諾卡酮，又稱(chēng)圓柚酮，英文名Nootkatone，是一種天然有機(jī)化合物，是一種倍半萜類(lèi)化合物，也是一種酮，是葡萄柚中最重要最昂貴的芳香物質(zhì)，它也存在于其他生物體中。

諾卡酮賦予葡萄柚特有的柑橘味

以前，諾卡酮被認(rèn)為是葡萄柚氣味和味道的主要化學(xué)成分之一。在高純度的情況下，它通常是無(wú)色的晶體。原油是液體，粘稠，呈黃色。諾卡酮通常是通過(guò)化合或生化氧化從葡萄柚中提取的。在阿拉斯加黃杉樹(shù)和香根草中都有發(fā)現(xiàn)。

諾卡酮的天然來(lái)源

諾卡酮是從柚子皮油和阿拉斯加黃柏油中分離出的。這個(gè)物種的名字，nootkatensis，來(lái)源于加拿大nuu - cha - nulth人的語(yǔ)言(以前被稱(chēng)為Nootka人)。

諾卡酮的基本性質(zhì)及用途

無(wú)色或淡黃色油狀液體。純品熔點(diǎn)35～36℃，+185°～+186°。具持久而強(qiáng)的柑橘樣果香，在較低稀釋度時(shí)呈典型的柚子香氣。由具有相似立體結(jié)構(gòu)骨架的巴侖西亞橘烯為原料氧化而得。主要用于配制各種柑橘型香精。

別名：圓柚酮，

其他名稱(chēng)：5,6-二甲基-8-異丙烯基-二環(huán)-（4,4,0）-癸-1-烯-3-酮。分子式：C15H22O，相對(duì)分子質(zhì)量：218.34。

理化性質(zhì)：結(jié)晶體，不溶于水，溶于乙醇等有機(jī)溶劑，熔點(diǎn)36～37 ℃。

天然存在：柑桔、圓柚中。

香氣特征：具有圓柚、柑桔、橙子的氣味，并帶有甜的果皮、木香香韻。

應(yīng)用：可用于調(diào)配圓柚、橙子、熱帶水果等食用香精和煙用香精。

在煙氣中的作用：具有增加卷煙香氣，豐滿(mǎn)卷煙香味和降低刺激的作用。

參考用量：在最終加香食品中的建議用量為10 mg/kg。

安全管理情況：FEMA編號(hào)為3166，F(xiàn)DA編號(hào)為 172.515，CoE編號(hào)為 11164，中國(guó)GB 2760-1996批準(zhǔn)為暫時(shí)允許使用的食品香料。

諾卡酮廣泛應(yīng)用于香精和香料行業(yè)

從瓦倫烯高效生產(chǎn)諾卡酮

最重要和最昂貴的葡萄柚香味，諾卡酮(2)，可以降低體脂率，因此它的高效生產(chǎn)已被化妝品和食品工業(yè)部門(mén)迫切要求。[1]

此前，從巴倫西亞橙精油中提取的瓦倫烯(1)通過(guò)腸桿菌屬(Enterobacter sp.)轉(zhuǎn)化為諾卡酮(2)的轉(zhuǎn)化率僅為12%，紅球菌(Rodococcus KSM-5706)的轉(zhuǎn)化率為0.5%，和細(xì)胞色素P-450 (CYP450)的轉(zhuǎn)化率為20%。諾卡酮(2)由瓦倫烯(1)與AcOOCMe3和低產(chǎn)量鉻酸在三步法化學(xué)合成，使用表面官能化二氧化硅，由金屬催化劑，如Co2+和Mn2+與叔丁基過(guò)氧化氫可獲得75%的產(chǎn)。但這些合成方法并不安全，因?yàn)樗鼈兩婕坝卸镜闹亟饘?。因此，設(shè)計(jì)一種不使用任何鉻、錳等重金屬的環(huán)境友好的諾卡酮合成方法迫在眉睫。從巴倫西亞橙油中得到的商業(yè)上可獲得的廉價(jià)倍半萜烴(+)-valencene(1)通過(guò)小球藻(Chlorella)、毛霉菌(Mucor)、葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和可可球二孢菌(Botryodiplodia theobromae)的生物轉(zhuǎn)化可有效地合成諾卡酮(2)。[1]

