒病毒感染有可能獲得大規模的經濟利益，並且對諸如世界衛生組織這樣的全球機構來說至關重要。通過削弱病毒多蛋白的加工，檜木醇抑制了病毒複製-但是，此功能取決於二價金屬離子的可用性，因為檜木醇是其螯合劑。[17] 鋅與檜木醇的結合支持了這些功能，下面將進行討論。

其他活動

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除廣譜抗菌活性外，檜木醇還具有抗炎和抗腫瘤活性，其特點是進行了許多體外細胞研究和體內動物研究。檜木醇可抑制關鍵的炎症標誌物和途徑，例如TNF-a和NF-kB，並且正在探索其治療慢性炎症或自身免疫性疾病的潛力。發現檜木醇通過誘導自噬過程對幾種重要的癌細胞系產生細胞毒性。[18][19]

冠狀病毒研究

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檜木醇作為鋅離子載體的作用可能具有抗病毒作用。檜木醇使鋅離子流入細胞，從而抑制RNA病毒的複製機制，並隨後抑制病毒的複製。[16] 一些值得注意的RNA病毒包括人類流感病毒SARS。[20] 鋅離子能夠顯着抑制細胞內的病毒複製，並證明其作用取決於鋅的流入。這項研究是用鋅離子載體巰氧吡啶進行的，其功能與檜木醇非常相似。[20]

在細胞培養物中，檜木醇可抑制人鼻病毒，柯薩奇病毒和芒果病毒的繁殖。檜木醇干擾病毒多蛋白的加工，從而抑制小核糖核酸病毒複製。檜木醇通過削弱病毒多蛋白加工來抑制小核糖核酸病毒的複製，並且檜木醇的抗病毒活性取決於鋅離子的可用性。[21]

鐵離子載體

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已顯示日香酚可以在齧齒動物中恢復血紅蛋白的產生。檜木醇充當鐵離子載體，將鐵引導進入細胞，[22][23] 增加細胞內鐵水平。人體中約70％的鐵包含在紅細胞中，尤其是血紅蛋白。鐵對幾乎所有生物都是必不可少的，並且它是一些解剖功能的關鍵元素，例如氧氣轉運系統，脫氧核糖核酸（DNA）合成，電子轉運和缺鐵會導致血液疾病，例如貧血，對身體和心理表現均有害。[24]

鋅協同作用

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檜木醇是鋅離子載體，據信這種能力可抑制病毒複製。簡而言之，作為鋅離子載體，檜木醇有助於通過質膜或細胞內膜將分子運輸到細胞中，從而增加特定分子（例如鋅）的細胞內濃度。因此，通過利用鋅的抗病毒特性，結合檜木醇，可以促進鋅的吸收。[25]

癌症研究

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在細胞培養和動物研究中，檜木醇已顯示出抑制複分解的作用[26][27]，並對癌細胞具有抗增殖作用。[28][29][30][31][32][33]

鋅缺乏症

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在某些癌細胞中已證明鋅缺乏，並且返回最佳的細胞內鋅水平可導致抑制腫瘤生長。檜木醇是有記載的鋅離子載體，但是目前需要更多的研究來確定檜木醇和Zinc的有效遞送方法濃度。

  • 「膳食鋅對黑色素瘤生長和實驗轉移的影響...」 [34]
  • 「飲食中的鋅缺乏症通過誘導明顯的炎症信號來促進食道癌的發展……」 [35]
  • 「血清鋅水平與肺癌之間的關聯：對觀察性研究的薈萃分析...」[36]
  • 「鋅缺乏，相關的microRNA與食管癌之間的關係的研究進展……」 [37]

含有檜木醇的產品

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檜木醇被廣泛用於一系列消費產品，包括：化妝品，牙膏，口腔噴霧劑，防曬霜和生髮劑。Hinoki Clinical是消費性檜木醇產品銷售中的領先品牌之一。

