肺纤维化（Pulmonary fibrosis,PF）是一种具有成纤维细胞增殖和细胞外基质沉积特点的进行性疾病,可以分为特发性肺纤维化和继发性肺纤维化两种。其中特发性肺纤维化是最严重、最危险的一类,患者预后很差,生存期短。最近的病理学研究表明,新型冠状肺炎患者也普遍有不同程度的肺纤维化现象。转化生长因子β（Transforming growth factor-β,TGF-β）作为一种多功能细胞因子,同时参与细胞外基质的合成和降解,与纤维化诱导和发展的方向密切相关。TGF-β在体内可以与TGF-βIⅠ型受体结合并激活TGF-βⅠ型受体,活化的TGF-βⅠ型受体激活下游信号通路并促进肺纤维化。TGF-βⅠ型受体是一种ATP酶,具有与ATP结合的疏水口袋,需要ATP水解才能激活下游信号。目前,临床还没有TGF-βⅠ型受体的ATP竞争性抑制剂作为治疗肺纤维化的药物。本实验使用基于分子对接的虚拟筛选方法,在现有药物数据库中筛选潜在的TGF-βⅠ型受体ATP竞争性抑制剂,并利用分子动力学模拟方法预测候选药物的抑制效果。在细胞水平上,使用CCK-8方法检测候选药物在不同浓度下对TGF-β诱导的细胞增殖的影响。在酶活水平上,使用双荧光素酶报告基因检测方法检测候选药物对TGF-βⅠ型受体活性的抑制效果。本实验分为以下四个部分进行。1)初步虚拟筛选TGF-βⅠ型受体潜在抑制剂。首先从PDB数据库中下载TGF-βⅠ型受体蛋白结构,去除溶剂分子和配体分子并使用分子动力学模拟优化蛋白质结构。将优化后的受体结构与原配体重对接并与优化前的结构比对,选择PDBID为3TZM的蛋白质结构作为虚拟筛选所用的受体结构。经过虚拟筛选我们初步选择了60个小分子化合物,通过精确对接及结果分析,我们最终选择了6种小分子化合物作为候选药物。2)探究候选药物与TGF-βⅠ型受体结合的分子机制。我们使用NAMD 2.12和VMD对各个候选药物-受体复合物体系进行了50 ns的分子动力学模拟及相关分析。在50 ns时各个体系趋于平衡。MM-GBSA计算结果表明5种候选药物具有较好的抑制效果。通过对动力学模拟后小分子结合位置的分析我们发现DB02656与受体结构的结合不够稳定。与阳性对照SB431542相比,DB00966和DB11651具有较强的抑制效果,DB00967和DB04690具有相近的抑制效果,并且4种药物与受体的结合位置都和ATP相近,暗示候选药物有竞争性抑制ATP与TGF-βⅠ型受体的潜力。3)探究细胞水平上候选药物对TGF-β诱导的HEK293细胞增殖活性的影响。在药物刺激和TGF-β诱导后我们分别在镜下观察细胞生长情况,并使用CCK-8实验定量检测了候选药物对细胞增殖活性的抑制。结果表明四种药物都具有很强的抑制效果,其中DB00966和DB11651具有更突出的效果,与我们的预测结果一致。4)探究酶活水平上候选药物对TGF-βⅠ型受体活性的影响。在对HEK293细胞进行萤火虫荧光素酶报告基因质粒和海肾荧光素酶报告基因质粒的共转染后,使用DB00966和DB11651刺激和TGF-β诱导。使用细胞裂解液裂解细胞,先后加入两种荧光素酶底物检测光度值并使用统计学处理,计算药物的抑制率。DB00966在0.1μmol/L、1μmol/L浓度下对TGF-βⅠ型受体的抑制率能达到27.3%和54.9%,DB11651在0.1μmol/L和1μmol/L浓度下对TGF-βⅠ型受体的抑制率能达到32.8%和48.0%。综上所述,本研究筛选出了DB00966和DB11651两种TGF-βⅠ型受体的潜在ATP竞争性抑制剂。它们可能对肺纤维化具有治疗作用,本研究将为开发新型TGF-βⅠ型受体抑制剂的抗肺纤维化药物提供参考。