圖1 小球藻對(duì)瓦倫烯(1)的生物轉(zhuǎn)化[1]

將淡色小球藻(Chlorella fusca var. vacuolata)IAMC-28接種于Noro培養(yǎng)基，光照固定培養(yǎng)。利用蔡貝克氏(czapek)-蛋白胨培養(yǎng)基對(duì)纖維素曲霉(Aspergillus cellulosae)、黑曲霉(A. niger)、葡萄座腔菌(B. dothidea)、可可球二孢菌(B. theobromae)、黃色鐮孢菌(Fusarium culmorum)和毛霉(Mucor)進(jìn)行底物的生物轉(zhuǎn)化。Yoshiaki Noma實(shí)驗(yàn)室從大阪府土壤中分離得到黑曲霉，并根據(jù)其生理形態(tài)特征進(jìn)行鑒定。(+)-Valencene (1) (20 mg 50 ml)從巴倫西亞橙精油中分離出來(lái)，加入培養(yǎng)基中，由淡色小球藻(C. fusca)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化18天，產(chǎn)生諾卡酮(GC-MS峰面積:89%;分離的收率:63%)。由NaBH4和CeCl3還原2可以得到2α-羥基瓦倫烯(3)，其得率為87%，然后與對(duì)硝基苯酸(p-nitrobenzoic acid)，三苯基膦( triphenylphosphine)，偶氮二甲酸二乙酯( diethyl azodicarboxylate)進(jìn)行光延反應(yīng)(Mitsunobu reaction)，以合成從姜科植物益智(Alpinia oxyphylla)中分離得到具有鈣拮抗作用的諾卡酮(2β-羥基瓦倫烯)(4)，其得率為42%。[1]

這樣得到的化合物3和4很容易被淡色小球藻(C. fusca)和蛋白核小球藻(C. pyrenoidosa)生物轉(zhuǎn)化，只需1天就能得到高產(chǎn)量（80-90%）的諾卡酮(2)?；衔?的生物轉(zhuǎn)化進(jìn)一步由蛋白核小球藻(C. pyrenoidosa)和普通小球藻(C. vulgaris)以及土壤細(xì)菌進(jìn)行，得到了較高的諾卡酮產(chǎn)量。在蛋白核小球藻(C. pyrenoidosa)對(duì)1進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的時(shí)間過(guò)程中，在沒(méi)有2α-羥基瓦倫烯(3)的情況下，諾卡酮(2)和諾卡醇(4)的產(chǎn)量隨著化合物1產(chǎn)量的減少而增加，隨后2的產(chǎn)量隨著3產(chǎn)量的減少而增加。在瓦倫烯(1)的代謝途徑中，1緩慢轉(zhuǎn)化為諾卡醇(4)，隨后4迅速轉(zhuǎn)化為2，如圖1所示。[1]

從土壤中分離出來(lái)的真菌菌株毛霉菌(Mucor sp.)被接種在蔡貝克氏(czapek)-蛋白胨培養(yǎng)基(pH7.0)中，在30℃下靜態(tài)培養(yǎng)7天，發(fā)現(xiàn)粘附在葉狀苔類(lèi)蒼白球亞纖毛(Thalloid liverwort Pallavicinia subcilita)上。將化合物1（20毫克50毫升）加入培養(yǎng)基中，再培養(yǎng)7天。這導(dǎo)致了諾卡酮(2)的高產(chǎn)量(82%)。[1]

