芝麻酚

英文名: Sesamol
中文别名:
英文别名: 1,3-Benzodioxol-5-ol, 9CI; 1,2,4-Benzenetriol methylene ether
Cas 号: 533-31-3
产品编码：BP1297
分子式: C₇H₆O₃
分子量: 138.122
来源: sesame oil (Sesamum indicum)

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
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储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

在天然产物化学与药理学研究领域，从传统药食同源植物中发掘具有明确生物活性的小分子化合物，是现代新药研发的重要策略之一。芝麻（Sesamum indicum L.）作为一种古老的油料作物，其籽粒及压榨所得的芝麻油不仅营养丰富，更在传统医学中被用于多种疾病的辅助治疗。芝麻酚（Sesamol），化学名3,4-亚甲二氧基苯酚，是芝麻油中一种特征性的苯丙素类活性成分，尤其在芝麻油精炼和加热过程中由芝麻林素（sesamolin）转化而来。近年来，随着自由基生物学与氧化应激理论的深入发展，芝麻酚因其卓越的抗氧化能力而备受关注。大量体外与体内研究表明，芝麻酚不仅能直接清除自由基，更能通过调控核心的细胞防御信号通路，发挥抗炎、抗肿瘤、神经保护、心血管保护等多重药理活性。本文旨在系统综述芝麻酚的化学特性、植物来源、药理活性、分子作用机制及其成药性潜力，以期为该天然产物的深度开发与临床应用提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

芝麻酚的化学名为3,4-亚甲二氧基苯酚，CAS号为533-31-3，分子式为C7H6O3，分子量为138.1220。其结构核心为一个苯环，在1号位连接一个酚羟基（-OH），在3号和4号位通过亚甲二氧基（-O-CH2-O-）桥连形成一个五元含氧杂环。这种独特的邻位亚甲二氧基-苯酚结构是其高抗氧化活性的化学基础。酚羟基是提供氢原子以中和自由基（如DPPH、ABTS⁺、羟自由基等）的关键基团，而邻位的亚甲二氧基可能通过电子效应稳定酚氧自由基中间体，从而增强其自由基清除能力。

在理化性质方面，芝麻酚的脂水分配系数（LogP）约为0.9475，表明其具有一定的亲脂性，但并未过强，这有利于其穿越细胞膜。其拓扑极性表面积（TPSA）为38.6900 Ų，数值较小，预示其膜通透性良好。水溶性数据为6.8975（通常指LogS或相关溶解度参数，具体单位需结合上下文，此处可理解为中等偏下的水溶性）。纯品芝麻酚为白色至淡黄色针状结晶或粉末。这些理化参数共同决定了芝麻酚在生物体内的吸收、分布特性。值得注意的是，其较小的分子量和适宜的亲脂性使其具有较高的血脑屏障通透性，这为其在中枢神经系统疾病中的应用提供了可能。

植物来源与提取方法

芝麻酚主要来源于芝麻（Sesamum indicum L.）的种子及其加工产物芝麻油。在完整的芝麻籽中，芝麻酚并非以游离形式大量存在，而是以其糖苷前体（如芝麻林素，sesamolin）的形式储存。在芝麻油的压榨、特别是后续的精炼（如脱胶、脱酸、脱色、脱臭）以及日常烹饪加热过程中，芝麻林素在酸、热或酶的作用下发生分子重排和水解，释放出游离的芝麻酚。因此，精炼芝麻油或烘烤芝麻制品中的芝麻酚含量通常高于冷榨原油。

从芝麻油或芝麻粕中提取和纯化芝麻酚是获得该化合物的主要途径。传统方法包括溶剂萃取法，常用有机溶剂如乙醇、乙酸乙酯、石油醚等对芝麻油或脱脂芝麻粉进行萃取，然后通过硅胶柱色谱、制备型高效液相色谱（HPLC）等技术进行分离纯化。现代提取技术如超临界CO₂萃取因其操作温度低、无溶剂残留、选择性好等优点，也被应用于芝麻酚的提取，能更好地保护其活性。此外，化学合成与生物合成方法也有研究报道，但天然提取物因其“绿色”标签在食品和保健品领域更受青睐。提取工艺的优化目标在于提高芝麻酚的得率与纯度，同时保持其生物活性。

