二芳基腙骨架的晶体工程：结合X射线衍射、体外细胞毒性试验及分子对接技术实现EGFR/HER2双重抑制

《Journal of Molecular Structure》：Crystal Engineering of Diarylhydrazone Scaffolds: A Combined X-ray Diffraction, in vitro Cytotoxicity Assays, and Molecular Docking Approach for Dual EGFR/HER2 Inhibition

　　

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  一系列腙衍生物具有很强的抗肿瘤活性。
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  其中最具潜力的候选物(1E,2E)-1,2-双(1-(4-碘苯)亚乙基)肼表现出更强的抗增殖活性。
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  最优化合物能与EGFR和HER2的ATP结合位点形成高亲和力结合。

引言

靶向治疗彻底改变了多种癌症的治疗方式，而小分子激酶抑制剂在其中起着关键作用[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]]。在已确定的靶点中，表皮生长因子受体（EGFR）和人类表皮生长因子受体2（HER2）都属于ErbB家族，它们在多种实体瘤中因过度表达或扩增而出现异常，这类肿瘤包括结直肠癌、乳腺癌和胃癌[[17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25]]。虽然像厄洛替尼和拉帕替尼这样的单一EGFR或HER2抑制剂已在临床应用中取得成功，但它们的长期疗效常常会受到原发性和获得性耐药性的影响。一种已被充分研究的耐药机制是替代受体的补偿性激活[26]。例如，增强的HER2信号可以绕过EGFR的阻断作用，反之亦然，从而维持下游的致癌通路[27]。因此，同时抑制EGFR和HER2成为了一种实现更持久抗肿瘤效果的合理策略，这一策略在HER2阳性的结直肠癌及其他癌症模型中的临床前研究也得到了支持[27]。

在药物化学领域，基于腙的化合物是一种用途广泛且易于合成的结构框架，它们具有多种药理活性，包括抗菌、抗炎和抗癌作用[[28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38]]。在激酶抑制方面，腙类化合物因其能够呈现出与多种激酶的ATP结合位点相匹配的构象而备受关注[39,40]。值得注意的是，已有腙衍生物被成功开发为双重LSD1/EGFR抑制剂，这证明了用同一个药效团同时针对两种不同的致癌通路是可行的[41,42]。不过，将腙结构框架用于双重EGFR/HER2抑制的研究仍相对较少，且决定其激酶选择性和活性的结构因素也尚未得到充分研究。

在本研究中，我们设计并合成了一系列七种新的腙衍生物（见图1），并利用单晶X射线衍射、FT-IR和UV-Vis光谱技术对它们进行了表征。为了解析可能影响物理化学性质的固态分子间相互作用，我们还进行了Hirshfeld表面分析以及三维能量框架计算。我们在体外测试了这些化合物对HCT-116（结直肠癌）、HepG-2（肝母细胞瘤）和MCF-7（乳腺癌）细胞系的抗增殖活性，并通过酶学检测评估了它们抑制EGFR和HER2激酶的能力[[43], [44], [45]]。我们还运用分子对接技术来解释这些化合物的结合模式。研究结果表明，最具潜力的化合物(1E,2E)-1,2-双(1-(4-碘苯)亚乙基)肼在酶学检测中显示出中等细胞毒性以及双重EGFR/HER2抑制作用。

章节要点

材料与方法

所有试剂和溶剂均为市售产品，直接使用。化合物的熔点是通过中国海能公司的MP420熔点仪测定的，未进行温度校正。

化合物1的结构描述

通过单晶X射线晶体学分析，化合物1属于单斜晶系，空间群为

2₁/n（见表1）。其不对称单元仅包含一个目标分子，该不对称单元及原子编号如图1a所示。氟苯环通过C7=N1-N2=C15键相连，二面角为138.063(135)°。我们还发现，同一分子中两个苯环之间的二面角为62.718(36)°。在化合物1的结构中，

结论

总之，我们合成并表征了一系列腙衍生物。单晶X射线衍射、Hirshfeld表面分析以及能量框架计算表明，晶体的堆积主要依赖于H···H、C···H和O/N···H相互作用，色散力（E_disp?=??125.8至?258.3?kJ?mol?1）是主要的稳定作用力，而π···π堆叠作用并不显著。在体外实验中，活性最高的化合物的抗增殖IC₅₀值分别为17.04、12.76和12.47?μM

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补充信息

相关补充信息可供查阅，内容包括图表、UV-Vis光谱、FT-IR光谱以及选定的键长和键角等数据（PDF格式）。

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CCDC 2455863-2455869包含了本文的补充晶体学数据。这些数据可通过www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif链接免费获取，也可发送邮件至[e-mail]，或者联系英国剑桥市联合路12号的剑桥晶体学数据中心；

CRediT作者贡献说明

石烨：可视化、验证、研究。 熊欣：可视化、验证、数据整理。 李忠秋：可视化、验证、软件应用。 董明宇：可视化、验证。 卢梦琪：可视化、验证。 雅梦宇：可视化、验证、数据整理。 吴宇磊：可视化、验证。 王静文：可视化。 唐桂梅：撰写原始稿件、指导工作、确定研究方法。 王永涛：撰写审阅稿、指导工作、负责项目整体规划

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本项研究得到了齐鲁工业大学（山东省科学院）的“科学、教育与产业重大创新试点项目”（2025ZDZX07）以及山东省科技型中小企业“创新能力提升项目”（2023TSGC0240）的资助。

石烨|熊欣|李忠秋|董明宇|卢梦琪|雅梦宇|吴宇磊|王静文|唐桂梅|王永涛