角鲨烯是无色或微黄色透明油状液体，吸氧变黏成亚麻油状。在石油醚、乙醚、丙酮中易溶，在冰醋酸和乙醇中微溶，与水不相溶。

1916年，日本科学家Tsujimoto在深海Ai-zamé和Heratsuno-zamé鲨鱼肝油中发现一种新的淡黄色不饱和烃类化合物，经分离、鉴定将其命名为“squalene”，即角鲨烯。此后，研究者们对角鲨烯展开了大量的研究，近百年来不曾间断。1935年，Thorbjarnarson和Drummond在橄榄油中发现角鲨烯，首次获得植物来源的角鲨烯。最近，罗章在研究西藏牦牛背最长肌的挥发性风味物质组成时发现了角鲨烯，首次获得青藏高原地区动物来源的角鲨烯。

角鲨烯不仅存在于动物、植物体内，而且在微生物中亦有分布。深海鲨鱼是迄今为止从自然界发现的角鲨烯含量较高的动物体之一。Tsujimoto发现角鲨烯是鲨鱼肝脏油脂不皂化物的主要成分, 其含量分别为Ai-zamé和Heratsuno-zamé鲨鱼肝脏油脂的89.62 g/100 g和71.64 g/100 g。深海鲨鱼肝油中角鲨烯的含量在40 g/100 g以上，被认为是早期角鲨烯的主要来源。

因鲨鱼品种、性别、年龄和生长的地理环境不同，故肝油中角鲨烯的含量存在较大的差异，其中深海同齿刺鲨肝油中角鲨烯含量在90 g/100 g以上，而江河鲨鱼肝油中角鲨烯的含量则较低。继深海鲨鱼之后，皮脂是人们发现的角鲨烯含量较高的一个动物组织。皮脂中角鲨烯的含量大约为13 g/100 g。

Downing等研究发现，鼹鼠皮脂中角鲨烯的含量为70 g/100 g，显著高于人体及其他动物皮脂中角鲨烯的含量，这可能与鼹鼠适应潮湿的生活环境有着密切的联系。通常，人体皮肤长期暴露在太阳光下，紫外线易给皮肤带来氧化应激损伤，皮脂中的角鲨烯可以有效地阻断式反应，抑制皮脂发生过氧化，从而保护皮肤免受伤害。

最近还有研究发现牦牛肉中有较高含量的角鲨烯。2012年，罗章在冷冻干燥过的牦牛肉中检出角鲨烯，其含量可达328.28μg/kg，可见，牦牛肉可作为动物源角鲨烯开发利用的新资源。

Kopicov等发现赤睛鱼等20种淡水鱼肌肉中角鲨烯的含量为9.80~153.68 mg/ 100 g，内脏脂肪中角鲨烯的含量为7.01~180.38 mg/100 g。淡水鱼中角鲨烯的含量显著低于深海鲨鱼，这可能与其生活的环境条件有着密切的联系。

Dewitt等发现人体及大鼠的血液中存在微量的角鲨烯，每100 mL血液中含有30~35 μg角鲨烯 。

此外，人们逐渐发现橄榄油、苋菜籽油、米糠油和棕榈油、农作物种子油及植物油脱臭馏出物等植物油及副产物中均有角鲨烯检出，特别是橄榄油和苋菜籽油中角鲨烯的含量较高，可作为制备角鲨烯的重要工业原料。粗制橄榄油是橄榄仁经压榨制得的植物油，被认为是目前植物源角鲨烯的主要来源之一，其角鲨烯含量为100 mg/100g~800 mg/100 g。

微生物细胞中也存在角鲨烯。Bhattacharjee等以酿酒酵母和糖蜜中分离到的德氏孢圆酵母厌氧发酵生产角鲨烯，其干基产量分别为4.12mg/100 g和23.72 mg/100 g。

此外，Brid等研究发现在葡萄球菌、汉逊德巴利酵母、深红螺菌和构巢曲霉(丝状真菌)等微生物中亦有微量角鲨烯检出。通过筛选角鲨烯的高产菌株，然后采用生物发酵途径生产角鲨烯，为解决角鲨烯资源开辟了新的途径。

