AbMole小讲堂丨CD73抑制剂MethADP：靶向腺苷通路，助力肿瘤、神经科学与免疫研究

MethADP（α，β-亚甲基腺苷 5′-二磷酸）是一种二磷酸腺苷的类似物，参与能量传递、遗传信息表达、信号转导等关键环节。此外，MethADP（APCP，AbMole，M20000）还是一种CD73的竞争性抑制剂，主要用于肿瘤、神经科学、炎症与免疫的研究。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。

一、MethADP（APCP）的作用机理

MethADP（CAS No.：3768-14-7，M20000）的分子结构以ADP为骨架，在核糖基团与磷酸基团之间引入了亚甲基结构，这种结构使MethADP能够抵抗水解酶的作用，从而稳定存在。甲基化修饰还改变了腺苷基团的电子云密度，影响了MethADP与非靶分子间的氢键形成效率，这一特性使其在调控靶分子活性时具有更高的特异性。MethADP 能够高效地抑制CD73的活性。CD73是一种锚定在细胞膜上的外切酶，核心功能是催化细胞外单磷酸腺苷（AMP）脱磷酸生成腺苷，该过程是细胞外腺苷生成的关键环节。而细胞外腺苷通过与腺苷受体结合，可调控免疫应答、细胞增殖及血管舒张等多种生理过程。从分子结构层面分析，CD73的活性中心包含一个由关键氨基酸残基构成的催化口袋，MethADP（AMP-CP）分子中的甲基化腺苷基团可通过疏水作用与催化口袋周围的疏水氨基酸残基结合，同时其磷酸基团可与活性中心的带正电残基形成静电相互作用，这种多重作用使 MethADP 能稳定结合于 CD73的活性中心，阻碍底物AMP的进入及相应催化反应的进行。并且MethADP与CD73的结合亲和力显著高于 AMP，因此MethADP可高效阻断AMP与CD73的结合，抑制其脱磷酸反应。此外，MethADP 还可作用于腺苷酸激酶（AK），该酶负责催化 ATP 与 AMP 之间的磷酸基团转移。研究表明，MethADP 通过抑制AK，导致细胞内ATP/AMP比值升高，进而激活AMPK信号通路，启动细胞的能量应激响应机制。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。

图 1. CD73的分子结与对应的抑制剂[1]

二、MethADP（APCP）的科研应用

1. MethADP（AMP-CP）用于抑制肿瘤的研究

当CD73的催化活性被MethADP（CAS No.：3768-14-7，AbMole，M20000）抑制后，细胞外AMP的脱磷酸过程受阻，这将导致细胞外腺苷的生成量显著减少。由于腺苷是一种重要的免疫抑制分子，其水平降低会打破免疫微环境的平衡，增强免疫细胞（如T细胞、自然杀伤细胞等）对靶细胞的识别和攻击能力。在肿瘤研究领域，肿瘤微环境中常存在高表达的CD73，通过产生大量腺苷来抑制抗肿瘤免疫反应，而MethADP通过抑制CD73可逆转这种免疫抑制状态，增强免疫系统对肿瘤细胞的清除。实验研究表明，在多种肿瘤模型中，例如乳腺癌细胞（MDA-MB-231、MCF-7）、宫颈癌细胞（Hela）、胃癌细胞系等，MethADP处理可显著降低肿瘤组织中腺苷的浓度，同时伴随肿瘤微环境中浸润的效应T细胞（如CD8+ T细胞）数量增加，及T细胞功能活化标志物（如IFN-γ、TNF-α）的表达上调。此外，MethADP还能通过调节肿瘤细胞的能量代谢影响其增殖与存活。由于MethADP对腺苷酸激酶的抑制作用，肿瘤细胞内ATP/AMP比值升高，激活的AMPK信号通路可进一步抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）等促增殖信号分子，从而减慢肿瘤细胞的生长速率。在联合方案中，MethADP与免疫检查点抑制剂如抗PD-L1抗体Atezolizumab 联用可产生协同效应[2]，显著提升荷瘤小鼠的生存率并减小肿瘤体积。

