梁宏杰, 李思雨

(1.蘭州大學(xué) 藥學(xué)院，蘭州 730000；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 馬鈴薯研究所，蘭州 730070；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，蘭州 730070)

檜木醇 (hinokitiol) 是一種高活性廣譜性天然抑菌物，又稱為扁柏酚 (β-thujaplicin)，具有托酚酮骨架，屬于單萜類天然化合物，結(jié)構(gòu)式見圖式1[1-3]。高純度檜木醇為無色或淡黃色結(jié)晶，熔點(diǎn) 50～52 ℃，性質(zhì)與酚相似，能溶于堿性水溶液和常見的有機(jī)溶劑，稍溶于水，其水溶液遇鐵、銅離子易起顏色反應(yīng)，紫外吸收的特征波長為 247 nm[4]。檜木醇具有抗菌抑菌、殺蟲、抗癌、抗炎及抗氧化等廣泛的生物活性[2-3]，具有重要的開發(fā)價(jià)值。有關(guān)檜木醇的綜述論文較少，已有文章主要從生物活性及應(yīng)用研究進(jìn)行總結(jié)梳理[5-6]，本文將從檜木醇的發(fā)現(xiàn)、合成、生物活性、作用機(jī)理、應(yīng)用研究及結(jié)構(gòu)衍生化等方面進(jìn)行梳理總結(jié)，以期為檜木醇開發(fā)應(yīng)用提供比較系統(tǒng)的參考。

圖式1 檜木醇結(jié)構(gòu)式[2]Scheme 1 Structural formula of hinokitiol[2]

1 檜木醇的來源及合成

1933 年，Anderson 和Sherrard 從美國西部雪松Thuja plicata的芯材中分離到一種低比重、耐腐爛的油，遺憾的是當(dāng)時(shí)未進(jìn)行分離純化[7]。1936年，日本科學(xué)家Nozoe 從臺(tái)灣扁柏Chamaecyparis obtusavar.formosana的芯材中分離出一種烯醛類化合物，并于1938 年確定其分子式為C10H12O2，在1947—1948 年間，Nozoe 推導(dǎo)出其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖式1 所示，并命名為檜木醇，該物質(zhì)也被眾多日本學(xué)者稱之為Nozoe—hinokitiol[8-11]。天然源的檜木醇不僅存在于柏科植物中，在百里香、八角茴香等植物中也有發(fā)現(xiàn)，不過其在柏科植物中的含量較高，目前天然源檜木醇主要從柏木油中提取[4,11]。天然源檜木醇在植物組織中含量非常低，Hsu 等通過水蒸氣蒸餾法從臺(tái)灣翠柏Calocedrus formosana中分離出了具有抗食源性病原菌的油，檢測發(fā)現(xiàn)檜木醇的含量僅約為4.5%[12]。檜木醇在植物體內(nèi)的生物合成比較復(fù)雜，研究表明其核心結(jié)構(gòu)來源于檸檬烯骨架，然后通過選擇性氧化反應(yīng)和C－C 鍵斷裂重排可形成環(huán)庚三烯酮環(huán)[13-15]。

由于天然源檜木醇含量低，不適于進(jìn)行規(guī)模化開發(fā)研究。因而，眾多研究對檜木醇的人工合成進(jìn)行了廣泛研究，比較經(jīng)典的有兩條合成路線。第1 條合成路線從環(huán)戊二烯開始，通過烷基化反應(yīng)得到中間體1-異丙基環(huán)戊二烯，其與二氯乙酰氯在三乙胺存在下發(fā)生加成反應(yīng)，再通過擴(kuò)環(huán)得到檜木醇 (圖式2)[16-17]。

第2 條合成路線是從2-異丙基苯酚開始，通過催化加氫獲得2-異丙基環(huán)己酮，然后用丙酮氰醇在堿性介質(zhì)中處理，再通過Tiffeneau-Demjanov環(huán)膨脹得到3-異丙基環(huán)庚酮，最后用當(dāng)量的二氧化硒在乙醇中處理3-異丙基環(huán)庚酮得到檜木醇(圖式3)[18]。

圖式3 以2-異丙基苯酚為原料合成檜木醇的路線[18]Scheme 3 Synthetic route of hinokitiol from 2-isopropylphenol[18]

