CCL18（chemokine (C-C motif) ligand 18 ）是腫瘤相關巨噬細胞在乳腺癌微環境中分泌最多的趨化因子。CCL18通過與其同源受體PITPNM3結合并激活下游信號傳導途徑來促進乳腺癌增生。血清或腫瘤基質中高水平的CCL18與腫瘤轉移和患者的存活率密切相關。然而，到目前為止尚未發現可抑制CCL18的小分子藥物。近期，中山大學宋耳衛課題組與李丁課題組發現了新的CCL18抑制劑，發表在Clinical & Experimental Metastasis雜志上，其中的虛擬篩選工作由中大唯信團隊負責。
在這項研究中，首先應用虛擬篩選的方法篩選了中山大學的小型化合物庫（5000個化合物）。選擇CCL18的三維結構4MHE作為受體結構，應用Discovery Studio軟件定義了蛋白結構中的活性位點，應用該軟件中的Cdocker方法將5000個化合物依次對接至蛋白的活性位點中進行打分評價，獲得分子與蛋白之間的Cdocker 能量值，并從打分最高的化合物中基于經驗挑選了15個化合物進行體外活性測試。
表1. 15化合物與CCL18的打分情況
隨后研究者們針對以上15個化合物進行體外活性研究。CCL18可以濃度依賴性方式促進MDA-MB-231細胞遷移。在確認了化合物對MDA-MB-231細胞的毒性后，研究者進行了抑制CCL18誘導的乳腺癌細胞遷移實驗。實驗結果發現15個化合物中有6個化合物（SMC-20559、21598、20370、21734、21767和20172）可以抑制CCL18誘導的乳腺癌細胞遷移。
圖1. 在對接打分最好的15個篩選化合物中，有6個化合物可抑制CCL18誘導的乳腺癌細胞遷移
隨后研究者對SMC-20559、21598、20370、21734、21767和20172六個化合物進行了SPR、熒光光譜和ITC研究，發現SMC?21598與CCL18的親和力最高（5.74 uM）。并對SMC?21598與CCL18的結合模式進行分析。
圖2. 通過使用SPR、熒光光譜和ITC測定，發現SMC-21598與CCL18具有最高親和力
為了進一步驗證SMC-21598對CCL18的抑制作用，研究者應用MDAMB-231細胞異種移植模型進行了小鼠體內研究。將1*106個MDAMB-231細胞接種到NOD / SCID小鼠的脂肪墊中，確認建模成功后進行實驗。最終發現SMC-21598可以特異性的減少CCL18誘導的NOD / SCID小鼠中異種移植MDA-MB-231細胞的轉移。
圖3. SMC-21598可以特異性的減少CCL18誘導的NOD / SCID小鼠中異種移植MDA-MB-231細胞的轉移
通過合理的藥物設計和體外細胞實驗，研究者們發現了一種高結合能力的CCL18小拮抗劑。這是虛擬篩選計算方法成功應用的重要案例，其命中率高達40%，為進一步開發靶向CCL18用于癌癥治療的活性分子奠定了基礎。
參考文獻：
Yujie Liu,?Huaqin Zheng, Qian Li, et al. Discovery of CCL18 antagonist blocking breast cancer metastasis. Clinical & Experimental Metastasis (2019) 36:243–255.