药理活性研究

大量临床前研究证实，芝麻酚具有广泛而显著的药理活性，其核心围绕抗氧化展开，并延伸至多个疾病领域。

1. 抗氧化活性：这是芝麻酚最基础且最突出的活性。在体外化学模型中，如DPPH自由基清除实验，其IC50值为5.95±0.56 μg/mL，显示出强大的直接自由基清除能力。此外，它对超氧阴离子、羟自由基、过氧亚硝基阴离子等也具有高效的清除作用。在细胞模型中，芝麻酚能显著减轻由过氧化氢（H₂O₂）、叔丁基过氧化氢（t-BHP）等氧化剂诱导的氧化损伤，提高细胞存活率。

2. 抗肿瘤活性：芝麻酚对多种癌细胞系表现出生长抑制和促凋亡作用，包括结肠癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、白血病等。其作用不仅限于诱导癌细胞凋亡，还涉及抑制增殖、阻滞细胞周期（如将细胞阻滞于G0/G1期或G2/M期）、抑制迁移与侵袭、抗血管生成等。值得注意的是，一些研究提示芝麻酚对正常细胞的毒性相对较低，可能具有一定的选择性。

3. 神经保护活性：凭借其高血脑屏障通透性，芝麻酚在多种神经退行性疾病和脑损伤动物模型中显示出保护作用。例如，在阿尔茨海默病模型中，它能减轻β-淀粉样蛋白诱导的神经毒性和记忆障碍；在帕金森病模型中，可对抗MPTP/MPP⁺引起的多巴胺能神经元损伤；在脑缺血再灌注损伤和中风模型中，能缩小梗死面积，改善神经功能缺损。

4. 心血管保护活性：芝麻酚能改善高脂饮食诱导的动脉粥样硬化，降低血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，同时提升高密度脂蛋白。它还能减轻心肌缺血再灌注损伤，抑制心肌细胞凋亡，改善心功能。

5. 抗炎与肝脏保护活性：芝麻酚通过抑制促炎因子（如TNF-α, IL-1β, IL-6）的表达和炎症介质（如COX-2, iNOS）的产生，发挥抗炎作用。在化学性（如对乙酰氨基酚、四氯化碳）或酒精性肝损伤模型中，芝麻酚能显著降低血清转氨酶水平，减轻肝脏脂质过氧化和炎症细胞浸润，保护肝细胞。

作用机制与分子靶点

芝麻酚的多重药理活性源于其对细胞信号通路的多元调控，其核心机制是激活细胞自身的抗氧化防御系统，并间接影响下游的凋亡、炎症、代谢等通路。

1. 激活Nrf2/ARE抗氧化通路：这是芝麻酚发挥抗氧化和细胞保护作用的最关键机制。核因子E2相关因子2（Nrf2，由NFE2L2基因编码）是调控细胞氧化应激反应的主转录因子。在静息状态下，Nrf2与其抑制蛋白Keap1结合，被泛素化降解。芝麻酚可通过修饰Keap1上的半胱氨酸残基，使Nrf2与Keap1解离，进而易位至细胞核。在核内，Nrf2与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列II相解毒酶和抗氧化蛋白的转录表达。相关靶点包括：

   • HMOX1：编码血红素加氧酶-1，催化血红素降解，产生具有抗氧化、抗炎作用的胆绿素和一氧化碳。
   • NQO1：NAD(P)H:醌氧化还原酶1，参与醌类物质的解毒。
   • GCLC/GCLM：调控谷胱甘肽合成的限速酶。
   • SOD1（胞内铜锌超氧化物歧化酶）、SOD2（线粒体锰超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）、GPX1（谷胱甘肽过氧化物酶1）：这些是直接清除超氧阴离子、过氧化氢等活性氧的关键酶。芝麻酚通过Nrf2通路显著上调这些酶的活性，从而系统性增强细胞的抗氧化能力。

2. 调节凋亡相关通路：在抗肿瘤作用中，芝麻酚可调控多条凋亡信号通路。它可上调促凋亡蛋白（如Bax、Bak），下调抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL），导致线粒体膜电位下降，细胞色素C释放，进而激活caspase级联反应。此外，它也能抑制PI3K/Akt、NF-κB等促生存信号通路，并可能激活p53通路。

3. 抑制NF-κB炎症通路：芝麻酚能抑制IκB激酶（IKK）的活性，阻止IκBα的磷酸化和降解，从而抑制NF-κB p65亚基的核转位，减少下游促炎细胞因子和炎症介质的基因转录，这是其抗炎作用的主要分子基础。

