多肽在心血管结构和功能中的作用研究,内科论文

多肽在心血管结构和功能中的作用研究,内科论文0引言进入21世纪以来，随着计算机技术、分离及分析等技术的进步，多肽组学逐步成为一门新兴热门学科[1].多肽组学是研究多肽的组成、功能、变化规律与相关关系的学科，是对基因组学和蛋白质组学的补充。然而，多肽组学的研究颇具难度，其复杂的构造和动态变化性对研究人员提出了新的挑战[2].多肽不仅仅仅是蛋白质降解的产物，还是重要的生物活性分子，介入了很多生理活动。在心脏方面，多肽组学的研究较少，但多肽在心血管构造和功能中发挥着重要作用[3].1多肽的定义、命名及分类多肽通常是指分子量不超过10kDa的小分子量蛋白，由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫做二肽，同理类推还有三肽、四肽、五肽等。通常由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物都能够称为多肽。根据多肽的来源，能够将其分为内源性生物活性肽和外源性生物活性肽[4].内源性生物活性肽主要是指人体内存在的、天然的生物活性肽。生物活性肽一般以较低丰度表示出，十分是在翻译后可由蛋白水解酶进行位点特异性的降解，这使得对肽的检测尤为困难[2].外源性生物活性肽主要指动植物、微生物体内的、天然生物活性肽。2多肽研究的工具2.1多肽的鉴定质谱法〔massspectrometry,MS〕是利用电磁学原理，对荷电分子或亚分子片段依其质量和电荷的比值〔质荷比，M/Z〕进行分离和分析的方式方法。质谱不仅能够检测多肽单元的完好信息，还能够同时检测多肽的数量。在质量分析器中，利用电场或磁场使这些离子发生不同的速度色散，再将它们分别聚焦，进而得到图谱确定其质量。2.2多肽的定量对含量差异微小的多肽样本进行定量是多肽组学中最重要、也是最具有挑战性的任务之一[5].不同生理条件下样品之间肽丰度的差异能够从所测量的肽接收的信号进行统计学的推断。2.2.1化学标记法肽的相对丰度的测量能够通过同重元素标记法，分别在培养的细胞或者动物体内，在肽合成的阶段将一种富集同位素的元件打入生长介质或用于标签的蛋白[6].该方式方法更合适于在细胞系或低级组织内的标记蛋白。2.2.2非标记法非标记法是生物学研究中最广泛使用的方式方法，使用非标记法最显着的一个优点是没有样本量的限制[5].非标记法的策略是质谱检测计数，这项技术以为肽的丰度与每条被检测的肽的序列呈线性相关。2.2.3多肽组学的绝对定量多肽的绝对定量在有参考肽或内源性定量标准的情况下，利用质谱技术能够对多肽进行精到准确的定量。然而这项技术并未得到广泛推广，由于其在使用的经过中需考虑个性化的定量标准。但是对于特定的肽进行定量分析仍不失为一个好的选择[7].2.3其他工具运用在线计算工具对差异多肽的等电点〔PI〕和分子质量〔MW〕进行描绘叙述和分析。IPA〔ingenuitypathwayanalysis〕软件：使用IPA软件可进一步探寻求索差异表示出的多肽及其前体蛋白的生物学意义，对差异多肽及其蛋白前体所介入的经典生物学途径进行分析[8].3多肽组学的应用3.1多肽作为功能学单位很多病理经过中伴随着蛋白水解酶的活动，进而影响了多肽组学的研究。除此之外，一些来自长链非编码RNA编码的小肽可以以在体内发挥生物学的调节功能。所以，从多肽水平来分析生理-病理生理的改变显得尤为必要[9].如今对人和鼠中小肽的研究还处于起步阶段，当前鉴定了一部分具有生物学功能的小肽。