2 檜木醇的生物活性研究

2.1 檜木醇的抗菌、抑菌活性

2.1.1 檜木醇對人類致病菌的抗菌活性 文獻(xiàn)報(bào)道顯示，檜木醇對白色念珠菌Candida albicans、紅色毛癬菌Trichophyton rubrum、須發(fā)癬菌Trichophyton mentagrophytes、煙曲霉Aspergillus fumigatus等真菌的最小抑制濃度(minimum inhibitory concentration, MIC)值分別為1.6～25、17～50、50 和25 μg/mL，其中抗白色念珠菌的活性比較顯著[19-24]。白色念珠菌是導(dǎo)致人類多種疾病的致病菌，其耐藥性已經(jīng)嚴(yán)重影響到了相關(guān)治療效果，發(fā)現(xiàn)新的抗白色念珠菌藥物意義非凡[25]。研究人員用檜木醇對人的口腔、鼻腔、人造牙齒等進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)其能有效降低白色念珠菌數(shù)量[26]。Nakamura 等發(fā)現(xiàn)，0.25 mmol/L 的檜木醇處理口腔30 min 有助于控制口腔中的白色念珠菌數(shù)量，且對口腔上皮細(xì)胞安全[27]。研究還發(fā)現(xiàn)，檜木醇對耐氟康唑fluconazole 的白色念珠菌具有非常好的抑制活性，MIC 值為1.6 μg/mL，與敏感菌一致，對真菌的最低抑制濃度(minimal fungicidal concentration, MFC)為100 μg/mL，表明檜木醇與氟康唑無交互抗性[23]。日本的研究人員用1%的檜木醇水凝膠對志愿者口腔進(jìn)行定期處理，每天處理3 次，累計(jì)處理28 d 后發(fā)現(xiàn)，檜木醇能夠顯著改善由口腔微生物引起的口腔異味，且接受治療的志愿者均無不良反應(yīng)[28]。

檜木醇對金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus、李斯特菌Listeria monocytogens、表兄鏈球菌Streptococcus sobrinus和變異鏈球菌Streptococcus mutans等革蘭氏陽性菌，以及大腸桿菌Escherichia coli、腸炎沙門氏菌Salmonella enteritidis、鼠傷寒沙門菌Salmonella typhimurium、肺炎桿菌Klebsiella pneumoniae、綠膿桿菌Pseudomonas aeruginosa、伴放線放線桿菌Actinobacillus actinomycetemcomitans、牙齦卟啉單胞菌Porphyromonas gingivalis、中間普氏菌Prevotella intermedia、具核梭桿菌Fusobacterium nucleatum和軍團(tuán)菌屬Legionella等革蘭氏陰性菌也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗菌活性[22,24,29-32]，這可能是檜木醇被廣泛用于食品添加劑、化妝品和牙膏中的重要原因[2]。這些研究結(jié)果都表明檜木醇在抗人源致病菌方面具有重要的開發(fā)意義。

2.1.2 檜木醇對植物致病菌的抑菌活性 在檜木醇對植物致病菌的抑制活性研究中，涉及到了植物從生育期到采后貯藏全過程中的多種病原菌。其中，檜木醇對細(xì)菌性植物病害青枯雷爾氏菌Ralstonia solanacearum具有較好的抑菌活性，其MIC 值為50 μg/mL[30]。青枯雷爾氏菌能夠引起植物青枯病，被認(rèn)為是世界十大重要植物病原物之一，其分布地域和寄主范圍廣，且具有豐富的種內(nèi)遺傳多樣性[33]，但可用的殺菌劑嚴(yán)重不足，在中國登記的防治藥劑主要有中生菌素 (zhongshengmycin)、噻唑酮 (thiazolidinones)、噻唑鋅 (thiazole-Zn) 和芽孢桿菌Bacillus等，與其危害性不相符[34]。此外，檜木醇對香蕉炭疽病菌Colletotrichum musae、核盤菌Sclerotinia sclerotiorum、立枯絲核菌Rhizoctonia solani、灰葡萄孢Botrytis cinerea、禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum和稻瘟病菌Magnaporthe oryzae等19 種致病真菌具有較好的抑菌活性，其EC50值在1.10～53.84 μg/mL 之間，MIC 值在12～50 μg/mL 之間[24,30,32,35-39]。

