利用ADAM10前域选择性抑制增强心肌梗死后恢复：新型肽抑制剂VTH144的机制与治疗潜力

本综述创新性地提出利用工程化ADAM10前域（VTH144）实现选择性靶向抑制，通过AlphaFold3预测与实验验证证实其超高特异性（IC50=18nM），显著抑制CX3CL1裂解、中性粒细胞浸润及IL-1β炎症通路，在小鼠心肌梗死（MI）模型中有效改善心功能并减少瘢痕形成，且短期治疗未观察到心肝肾毒性，为炎症相关疾病提供了新型治疗策略。

　　

3.1 蛋白基抑制剂VTH144对ADAM10具有高度选择性

为特异性抑制ADAM10，研究团队聚焦于其天然抑制剂——ADAM10前域。通过AlphaFold3结构建模分析人类ADAM10前域与ADAM家族成员及基质金属蛋白酶（MMP）的相互作用，发现该前域与ADAM10的结合概率显著高于其他蛋白酶（P<0.0001）。跨物种序列比对显示ADAM10前域在人类、小鼠、大鼠和猪中具有93%的同源性，表明其跨物种应用的潜力。

研究团队通过工程化改造野生型ADAM10前域，去除蛋白酶切割位点以改善药代动力学特性，最终筛选出先导候选物VTH144。AlphaFold3结合模型显示VTH144与ADAM10细胞外结构域的结合概率较野生型前域有显著提升，同时对MMP1和MMP12的结合概率显著降低，减少了潜在脱靶效应。

体外FRET实验证实VTH144对ADAM10的半数抑制浓度（IC₅₀）为18±4 nM，而对ADAM8（>4μM）、ADAM9（1.1±0.16μM）的抑制活性显著较弱，对ADAM17和测试的MMPs（>21μM）则未检测到明显抑制活性。药代动力学研究显示VTH144腹腔注射后5分钟即达到峰值血药浓度（1.37±0.23μM），48小时后仍维持0.89±0.55μM的有效浓度，显著优于野生型前域的代谢特性。

3.2 VTH144抑制ADAM10可改善心肌梗死后心脏保护

研究采用左前降支冠状动脉（LAD）永久结扎建立心肌梗死（MI）模型，在梗死后4小时和48小时分两次腹腔注射VTH144（5mg/kg）。超声心动图评估显示，VTH144治疗组在梗死后3天和28天的心功能指标—— fractional area shortening（FAS）和 ejection fraction（EF）均显著优于PBS对照组。NT-proBNP水平虽有下降趋势但未达统计学显著性（P=0.076）。

组织学分析显示VTH144治疗使瘢痕面积平均减少39.31%（P=0.0202），同时显著降低间质和血管周围纤维化程度。这些结果与先前使用小分子抑制剂GI254023X和心肌细胞特异性Adam10基因敲除的研究结果一致，证实了该新型抑制剂的有效性。

3.3 VTH144通过抑制ADAM10介导的CX₃CL1裂解减少MI后中性粒细胞炎症

机制研究表明，VTH144治疗显著抑制了ADAM10介导的CX₃CL1裂解。Western blot分析显示梗死边缘区全长CX₃CL1蛋白水平增加，ELISA检测显示血浆中可溶性CX₃CL1浓度显著降低。同时，心脏组织裂解液中的促炎细胞因子IL-1β水平下降，但血浆IL-1β水平无显著变化。

流式细胞术分析显示，VTH144治疗组血液中性粒细胞计数显著减少，而单核细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞数量未受影响。免疫组化分析进一步证实梗死心脏组织中Ly6G阳性中性粒细胞数量减少，Mac-2（Galectin-3）阳性巨噬细胞数量保持不变。这些结果表明VTH144通过特异性抑制ADAM10介导的CX₃CL1裂解，减少中性粒细胞向梗死心脏组织的浸润，从而减轻心脏炎症反应。

3.4 VTH144在健康小鼠中的安全性药理学研究显示无短期毒性作用

考虑到ADAM10在多种器官纤维化进程中的关键作用，研究团队在健康小鼠中进行了VTH144的短期安全性评估。经过3天治疗（0小时和48小时腹腔注射），VTH144未引起显著体重变化或心功能异常。组织学分析显示心、肺、肝、肾器官纤维化程度与对照组无差异。

临床化学分析显示，反映肝功能的De Ritis比值（ASAT/ALAT）和反映肾功能的血浆尿素水平均无显著变化。血浆中炎症标志物IL-1β和高敏C反应蛋白（hs-CRP）水平也未出现升高。这些结果表明短期ADAM10抑制在健康小鼠中未产生不良影响，支持其在MI后短期治疗的安全性。

4 讨论与结论

本研究证实了ADAM10抑制在调节心肌梗死后中性粒细胞反应中的治疗潜力。VTH144作为一种高度选择性的蛋白基ADAM10抑制剂，能有效抑制CX₃CL1裂解，减少中性粒细胞浸润，显著保护心功能。这些发现为VTH144作为心肌梗死后炎症调节治疗候选药物提供了有力证据。

研究创新性地采用机器学习指导的AlphaFold3预测与实验验证相结合的策略，证实了ADAM10前域作为抑制剂的高特异性。VTH144的卓越特异性使其能够在不混淆其他金属蛋白酶脱靶抑制效应的情况下，特异性研究ADAM10的生理和病理功能。

此外，本研究首次提供了体内证据表明外源性给予的前域基抑制剂能显著降低ADAM10活性，防止CX₃CL1裂解，减少中性粒细胞浸润并改善心功能。短期ADAM10抑制足以最小化过度中性粒细胞浸润造成的损伤，同时保留巨噬细胞介导的梗死后修复功能。

安全性研究表明，短期ADAM10抑制在小鼠中未产生心、肺、肝、肾不良影响，支持其临床转化的安全性。然而，研究也存在一定局限性：VTH144治疗效果存在个体间差异，可能需要开发治疗反应预测指标；腹腔注射给药方式虽在临床前研究中常见，但需优化给药途径以利于临床转化。

总之，本研究强调了ADAM10抑制作为心肌梗死及其他炎症驱动疾病的治疗策略潜力。通过VTH144实现短期ADAM10抑制，可能为减轻过度中性粒细胞浸润的有害效应和保护心功能提供靶向策略。然而，其临床效用仍需通过大型动物和临床研究进一步验证。