還使用從導(dǎo)致各種水果腐敗的真菌中分離出來(lái)的植物病原真菌葡萄座腔菌(B. dothidea)和可可球二孢菌(B. theobromae)（共31個(gè)菌株），對(duì)1到2的生物轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究。同樣濃度的底物1與葡萄座腔菌(B. dothidea)和可可球二孢菌(B. theobromae)一起培養(yǎng)，得到諾卡酮(42-84%)。[1]

用于化妝品和食品工業(yè)的昂貴的柚子香味的諾卡酮（2）是通過(guò)(+)-瓦倫烯(valencene)（1）的生物轉(zhuǎn)化大量獲得的，這種香原料可以由小球藻、真菌如毛霉菌、葡萄座腔菌和可可球二孢菌從瓦倫西亞橙廉價(jià)獲得。這是一個(gè)非常廉價(jià)和清潔的氧化反應(yīng)，不使用任何重金屬，因此這種方法有望在諾卡酮的工業(yè)生產(chǎn)中找到應(yīng)用。[1]

諾卡酮的應(yīng)用

噴霧形式的諾卡酮已被證明是對(duì)付鹿蜱和孤星蜱的有效驅(qū)蟲(chóng)劑或殺蟲(chóng)劑。它也是一種對(duì)付蚊子的有效驅(qū)蚊劑或殺蟲(chóng)劑，還可以驅(qū)除臭蟲(chóng)、頭虱和其他昆蟲(chóng)它是一種環(huán)境友好型殺蟲(chóng)劑，因?yàn)樗且环N揮發(fā)性精油，在環(huán)境中不持久。美國(guó)環(huán)保局于2020年8月10日批準(zhǔn)了它的這種用途。與香茅、薄荷油和檸檬草油等植物精油驅(qū)蚊劑相比，它驅(qū)蚊的能力可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)，它對(duì)人體無(wú)毒，是一種經(jīng)批準(zhǔn)的食品添加劑，通常用于食品、化妝品和藥品。

保護(hù)自己和家人免受蚊蟲(chóng)和蜱蟲(chóng)叮咬的最好方法是使用驅(qū)蟲(chóng)劑

埃及伊蚊傳播的病毒包括登革熱、寨卡、奇昆古尼亞熱和黃熱病

黑腳蜱可以傳播多達(dá)7種病原體，包括導(dǎo)致萊姆病的細(xì)菌。

美國(guó)環(huán)保署(EPA)對(duì)諾卡酮的注冊(cè)為企業(yè)開(kāi)發(fā)新型驅(qū)蟲(chóng)劑鋪平了道路。

美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心已經(jīng)授權(quán)兩家公司生產(chǎn)一種殺蟲(chóng)劑和一種驅(qū)蟲(chóng)劑。加州圣地亞哥的Allylix公司(現(xiàn)為Evolva公司)是這些授權(quán)方之一，公司開(kāi)發(fā)了一種酶發(fā)酵工藝，該工藝將比以前的工藝更經(jīng)濟(jì)有效地生產(chǎn)諾卡酮。

1、諾卡酮:一種用于開(kāi)發(fā)殺蟲(chóng)劑和驅(qū)蟲(chóng)劑的新活性成分[2]

諾卡酮，作為EPA注冊(cè)產(chǎn)品，允許制造商為消費(fèi)者開(kāi)發(fā)驅(qū)蟲(chóng)劑，洗液和肥皂。諾卡酮是：一種在阿拉斯加黃杉樹(shù)和葡萄柚皮中發(fā)現(xiàn)的微量化合物。能夠擊退和殺死蜱蟲(chóng)和昆蟲(chóng)，包括蚊子。負(fù)責(zé)柚子特有的香味和口感。廣泛用于香精工業(yè)制造香水和古龍水。在皮膚和衣服上可以持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。用于柑橘味的洗發(fā)水，護(hù)發(fā)素，洗液。廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，給食品調(diào)味。需要好幾噸葡萄柚才能產(chǎn)生1公斤(2.2磅)的諾卡酮。Evolva的工藝允許以高度可重復(fù)性和無(wú)污染的方式大量生產(chǎn)諾卡酮。曾經(jīng)稀有而昂貴的諾卡酮現(xiàn)在的生產(chǎn)成本很低。[2]