文獻(xiàn)也報(bào)道了檜木醇在寄主植物上的應(yīng)用效果。1992 年，F(xiàn)allik 等研究發(fā)現(xiàn)，10 μg/mL 的檜木醇對灰葡萄孢和鏈格孢Alternaria alternata孢子萌發(fā)及菌絲生長的抑制率均超過50%，用750 μg/mL的檜木醇溶液處理收獲后的茄子和辣椒后，其腐爛率減少50% 以上，且無明顯藥害[40]。將采后龍眼果實(shí)浸泡在 50 μg /mL 的檜木醇溶液中 10 min，晾干后于( 25 ± 1) ℃下貯藏，發(fā)現(xiàn)檜木醇處理可以維持采后龍眼果實(shí)的品質(zhì)，延緩果皮褐變，具有防腐保鮮作用[41]。將檜木醇加入到包裝材料中，能夠延長番茄保存期，且對番茄安全[42]。用3000 μg/mL 的檜木醇處理采后葡萄和蘋果，發(fā)現(xiàn)其對灰霉病的防治效果可達(dá)100%[43]。Qiao 等用采后的新鮮香蕉研究了檜木醇對香蕉炭疽病的防治效果，發(fā)現(xiàn)200 μg/mL 的檜木醇與100 μg/mL 的多菌靈(carbendazim)防治效果相當(dāng)，能夠完全阻止香蕉炭疽病侵染，且對香蕉品質(zhì)無影響[38]。用600 μg/mL 的檜木醇處理采后的胡蘿卜，發(fā)現(xiàn)其對菌核病的防效可達(dá)80%以上，且對胡蘿卜品質(zhì)無影響，同時(shí)發(fā)現(xiàn)檜木醇與多菌靈無交互抗性[35]。張旭歡等測定了檜木醇對西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporumf.sp.niveum的抑菌活性和盆栽防效，發(fā)現(xiàn)其對西瓜枯萎病菌菌絲生長和孢子萌發(fā)的離體 EC50值分別為 31.017 μg/mL 和 45.174 μg/mL，還發(fā)現(xiàn)1000 μg/mL 的檜木醇盆栽防效達(dá)75.2%[39]。截止目前的研究結(jié)果表明，檜木醇在植物病害防治方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值，可作為綠色低毒的殺菌劑進(jìn)行研發(fā)。

2.1.3 檜木醇對致病菌的作用機(jī)理研究 由于檜木醇的結(jié)構(gòu)與酚類化合物類似，因此其抑菌機(jī)理被認(rèn)為與影響細(xì)胞呼吸作用和細(xì)胞膜通透性有關(guān)。Wang 等研究發(fā)現(xiàn)，檜木醇破壞了灰葡萄孢膜的完整性，使細(xì)胞內(nèi)容物滲漏，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[43]。Yasumoto 等認(rèn)為檜木醇的羥酮結(jié)構(gòu)具有金屬螯合活性，能夠抑制病原菌的細(xì)胞呼吸和DNA 生物合成途徑[44]。Morita 等研究了檜木醇對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌機(jī)理，認(rèn)為檜木醇可抑制病菌的細(xì)胞呼吸和營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，但不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞蛋白質(zhì)或核酸泄漏或形態(tài)變化[45]。Komaki 等發(fā)現(xiàn)，在好氧條件下白色念珠菌對檜木醇的敏感性高于其在厭氧條件下的，并且在兩種條件下檜木醇均未抑制白色念珠菌ATP 的合成，但是，控制生長的CYR1 和RAS1 蛋白的mRNAs 表達(dá)受到抑制，導(dǎo)致Ras-cAMP 信號通路受阻，最終造成細(xì)胞代謝紊亂，從而使檜木醇發(fā)揮抑菌效果[20]。