2. MethADP（AMP-CP）用于神经学的研究

在神经科学研究中，细胞外腺苷的水平变化会影响神经元的兴奋性和神经递质释放，MethADP（APCP，M20000）对CD73的抑制作用可调节神经信号的传递过程。动物实验结果表明在脑缺血等状态下，局部组织会因能量代谢紊乱导致ATP大量分解，产生的AMP经CD73催化生成腺苷，而过量腺苷会过度抑制神经元活动，加重神经功能损伤。MethADP通过阻断CD73的催化作用，可减少上述条件下的细胞外腺苷的异常蓄积，并减轻其对神经元的过度抑制，为神经功能的恢复创造了有利环境[3]。此外，在神经炎症反应中，小胶质细胞的异常激活会释放大量促炎因子，加剧神经损伤，而CD73生成的腺苷可通过激活腺苷A2A受体进一步促进小胶质细胞的活化[4]。MethADP（APCP）能够通过抑制CD73的活性，降低细胞外腺苷水平，进而抑制小胶质细胞的过度激活及促炎因子的释放，缓解神经炎症反应。在阿尔茨海默病等动物模型的研究中发现，MethADP处理可减少β淀粉样蛋白诱导的AD小鼠模型的认知障碍[5]，其机制可能与MethADP的调节突触可塑性、减少神经元凋亡有关。同时，MethADP对腺苷酸激酶的抑制作用也参与神经细胞的能量代谢调控，通过激活AMPK信号通路，促进神经细胞的能量平衡维持，减少因能量代谢失衡导致的神经细胞损伤。这些研究表明，MethADP在神经保护、神经炎症调控及神经退行性病变的研究中具有重要的应用前景。

3. MethADP（AMP-CP）用于炎症与免疫反应的研究

此外，在炎症与免疫反应中，CD73生成的腺苷可通过多种途径调控炎症细胞的浸润和细胞因子的释放，MethADP（AMP-CP，M20000）通过阻断这一通路，为一些自身免疫炎症反应的产生机制研究提供重要工具。在类风湿关节炎模型中，关节滑膜组织中CD73的表达水平显著升高，导致局部腺苷浓度增加，进而通过激活腺苷A2B受体促进滑膜成纤维细胞的增殖和促炎因子（如IL-6、TNF-α）的释放，加重关节炎症和骨破坏。而MethADP的处理可有效抑制滑膜组织中CD73的活性，降低局部腺苷水平，减少促炎因子的分泌，同时抑制滑膜成纤维细胞的异常增殖和侵袭能力，缓解关节肿胀和软骨损伤程度，例如MethADP可改善胶原诱导的小鼠关节炎模型[6]。在溃疡性结肠炎等肠道炎症模型中，肠道黏膜屏障的破坏和免疫细胞的过度浸润是疾病进展的关键环节，研究发现肠黏膜上皮细胞及免疫细胞表面CD73的高表达会通过腺苷-腺苷受体轴促进炎症级联反应。MethADP干预后，不仅能降低肠道组织中CD73的活性及腺苷含量，还能减少中性粒细胞和巨噬细胞在炎症部位的聚集，同时上调抗炎因子IL-10的表达水平，从而减轻肠道黏膜的炎症损伤，改善腹泻、便血等症状，其保护作用在DSS（Dextran sulfate sodium salt）诱导的小鼠结肠炎模型中得到了验证[7].

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参考文献及鸣谢

[1] A. Junker, C. Renn, C. Dobelmann, et al., Structure-Activity Relationship of Purine and Pyrimidine Nucleotides as Ecto-5'-Nucleotidase (CD73) Inhibitors, J Med Chem 62(7) (2019) 3677-3695.

[2] Jéssica Brzoskowski Longaray, Camila Kehl Dias, Juliete Nathali Scholl, et al., Investigation of co-treatment multi-targeting approaches in breast cancer cell lines, 966 (2024) 176328.

[3] Xiaobo Li, Tingting Zhou, Xiuling Zhi, et al., Effect of hypoxia/reoxygenation on CD73 (ecto-5′-nucleotidase) in mouse microvessel endothelial cell lines, 72(1-2) (2006) 48-53.

[4] Pan-pan Gao, Hai-feng Jiang, Yu-wen Du, et al., CD73 inhibitor AB680 suppresses glioblastoma in mice by inhibiting purine metabolism and promoting P2RY12+ microglia transformation, (2025) 1-18.

[5] Wu Song, Yong Tang, Lin Wei, et al., Protective effect of CD73 inhibitor α, β-methylene ADP against amyloid-β-induced cognitive impairment by inhibiting adenosine production in hippocampus, 48 (2020) 53-61.

[6] Yang Luo, Wenbin Wu, Jian Gu, et al., Human gingival tissue-derived MSC suppress osteoclastogenesis and bone erosion via CD39-adenosine signal pathway in autoimmune arthritis, 43 (2019) 620-631.

[7] X Wu, X Liu, N Lan, et al., P069 CD73 PROMOTES COLITIS-ASSOCIATED TUMOURIGENESIS IN MICE, 14 (2020) S170.