諾卡酮是一種活性成分，而不是最終用途(品牌名稱(chēng))產(chǎn)品。有效成分使最終使用的產(chǎn)品有效。例如，避蚊胺(DEET)是許多品牌驅(qū)蟲(chóng)劑中使用的活性成分。在EPA注冊(cè)后，CDC的獨(dú)家授權(quán)合作伙伴Evolva就可以將諾卡酮作為一種活性成分銷(xiāo)售給殺蟲(chóng)劑和驅(qū)蟲(chóng)劑；涂在皮膚上的驅(qū)蟲(chóng)劑，公共衛(wèi)生用途(非農(nóng)業(yè)用途)的低量和超低量噴霧劑。[2]

諾卡酮有一種新穎的作用方式，諾卡酮似乎以一種獨(dú)特的方式殺死咬人的害蟲(chóng)，不同于其他已經(jīng)在EPA注冊(cè)的殺蟲(chóng)劑。諾卡酮的作用不同于其他殺蟲(chóng)劑，包括擬除蟲(chóng)菊酯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯和環(huán)二烯。用諾卡酮制成的殺蟲(chóng)劑可以幫助消滅對(duì)現(xiàn)有蚊子產(chǎn)生抗藥性的蚊子。[2]

2、諾卡酮現(xiàn)已在美國(guó)環(huán)保署注冊(cè)[3]

由美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(CDC)發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的一種新的活性成分已被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)注冊(cè)用于殺蟲(chóng)劑和驅(qū)蟲(chóng)劑。[3]

新的成分，諾卡酮，排斥和殺死蜱蟲(chóng)，蚊子，和各種各樣的其他咬人的害蟲(chóng)。諾卡酮負(fù)責(zé)葡萄柚特有的氣味和味道，被廣泛用于香水工業(yè)，制造香水和古龍水。在阿拉斯加的黃杉樹(shù)和葡萄柚皮中發(fā)現(xiàn)了微量的這種物質(zhì)。[3]

諾卡酮現(xiàn)在可以用來(lái)開(kāi)發(fā)新的驅(qū)蟲(chóng)劑和殺蟲(chóng)劑來(lái)保護(hù)人類(lèi)和寵物。CDC的授權(quán)合作伙伴Evolva正在與領(lǐng)先的蟲(chóng)害控制公司就可能的商業(yè)合作進(jìn)行深入討論。有意開(kāi)發(fā)品牌消費(fèi)品的公司將被要求向美國(guó)環(huán)境保護(hù)署提交注冊(cè)包進(jìn)行審查，這些產(chǎn)品最早將于2022年上市。[3]

“CDC很自豪能夠領(lǐng)導(dǎo)諾卡酮的研究和開(kāi)發(fā)，”Jay C. Butler說(shuō)，醫(yī)學(xué)博士，傳染病副主任。“為現(xiàn)有的預(yù)防咬傷方法提供新的替代方法，為解決預(yù)防病媒傳播疾病的最大挑戰(zhàn)之一——預(yù)防咬傷鋪平了道路?！盵3]

研究表明，當(dāng)諾卡酮被配制成驅(qū)蟲(chóng)劑時(shí)，它們的保護(hù)效果可能與含有其他有效成分的產(chǎn)品相似，可以提供長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的保護(hù)。[3]

諾卡酮以一種獨(dú)特的方式殺死咬人的害蟲(chóng)，不同于其他已經(jīng)在EPA注冊(cè)的殺蟲(chóng)劑，包括擬除蟲(chóng)菊酯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯和環(huán)二烯。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署的說(shuō)法，擁有一種新的有效的殺蟲(chóng)劑成分將有助于解決對(duì)目前使用的其他產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的殺蟲(chóng)劑抗性水平。[3]