1）携氧能力

角鲨烯具有类似红细胞的携氧功能，在机体内与氧结合生成活化的氧合角鲨烯，通过血液循环中运输到机体末端细胞后释放氧，促进机体新陈代谢中的生物氧化-还原反应，从而增加组织细胞对氧的利用能力，提高机体对缺氧的耐受能力，防止因缺氧而引起的各种疾病。因角鲨烯具有类似红细胞的携氧功能，故使鲨鱼在深海的缺氧环境中具有较强的缺氧耐受能力。

邱春媚等研究了角鲨烯软胶囊对小鼠缺氧耐受力的影响，结果表明，角鲨烯为推荐剂量的20倍和30倍剂量组常压缺氧时间和亚硝酸钠中毒存活时间延长。小鼠在极性脑缺血性缺氧条件下，角鲨烯推荐剂量的10倍、20倍、30倍剂量组与对照组相比，均能显著延长小鼠喘气时间，且对小鼠体重增长无影响。

可见，角鲨烯具有携氧能力，可提高小鼠缺氧耐受力。而高原地区牦牛中存在较高含量的角鲨烯，可能与牦牛适应缺氧、严寒和低气压的地区环境有着密切的联系。

2）调控动物体中胆固醇的代谢

20世纪50年代，研究人员在研究人体胆固醇的生化代谢机制时发现一个关键的中间代谢产物，经结构鉴定为角鲨烯，这首次证实人体中有角鲨烯。角鲨烯在羊毛甾醇合成酶的作用下可以转化成羊毛甾醇，再转变成胆固醇，并进一步代谢生成胆汁酸和类固醇激素。鉴于角鲨烯可以转化成胆固醇，学术界曾有一种观点：外源性的角鲨烯会提高胆固醇的合成，增加人患动脉粥样硬化疾病的风险。

然而，随着研究的深入，人们发现人体摄入外源性角鲨烯不仅不会提高血清中胆固醇的水平，甚至还会降低血清中胆固醇的含量。角鲨烯降低血清中胆固醇水平的作用机制可能是外源性角鲨烯可以降低3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A （HMG-CoA）还原酶的活性来抑制胆固醇的合成，这取决于吸收的外源性角鲨烯的数量。同时，通过胆固醇的反馈调节作用加快胆固醇转变成粪胆汁酸，随大便排出体外。

3）防癌及抗癌作用

角鲨烯可以有效预防和抑制化学诱导的啮齿目动物的乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌和皮肤癌等多种癌症的发生。地中海地区的人群日常生活中摄入大量的橄榄油，该地区人群中患乳腺癌和胰腺癌的概率极低。这与当地居民日常膳食有密切关系，这是由于橄榄油中有较高含量的角鲨烯，该地区角鲨烯的日平均摄入量为200~400 mg，远远高于世界上其他地区人群日平均摄入量。

Newmark认为，角鲨烯抑制乳腺癌和胰腺癌的机制可能是角鲨烯通过抑制β-羟基-β-甲基戊二酰基-CoA还原酶活性，降低致癌基因的戊烯化作用，从而有效预防乳腺癌和胰腺癌的发生。

Chinthalapally等通过雄性F344大鼠试验发现，角鲨烯可以有效抑制氧化偶氮甲烷（AOM）诱导的结肠癌隐窝异常病灶（ACF）的形成和增殖，其作用机制可能是角鲨烯抑制结肠黏膜细胞中羟基-甲基戊二酰-辅酶A还原酶的活性，从而抑制AOM诱导的ACF。

Desai等发现，富含角鲨烯的物质Roidex（Roidex是由角鲨烯、维生素A、维生素E和矿物油等组成的混合物）可以抑制由7，12-二甲基苯蒽（DMBA）和12-O-十二酰氟波醇-13-乙酸酯（TPA）诱导的皮肤肿瘤的生长，其机制尚不清楚，有待进一步研究。

Smith等发现，膳食橄榄油和角鲨烯可以有效抑制4-甲基亚硝氨基-1-3-吡啶基-1-丁酮（NNK）诱导的肺肿瘤的发生。角鲨烯对肺肿瘤的抑制机制：①由于角鲨烯通过抑制羟基-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶的活性来降低原癌基因的法尼基化，HMG-CoA还原酶活性受到抑制会减少法尼基焦磷酸的合成。②角鲨烯是一种单线态氧淬灭剂，角鲨烯通过清除自由基或活性氧来抑制NNK诱导的肺肿瘤的发生。