關(guān)于檜木醇的抑菌機(jī)理，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)象。Ishimatsu 等采用圓盤法(disk)測定了檜木醇對嗜肺軍團(tuán)菌Legionella pneumophila的抗菌效果，發(fā)現(xiàn)25 μg/disk 檜木醇完全抑制了培養(yǎng)基上菌落的生長，而在含鐵離子的培養(yǎng)基上菌落可以生長，在培養(yǎng)基中還可以看到紅色的絡(luò)合物，表明鐵離子可能與檜木醇發(fā)生了作用，并弱化了檜木醇抗菌活性[46]。Nomiya 等研究了鐵離子與檜木醇配合物的抑菌活性，配合物溶于水后對大腸桿菌的MIC 值大于1000 μg/mL，而溶于氯仿(CHCl3)后對大腸桿菌的MIC 值小于2 μg/mL。其原因在于配合物在水溶液中沒有分解，而在氯仿中分解為金屬離子和檜木醇的形式，該研究也暗示了鐵離子可以減弱檜木醇的抗菌活性[47]。Grillo 等在研究利用檜木醇運(yùn)輸鐵離子來治療缺乏鐵運(yùn)輸?shù)鞍椎募膊≈邪l(fā)現(xiàn)，3 個(gè)檜木醇分子可以螯合1 個(gè)鐵離子，而且能把鐵離子帶入細(xì)胞內(nèi)，具有運(yùn)輸鐵離子的功能[48]。Jin 等認(rèn)為檜木醇對細(xì)胞內(nèi)鐵離子的螯合作用是直接的抑菌機(jī)理，也是主要抑菌機(jī)理，研究中其他測定指標(biāo)的變化都是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)鐵離子被螯合后引起的生理變化，而不是直接受到檜木醇的影響[19]。因此，檜木醇對細(xì)胞內(nèi)鐵離子的螯合作用被認(rèn)為可能是其最重要的作用機(jī)理。

2.2 檜木醇?xì)⑾x活性

目前的研究報(bào)道主要是針對人畜致病性寄生蟲和植物線蟲。如檜木醇對白蟻Coptotermes formosanus和惡性瘧原蟲Plasmodium的LC50值約為0.07 g/m2和1.0 μg/mL[49-50]。在老鼠體內(nèi)檜木醇具有很好的抗瘧原蟲活性，經(jīng)檜木醇治療后，寄生蟲血癥下降到5.6%，而陰性對照為28.7%[51]。研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的檜木醇與曼氏血吸蟲Schistosoma mansoni尾蚴共同孵育，可以使曼氏血吸蟲幼蟲失去感染宿主的能力[52]。研究還發(fā)現(xiàn)，檜木醇對南方根結(jié)線蟲Meloidogyne incognita的LC50值為0.3933 μg/mL，陽性對照甲氨基阿維菌素(emamectin benzoate) 的LC50值為0.1043 μg/mL[53]。

2.3 檜木醇其他生物活性

經(jīng)測定，檜木醇對沙眼衣原體Chlamydia trachomatis的MIC 值為32 μg/mL，可作為治療沙眼的局部藥物進(jìn)一步研發(fā)[54]。檜木醇在抗癌方面也具有比較突出的效果，其能夠抑制老鼠畸胎癌細(xì)胞的生長，誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡，其機(jī)理可能是檜木醇誘導(dǎo)了癌細(xì)胞自噬作用[55-57]。檜木醇還具有抗炎作用，具有開發(fā)成為治療牙周炎藥物的潛力[58]。檜木醇能夠可逆性地抑制黑色素的形成，適合用于增白型香皂的添加劑，還可用作生發(fā)劑、頭發(fā)調(diào)理劑、去臭劑和減肥劑[59]。此外，檜木醇具有一定的抗病毒活性，主要表現(xiàn)為對人類免疫缺陷病毒HIV、乙型肝炎病毒HBV 及丙型肝炎病毒HCV 的抑制作用。HIV-1 逆轉(zhuǎn)錄酶核糖核酸酶H(RNaseH)具有4 種酶活性，對病毒復(fù)制至關(guān)重要，并且其催化活性需要金屬離子的參與，而檜木醇具有螯合金屬離子的能力，能夠抑制RNase H的活性，是潛在的抗HIV 候選藥物[60-61]。

