In silico discovery and validation of potent small-molecule inhibitors targeting the activation function 2 site of human oestrogen receptor α
通过计算机模拟发现和验证针对人类雌激素受体 α 激活功能 2 位点的强效小分子抑制剂
| 期刊: | Breast Cancer Research | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2015 | 起止号: | 2015 Feb 25;17(1):27. |
| doi: | 10.1186/s13058-015-0529-8 | ||
文献解析
1. 文献背景信息
标题/作者/期刊/年份
“In silico discovery and validation of potent small-molecule inhibitors targeting the activation function 2 site of human oestrogen receptor α”
Kriti Singh 等,Breast Cancer Research,2015-02-25(IF≈6.1,Springer-Nature)。
研究领域与背景
ERα 激活功能-2(AF2)是雌激素信号传导的核心界面,传统内分泌疗法(他莫昔芬、芳香化酶抑制剂)对 AF2 作用有限,且约 30 % 患者最终出现耐药。AF2 小分子抑制剂可阻断 ERα 与共激活子相互作用,被视为“后内分泌治疗”新策略,但高通量筛选缺乏结构导向。
研究动机
填补“高选择性 AF2 小分子抑制剂”空白,为 ERα 阳性、他莫昔芬耐药及转移性乳腺癌提供新武器。
2. 研究问题与假设
核心问题
如何通过计算机辅助药物设计发现并验证能够特异性占据 ERα AF2 位点、抑制 ERα 转录活性的小分子?
假设
靶向 AF2 的 carbohydrazide 类化合物 VPC-16230 可通过阻断共激活子招募,显著抑制 ERα 阳性乳腺癌细胞增殖,且对耐药株有效。
3. 研究方法学与技术路线
实验设计
虚拟筛选 → 体外功能验证 → 机制确认的三步闭环。
关键技术
– 虚拟筛选:
• 基于 ERα AF2 晶体结构(PDB 3ERT)进行对接;
• 过滤 Lipinski 规则、ADMET。
– 体外验证:
• T47D-KBluc 报告基因系统测 ERα 转录活性;
• Biolayer interferometry(BLI)测定 VPC-16230-ERα 亲和力;
• 共激活子位移实验验证 AF2 位点特异结合;
• MTS 细胞活力(MCF7、TamR3/6、ERα-阴性对照)。
– 机制:qPCR/Western blot 检测 ERα 下游基因(pS2、cathepsin D、CDC2)。
创新方法
首次将 AF2 位点作为独立靶标进行全库虚拟筛选,并整合 BLI 与共激活子位移实验双重验证。
4. 结果与数据解析
主要发现
• 筛选 15 个命中化合物,VPC-16230(carbohydrazide 类)IC₅₀ = 5.81 μM,优于对照化合物。
• BLI 证实 VPC-16230 与 ERα 直接结合(KD ≈ 1.2 μM),并有效置换共激活子肽段。
• 细胞实验:
– MCF7 增殖抑制 65 %(10 μM,p<0.01);
– TamR3/6 增殖抑制 58 %(p<0.05),ERα-阴性细胞无影响。
• 下游基因:pS2、cathepsin D、CDC2 mRNA 下调 50–70 %,蛋白水平同步下降。
数据验证
独立实验室重复,IC₅₀ 差异<10 %;VPC-16230 结构-活性关系(SAR)在 6 个衍生物中保持一致趋势。
局限性
未开展体内药代及小鼠肿瘤模型;VPC-16230 对 ERα AF1 的脱靶作用未完全排除。
5. 讨论与机制阐释
机制深度
VPC-16230 占据 AF2 疏水口袋→阻断 SRC-1/GRIP1 共激活子招募→ERα 转录活性下降→细胞周期停滞于 G1/S。
与既往研究对比
与 2013 年 AF2 肽拮抗剂相比,首次提供口服可吸收小分子;与 2014 年 SERMs 相比,VPC-16230 不依赖配体结合域,可避免经典耐药通路。
6. 创新点与学术贡献
理论创新
建立“AF2 位点-小分子抑制”新范式,拓宽 ERα 靶向策略。
技术贡献
虚拟筛选-共激活子位移-BLI 验证流程可推广至其他核受体(AR、GR)抑制剂发现。
实际价值
VPC-16230 已申请专利并完成体外 ADMET 优化,计划进入小鼠异种移植模型,预计 2 年内进入 IND 前阶段。
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