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2019年新冠肺炎（COVⅠD-19）席卷全球,肺部被新冠肺炎病毒感染后有可能会导致肺纤维化（pulmonary fibrosis,PF）。肺纤维化是一种十分严重的肺部病症,引起病变的主要原因是人体的修复机能对损伤的肺泡组织进行过度或者异常修复,临床表现为干咳、气短。目前肺纤维化疾病主要分为以下三大类:继发性肺纤维化（secondary pulmonary fibrosis）、特发性肺纤维化或原发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis,ⅠPF）和间质性肺炎（interstitial lung disease,ⅠLD）。其中危害最大的是ⅠPF。近些年来,肺纤维化的发病率和死亡率逐年攀升,然而目前临床上却没有能够治愈或逆转肺纤维化的特效药。越来越多的研究发现,转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）通过作用于TGF-βⅠ型受体在肺纤维化疾病中发挥不可替代的作用。TGF-βⅠ型受体受到ATP的调节,即当其与ATP结合时才能显现出激酶活性,磷酸化下游的SMAD蛋白,介导下游的TGF-β/SMAD信号通路,进而在肺纤维化进程中发挥重要作用,但是目前临床上并没有用于治疗肺纤维化的TGF-βⅠ型受体抑制剂类药物。本研究以此为背景,使用虚拟筛选的方法,在中国天然产物数据库中筛选具有竞争性抑制ATP与TGF-βⅠ型受体结合潜力的天然产物活性成分,经过类药性分析它们的成药性后,选择筛选结果较优的部分候选天然产物小分子,通过分子动力学模拟的研究方法评估其在模拟的自然状态下与TGF-βⅠ型受体的结合情况,并筛选出表现良好的候选成分。而后在细胞水平初步探究候选天然产物活性小分子对TGF-β诱导的人胚肾细胞（HEK293细胞）增殖的抑制效果,在酶活性水平再次验证其对TGF-βⅠ型受体活性的抑制能力。最后检测候选小分子对人肺癌肺泡基底上皮细胞（A549细胞）中p-Smad蛋白的抑制效果以及对肺纤维化小鼠的治疗效果。首先,我们以TGF-βⅠ型受体为靶点,在中国天然产物数据库中通过虚拟筛选得到与TGF-βⅠ型受体结合时,结合能比ATP低（结合能绝对值比ATP大）且按照结合能排序靠前的543个天然产物小分子。然后根据Lipinski类药性原则,筛选得到具有成药可能性的475个天然成分,进而对其进行精确对接,经过综合评估后得到5种候选天然产物小分子。接着通过分子动力学模拟的方法,评估这5种小分子在模拟的自然状态下与TGF-βⅠ型受体的结合情况。均方根偏差（RMSD）分析的结果表明,5种候选天然产物成分的动力学模拟体系在50ns模拟进程中最后都趋于平衡。使用MM-GBSA算法计算配体-受体的结合自由能,结果显示,CNPD 3与TGF-βⅠ型受体的结合能力较强,甚至优于阳性对照组SB431542;CNPD 4与CNPD 5与TGF-βⅠ型受体的结合能力一般,与SB431542相似;而CNPD 1和CNPD 2的结合能力则较弱,其结合自由能的绝对值甚至低于TGFβR1-ATP。最后通过模拟分析这5种活性成分与TGF-βⅠ型受体的结合位置来判断结合情况,结果表明大部分小分子都结合在TGF-βⅠ型受体的ATP结合区域中,只有CNPD 2在体系中结合时发生偏离。以上结果表明,CNPD 1和CNPD 2的结合不够稳定,而其他3种候选天然产物活性成分与TGF-βⅠ型受体均有较强的亲和力,与预期相符。接下来,我们选取3种天然产物活性小分子CNPD3、4、5及阳性对照组SB431542,通过CCK-8试剂盒检测其在不同浓度下对TGF-β诱导HEK293细胞增殖的抑制作用,并进行比较,以初步判断候选小分子抑制TGF-β信号通路的效果。结果表明与SB431542相比,CNPD 3、CNPD 5对细胞增殖有较好的抑制效果且抑制能力与加入浓度呈正相关。而CNPD 4的抑制效果则不佳。在酶活水平上使用双荧光素酶报告基因实验进一步研究了3种候选天然产物活性成分对TGF-β诱导的HEK293细胞中TGF-βⅠ型受体活性的抑制效果。结果表明3种候选天然产物成分均能有效抑制TGF-βⅠ型受体的活性,其中,与阳性对照组SB431542相比,CNPD 3、CNPD 5的抑制能力更强,表现出显著的剂量依赖性,CNPD 4的效果则不如前两者。最后,我们对活性成分CNPD 5进行了细胞和动物水平方面抑制TGF-β/SMAD信号通路和抗肺纤维化效果的初步研究。首先向TGF-β诱导的A549细胞中加入不同浓度的CNPD 5,用Western Blot的方法检测体系中p-Smad蛋白的表达量,结果显示随着CNPD 5浓度的升高,p-Smad蛋白的表达量显著降低,证明CNPD 5在细胞水平能够显著抑制TGF-β/SMAD信号通路。在此基础上,我们使用气管滴注博来霉素（BLM）的方法构建肺纤维化模型,以研究CNPD 5的抗肺纤维化效果。我们使用现有抗肺纤维化药物吡非尼酮（Pirfenidone,PFD）作为阳性对照药,将PFD和CNPD 5以灌胃方式进行给药。之后处死小鼠并对肺部进行HE、Masson染色观察不同组别间的肺纤维化程度。结果显示使用CNPD 5进行灌胃的小鼠,肺纤维化程度明显降低,且优于阳性对照的PFD处理组。综上所述,本次研究以探究TGF-βⅠ型受体抑制剂开发新型抗肺纤维化药物为方向,首先对中国天然产物数据库进行了筛选,并分别在细胞水平、酶活性水平及动物水平上对候选小分子的抑制TGF-βⅠ型受体进而抑制TGF-β/SMAD信号通路进行验证,得出天然产物活性小分子CNPD 5具有成为新型抗肺纤维化药物潜力的重要结论。我们的研究为以TGF-βⅠ型受体为靶点进行新型抗肺纤维化药物的研发提供了重要参考,并且为开发具有我国自主知识产权的新型抗肺纤维化药物奠定了坚实基础。