基于TCMSP 抗肿瘤中药小分子EGFR-TKI 的研究

表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）是原癌基因c-erbB1编码表达的一种酪氨酸激受体[1]，广泛分布在人类各种肿瘤细胞中，其过度表达或自我激活能促进肿瘤增殖、血管生成、侵袭和转移[2-3]。研究证明[4-5]，EGFR功能的异常，能导致卵巢癌、非小细胞肺癌、鼻咽癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤的发生发展。随着肿瘤分子生物学和靶向药物研究的深入，表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（Epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）类药物已成为肿瘤治疗的研究热点[6]。2003年，美国 FDA批准第一代EGFR-TKI吉非替尼上市，推荐它为晚期非小细胞肺癌治疗的一线标准药物之一[7-8]。此外，厄洛替尼、埃克替尼、拉帕提尼以及单抗类EGFR-TKI药物也取得了令人满意的临床抗肿瘤疗效[9]。

基于语篇衔接分析的定语从句教学主要是引导学生在认识到一般性代词和副词的照应手段的基础上，把握关系代词和关系副词对先行词的照应及其连接功能，在理解和认知上进行迁移学习。此种方法避免烦冗规则的死记硬背，更为重要的是培养学生的英语句子意识和语篇衔接意识。此种思路不仅仅可用于定语从句的语法知识教学，对于学生在写作中正确运用定语从句，增强语篇连贯意识也具有重要意义。

尽管EGFR-TKI的出现使过去许多不能治疗的恶性肿瘤得到了有效控制，但现存药物仍存在毒副作用以及耐药性等问题，因此开发新一代高效低毒的EGFR-TKI势在必行。中医药抗肿瘤具有效果好、安全、副作用小等优点，从传统中药提取抗肿瘤有效成分已经得到国际认可[10]。已知首次被报道的中药小分子EGFR-TKI是槲皮素和金雀异黄酮（染料木黄酮），两者除具有抑制 EGFR作用外，还能通过其他多种机制抑制肿瘤细胞增殖[11]。此后，任伟光等[12]发现艾叶乙酸乙酯提取物中芹菜素、棕矢车菊素、木犀草素、槲皮素等成分具有抑制EGFR激酶的活性。本研究基于中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP）挖掘中药小分子EGFR-TKI，运用反向分子对接技术对中药小分子进行靶点预测性验证，并系统阐述中药小分子EGFR-TKI的研究现状，为进一步研究中药小分子EGFR-TKI提供线索与参考。

基于图1所示的DPD软粒子模型,相应的相互作用参数αij计算结果如表1所示.此外,键对粒子间通过简谐振动弹性力=Crij相互连接约束,其初始键长为单位长度.

1 材料与方法

1.1 服务器与软件

（1）中药系统药理学数据库与分析平台TCMSP（http: // ibts. hkbu. edu. hk/ LSP/ tcmsp.php）。TCMSP是由西北农林科技大学开发的中药系统药理学数据库和分析平台，其通过文献挖掘和数据库整合，得到500味常用中药、30069个中药化合物的药物代谢动力学、药物化学和药物-靶标蛋白网络-疾病网络的基本信息[13]。（2）反向分子对接服务器 DRAR-CPI（https: // cpi. bio-x. cn/ drar/）。DRAR-CPI是上海交通大学Bio-X研究所杨轮博士等[14]采用的 DOCK中的算法，通过重叠球体定义受体分子潜在结合位点，将药物分子与多个蛋白结合位点进行反向对接服务器，主要用于药物−靶蛋白相互作用的模拟研究。服务器采用Z变换将对接分数Docking scores变换为综合分数Z'-score，以提高模拟表示准确性，规定Z'-score＜-0.5时化合物与靶点有潜在结合的可能性。

1.2 研究方法

挖掘TCMSP中以EGFR为靶点的中药小分子化合物，将标注为“Validated”的已验证中药小分子统一保存为 mol2格式。查阅相关文献与数据库核对化合物 CAS号码与结构等基本信息，确保分子准确无误。在DRAR-CPI服务器进行反向分子对接，研究筛选化合物能否与EGFR结合成功，以及两者结合强度如何，并与吉非替尼进行比较分析。