4. 其他机制：还包括调节MAPK信号通路（如抑制JNK和p38的过度激活）、抑制环氧合酶（COX）和脂氧合酶（LOX）活性等。

成药性评价与药代动力学

对芝麻酚的初步成药性（Drug-likeness）评价显示其具有较好的开发潜力。其分子量（138.12）远小于500，符合Lipinski“五规则”对口服药物分子的要求。LogP值约0.95，处于理想范围（通常认为1-3较佳，0.95也属可接受），提示其具有平衡的脂溶性与水溶性，有利于胃肠吸收和体内分布。TPSA值较低，进一步支持其良好的膜渗透性。关键的安全性初步筛查结果较为乐观：hERG抑制实验为阴性，表明其潜在的心脏毒性（诱发长QT综合征）风险较低；Ames试验结果为1.2（通常以突变率表示，小于2可视为阴性），提示其在本实验条件下无明显的致突变性，遗传毒性风险较低。

在药代动力学方面，动物研究提供了初步认识。芝麻酚口服吸收迅速，生物利用度中等。在大鼠体内的研究表明，它广泛分布于各组织，且因其亲脂性和小分子特性，能有效透过血脑屏障，在脑组织中达到有效浓度，这与其显著的神经保护活性相符。芝麻酚在体内的代谢主要涉及II相结合反应，包括葡萄糖醛酸化和硫酸化，形成相应的结合物，经尿液和胆汁排泄。其血浆半衰期相对较短，提示可能需要频繁给药或剂型改良（如缓释制剂）以维持稳定的血药浓度。目前关于其在人体内的详细药代动力学参数尚缺乏系统研究，这是未来临床转化需要解决的关键问题之一。

临床应用前景与展望

芝麻酚作为一种来源丰富、安全性初步评估良好的天然活性分子，其临床应用前景广阔，但同时也面临挑战。

潜在应用方向：
1. 功能性食品与膳食补充剂：作为高效的天然抗氧化剂，芝麻酚可直接用于开发具有抗氧化、抗衰老、辅助调节血脂功能的保健食品。富含芝麻酚的芝麻油或提取物本身已是健康食品的组成部分。
2. 神经退行性疾病的辅助治疗/预防：针对阿尔茨海默病、帕金森病等目前缺乏根治手段的疾病，芝麻酚的神经保护作用为其作为疾病修饰剂或辅助治疗药物提供了可能。其高BBB通透性是巨大优势。
3. 肿瘤的化学预防与辅助治疗：基于其抗肿瘤活性及对正常细胞相对较低的毒性，芝麻酚可能用于特定癌症的化学预防，或与常规化疗/放疗联用，以增强疗效、减轻副作用（如氧化损伤）。
4. 心血管疾病与代谢综合征：在动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝等与氧化应激和炎症密切相关的疾病中，芝麻酚可能发挥保护作用。
5. 外用制剂：利用其抗氧化和抗炎特性，可开发用于皮肤光保护、抗衰老、抗炎的化妆品或外用药品。

面临的挑战与未来展望：
1. 临床证据缺乏：目前绝大多数研究停留在细胞和动物实验阶段，亟需设计严谨的临床试验来验证其在人体中的有效性、最佳剂量和长期安全性。
2. 剂型与递送系统优化：为提高生物利用度、延长作用时间、实现靶向递送，需要开发新型制剂技术，如纳米粒、脂质体、固体分散体等。
3. 作用机制深度挖掘：除了已知的Nrf2等通路，需利用组学技术（蛋白质组学、代谢组学）和基因编辑工具，更全面地揭示其作用网络和潜在的新靶点。
4. 结构修饰与衍生物开发：通过对芝麻酚的酚羟基、苯环或亚甲二氧基进行化学修饰，可能获得活性更强、选择性更高、药代动力学性质更优的衍生物。
5. 产业化与标准化：需要建立从芝麻原料到高纯度芝麻酚提取物的稳定、环保、低成本的规模化生产工艺，并制定严格的质量控制标准。

结语

芝麻酚，这一源自古老芝麻作物的天然苯丙素类化合物，凭借其独特的化学结构和卓越的抗氧化能力，已成为天然产物药理研究中的一个明星分子。从直接清除自由基到上游调控Nrf2/ARE这一核心细胞防御通路，芝麻酚的作用机制得到了深入阐释，并由此衍生出抗肿瘤、神经保护、心血管保护、抗炎等多重令人瞩目的药理活性。初步的成药性评价显示其具有良好的类药性质和安全性潜力。尽管将其转化为成熟的临床治疗药物仍面临诸多挑战，尤其是临床数据的积累和制剂技术的突破，但芝麻酚无疑在预防医学、辅助治疗以及功能性健康产品开发领域展现出巨大的价值。未来，通过多学科交叉合作，深化基础研究，推进临床转化，芝麻酚有望从传统的餐桌走向更广阔的医药健康舞台，为人类健康事业贡献其独特的力量。