テルペノイドは天然有機化合物の重要な部分であり、現在 50,000 種類以上のテルペノイド構造が報告されています。研究により、一部の天然テルペノイドには強力な抗腫瘍、抗炎症、抗菌活性があることがわかっており、これらの生物学的に活性な天然テルペノイドには、セスキテルペン、ジテルペノイド、モノテルペノイド、ジセスキテルペノイド、トリテルペノイドが含まれ、その中でセスキテルペノイドは最も多くの数と構造骨格タイプを持つテルペノイドであり、その構造には 1 つ以上の炭素原子と二重結合または三重結合炭素原子が含まれており、炭素環の数に応じて単環式、二重環式、三環式、四環式に分類できます。 環を構成する炭素原子の数によって、5員環、6員環、7員環のセスキテルペン環に分けられ、また、異なる酸素含有基によって、セスキテルペンアルコール、セスキテルペンケトン、セスキテルペンラクトンなどにも分けられます。
セスキテルペンは、植物、微生物、海洋生物、特定の昆虫に広く含まれています。セスキテルペンの含有量が最も高い植物は、シラカバ科のシラカバとシラカバ樹脂で、伝統薬用素材でセスキテルペンの含有量が高いのは、キク科のキク属、キク科のオオバコ、キク科のマルチフラワーです。シソ科のペパーミント属のミント、シソ科のシュート属のゼーラント、クマツヅラ科のバーベナ属のバーベナ、リンドウ科のリンドウ属のリンドウなどです。現代の研究では、セスキテルペノイド抗腫瘍、抗菌、抗炎症、抗神経毒性、抗ウイルス、免疫抑制、肝臓保護、強心作用など、幅広い生物学的活性を持っています。
1. セスキテルペンアルコール
セスキテルペンアルコールは、共通の基単位（-OH）を持つアルコールヒドロキシル基で構成された構造を持ち、セスキテルペンアルコールの官能基は15個の炭素原子の構造を持っています。最も一般的な6つのセスキテルペンアルコールには、ファルネソール、ネロリドール、ベチボル、パチョリオール、サンダルロール、およびユーカリプトールがあります。セスキテルペンアルコールにはさまざまな生物学的活性があり、ネロリドールから単離されたセスキテルペンアルコールには殺虫活性と抗腫瘍活性があることが研究で示されています。アガーウッド阻害の樹脂を含む沈香から抽出されたセスキテルペンアルコールなどの一部のセスキテルペンアルコールモノマー化合物は、RAW264.7マクロファージでリポ多糖（LPS）によって誘発される一酸化窒素（NO）の放出を阻害し、化合物が優れた抗炎症活性を持っていることを示しています。 オウゴンから抽出されるセスキテルペンアルコールやメドール、β-ユーカリプトール、β-ユーカリプトール、エレメノールなどは、胃酸分泌を抑制し、ヘリコバクターピロリの殺菌、消化性潰瘍の治癒促進などの効果があります。
2. セスキテルペノン
ケトン基はセスキテルペンケトンを構成する酸素化基であり、ケトンの官能基はカルボニル基であり、COの両端は原子クラスターで接続されています。つまり、すべてのケトンの化学構造には1つの共通単位（C=O）があります。一般的なセスキテルペンには、フランジパニ、ダマセノン、イオノン、アルテミシノン、アトランティックケトン、バレノンなどがあります。研究によると、セスキテルペノンの構造中の不飽和ケトンは強力な抗腫瘍効果を持っています。研究の結果、ウコン抽出物中のセスキテルペンケトンジマケトンは、肝癌G2細胞に対して時間依存的かつ用量依存的な阻害効果を持つことが示されました。 ウコンから抽出したゲマゾンは抗腫瘍作用のほか、LPS誘発急性肺損傷マウスの損傷度を大幅に軽減することができ、その作用機序はM1マクロファージのM2への分極促進およびNOD様受容体タンパク質3（NLRP3）インフラマソームの活性化阻害に関連し、ゲマゾンが強力な抗炎症作用を有することを示している。セリ科に属するトウキの根から得られるミルラアルキルケトタイムは、H+、K+-ATPase阻害に優れ、胃潰瘍抑制作用があり、子宮平滑筋収縮抑制および鎮痛作用もあり、月経困難症治療におけるその作用機序はカルシウムイオン拮抗作用に関連する可能性がある。
3. セスキテルペンラクトン