2 结果

2.1 中药小分子EGFR-TKI的挖掘

本研究对TCMSP中30069个中药化合物进行发掘整理，发现其中木犀草素、槲皮素、金雀异黄酮、表没食子儿茶素没食子酸酯、漆黄素、烟碱、N-反式-对香豆酰酪胺等7种小分子具有抑制EGFR的作用。进一步用DRAR-CPI服务器对其进行预测验证，发现木犀草素、槲皮素、金雀异黄酮、表没食子儿茶素没食子酸酯、漆黄素5种中药小分子与EGFR结合强度较好。木犀草素为黄酮类化学物质，具有抗肿瘤、抗菌消炎、保护心脏等多种药理作用[14-15]。隋佳琪[16]用 Western blot法检测木犀草素对表皮生长因子（Epidermal growth factor，EGF）诱导的EGFR蛋白磷酸化水平，结果表明EGF能明显促进 EGFR蛋白磷酸化水平，而木犀草素能够显著地抑制 EGF诱导的EGFR磷酸化。洪专[17]通过体内、外研究发现，木犀草素不仅能够下调L858R/T790M突变型EGFR磷酸化水平，还能够抑制HSP90蛋白伴侣的活性，从多个靶点促进EGFR继发突变型肺癌细胞的凋亡，表明木犀草素具有治疗EGFR继发T790M突变型非小细胞肺癌的可能。

 

表1 中药小分子基本信息Table 1 Information of small molecules from Chinese medicine

  

中药小分子 TCMSP号 CAS号 分子式 结构式木犀草素 MOL000006 491-70-3 C15H10O6槲皮素 MOL000098 117-39-5 C15H10O7 N-反式-对香豆酰酪胺 MOL000332 36417-86-4 C17H17NO3金雀异黄酮 MOL000481 446-72-0 C15H10O5烟碱 MOL003403 54-11-5 C10H14N2表没食子儿茶素没食子酸酯 MOL006821 989-51-5 C22H18O11漆黄素 MOL013179 528-48-3 C15H10O6

2.2 靶点预测

首先以已上市的EGFR-TKI吉非替尼为标准进行在DRAR-CPI服务器反向分子对接，观察吉非替尼与EGFR的结合分数，结果如图1、表2所示，两者结合强度良好（为-1.12227）。然后以挖掘得到的 7个中药小分子 EGFR-TKI为研究对象，在DRAR-CPI进行反向分子对接，试验结果显示木犀草素、槲皮素、金雀异黄酮、表没食子儿茶素没食子酸酯、漆黄素5种中药小分子EGFR-TKI在DRAR-CPI服务器可以与EGFR靶蛋白结合，且符合服务器规定的 ＜-0.5要求，而烟碱、N-反式-对香豆酰酪胺 2种中药小分子与EGFR靶蛋白结合，Z'-score≥-0.5，不符合服务器规定要求。7种中药小分子按Z'-score排名见表2。7种中药小分子与EGFR靶蛋白三维模拟结合见图2～8。虽然吉非替尼结合分数没有前5种中药小分子高，但由于反向分子对接仍处于初级阶段，加上药物在体内的实际代谢过程十分复杂，故5种中药小分子与EGFR结合强度以及抗肿瘤效果，仍需大量实验进一步验证。

  

图1 吉非替尼与EGFRFig.1 Gefitinib and EGFR

  

图2 木犀草素与EGFRFig.2 Luteolin and EGFR

  

图3 漆黄素与EGFRFig.3 Fisetin and EGFR

 

表2 反向分子对接结果Table 2 The results of reverse molecular docking

  

排名 活性物质 Z'-score 12345678木犀草素漆黄素金雀异黄酮表没食子儿茶素没食子酸酯槲皮素吉非替尼N-反式-对香豆酰酪胺烟碱-2.08616-1.95673-1.37517-1.31752-1.22196-1.12227 0.59814 1.01497

  

图4 金雀异黄酮与EGFRFig.4 Genistein and EGFR

  

图5 表没食子儿茶素没食子酸酯与EGFRFig.5 Epigallocatechin-3-gallate and EGFR

  

图6 槲皮素与EGFRFig.6 Quercetin and EGFR

  

图7 N-反式-对香豆酰酪胺与EGFRFig.7 n-Coumaroyltyramine and EGFR

  