3 檜木醇的非靶標(biāo)毒性

在日本等國家，檜木醇作為食品添加劑和化妝品原料已使用20 多年，未有安全事故報(bào)道[2,59]。檜木醇對小鼠的經(jīng)口急性毒性為760 mg/kg[62]，按照中國有毒物毒性標(biāo)準(zhǔn)，可歸類為低毒物質(zhì)[63]。Jin 等比較了檜木醇對哺乳動(dòng)物和白色念珠菌細(xì)胞內(nèi)鐵離子的螯合作用，結(jié)果表明，檜木醇對哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)鐵離子的螯合作用遠(yuǎn)低于對白色念珠菌[19]。有研究發(fā)現(xiàn)，用300 μg/mL 的檜木醇處理人類上皮細(xì)胞HGECs、HUVECs 3 h 后，細(xì)胞無明顯受損[31]。在評價(jià)檜木醇對大鼠的慢性毒性和致癌性的研究中，以質(zhì)量濃度分別為0.005%、0.015%和0.05%的檜木醇喂食大鼠52 周(364 d)后，考察大鼠存活率、體重、食物消耗、尿液和血液等變化，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)與處理相關(guān)的不良反應(yīng)；在致癌性研究中，通過組織病理學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)與處理相關(guān)的任何腫瘤性病變[64]。在對農(nóng)作物病害的防治研究中也發(fā)現(xiàn)，檜木醇對多種農(nóng)作物未產(chǎn)生明顯藥害，具有很好的安全性[35,38,40-42,65]。但是，也有文獻(xiàn)報(bào)道了50 μg/mL 的檜木醇可以顯著抑制油菜和黃瓜種子的萌發(fā)，30 μg/mL 的檜木醇可以顯著抑制油菜和黃瓜根系的生長[66]。檜木醇作為一種植物源化合物，具有非常優(yōu)良的環(huán)境兼容性，對人類和哺乳動(dòng)物等非靶標(biāo)生物具有較高的安全性。但是，其對植物種子和根系可能具有一定毒性，需要進(jìn)一步明確，這對檜木醇的用藥方式具有重要參考價(jià)值。

4 檜木醇結(jié)構(gòu)修飾及衍生物生物活性研究

檜木醇作為一個(gè)高活性的天然先導(dǎo)化合物，眾多研究者對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修飾，并評價(jià)了生物活性。Fotopoulou 等評價(jià)了檜木醇7 位被哌嗪基取代的5 種衍生物的生物活性 (圖式4)，發(fā)現(xiàn)衍生物mk60、mk61、mk148 和mk150 對蠟樣芽孢桿菌Bacillus cereus、黃色微球菌Micrococcus flavus、金黃色葡萄球菌、單核增生李斯特菌Lysteria monocytogenes、銅綠假單胞菌Pseudomonas aeruginosa、大腸桿菌Escherichia coli、陰溝腸桿菌Enterobacter cloacae和鼠傷寒沙門氏菌Salmonella typhimurium的抑制活性高于鏈霉素 (streptomycin)和氨芐青霉素 (ampicillin)；衍生物mk149 除對金黃色葡萄球菌的抑制活性低于鏈霉素和氨芐青霉素之外，對其余測定細(xì)菌的抑制活性均高于鏈霉素和氨芐青霉素；5 種衍生物對煙曲霉Aspergillus fumigatus、雜色曲霉Aspergillus versicolor、炭黑曲霉Aspergillus carbonarius、黑曲霉Aspergillus niger、綠色木霉菌Trichoderma viride、繩狀青霉Penicillium funiculosum、赭綠青霉Penicillium ochrochloron和疣孢青霉Penicillium verrucosum的抑制活性高于聯(lián)苯芐唑(bifonazole) 和酮康唑(ketoconazole)。該類化合物還具有制備方便、合成成本低和無肝臟毒性的優(yōu)點(diǎn)，具有開發(fā)為抗菌藥物的潛力[67]。

圖式4 5 種檜木醇衍生化合物的結(jié)構(gòu)式[67]Scheme 4 Structural formulas of 5 derivates from hinokitiol[67]

Elagawany 等對檜木醇進(jìn)行了修飾，得到了4 種衍生物 (圖式5)。抑菌活性測定結(jié)果顯示，化合物e2 和e4 抗金黃色葡萄球菌的活性顯著高于檜木醇，MIC80值分別為8.8 和16 μmol/L；化合物e1 和e3 的抗菌活性不如檜木醇，MIC80值大于100 μmol/L，而檜木醇的MIC80值為66.7 μmol/L。說明檜木醇羥基位置的取代可以顯著增強(qiáng)對金黃色葡萄球菌的抗菌活性[68]。

