新型硫代-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮衍生物的合成及其抗肿瘤活性与EGFR靶向机制研究

本研究针对癌症治疗中药物耐药性和毒性问题，设计合成了一系列新型硫代-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮衍生物(7a-j)。通过MTT法证实化合物7d对A549和SW480细胞株的IC50值达14.4-15.4 μM，较阳性药厄洛替尼活性提高2倍。分子对接和动力学模拟揭示其通过氢键与EGFR的Lys721结合，MM-GBSA结合能为-76.99 kcal/mol。该研究为开发新型EGFR抑制剂提供了先导化合物。

　　

癌症作为细胞周期异常导致的恶性疾病，其治疗面临耐药性和毒副作用等重大挑战。蛋白激酶特别是表皮生长因子受体(EGFR)的过度表达与多种肿瘤发生密切相关，使其成为抗癌药物研发的重要靶点。喹唑啉类化合物因其独特的结构特征，已成为EGFR抑制剂开发的优势骨架，如已上市的厄洛替尼(Erlotinib)和吉非替尼(Gefitinib)。然而，现有药物仍存在疗效局限和毒副作用等问题，亟需开发新型高效低毒的EGFR抑制剂。

研究人员通过三步反应高效合成了10个新型硫代-6-溴喹唑啉-4(3H)-酮衍生物(7a-j)，采用MTT法评估其对非小细胞肺癌A549和结肠癌SW480细胞的细胞毒性，通过分子对接和100 ns分子动力学模拟研究其与EGFR的相互作用模式，并利用流式细胞术检测化合物7d诱导细胞凋亡的能力。

2.1. Rational design
基于喹唑啉骨架与EGFR ATP结合位点的相互作用特征，研究人员在C-6位引入溴原子增强活性，C-2位通过硫醚键连接不同取代的苄基以探索构效关系。

2.2. Chemistry
以5-溴邻氨基苯甲酸为起始原料，经N-溴代琥珀酰亚胺溴化后，与对甲苯基异硫氰酸酯环合得到关键中间体5，再与不同苄溴发生亲核取代获得目标化合物7a-j，收率高达84.5%。

2.3. Cytotoxic activity assessments
化合物7d(3-NO₂取代)表现出最优活性，对A549和SW480的IC₅₀分别为14.4±2.40和15.4±1.27 μM，且对正常NIH/3T3细胞毒性较低(SI=3.43)。

2.4. Apoptosis assay
流式细胞术显示7d可剂量依赖性诱导A549细胞凋亡，45 μM浓度下凋亡率达31.3%，显著高于对照组的3.9%。

2.5. Molecular docking study
对接结果表明7d与EGFR关键残基Lys721形成氢键，与Phe699存在π-π堆积作用，结合自由能(-9.5 kcal/mol)优于厄洛替尼(-7.1 kcal/mol)。

2.6. Molecular dynamics simulation
100 ns动力学模拟证实7d-EGFR复合物RMSD稳定在4 ?，与Thr830和Thr799形成持续性水桥相互作用，MM-GBSA结合能(-76.99 kcal/mol)显著优于7a(-56.42 kcal/mol)。

该研究成功开发出具有显著抗肿瘤活性的新型喹唑啉衍生物，特别是化合物7d通过多重相互作用高效抑制EGFR，其结合模式和动力学特征为后续优化提供了重要依据。研究不仅扩展了喹唑啉类EGFR抑制剂的化学空间，更为开发高效低毒的抗癌药物奠定了坚实基础，具有重要的转化医学价值。