吴辉渊 邓兰 李芬芬

    治疗耐药性是临床肿瘤学面临的最大挑战之一[1],恶性肿瘤复发源于耐药性肿瘤细胞能够重新填充肿瘤生态位并播种新的病变,这些细胞被称为癌症干细胞(cancer stem cells,CSCs),CSCs 具有肿瘤原始特性、干细胞性和侵袭性,其重要特征之一是高醛脱氢酶1A1(aldehyde dehydrogenas 1A1,ALDH1A1) 表达[2]。ALDH1A1 主要存在于肿瘤干细胞表面及胞浆,作为CSCs 标志物,表达水平越高患者预后越差,与ALDH1A1 相关的抑制CSCs 增殖和耐药的抗癌治疗逐渐受到重视,目前尚无以ALDH1A1 为靶点的药物上市[3]。NCT-501 对 ALDH1A1 具有较高的选择性抑制作用,是目前ALDH1A1 活性研究中常用的阳性对照药[4]。中药活性成分以种类多样、结构独特、生物活性高等特点,在抗肿瘤领域具有突出的优势。本研究利用类药性筛选,分子对接,分子动力学模拟等一系列技术,从中药化合物库筛选出潜在的ALDH1A1 抑制剂活性物质,提供后续临床及药物研究的基础。

    1 材料与方法

    1.1 材料 本研究采用Ledock 软件进行分子对接工作。ADME 预测采用SwissADME 在线工具,分子动力学模拟使用AMBER 18 软件进行。

    实验仪器与试剂：ALDH1A1 重组蛋白购于上海泽叶生物科技有限公司,血竭素(Cochinchinenin)购于成都植标化纯生物技术有限公司；NCT-501 购于上海脉铂医药科技有限公司,酶标仪为Spark 10 M 型,氧化型辅酶1(NAD),二甲基亚砜、乙醛均购于美国sigma,其他试剂均为国药分析纯。

    1.2 靶蛋白ALDH1A1 结构预处理 虚拟筛选使用的ALDH1A1 蛋白晶体结构从PDB 数据库[5]中下载获得,PDB ID 为4WPN；在对接开始之前,使用对接软件中的Lepro 模块对受体蛋白进行处理,包括去除水分子、盐离子以及小分子等操作。准备靶标ALDH1A1蛋白活性口袋并产生格点文件,原结晶配体坐标作为格点盒子中心。4WPN 晶体结构中蛋白与小分子抑制剂CM053 结合模式及关键残基见图1。

    图1 4WPN 结合模式及关键残基

    1.3 中药分子化学结构的预处理 配体小分子库含17580 个常见的天然产物分子,该数据库从陶术生物官方(https://www.tsbiochem.com/natural-products)获取 ......