图8 烟碱与EGFRFig.8 Nicotine and EGFR

2.3 结果分析

槲皮素因具有止咳、抗炎、抗氧化、治疗肿瘤的作用[18-19]日益受到人们的重视。吴波等[20]发现槲皮素和大黄素对VEGFR、FGFR、EGFR等蛋白活性有显著的抑制作用；向廷秀等[21]发现槲皮素能下调HSP70和EGFR的表达，抑制胃癌细胞的生长，呈时间剂量依赖性；李士坤等[22]的研究表明槲皮素可下调作为肿瘤细胞恶性程度生物学指标的PCNA，EGFR，VEGF，c-myc的表达，对人食管癌Eca-109细胞具有诱导分化效应。以上研究均证实槲皮素具有良好的EGFR抑制作用。目前，关于金雀异黄酮抗肿瘤药理研究也有了一定进展。袁江兰[23]等AUTODOCK 3.05分子对接软件探究了金雀异黄酮与EGFR的相互作用机制，结果表明两者结合自由能为-31.2 kJ/mol可发生强烈的相互作用，而试验[24]也证实了金雀异黄酮可通过抑制EGFR的磷酸化，进而阻止肝癌细胞的增殖。

 

表3 药物代谢动力学参数表Table 3 Pharmacokinetic parameters

  

中药小分子 MW AlogP OB% DL木犀草素漆黄素金雀异黄酮表没食子儿茶素没食子酸酯槲皮素286.25 286.25 270.25 458.40 302.25 2.07 1.77 2.07 2.89 1.50 36.16 52.60 17.93 55.09 46.43 0.25 0.24 0.21 0.77 0.28

3 讨论

TCMSP数据库包含的 EGFR-TKI且标注为“Validated”的已验证中药小分子共有7个，其基本信息见表1。

已知类药性（Drug-likeness，DL）是指分子包含的化学结构与大多数药物有相似的物理特征。据报道[13]，一般DL＞0.18时具有良好的成药性，而口服利用度（Oral bioavailability，OB）＞30%的分子具有较好的成药可能。另外，根据Lipinski成药性原则可知化合物的分子量（Molecular Weight，MW）小于500Da，脂水分配系数对数AlogP在-2到5之间，最有可能成为口服药物。表3为反向分子对接结果 Z'-score＜-0.5的 5种中药小分子EGFR-TKI药物代谢动力学相关参数，由表可知除金雀异黄酮OB稍低外，均符合以上成药性规则，说明5种中药小分子均有较好的开发利用前景。

大量研究[25]表明表没食子儿茶素没食子酸酯作用的抗肿瘤靶点很多，例如各种受体、酶和细胞因子等，其中EGFR、VEGFR是其最重要的抗肿瘤靶点之一。陈丽莉等[26]发现表没食子儿茶素没食子酸酯可通过影响膜受体EGFR、67LR引起下游一系列信号转导级联反应抑制肿瘤细胞增殖。漆黄素又名非瑟酮，可通过诱导凋亡、影响信号通路转导、抑制增殖、抑制迁移和侵袭等方面发挥抗肿瘤作用。研究表明漆黄素抑制肿瘤细胞的COX-2、Wnt、EGFR通路，诱导肿瘤细胞凋亡并抑制结肠癌的生长[27]。以上文献说明表没食子儿茶素没食子酸酯和漆黄素作为中药小分子 EGFR-TKI抗肿瘤作用显著。

我国人民的生活水平提升后,老龄化问题成为了我们的关注焦点,目前我国的高血压患者数量不断增加,而且年龄越来越小。临床中高血压疾病是慢性疾病,根据研究显示,高血压会让其他心血管疾病的发生率增加,严重的有心肌梗死、脑卒中等等,患者会以左室肥厚伴左心力衰竭为主[4]。此次研究结果表明,心脏彩超检测心脏疾病具有很高的价值,效果突出。

以上报道与本研究结果相互补充，表明木犀草素、槲皮素、金雀异黄酮、表没食子儿茶素没食子酸酯、漆黄素等中药小分子EGFR-TKI能直接或间接抑制EGFR的表达，从多个靶点、多种途径抑制肿瘤细胞的生长和扩散，具有良好的抗肿瘤效果。同时也表明利用中药小分子开发新一代多靶点EGFR-TKI具有广阔的前景。

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