在1955年開始首次「工業提取檜木醇」之後不久，成立了Hinoki Clinical（成立於1956年）。[38] Hinoki目前有18種以上以檜木醇為成分的產品。另一個品牌「 Relief Life」 [39] 的含有檜木醇的「 Dental Series」牙膏的銷售額已突破一百萬。[40]

其他基於檜木醇的產品的著名生產商包括大冢製藥，小林製藥，大正製藥，SS製藥。除亞洲外，諸如SwansonVitamins®的公司也開始在美國等市場[41] Swanson Vitamins US的消費產品中使用檜木醇。於2020年5月19日檢索</ ref>和澳大利亞[42] 作為抗氧化劑血清和其他用途。

2006年，檜木醇被列為加拿大持久性，非生物蓄積性和對水生生物無毒的加拿大國內物質清單。[43] 所述的環境工作組（EWG），美國激進組，一直致力於一個頁面來指示它是「低風險」中，如「過敏及免疫毒性」區域，「癌症」和「發育和生殖成分檜木醇毒性」[44]，給予Hinokitiol 1-2分。

與檜木醇的得分相反，仍然可以在各種漱口水中出售的對羥基苯甲酸丙酯顯示出極大的毒性和危害性。對羥基苯甲酸丙酯已被歐洲激素干擾委員會認為是人類內分泌干擾物，除其他擔憂外[45]，在EWG網站上的評分為4-6。

ZinX博士

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2020年4月2日，澳大利亞氧化鋅生產商Advance Nanotek [46] 向AstiVita Limited [47] 提出了一項抗病毒組合物的聯合專利申請，該組合物包括各種含有檜木醇作為重要成分的口腔護理產品[48]。零件。現在採用這項新發明的品牌稱為Dr ZinX，很可能在2020年發布其Zinc + Hinokitiol組合。[49][50]

2020年5月18日，ZinX博士發布了「用於評估醫療領域殺滅病毒活性的定量懸浮液測試」的測試結果[51][52]，結果顯示在純淨濃度下降低了'3.25 log'（降低了99.9％）。針對COVID-19的5分鐘替代了貓冠狀病毒。[53] 鋅是人體必需的膳食補充劑和微量元素。全球估計有17.3％的人口鋅攝入不足。[54][55]

有前途的未來

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從2000年代開始，研究人員認識到檜木醇可以作為一種藥物，特別是抑制沙眼衣原體細菌。

伊利諾伊大學香檳分校和其他機構的化學家馬丁·伯克（Martin Burke）及其同事發現了檜木醇的重要醫學用途。伯克的目標是克服動物體內不規則的鐵運輸。

幾種蛋白質的不足會導致細胞鐵缺乏症（貧血）或相反的作用，即血色素沉着病。[56]

研究人員使用基因缺失的酵母培養物作為替代物，篩選了一個小生物分子文庫，以尋找鐵運輸和細胞生長的跡象。檜木醇作為恢復細胞功能的一種物質出現。

研究小組的進一步工作建立了酚還原或減少細胞鐵的機制。[57] 然後，他們將研究轉向了哺乳動物，並發現，將經過設計缺乏「鐵蛋白」的齧齒類動物餵入檜木醇後，它們可以重新吸收腸道中的鐵。在對斑馬魚的類似研究中，該分子恢復了血紅蛋白的產生。[58]

對伯克等人工作的評論。暱稱檜木醇是「鐵人分子」。這很恰當/諷刺，因為發現者Nozoe的名字可以被翻譯成英文「 iron man」。

鑑於對以檜木醇為基礎的口服產品的需求不斷增加，對檜木醇的口服應用也進行了重要研究。一項與日本8個不同機構相關的研究，其標題為：「檜木醇對在口腔和上呼吸道中占主導地位的抗菌素耐藥性和易感病原細菌的抗菌活性」得出的結論是，「檜木醇具有針對細菌的抗菌活性。病原菌種類繁多，對人上皮細胞的細胞毒性低。」[58]

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