天然产物作为HER2抑制剂的发现：虚拟筛选揭示甘草苷(liquiritin)作为乳腺癌治疗新靶点

本研究针对HER2阳性乳腺癌治疗中存在的耐药性和毒性问题，通过结构基础的虚拟筛选技术，从638,960种天然产物中鉴定出甘草苷(liquiritin)作为新型HER2酪氨酸激酶抑制剂。研究发现liquiritin能纳摩尔级抑制HER2磷酸化(IC50=18.5 nM)，选择性诱导HER2过表达癌细胞凋亡，并通过G1期阻滞和caspase-9激活发挥抗肿瘤作用。该研究为开发低毒性、高选择性的天然来源HER2靶向药物提供了重要候选分子。

　　

乳腺癌长期位居女性恶性肿瘤发病率首位，其中HER2阳性亚型约占30%，具有侵袭性强、预后差的特点。尽管曲妥珠单抗(Trastuzumab)和拉帕替尼(Lapatinib)等靶向药物改善了临床疗效，但耐药性和心脏毒性等问题仍亟待解决。天然产物因其结构多样性和低毒性成为抗癌药物开发的重要资源，但如何从海量天然化合物中高效发现HER2抑制剂仍是重大挑战。

亚历山大大学药学院的研究团队通过创新性的多学科交叉研究，在《Scientific Reports》发表了突破性成果。他们建立了一个包含638,960种天然产物的虚拟化合物库，采用Glide HTVS/SP/XP三级分子对接策略筛选HER2结合分子，结合MM-GBSA自由能计算和300 ns分子动力学模拟，最终发现甘草苷(liquiritin)具有最优的HER2抑制活性和药代动力学特性。

研究采用的关键技术包括：(1)基于HER2晶体结构(PDB:3RCD)的虚拟筛选；(2)Z'-LYTE FRET技术测定激酶抑制活性；(3)HER2过表达细胞系(BT-474/SKBR3)的增殖和迁移实验；(4)流式细胞术分析细胞周期和凋亡；(5)Western blot验证HER2蛋白表达和磷酸化水平。

分子对接验证和结构基础虚拟筛选

研究团队首先验证了分子对接协议的可靠性，ROC曲线下面积(AUC-ROC)达到0.92。从初筛的541,589个化合物中，通过三级精确度筛选获得40个候选分子，最终选择5个代表性化合物进行实验验证。对接分析揭示关键结合模式：活性分子通过吡喃酮羰基与Met801形成氢键，最佳连接链长度为8-9个原子。

生化HER2激酶活性测定

在Z'-LYTE激酶实验中，oroxin B和liquiritin分别表现出12.1 nM和18.5 nM的IC₅₀值，显著优于阳性对照拉帕替尼(54%抑制率@15 nM)。结构-活性关系(SAR)分析发现，7位双葡萄糖取代是保持活性的关键因素。

ADME和类药性预测

QikProp和SwissADME双重预测显示，liquiritin符合Lipinski五规则(0违规)，具有中等口服吸收率(50%)和理想的logP值(-0.25)，而oroxin B因Caco-2渗透性差(<2 nm/s)被排除。

分子动力学模拟

300 ns模拟显示liquiritin-HER2复合物RMSD稳定在2.0 ?，MM-GBSA结合自由能达-63.70 kcal/mol。关键相互作用包括与DFG基序Asp863的持续氢键(>70%模拟时间)和与Phe864的疏水作用。

细胞水平验证

liquiritin对BT-474和SKBR3细胞的IC₅₀分别为3.5 μM和6.4 μM，选择性指数(SI)达8.0。划痕实验显示10 μM liquiritin可抑制50.6%的BT-474细胞迁移。机制研究表明，liquiritin通过：

1. 诱导G1期阻滞(BT-474细胞G1比例从59%升至88%)

2. 激活caspase-9介导的内源性凋亡(表达量增加8.1倍)

3. 双重抑制HER2磷酸化和总蛋白表达

激酶谱分析

在15种激酶筛选中，0.1 μM liquiritin对HER家族(EGFR/HER2/HER4)表现出>80%抑制率，而对其他激酶抑制率<15%，证实其作为pan-HER抑制剂的独特选择性。

这项研究的意义在于：首次通过系统性虚拟筛选发现liquiritin作为天然来源的HER2抑制剂，其独特的双机制(抑制激酶活性和促进蛋白降解)克服了现有药物的局限性。研究建立的"计算筛选-动力学模拟-多维度验证"研究范式，为天然抗肿瘤药物的开发提供了可借鉴的方法学框架。特别值得注意的是，liquiritin源自传统中药甘草，其安全性已有千年使用历史背书，这将显著加速其临床转化进程。未来研究将聚焦于liquiritin的体内药效评价和结构优化，特别是通过B环羟基化进一步提高其效价。