圖式5 4 種檜木醇衍生化合物的結(jié)構(gòu)式[68]Scheme 5 Structural formulas of 4 derivates from hinokitiol[68]

Che 等對檜木醇的羥基進(jìn)行了磺?；愌苌揎棧玫搅?6 個(gè)衍生物 (圖式6)。生物活性測定結(jié)果顯示，化合物3a 和3m 對辣椒疫霉Phytophthora capsici的抑制活性與苯酰菌胺(zoxamide)相當(dāng)，且顯著高于檜木醇，3a、3m、苯酰菌胺和檜木醇的EC50值分別為18.64、21.11、23.15 和88.78 μg/mL。初步構(gòu)效關(guān)系分析表明，在檜木醇的羥基位置引入不同的磺酰取代基，對辣椒疫霉的抑菌活性有顯著影響，但七元環(huán)和碳基的存在仍是該類衍生物具有高抑制活性的必要條件。此外，化合物3n～3p 對線蟲LC50值在0.2079～0.3499 μg/mL 之間，活性顯著高于檜木醇 (LC50值0.3933 μg/mL)，表明檜木醇中引入雜環(huán)有利于提高其殺線蟲活性[53]?？偟膩砜?，當(dāng)R 為脂肪族時(shí)，其相應(yīng)的衍生物具有更好的抗卵菌活性，未來可以考慮合成具有合適鏈長的衍生物；當(dāng)R 為雜環(huán)時(shí)，其相應(yīng)衍生物具有較好的殺線蟲活性。今后可以考慮合成更多的這些衍生物。

圖式6 16 種檜木醇衍生化合物的結(jié)構(gòu)式[53]Scheme 6 Structural formulas of 16 derivates from hinokitiol[53]

桂闊等以檜木醇為先導(dǎo)化合物，分子中引入酯鍵或醚鍵，設(shè)計(jì)并合成了17 個(gè)新型檜木醇衍生物 (圖式7)。抑菌活性測定結(jié)果表明，目標(biāo)化合物在50 μg/mL 下對水稻紋枯病菌Rhizoctonia solani、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、蘋果樹腐爛病菌Valsa mali和黃瓜炭疽病菌Colletotrichum orbiculare均表現(xiàn)出較好的活性，其中化合物3a 對水稻紋枯病菌、3j 對番茄灰霉病菌、3m 對油菜菌核病菌的EC50值分別為1.84、2.47、1.05 μg/mL，而檜木醇對水稻紋枯病菌、番茄灰霉病菌、油菜菌核病菌的EC50值分別為2.00、11.3、5.40 μg/mL，目標(biāo)化合物表現(xiàn)出比檜木醇更優(yōu)的活性。初步構(gòu)效關(guān)系分析表明，酯類化合物的抑菌活性整體上要優(yōu)于醚類化合物；對于醚類化合物，鏈越長對抑菌活性越有利(5b ＞ 5a, 6b ＞ 6a)；對于酯類化合物，苯環(huán)上取代基為供電子基時(shí)對活性有利[69]。

5 展望

圖式7 17 種檜木醇衍生化合物的結(jié)構(gòu)式[69]Scheme 7 Structural formulas of 17 derivates from hinokitiol[69]

檜木醇具有非常優(yōu)秀的抗菌、抑菌活性，在人源病菌、食品防腐、農(nóng)業(yè)病害防治方面進(jìn)行了廣泛深入的研究。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的梳理，我們在檜木醇的有關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)了一些特點(diǎn)[2,19-53,66-70]：一是天然源檜木醇主要存在于柏科植物中，其結(jié)構(gòu)簡單、特別，為托酚酮家族化合物；二是檜木醇能夠抑制多種細(xì)菌和真菌，包括人源和植物源致病菌，其主要抑菌機(jī)理可能是螯合細(xì)胞內(nèi)鐵離子，造成細(xì)胞生理生化功能異常；三是檜木醇具有抗病毒和殺蟲活性，其機(jī)理可能也與檜木醇對細(xì)胞內(nèi)鐵離子的螯合作用有關(guān)；四是檜木醇具有較高的非靶標(biāo)生物安全性，但是對黃瓜、油菜等部分植物具有一定的毒性，可以抑制其種子萌發(fā)；五是檜木醇已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較低成本的人工合成，其來源進(jìn)一步豐富；六是對檜木醇的結(jié)構(gòu)衍生化研究表明，檜木醇的七元環(huán)和羰基是其發(fā)揮生物活性的必要基團(tuán)，羥基位置的結(jié)構(gòu)修飾一般可以提高活性。目前，作為與檜木醇結(jié)構(gòu)類似的天然產(chǎn)物，丁子香酚(eugenol)已經(jīng)被登記用于防治多種經(jīng)濟(jì)作物的灰霉病等[34]。研究發(fā)現(xiàn)，丁子香酚對灰霉病菌離體EC50值為38.6 μg/mL，其抑菌活性遠(yuǎn)低于檜木醇 (EC50值小于10 μg/mL)[43,70]。綜上研究進(jìn)展，我們認(rèn)為檜木醇在植物保護(hù)領(lǐng)域有很好的開發(fā)前景。