Anderson等[10]发现了一个长度为46个氨基酸的小肽MLN,能够与内质网钙泵SERCA特异性结合，抑制SERCA对Ca2+摄入，调节骨骼肌收缩。研究者们还在一例患有阿尔茨海默病患者的cDNA文库中，挑选到一个含24个氨基酸残基的SEP,将其命名为Humanin[11],它能够逆转由多种阿尔茨海默病相关基因突变所导致的神经细胞凋亡，具有治疗阿尔茨海默病的潜能。3.2多肽作为疾病诊断标志物大量的肽是在细胞内合成并遭到调控的，华而不实一些则能够在组织内或体液内检测到，所以对于人体内这些肽的检测和定量能够作为疾病早期的诊断标志物[2].多肽的动态变化可作为人体健康的一个参考标准。而其本身又遭到多种因子的调控[12].当前已经发现了很多肽可作为疾病诊断的标志物。Bery等[13]在卵巢癌患者的腹腔积水中发现了777个差异表示出的多肽，而华而不实的12条可能是卵巢癌潜在的肿瘤标志物。Zhang等[14]发现了一个新的方式方法来识别早期乳腺癌可变剪切的标志物亚型。Tian[15]检测了人HBV感染的多肽表示出谱，辨别了可能影响疾病进展的特异性血清肽。4多肽在心血管疾病研究中的进展心脏功能的顺利执行主要依靠于精到准确的调控网络，病理生理反响以及环境适应能力。心脏的独特性不仅具体表现出为其复杂的生物学发育经过，体系构造和不间断收缩的特性，而且还具体表现出在它具有能够及时地对不断变化的生理和神经心理情况做出反响的能力[16].因而，调节心脏发育和适应能力的调控网络，一直都在被深切进入的研究探寻求索[17].心血管疾病在全世界范围内仍然是发病率最高的疾病，所以挖掘新的诊疗工具对疾病的诊断及治疗有重要的意义。多肽组学在心血管疾病中的研究主要有两方面，一是发如今疾病病理生理经过中具有功能的肽，作为治疗的药物进行研究。二是寻找那些对疾病状态作出反响的肽，这些肽可能作为疾病的诊断标志物。4.1高血压回首最近几年文献，心房钠尿肽〔ANP〕和脑钠肽〔BNP〕都参与了血压和体液稳态的调节[18],在新生儿体液循环中ANP的水平要明显高于成人，而新生儿心室中ANP和BNP的水平都要高于成人，这可能是由于新生儿的心室较成人有着更强的ANP储存能力[3].脑钠肽〔BNP〕是一种主要由心肌细胞产生的，具有利尿、利钠和血管舒张功能的心脏利钠激素。心房利钠肽〔ANP〕的作用是减少循环系统中的水钠负荷，进而降低血压[19].ANP和BNP主要都在心脏组织合成：ANP来自心房、BNP来自心室[20],一些小鼠模型已经说明了这些钠尿肽的作用[21],这些数据均显示钠尿肽对于心脏发育的特定通路有着重要的作用。钠尿肽信号通路的复杂性通过另外两个受体NPR2和NPR3与相应的活性肽的互相作用得到了进一步的说明。NPR2在心脏发育中的作用还未完全说明，但是在大鼠上过表示出NPR2的一个亚型受体能够造成心脏的肥大。在小鼠上敲除NPR3能够导致高血压和骨骼肌的损害[22].4.2先天性心脏病Eindhoven等[23]在研究成人先天性心脏病N-末端脑钠肽原〔NT-proBNP〕水平与其心室功能关系时发现，NT-proBNP水平在各种先天性心脏之间的表示出有所不同。法洛四联症患者，升高的NT-proBNP水平通常与左心室功能减退有关。大动脉转位的患者，NT-proBNP水平与右心室容积和右心室收缩功能相关。Chen等[24]发现了一条由高度保守的基因所编码的肽，这条肽对于斑马鱼的心脏发育较为重要。ELABELA,之前一直被以为是非编码RNA,然而，作者发现ELABELA含有一段保守的ORF能够编码54个氨基酸的蛋白。ELA成熟体仅由32个氨基酸构成。研究人员变异了一些等位基因以此证明ELA能够导致心脏形态的异常。ELA变异的表