近日，上海科技大学iHuman研究所/生命科学与技术学院水雯箐课题组联合海南医科大学卢伟强课题组、天津中医药大学王跃飞/柴欣课题组，在化学综合期刊ACS Central Science以封面论文发表题为“Target-Centric Multiplexed Screening of an Herbal Extract Identifies a Novel Dual A2A/A2B Receptor Antagonist for Cancer Immunotherapy”的研究成果：针对肿瘤免疫抑制靶点腺苷受体A2AR和A2BR，建立了靶点导向的配体筛选平台，从天然草本吴茱萸提取物中发现了靶向A2AR和A2BR的新型双重拮抗剂ER-15。
图1 封面论文设计图
天然产物源的抗肿瘤药物大多直接抑制肿瘤细胞增殖或诱导肿瘤细胞死亡，可调控肿瘤免疫微环境且分子靶点明确的天然产物非常少见。腺苷受体A2AR和A2BR属于G蛋白偶联受体（GPCR）中A家族成员，是肿瘤免疫抑制的重要调控节点。在肿瘤微环境中，腺苷大量积累并激活腺苷受体，进而抑制T细胞活化，促进肿瘤免疫逃逸。因此，开发靶向A2AR/A2BR拮抗剂、阻断腺苷信号通路被认为是提升肿瘤免疫治疗效果、尤其是克服抗PD-1治疗耐受的可行策略。
针对天然产物筛选“成分复杂、靶点不清、命中率低”等难题，研究团队建立了靶点导向的配体筛选平台（图2），综合利用三种互补方法：虚拟筛选——从天然产物数据库中预测与靶点结合的候选分子；亲和质谱——直接从复杂天然草本提取物中捕捉结合靶点的小分子配体；代谢组学——通过对不同组分化学特征与生物活性的关联性分析，进一步锁定活性小分子。通过交叉验证，团队从吴茱萸总生物碱提取物中鉴定到唯一共同命中的配体ER-15。基于质谱筛选数据定向分离，随后获得了A2AR和A2BR的双重拮抗剂ER-15。ER-15具有独特的吲哚喹唑啉生物碱糖苷结构，且对A2AR和A2BR展现优异的受体亚型选择性。进一步结合分子对接、结构预测、分子动力学模拟及功能实验，研究人员揭示了其作用机制：ER-15不仅能够与A2AR正构口袋形成稳定相互作用，其特有的糖基官能团还可与受体胞外环发生特异作用。
图2 GPCR靶点导向的天然产物配体筛选流程图
在功能层面，研究团队在肿瘤细胞、动物模型及患者来源肿瘤类器官模型中发现ER-15能够有效逆转腺苷介导的T细胞免疫抑制，增强T细胞活性，促进肿瘤细胞凋亡。此外，ER-15与PD-1抗体联用显示出协同抗肿瘤效应，提示其在对PD-1疗法应答不佳的肿瘤中具有潜在应用价值。
综上，本工作建立了一种适用于天然产物体系的GPCR配体筛选技术，能从复杂草本提取物中高效识别靶点明确、机制清晰的低含量活性分子。利用该技术发现的新型A2AR/A2BR双重拮抗剂ER-15，其独特的化学结构和靶点结合模式为靶向腺苷受体的肿瘤免疫药物设计提供了新分子模板。
上海科技大学iHuman研究所/生命科学与技术学院2025届博士研究生刘红月、2025级博士生徐静怡和华东师范大学博士生杨新宇为论文共同第一作者。上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院水雯箐教授，海南医科大学卢伟强教授，iHuman研究所张冰洁副研究员，以及天津中医药大学柴欣副研究员为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.5c01843?ref=PDF