環(huán)保署化學(xué)品安全和污染預(yù)防辦公室助理署長(zhǎng)亞歷山德拉·達(dá)波利托·鄧恩(Alexandra Dapolito Dunn)說(shuō):“環(huán)保署很高興繼續(xù)與疾病預(yù)防控制中心合作，注冊(cè)諾卡酮，這是幫助保護(hù)美國(guó)公眾免受昆蟲(chóng)和扁虱叮咬的另一種工具?！薄斑@種新的活性成分有潛力用于未來(lái)的驅(qū)蟲(chóng)劑和殺蟲(chóng)劑，保護(hù)人們免受疾病。在美國(guó)的許多地區(qū)，蚊子已經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生了抗藥性。我們工具箱中的一種新的活性成分將有助于矢量控制項(xiàng)目。”[3]

蚊子和蜱蟲(chóng)傳播的疾病在美國(guó)的每個(gè)州和地區(qū)都是一個(gè)日益嚴(yán)重的威脅。從2004年到2018年，報(bào)告的蚊媒傳播疾病病例數(shù)量翻了一番。在美國(guó)報(bào)告的所有病媒傳播疾病病例中，蜱媒傳播疾病占了近8 / 10。這些疾病風(fēng)險(xiǎn)的增加意味著對(duì)聯(lián)邦、州和地方衛(wèi)生部門(mén)和病媒控制機(jī)構(gòu)的要求越來(lái)越高。[3]

疾控中心從2014年開(kāi)始與Evolva合作。2017年，Evolva獲得生物醫(yī)學(xué)高級(jí)研究和開(kāi)發(fā)局(BARDA)合同，主要目標(biāo)是推進(jìn)諾卡酮和基于諾卡酮的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，以預(yù)防登革熱和寨卡病毒等蚊媒疾病。這項(xiàng)工作得到了美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心聯(lián)邦基金的支持，并由負(fù)責(zé)防范和應(yīng)對(duì)的助理國(guó)務(wù)卿辦公室(BARDA)根據(jù)第2號(hào)合同管理——HHSO100201700015C。[3]

諾卡酮的藥理或生物活性

1、非食品生物活性產(chǎn)品(+)-諾卡酮:化學(xué)和生物活性[4]

(+)-諾卡酮，首次從阿拉斯加黃杉(Chamaecyparis nootkatensis)的心材中分離出來(lái)，是一種非食用的天然倍半萜酮。由于其強(qiáng)烈的葡萄柚香味和廣泛的生物活性，(+)-諾卡酮在食品、化妝品、制藥和化工行業(yè)的需求日益增長(zhǎng)。因此，需要結(jié)合現(xiàn)有的最新信息，了解(+)-諾卡酮的研究現(xiàn)狀，為(+)-諾卡酮及其類(lèi)似物的進(jìn)一步發(fā)展鋪平道路。本文綜述了(+)-諾卡酮的植物來(lái)源、化學(xué)合成、生物合成、結(jié)構(gòu)修飾以及(+)-諾卡酮及其衍生物殺蟲(chóng)活性和其他生理活性的研究進(jìn)展。我們希望這項(xiàng)工作可以為(+)-諾卡酮及其類(lèi)似物在食品、化妝品、制藥和化工行業(yè)的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。[4]

2、山姜屬益智仁(A. Oxyphylla)及其活性成分諾卡酮對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖的抑制作用