4）抗氧化作用

角鲨烯是由6个非共轭双键构成的类异戊二烯烃类化合物，具有较强的抗氧化活性。角鲨烯的抗氧化机制在于角鲨烯的低电离阈值使其能够提供或接收电子而没有破坏细胞的分子结构，并且角鲨烯可以中断脂质自动氧化途径中氢过氧化物的链式反应。角鲨烯是一种有效的单线态氧淬灭剂，可以保护机体皮脂免受紫外线引起的过氧化反应。

Auffray等证实皮脂中角鲨烯的过氧化反应主要是由于单线态氧引起的，在化妆品中添加没药精油可以减少皮肤因光敏氧化引起的皮肤损伤。

Kohno等研究发现，人体脂质中角鲨烯的单重态氧淬灭速率常数远远大于人体皮肤中的其他脂质的单重态氧淬灭常数，可以有效地终止脂质自动氧化途径中自由基的链式反应，防止皮肤中脂质发生氧化反应。

Warleta等发现角鲨烯不仅可以降低细胞间ROS水平，抑制过氧化氢诱导的乳腺皮细胞的氧化损伤，还能保护细胞免受DNA氧化损伤。这为大量摄入橄榄油的地中海地区人群患乳腺癌的概率较低提供部分科学解释。橄榄油中含有丰富的角鲨烯，角鲨烯通过降低正常乳腺细胞中ROS水平来减少氧化应激反应，而且其在正常乳腺细胞中可选择性抑制DNA氧化损伤，从而抑制地中海地区人群中乳腺癌的发生。因而，角鲨烯在乳腺癌的预防方面起着非常重要的作用。

5）抗辐射能力

Storm等研究了角鲨烯对雄性小鼠的抗辐射作用，发现小鼠角鲨烯摄入组与对照组相比，可以提高小鼠机体对辐照损伤的抵抗能力。其作用机理可能是角鲨烯可以清除小鼠因辐射产生的自由基或单线态氧刺激机体的免疫应答反应，保护细胞器和提高细胞的修复能力。

6）解毒剂

Senthilkumar等研究了角鲨烯对环磷酰胺诱导的毒性效应的影响。环磷酰胺是一种广泛用于临床的抗肿瘤药物，其代谢产物的毒性会使正常细胞发生中毒反应。角鲨烯可以有效清除代谢产物的毒性，使血清中生化指标恢复到正常水平。

Richter等研究发现角鲨烯可以代替液体石蜡作为六氯联苯（HCB）的解毒剂。小鼠脂肪组织中HCB的浓度对角鲨烯的剂量有较强的依赖性，脂肪组织中HCB的浓度随角鲨烯剂量的增加明显降低。角鲨烯为六氯联苯解毒剂的作用机制可能是角鲨烯可加快小鼠体内HCB的排泄，降低HCB的半衰期，减少消化道对HCB的吸收。

7）抑制微生物的生长

鲨鱼肝油是角鲨烯和烷基甘油的重要来源，其还含有少量的多不饱和脂肪酸。角鲨烯和烷基甘油是感染性疾病的免疫调节因子。

Nowicki等研究发现，鲨鱼肝油对细菌和真菌具有较强的抑制作用，可用于皮肤干燥病或皮肤损伤引起的细菌或真菌感染性疾病。鲨鱼肝油抑制微生物生长的作用机制可能是烷基甘油通过改变血小板活性因子和甘油二酯的合成来调控免疫反应，而角鲨烯是通过提高抗原呈递和诱导的炎症反应来抑制微生物的生长繁殖。

自从1931年Karrer和Helfenstein首先化学合成出角鲨烯，同时也证实其化学结构的正确性以来，出现了许多合成角鲨烯的工艺途径。1970年Johson和Werthemann等利用2, 5-二甲氧基四氢呋喃，在60℃的1 mol/L磷酸溶液中，水解2.5 h制得的丁二醛为原料，经两次Claisen重排以及随后的Wittig反应，得到角鲨烯。

