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微肽对心肌细胞的影响及在心脏疾病中作用的研究进展

【摘要】微肽在心肌细胞中有不同的亚细胞定位和影响。微肽与心肌细胞Ca2

+平衡、能量代谢和氧化应激有关，能调节肌浆/内质网Ca2+ATP酶活性及心肌细

胞的肥厚生长。同时，微肽在心脏疾病中发挥调节作用，在心力衰竭、心肌梗死

和动脉粥样硬化的发病机制中促进或保护作用。此外，微肽在多种疾病的临床

诊断和治疗上具有潜在应用价值。该文就微肽在心肌细胞和心脏疾病中的作用进

行综述，旨在进一步了解微肽在心脏疾病中的作用机制，为开发新型治疗方法提

供依据。

【关键词】心脏病学；心肌细胞；微肽

微肽是一种长度小于100个氨基酸的多肽，通常由小开放阅读框(smallo

penreadingframes,sORF)翻译而来。开放阅读框是始密码子和终止密码子

之间的三联核昔酸序列，可编码为蛋白质。由于开放阅读框编码为“真正蛋白

质的可能性随其长度增加而增加，大多数研究将100个氨基酸的阈值长度设置为

寻找开放阅读框时的最小检测尺寸，鉴定出人们熟知的大蛋白。而小于100个密

码子的sORF往往被忽略。因此，目前发现的微肽数量远低于大蛋白，随着检测

技术的发展，有望在未来发现更多的微肽。以前这些sORF被认为是无意义的、

随机出现的[1],目前研究表明sORF编码的微肽具有重要功能，并且高度保守

[2]o微肽可以调节心肌细胞的能量代谢、Ca2+平衡以及心肌细胞的肥大生长,

同时也可介导多种心脏疾病的发生，本文对近年来有关微肽对心肌细胞影响及致

心脏疾病的研究进展作一综述。

一、sORF的分布(表1)

Couso和Patrauim[3]将sORF分为5类：基因间sORF、上sORF、长非编

码sORF、短编码序列、短异构体。Chothani等[4]另外定义了1类新的sORF

——下游sORFo

表1sORF的分类及特征

平均长度

类别分布翻译功能

（密码子数量）

基因间sORF始密码子和终止密码子之间22不翻译非功能性

上游sORF规范蛋白质mRNA的5非翻译区22翻译效率较低调节下游规范开放阅读框的翻译

下游sORF规范蛋白质mRNA的3啡翻译区不明翻译效率低不明

长非编码sORF长非编码RNA24翻译效率较低不明

短编码序列具有mRNA特征的功能单顺反子转录本中79翻译规范蛋白的调节剂

短异构体作为替代转录本或较长典型蛋白质编码基因的剪79翻译小干扰肽

接形式而产生

注:sORF为小开放阅读框,mRNA为信使RNA

二、微肽的检测技术

研究表明，人类功能性sORF可以编码数以万计的微肽[3],蛋白质组学和

二代测序技术可用于识别能编码蛋白质的s0RFo运用计算工具可以检测sORF,

目前正在开发的算法（如PhyloCSF[5]和miPFinder[6]）可以更准确地在基

因组中检测出尚未发现的sORF。此外，生物信息学分析和深度学习模型[7-8],

以及一些公开数据库（如SmProt[9]和sORFs.org[10]数据库）也可以用来

检测s0RFo虽然上述方法可以检测出sORF,但无法验证这些sORF可以被转录和

翻译。基于质谱分析的蛋白质组学能提供sORF可被翻译的直接证据，并证明s0

RF编码的微肽足够稳定以被检测，广泛应用于sORF的测序和定量。由于微肽的

丰度和尺寸较小，需要采用预分选或富集的方法来降低样本复杂性[11]。此外，

一些微肽没有合适的胰蛋白酶，质谱分析的敏感度有限。核糖体测序（ribosom

eseuening,Ribo-se