背景:山姜屬益智仁提取物具有廣泛的藥理活性。然而，益智仁及其活性化合物諾卡酮在結(jié)直腸癌中的分子機(jī)制尚不清楚。方法:我們的研究旨在研究益智仁及其生物活性化合物諾卡酮在體外抑制腫瘤中的作用。結(jié)果:益智仁提取物和諾卡酮對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞均有抑制增殖作用。益智仁在結(jié)直腸癌細(xì)胞中表現(xiàn)出抗氧化活性，可能是通過(guò)誘導(dǎo)HO-1介導(dǎo)的。此外，在益智仁的存在下，促凋亡蛋白nag1和細(xì)胞增殖蛋白cyclin D1的表達(dá)分別升高和降低。當(dāng)檢測(cè)抗腫瘤活性時(shí)，諾卡酮治療導(dǎo)致菌落和球狀形成的減少。相應(yīng)地，諾卡酮也導(dǎo)致了nag1表達(dá)的增加和cyclin D1表達(dá)的減少。諾卡酮抑制cyclin D1的機(jī)制涉及蛋白水平調(diào)控，而諾卡酮在轉(zhuǎn)錄水平上增加nag1的表達(dá)。除了具有PPARγ結(jié)合活性，諾卡酮還能增加EGR-1的表達(dá)，最終導(dǎo)致nag1啟動(dòng)子活性的增強(qiáng)。結(jié)論：綜上所述，諾卡酮是一種具有抗增殖和促凋亡活性的抗腫瘤化合物。[5]

諾卡酮在結(jié)直腸癌細(xì)胞中顯示出抗癌活性。a諾卡酮的結(jié)構(gòu)。b細(xì)胞增殖試驗(yàn)。用不同濃度的諾卡酮處理HCT-116和SW480結(jié)直腸癌細(xì)胞，用血細(xì)胞計(jì)計(jì)數(shù)。y軸表示細(xì)胞號(hào)，x軸表示時(shí)間。以乙醇作為諾卡酮的載體。三個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)(n = 3)的量化結(jié)果以均數(shù)±SD表示，*p < 0.05、**p < 0.01、***p < 0.001表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。c菌落形成試驗(yàn)。HCT-116和SW480細(xì)胞在含諾卡酮的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)9天。菌落數(shù)被計(jì)數(shù)并顯示在底部的圖表中。3個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)(n = 3)的結(jié)果均以均數(shù)±SD表示，*p < 0.05、**p < 0.01、***p < 0.001均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。n,不重要。d橢球體活力測(cè)定。HCT-116腫瘤球形體用諾卡酮治療。相位對(duì)比圖像顯示，橢球體的大小，特別是增殖區(qū)大小呈劑量依賴(lài)性地縮小。比例尺代表500 μm。用CellTiter-Glo?3D細(xì)胞活力測(cè)定法(Promega)測(cè)定球形細(xì)胞活力。右圖，球體體積計(jì)算方法章節(jié)描述。該圖代表了三個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。*p < 0.05， **p < 0.01， ***p < 0.001[5]

3、諾卡酮抑制小鼠急性和慢性炎癥反應(yīng)

諾卡酮(NTK)是一種倍半萜類(lèi)化合物，存在于許多柑橘類(lèi)植物(蕓香科)精油中?？紤]到以往的報(bào)道表明NTK抑制炎癥信號(hào)通路，本研究旨在研究該化合物在小鼠急性和慢性炎癥模型中的作用。采用角叉菜膠、右旋糖酐、組胺、花生四烯酸所致小鼠足腫脹模型及角叉菜膠所致腹膜炎、胸膜炎觀(guān)察NTK對(duì)急性炎癥的影響。用棉球誘導(dǎo)的小鼠肉芽腫模型研究NTK治療對(duì)慢性炎癥的影響。在急性炎癥模型中，NTK表現(xiàn)出抗水腫作用和抑制白細(xì)胞募集，這與血管通透性降低、抑制髓過(guò)氧化物酶(MPO)、白細(xì)胞介素(IL)1-β和腫瘤壞死因子(TNF)-α的產(chǎn)生有關(guān)。在體分析表明，NTZ的抗炎作用也可能是由于抑制環(huán)氧化酶(COX)-2活性和拮抗組胺受體1 (H1)。在慢性炎癥模型中，這些機(jī)制可能有助于肉芽腫重量和勻漿蛋白濃度的降低。綜上所述，NTK的抗炎作用與抑制il - 1-β和TNF-α的產(chǎn)生有關(guān)，這可能與抑制COX-2活性和拮抗H1受體有關(guān)。然而，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定這種化合物對(duì)慢性炎癥的作用。[6]