1980年，Scott等从香叶基丙酮开始，先与乙炔钠反应，再经氧化偶联，还原脱水最终合成出角鲨烯。曾庆宇等以二氯丁烷为起始原料，先与亚磷酸三乙酯通过Arbuzov反应得到膦酸酯中间体，然后在碱作用下得到叶立德，再与自产的香叶基丙酮通过Wittig-Horner缩合得到角鲨烯，为最终实现角鲨烯的工业化生产提供了借鉴。20世纪80年代，日本科学家首先人工合成了角鲨烷，并以Salangane SK为商品名进行了短期销售，但由于其生产成本高昂，后期未见相关报道。因此，如何降低人工合成的生产成本也是解决角鲨烯资源短缺的一个重要途径。

角鲨烯具有抗氧化、抵御紫外线伤害，保湿的作用，被广泛用作润肤剂。角鲨烯可以阻塞皮肤气孔且易被肌肤深层吸收，表现出较好的保湿效果。角鲨烯是构成皮脂的重要组成部分，同时给肌肤提供营养。角鲨烯还是一种角质层的保湿物质。据报道，胎儿皮脂是一种高效的润肤霜，对角质层具有保水作用。当角鲨烯与三酰基甘油、胆固醇、神经酰胺和脂肪酸混合使用时可以产生与胎儿皮脂类似的保水效果。

为增强药物的治疗效果，药物缓释剂受到人们的普遍关注。角鲨烯作为药物缓释剂被广泛使用。含有角鲨烯乳状液药物，可以延长药物的半衰期。Wang等报道了角鲨烯乳液通过稳定磷脂酰乙醇胺或共聚物来延缓吗啡前体药物的释放 。角鲨烯基乳液还可用于环丁甲羟氢吗啡的亲脂前体药物或补骨脂素胶囊的缓释 。在日本早年曾用角鲨烯治疗结核病。近年来由于明确角鲨烯具有渗透、扩散、杀菌作用，无论是日服或涂敷于皮肤上都能摄取大量的氧，加强细胞新陈代谢消除疲劳，从而已成为功能明确的活性成分，在功能性食品中应用广泛。近些年来很多国家已将其列入药物行列如我国药典中就将角鲨烯作为口服营养药，剂量为每天一克。日本已将其扩展到作为治疗低血压、贫血、糖尿病、肝硬化、癌症、便秘、龋牙的内服药剂以及作为治疗胆和膀胱结石、扁桃腺炎、风湿病、神经痛、支气管炎、感冒、鼻炎、气喘、痛风、胃及十二指肠溃疡病等的外敷药剂。

角鲨烯是一种自由基清除剂，因其可以促进人体新陈代谢和增强机体的免疫能力，故角鲨烯主要作为功能性食品添加剂应用于食品。目前国内外市场上的角鲨烯保健食品有角鲨烯胶囊、角鲨烯胶丸和角鲨烯软胶囊等多种产品，每粒胶囊/胶丸中角鲨烯的含量为500~1000 mg。此外，角鲨烯因具有良好的抗氧化活性而被添加于大豆油、花生油等食用植物油中，抑制或延缓油脂的氧化，从而提高食用植物油的稳定性，延长产品的货架期。

本文摘编自《奥妙化学》编委会编《奥妙化学》一书，内容有删节。标题为编者所加。图片来自网络。

《奥妙化学》

《奥妙化学》编委会编

北京: 科学出版社，2018.6

ISBN 978-7-03-057346-9

责任编辑：张  析

云南大学化学科学与工程学院•药学院和自然资源药物化学教育部重点实验室的多位一线教师在长期教学科研实践的基础上，汲取国内外同类教材和书籍的特点，以“有趣的化学，有用的分子”为主线，从化学分子的角度，感悟化学的真谛，并编写成一本综合性的化学通识素质教育教材。全书主要包括天然产物、药物、食品、新能源、高分子材料、毒物、日用保健品和化学品等领域的代表分子共七部分内容，49个分子的相关知识，旨在通过对社会发展和人们生活产生重要影响的分子的精彩介绍，以纵横捭阖的风格，揭开化学的神秘面纱，展现化学知识、化学的奥妙和魅力。

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(本期编辑：王芳)

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