通过基于结构的虚拟筛选方法鉴定新的CD36拮抗剂

《Chemical Biology & Drug Design》：Identification of New CD36 Antagonists by Structure-Based Virtual Screening

CD36靶向治疗的新型拮抗剂通过虚拟筛选发现，化合物8、13和14可有效抑制脂肪酸和氧化低密度脂蛋白的摄取，降低肝癌细胞克隆形成，为CD36靶向治疗提供候选药物。

　　CD36是一种重要的跨膜糖蛋白，其在多种生理和病理过程中扮演着关键角色。它不仅参与脂肪酸的摄取，还与氧化低密度脂蛋白（oxLDL）的识别和内吞作用密切相关。CD36在许多癌症类型中被过度表达，这种现象与癌症细胞的恶性特征密切相关，包括对治疗的抵抗性、干细胞特性增强以及转移能力提升。因此，CD36被视为癌症治疗的重要靶点之一。本研究的目标是通过虚拟筛选（VS）发现新的CD36拮抗剂，以期为CD36相关疾病的治疗提供潜在药物。

为了实现这一目标，研究团队首先识别了CD36结构中的一个具有功能意义的结合口袋，该口袋被认为是已知拮抗剂的结合位点。通过在包含超过25,000种药物样化合物的化学库中进行共识分子对接，研究人员筛选出15种具有结构多样性的候选化合物。这些化合物在实验评估中表现出对CD36介导的脂肪酸和氧化低密度脂蛋白摄取的抑制作用。其中，化合物8、13和14被确认为具有抑制CD36功能的新化合物，其在HCC细胞中显示出对脂肪酸摄取的抑制作用，并在THP-1巨噬细胞样细胞中抑制oxLDL的转运。值得注意的是，化合物14不仅抑制了脂肪酸的摄取，还显著降低了HepG2细胞的克隆形成能力，而没有影响细胞的存活率，这表明其可能通过调控CD36介导的病理相关表型发挥作用。

为了进一步验证这些化合物的结合模式和其对CD36构象动态的影响，研究团队使用分子动力学模拟（MDS）对这些化合物进行了分析。结果表明，这些拮抗剂与CD36之间形成了稳定的结合，并表现出有利的结合能量。同时，这些化合物在结合过程中导致CD36发生不同的构象变化，这可能影响其功能。例如，化合物8主要通过疏水相互作用与CD36的某些关键残基结合，如Asp250和Asp209，而化合物13则表现出更广泛的相互作用，包括氢键和疏水作用，与多个关键残基如Gln116、Asn118和Asp270相互作用。相比之下，化合物14则主要通过氢键与Asp270结合，并且与某些其他残基形成疏水相互作用，其结合模式与化合物8和13不同。

研究还发现，化合物9和14在结构上具有相似性，但其生物学效应却相反。这提示我们，尽管它们可能在相似的结合位点发挥作用，但其结合方式和对CD36构象的影响存在差异。通过MDS分析，研究人员发现化合物9和14在CD36中的结合方式不同，化合物9倾向于形成更紧凑的结构，而化合物14则呈现出更扩展的构象，这可能影响其功能表现。此外，两种化合物在CD36结合位点的体积计算也显示出不同的趋势，这可能与其作用机制有关。

为了评估这些化合物的生理相关性，研究团队在HepG2细胞中进行了细胞摄取实验和克隆形成实验。实验结果表明，化合物8、13和14均能有效抑制CD36介导的脂肪酸摄取，其中化合物14表现出最强的抑制效果。进一步的细胞存活实验显示，化合物13和14在THP-1巨噬细胞样细胞中表现出一定的细胞毒性，但其对HepG2细胞的毒性较低，这可能与其在不同细胞类型中的作用机制有关。同时，化合物13和14还显著降低了CD36的表达水平，表明其可能通过影响CD36的转录或翻译过程发挥功能。

此外，研究团队还对化合物的理化性质进行了分析，包括溶解度、分子量、疏水性等。这些性质对于药物的口服生物利用度和药代动力学特性具有重要意义。结果表明，大部分化合物具有良好的口服生物利用潜力，但部分化合物（如化合物15）在溶解度方面存在挑战，这可能限制其在体内的应用。同时，部分化合物可能具有一定的肝毒性，这提示在进一步开发过程中需要关注其安全性和代谢途径。

通过本研究，研究人员成功筛选出三种具有潜在治疗价值的CD36拮抗剂，并对其结合模式和生物活性进行了详细分析。这些化合物在不同细胞模型中表现出不同的作用效果，这可能与其结合位点的特异性以及对CD36构象动态的影响有关。此外，研究还发现，某些化合物在抑制脂肪酸摄取的同时并未显著影响细胞存活，这表明其可能通过非细胞毒性途径发挥治疗作用，从而为开发针对CD36的新型疗法提供了重要的理论依据和实验基础。

综上所述，本研究通过虚拟筛选和实验验证，发现了一组新的CD36拮抗剂，并对其结合机制和生物活性进行了深入分析。这些化合物不仅在脂肪酸和oxLDL摄取方面表现出显著的抑制作用，还可能通过调控CD36的表达和功能，影响癌症细胞的增殖、转移和免疫逃逸等过程。这些发现为CD36作为治疗靶点的研究提供了新的思路，并为开发相关药物奠定了基础。未来的研究应进一步探讨这些化合物的药代动力学特性、安全性以及其在疾病模型中的治疗效果，以期将其转化为有效的治疗药物。