セスキテルペンラクトンは最も研究されているセスキテルペノイドであり、セスキテルペン環は15個の炭素原子からなる環状構造であり、ラクトン環は5個の炭素原子と1個の酸素原子からなる環状構造であり、この構造のユニークさにより、セスキテルペンラクトンはさまざまな生物学的活性を持っています。研究により、-メチレン- -ラクトンには抗腫瘍活性があり、不飽和ラクトンは強い抗炎症活性を持っています。ヤコンの葉に含まれる 9 種類のセスキテルペンラクトンには抗腫瘍活性があり、3 種類のセスキテルペンラクトン、エンヒドリン、ウベダリン、ソンチホリンはアポトーシスを誘導することでヒト子宮頸がん細胞株 (HeLa 細胞) の増殖を阻害できることが分かりました。6 種類のセスキテルペンラクトン、ウベダフォリン、エンヒドロホリン、ポリマチン B、エンヒドリン、ウベダリン、ソンチホリンは、HeLa、ヒト前骨髄性急性白血病細胞 (HL-60)、マウス黒色腫細胞 (B16-F10) の 3 種類の細胞株で、さまざまな程度に細胞増殖を阻害します。 キク科キク属から新しいセスキテルペンラクトンであるマリボリンAが単離・同定され、この化合物は細菌LPSによって誘導されるRAW264.7細胞からのNO放出に対して阻害効果を示すことがわかった。キク属から抽出された4つのセスキテルペンラクトン、オキシジコリシン、イソデオキシジコリシン、エクトコリドおよびジコリドは、ヒト非小細胞肺癌の増殖活性を著しく阻害する可能性がある。 キク科のAinsliaea acerifoliaから単離された2つのセスキテルペンラクトン、ザルザニン-Cとエスタフィアトーンは、LPS/IFN-を減少させ、RAW264.7マクロファージにおけるNO産生を誘導し、PGE2合成を阻害し、LPS/IFN-を阻害しました。RAW264.7マクロファージにおけるiNOS、COX-2タンパク質およびm-RNA発現を誘導し、NF-κBの活性化およびIκBのリン酸化を阻害し、それによってIκBを減少させます。ザルザニン-Cとエスタフィアトーンは、IκBの分解を防ぎ、NF-κBの核転写を阻害し、次にiNOS、COX-2の発現およびPGE2の放出を阻害することによって抗炎症効果を発揮することが示唆されました。 コスタノリドは、p38MAPKおよびERKの活性を阻害することで抗炎症効果を発揮し、CD4+ T細胞の分化を阻害します。フェベロリドはキク科植物から抽出されたセスキテルペンラクトンであり、その生理活性部位は主に-メチル- -ラクトン環に集中しており、細胞内の多機能タンパク質に特異的に結合して、シグナル伝達経路の下流タンパク質の発現を調節します。研究により、フェベロリドは結腸癌細胞HCT116およびRKO、肺癌細胞NCI-H1299、骨髄芽腫HL604およびその他の細胞株に対して抗腫瘍効果があり、その作用機序は主にp53およびMDM2-調節腫瘍抑制因子を活性化することであることが示されています。タンパク質さらに、p-AKTとpS166-Mdm2のレベルを低下させることでp53を増強し、癌細胞のアポトーシスを促進することもできます。
4. その他のタイプ
さらに、セスキテルペンの分類には、セスキテルペンアルデヒド、セスキテルペンカルボン酸などの他の酸素含有官能基があります。酸素含有基による分類に加えて、セスキテルペンと呼ばれるセスキテルペンのクラスもあり、その構造に応じてグアイアシアン、ユーカリプタン、ジュニパーなどのタイプのセスキテルペンに分類できます。このタイプのセミテルペンは、主にトクサ科、エゾウコギ科、マメ科、キク科などの薬用植物に含まれています。 グアイアカン型セスキテルペンは、グアイアカンの葉と茎から単離されたセスキテルペン化合物の一種で、5員環と7員環が結合した構造を持ち、その多くは4,10-ジメチル-7-イソプロピレンをベースとし、抗ウイルス、抗腫瘍、抗炎症活性を持っています。ユーカリプタン型セスキテルペノイドは、デカヒドロナフタレン骨格を持つ二環式セスキテルペノイドの一種で、沈香から単離された最も豊富なモノマー化合物であり、重要な生物学的活性を持ち、国内外で沈香から54種のユーカリプタン型セスキテルペノイドが単離され、同定されています。ジュニパーセスキテルペンは、イソプロピル置換基と2つのメチル置換基が異なる位置にあることを除いて、ユーカリプタンと構造が似ています。 さらに、セスキテルペンはフラン、スピララン、エリモフェノール、プロバニラン、ホップにも分類されます。
近年、新たに発見された単環式セスキテルペノイドは、多様な構造と豊富な薬理活性を有するものの、その作用機序や薬化可能性に関する研究は少ない。研究が深まるにつれて、セスキテルペノイドの生物活性の作用機序がますます明らかになると考えられ、そこから新しい効率的な抗腫瘍薬や抗炎症薬が発見されることが期待される。