NTK和雙氯芬酸結(jié)合環(huán)氧合酶(COX)-2酶結(jié)合位點(diǎn)(a)和NTK和多塞平結(jié)合H1受體結(jié)合位點(diǎn)(b)的結(jié)合最穩(wěn)定。

4、NQO1通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK信號(hào)通路介導(dǎo)諾卡酮在脂多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥中的抗炎作用

神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激在神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。因此，使用有效的抗炎/抗氧化劑被認(rèn)為是一種有前途的治療神經(jīng)退行性疾病的策略。本實(shí)驗(yàn)研究了從葡萄柚中分離的倍半萜化合物諾卡酮(nootkatone, NKT)在體外和體內(nèi)神經(jīng)炎癥模型中的抗炎和抗氧化作用。在脂多糖(LPS)刺激的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中，NKT抑制iNOS、COX-2和促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，并增加抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)。此外，NKT抑制活性氧(ROS)的產(chǎn)生，上調(diào)抗氧化酶如NQO1和HO-1的表達(dá)。分子機(jī)制研究表明，NKT抑制lps刺激的BV2細(xì)胞中Akt、p38 MAPK和NF-κB的活性，同時(shí)增加AMPK、PKA/CREB和Nrf2/ARE信號(hào)通路。由于NKT顯著增加了NQO1的表達(dá)，我們通過(guò)藥物抑制或敲低實(shí)驗(yàn)研究了這種酶的作用。使用NQO1特異性抑制劑雙香豆素或NQO1 siRNA處理BV2細(xì)胞可顯著阻斷nkt介導(dǎo)的NO、ROS、TNF-α、IL-1β和IL-10上調(diào)。此外，抑制NQO1逆轉(zhuǎn)了NKT對(duì)促炎和抗炎信號(hào)分子的作用。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)AMPK抑制劑化合物C模仿了雙香豆素的作用，表明NQO1和AMPK之間存在一種串聯(lián)。最后，我們發(fā)現(xiàn)NKT抑制lps注射小鼠大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞激活、脂質(zhì)過(guò)氧化和促炎標(biāo)志物的表達(dá)，雙香豆素也能逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。這些數(shù)據(jù)表明，NQO1通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK及其下游信號(hào)通路，在介導(dǎo)NKT在lps誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥中的抗炎和抗氧化作用中發(fā)揮重要作用。[7]

NKT在lps刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞中具有抗炎和抗氧化作用。NKT抑制lps注射小鼠大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞激活。NQO1介導(dǎo)NKT在體外和體內(nèi)的抗炎/抗氧化作用。NQO1-AMPK信號(hào)在NKT抗炎機(jī)制中起關(guān)鍵作用。NKT在神經(jīng)退行性疾病的治療中可能具有治療潛力。[7]

5、諾卡酮通過(guò)抑制氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞凋亡，在肝纖維化小鼠模型中具有肝保護(hù)和抗纖維化作用

本研究以四氯化碳(CCl4)致小鼠肝纖維化為實(shí)驗(yàn)材料，研究諾卡酮(NTK)的肝保護(hù)和抗纖維化作用。CCl4分別升高血清天門(mén)冬氨酸和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平。此外，CCl4產(chǎn)生肝臟氧化和硝態(tài)應(yīng)激，其特征是血紅素氧合酶-1表達(dá)減少，抗氧化防御，4-羥基壬烯醛和3-硝基酪氨酸積累。此外，CCl4誘導(dǎo)肝組織中腫瘤壞死因子-α、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、白細(xì)胞介素-1β等促炎因子的表達(dá)，與核因子κB激活密切相關(guān)。此外，CCl4處理的動(dòng)物表現(xiàn)出更高的凋亡，其特征是caspase 3活性增加，DNA碎片化和多聚(adp -核糖)聚合酶激活。此外，組織學(xué)和生化檢查顯示CCl4給藥動(dòng)物的肝臟明顯纖維化。然而，NTK處理減輕了CCl4誘導(dǎo)的表型變化。總之，我們的研究結(jié)果表明，NTK通過(guò)抑制氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞凋亡發(fā)揮肝保護(hù)和抗纖維化作用。[8]

