《Scientific African》：Molecular docking and dynamic simulations of Rosmarinus officinalis L anti-breast cancer activity against MCF-7 cell line
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乳腺癌（BC）是最常见的女性癌症类型之一，多种激素治疗策略已被设计用于削弱癌细胞的增殖能力。在本研究中，研究人员评估了来自摩洛哥Taza地区的迷迭香（Rosmarinus officinalis）精油（ROEO）针对MCF-7细胞系的抗癌潜力。采用分子对接、A
乳腺癌（BC）是最常见的女性癌症类型之一，多种激素治疗策略已被设计用于削弱癌细胞的增殖能力。在本研究中，研究人员评估了来自摩洛哥Taza地区的迷迭香（Rosmarinus officinalis）精油（ROEO）针对MCF-7细胞系的抗癌潜力。采用分子对接、ADME评估、毒性评价和分子动力学模拟来评价ROEO中32种分子的抗癌活性。计算机模拟ADMET评估表明，主要化合物表现出高肠道吸收，未预测到AMES毒性，提示其具有良好的药代动力学和安全性特征。所有化合物均符合Lipinski五规则，突出其类药性及作为口服活性治疗剂的潜力。分子对接揭示α-蒎烯（α-pinene）对雌激素受体α蛋白（人源，PDB ID: 2IOG）具有很强的结合亲和力，能量评分为-10.2 kcal/mol。在300K下进行的100纳秒分子动力学模拟显示，两个配体（α-蒎烯和龙脑（borneol））在分子对接中表现出最高亲和力（分别为-10.2和-9.0 kcal/mol），通过形成结合相互作用使复合物具有显著稳定性。这种相互作用有助于阻止雌二醇（E2）与雌激素受体α（ER-α）结合，从而抑制MCF-7细胞系中癌细胞的增殖。所采用的计算机模拟方法表明，ROEO所含分子可能表现出抗癌活性。
迷迭香（Rosmarinus officinalis）抗乳腺癌活性的分子对接与动态模拟解读
**研究背景与问题**
乳腺癌（Breast Cancer, BC）是全球女性中最常见的癌症类型之一，尤其在摩洛哥，其患病率高达19.2%，成为影响两性的首要癌种。约60%的乳腺癌细胞中雌激素受体α（Estrogen Receptor alpha, ER-α）过表达，ER-α的激活促进肿瘤细胞增殖与存活，因此成为激素依赖性乳腺癌的关键治疗靶点。目前临床常用选择性雌激素受体调节剂（Selective Estrogen Receptor Modulators, SERMs）如他莫昔芬（tamoxifen）来阻断雌激素作用，但合成药物常伴随不良副作用（如肝毒性、子宫内膜增生甚至癌变风险），且长期使用导致耐药问题。近年来，植物源性天然产物因其相对较低的不良反应而受到关注。迷迭香（Rosmarinus officinalis L.）作为一种广泛使用的药食两用植物，已有研究证实其提取物对多种癌细胞具有抗增殖活性，但其主要活性成分与ER-α的相互作用机制尚不明确。因此，本研究旨在通过计算机模拟方法，系统评估迷迭香精油（Rosmarinus officinalis Essential Oil, ROEO）中32种化学成分的抗乳腺癌潜力，并探索其作为ER-α拮抗剂的分子基础。
**研究方法与关键发现**
研究人员采用分子对接、ADMET（吸收、分布、代谢、排泄、毒性）预测和分子动力学模拟（Molecular Dynamics Simulation, MD）等计算机模拟技术，对ROEO中的主要化合物进行筛选与验证。所有计算均基于人源ER-α的晶体结构（PDB ID: 2IOG，分辨率1.60 ?）。分子对接通过AutoDockTools软件进行，ADMET性质通过pkCSM服务器评估，分子动力学模拟使用Schr?dinger Desmond软件在300K下运行100纳秒，并分析均方根偏差（Root Mean Square Deviation, RMSD）和均方根波动（Root Mean Square Fluctuation, RMSF）来评估复合物稳定性。化合物来源于文献报道的迷迭香精油成分（共32种），无特定样本队列。
**主要研究结果**
- **ADMET性质预测**：所有化合物（除M32外）均表现出高人体肠道吸收率（>80%），符合Lipinski五规则，表明其良好的口服生物利用度和类药性。分布分析显示，大多数化合物能穿过血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB），且不被细胞色素P450 2D6（CYP 2D6）代谢或抑制，提示低药物相互作用风险。AMES毒性测试显示所有化合物无毒性，而他莫昔芬则被预测具有毒性（与文献一致，可能引起肝毒性和子宫癌风险）。这些结果表明ROEO的主要化合物具有优越的药代动力学和安全性特征。
- **分子对接结果**：对接结果显示，α-蒎烯（α-pinene，记为M2）与ER-α结合能最低（-10.2 kcal/mol），其次为龙脑（borneol，记为M16，-9.0 kcal/mol）、M28（-8.9 kcal/mol）、M22（-8.6 kcal/mol）和M27（-8.5 kcal/mol）。α-蒎烯与ER-α的活性位点氨基酸残基（如GLU353、LEU346、LEU349、PHE404等）形成氢键、疏水相互作用和静电相互作用，竞争性阻断雌二醇（E2）与ER-α的结合，从而抑制MCF-7细胞增殖。他莫昔芬作为对照分子，结合能为-9.5 kcal/mol，主要依赖疏水相互作用与LYS531形成氢键。
- **分子动力学模拟验证**：对α-蒎烯-ER-α复合物（复合物1）和龙脑-ER-α复合物（复合物2）进行100纳秒模拟。结果显示，两者RMSD值在模拟后期趋于稳定（复合物1稳定在2-3.6 ?范围，复合物2也保持低波动），RMSF曲线显示残基波动较小，表明复合物结构稳定。具体的蛋白-配体相互作用分析进一步确认了关键接触残基，包括LEU346、THR347、LEU349、ALA350、MET388等，主要涉及疏水相互作用、氢键和水桥。这些结果证实了α-蒎烯和龙脑与ER-α形成稳定复合物，具备作为ER-α拮抗剂的潜力。
**讨论与结论**
本研究首次通过计算机模拟方法探索了α-蒎烯和龙脑与ER-α的相互作用。分子对接和分子动力学模拟一致表明，这两种天然单萜类化合物能够有效占据ER-α的活性口袋，与雌二醇竞争结合，从而阻断下游信号传导，抑制激素依赖性乳腺癌细胞的增殖。ADMET分析和Lipinski规则验证了其良好的药代动力学性质和安全性，为后续开发新型天然ER-α拮抗剂提供了理论依据。研究结论指出，ROEO中的α-蒎烯、龙脑及其他活性成分可作为治疗乳腺癌的候选激素类治疗剂，但其抗癌潜力尚需进一步的体外和体内实验验证。该研究发表在《Scientific African》。
