《ACS Omega》：Molecular Dynamics and Experimental Validation of Natural Products from Chuanxiong Rhizoma as VEGFR2 Inhibitors for nAMD Therapy
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本研究通过分子对接、分子动力学模拟及体外实验，系统评估川芎（Chuanxiong Rhizoma）中10种天然化合物与血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）的结合模式与抑制活性。研究发现芹菜素（apigenin）与VEGFR2的CYS919和ASP1046残基通过氢键稳定结合，分子动力学模拟显示其复合物构象稳定性最佳，定量构效关系（QSAR）模型预测其pIC50达7.608。ADMET（吸收、分布、代谢、排泄、毒性）分析表明芹菜素具备低毒性及良好药代动力学特性，脉络膜血管生成实验进一步验证其可剂量依赖性抑制新生血管。本研究为川芎治疗nAMD（新生血管性年龄相关性黄斑变性）提供了分子机制依据，并为天然小分子药物开发提供了新思路。
研究背景与意义
年龄相关性黄斑变性（AMD）是全球老年人视力丧失的主因，其中新生血管性AMD（nAMD）虽仅占病例的10–15%，却导致近90%的AMD相关失明。nAMD的病理特征为脉络膜新生血管（CNV），伴随出血、渗出及水肿，其发生与血管内皮生长因子A（VEGF-A）通过VEGFR2通路促血管生成密切相关。当前nAMD的主流疗法为玻璃体内注射抗VEGF生物制剂，但存在成本高、注射相关并发症（如眼内炎、视网膜脱离）及疗效有限等问题。因此，开发口服小分子药物成为重要研究方向。
川芎天然产物的筛选与分子对接分析
本研究从川芎中筛选出10种符合类药性标准的天然化合物（如芹菜素、绿原酸CGA、丁烯基苯酞BP等），以上市VEGFR2抑制剂索拉非尼（sorafenib）为参照，通过分子对接评估其与VEGFR2的结合能力。结果显示，芹菜素与VEGFR2的亲和力最强（Glide对接得分–11.425，MM-GBSA结合自由能–48.69 kcal/mol），其主要通过羰基与CYS919、2-羟基苯基与ASP1046形成氢键，并与LEU840等残基产生疏水相互作用。对接可靠性经索拉非尼重对接验证（RMSD仅0.1903 ?）。
定量构效关系（QSAR）模型预测
基于Schr?dinger Suite的AutoQSAR模块构建KPLS径向模型，训练集与测试集的相关系数R2分别为0.89和0.83，交叉验证Q2为0.64，表明模型预测能力可靠。芹菜素的预测pIC50值为7.608，显著高于其他化合物，提示其强效VEGFR2抑制潜力。
分子动力学模拟验证结合稳定性
100 ns分子动力学模拟显示，芹菜素-VEGFR2复合物的蛋白与配体RMSD值在7 ns后趋于稳定（均<2.4 ?），而BP和香豆素（coumarin）的配体RMSD波动较大，表明其结合构象不稳定。蛋白残基波动（RMSF）分析进一步证实芹菜素结合的20个关键残基（如LYS838、ASP1046）波动幅度均低于1.2 ?。相互作用分析揭示芹菜素与CYS919的氢键在模拟全程保持稳定，且其5-羟基与羰基形成分子内氢键，增强构象刚性。
ADMET特性与毒性评估
芹菜素的Caco-2渗透性（–5.129）、分布体积（0.345 L/kg）及血浆蛋白结合率（96.5%）均处于理想范围，且不抑制主要CYP450酶系。毒性预测显示其LD50为2500 mg/kg（毒性等级V），属于低毒化合物。
体外实验验证抗血管生成活性
脉络膜血管生成实验表明，10 μM和20 μM芹菜素可剂量依赖性抑制脉络膜血管出芽，而5 μM浓度无显著效果，证实其体外抗CNV活性。
结论与展望
本研究通过多尺度计算模拟与实验验证，明确芹菜素作为川芎中高效VEGFR2抑制剂的潜力，其通过靶向CYS919/ASP1046残基稳定抑制VEGFR2活性，且具备优良药代特性。该工作为nAMD的天然小分子药物开发提供了理论依据，并拓展了川芎在眼病治疗中的应用前景。