NTK對(duì)肝損傷及纖維化的影響。這顯示了各組動(dòng)物血清中ALT (A)和AST (B)的水平。(C)肉眼檢查顯示CCl4給藥小鼠肝纖維化，經(jīng)NTK減毒。n = 6 /組;#P < 0.0001 vs . Veh;*P < 0.01與CCl4;@P < 0.001 vs . CCl4。(D)分別處理組制備的石蠟包埋肝臟切片具有代表性的蘇木精和伊紅(H&E)染色。CCl4誘導(dǎo)大結(jié)節(jié)、纖維間隔、脂肪變性、肝細(xì)胞自吸和壞死、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。然而，NTK治療消除了ccl4誘導(dǎo)的肝組織損傷，并保留了組織結(jié)構(gòu)。最后200×放大;比例尺= 50?m. [8]

參考文獻(xiàn)：

[1] Yoshinori Asakawa, Yoshiaki Noma,3.20 - Biotransformation of Sesquiterpenoids,Editor(s): Hung-Wen (Ben) Liu, Lew Mander, Comprehensive Natural Products II,Elsevier,2010,Pages 803-892,

ISBN 9780080453828,https://doi.org/10.1016/B978-008045382-8.00066-6.

[2] https://www.cdc.gov/ncezid/dvbd/media/dpk-nootkatone.html

[3] https://www.cdc.gov/media/releases/2020/p0810-nootkatone-registered-epa.html

[4] Jiangping Fan, Zhiyan Liu, Shengnan Xu, Xiaoting Yan, Wanqing Cheng, Ruige Yang, Yong Guo,Non-food bioactive product (+)-nootkatone: Chemistry and biological activities,Industrial Crops and Products,Volume 177,2022,114490,https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114490.

[5] Yoo, Eunsu & Lee, Jaehak & Lertpatipanpong, Pattawika & Ryu, Junsun & Kim, Chong-Tai & Park, Eul-Yong & Baek, Seung. (2020). Anti-proliferative activity of A. Oxyphylla and its bioactive constituent nootkatone in colorectal cancer cells. BMC cancer. 20. 881. 10.1186/s12885-020-07379-y.

[6]Bezerra Rodrigues Dantas L, Silva ALM, da Silva Júnior CP, Alcantara IS, Correia de Oliveira MR, Oliveira Brito Pereira Bezerra Martins A, Ribeiro-Filho J, Coutinho HDM, Rocha Santos Passos F, Quintans-Junior LJ, Alencar de Menezes IR, Pezzani R, Vitalini S. Nootkatone Inhibits Acute and Chronic Inflammatory Responses in Mice. Molecules. 2020; 25(9):2181. https://doi.org/10.3390/molecules25092181

[7] Jung-Eun Park, Jin-Sun Park, Yea-Hyun Leem, Do-Yeon Kim, Hee-Sun Kim,NQO1 mediates the anti-inflammatory effects of nootkatone in lipopolysaccharide-induced neuroinflammation by modulating the AMPK signaling pathway,Free Radical Biology and Medicine,164,2021,354-368 doi. 10.1016/j.freeradbio med.2021.01.015.

[8] Kurdi, Amani; Hassan, Kamal; Venkataraman, Balaji; Rajesh, Mohanraj (2017). Nootkatone confers hepatoprotective and anti-fibrotic actions in a murine model of liver fibrosis by suppressing oxidative stress, inflammation, and apoptosis. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology,  e22017.  doi: 10. 1002 / jbt. 22017.