檜木醇結(jié)構(gòu)簡單，分子體量小，作用機(jī)理獨(dú)特，展現(xiàn)出了巨大的可開發(fā)潛力[36]。不過，我們也注意到，自從檜木醇于1938 年被發(fā)現(xiàn)至今，相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品卻非常少[11]。目前，在中國檜木醇還沒有作為醫(yī)藥或者農(nóng)藥登記應(yīng)用，只有一種含檜木醇的“土傳沖凈”肥料應(yīng)用。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研，認(rèn)為影響其進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用的主要因素有3 個(gè)方面：一是檜木醇的作用特點(diǎn)尚不明確，如其作用位點(diǎn)是單一位點(diǎn)還是多位點(diǎn)等，特別是檜木醇的鐵螯合作用是不是唯一的作用機(jī)理。例如，在類似結(jié)構(gòu)的丁子香酚抑菌機(jī)理研究中發(fā)現(xiàn)，丁子香酚處理的立枯絲核菌菌絲收縮脫水，胞質(zhì)壁分離，液泡和線粒體減少或溶解；C-4 甲基甾醇氧化酶的表達(dá)下調(diào)，麥角甾醇的合成受到抑制，細(xì)胞膜的通透性增加。此外，丁子香酚通過增加活性氧和丙二醛，降低線粒體膜電位，引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，并與膜損傷共同促進(jìn)了丁子香酚的抑菌活性。同時(shí)，丁子香酚還能通過影響氧化磷酸化和三羧酸循環(huán)來影響立枯絲核菌生長[71]。因此，有理由懷疑檜木醇的抑菌機(jī)理可能不是單一位點(diǎn)，而是多位點(diǎn)作用。二是對檜木醇的非靶標(biāo)毒性研究還不夠深入，特別是其對人類、動(dòng)物、植物等毒理機(jī)理和特點(diǎn)尚待深入研究，這在一定程度上影響檜木醇的施藥方式。有研究表明，檜木醇對油菜和黃瓜種子的萌發(fā)具有抑制作用[66]。三是檜木醇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有待研究，特別是在自然條件下的特點(diǎn)。Coombs 等研究發(fā)現(xiàn)，檜木醇溶液暴露在實(shí)驗(yàn)室正常光照 (日光燈和透過窗戶的太陽光)下6 h 后，對嗜水氣單胞菌Aeromonas hydrophila和溶壁微球菌Micrococcus lysodeikticus的抑菌效果降低了43.90%[72]。而用環(huán)糊精包埋后的檜木醇穩(wěn)定性和抑菌活性顯著提升[24]。另外，檜木醇與叔丁基對苯二酚的共晶體也表現(xiàn)出非常顯著的穩(wěn)定性和抑菌活性[59]。

在檜木醇開發(fā)應(yīng)用方面以植物病害防治為例，檜木醇不僅本身可以作為一種綠色農(nóng)藥進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用，還可以作為先導(dǎo)化合物進(jìn)行高活性衍生物的創(chuàng)制，也可以與常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行復(fù)配或者組合使用，其開發(fā)應(yīng)用前景非常廣闊。如，王勇等以丙烷脒與檜木醇進(jìn)行復(fù)配，發(fā)現(xiàn)組合物增效顯著[73]，通過復(fù)配或者組合使用，可以達(dá)到減少化學(xué)農(nóng)藥用量，延緩抗藥性發(fā)展的效果。