分子质量小于10000的小分子活性物质，如小分子蛋白、气体信号分子和金属离子等在心血管结构和功能的稳态维持中发挥着重要的作用。但由于其种类繁多功能复杂，并且不同分子之间形成复杂的调控网络，因此目前缺乏系统的研究方法。

　　科研新亮点：小分子物质
    心血管疾病是由多种内外环境因素共同作用引起的复杂疾病，而心血管系统的稳态失衡是各种心血管疾病的共同发病基础。近年的研究发现，有多种生物活性物质参与了对心血管结构和功能的稳态进行的精密调节，包括小分子蛋白、活性多肽、活性氨基酸及衍生物、胺类物质、脂类介质、气体信号分子和金属离子等，它们的共同特点是分子量小、结构简单、组织分布广泛、生物效应多样、合成与代谢迅速和免疫原性低等，其功能紊乱具有重要的发病学意义。而针对这些活性分子为靶点的心血管病治疗药物，也陆续在临床应用中取得了较好的效果。
　　然而，目前对生物活性小分子物质进行单一分子的研究无法阐明心血管疾病发病机制，因为生物活性小分子物质不仅种类繁多，功能复杂，而且各分子间相互作用，形成了复杂的调节网络。因此必须对这些分子形成的网络调节进行整合研究，可惜的是至今仍缺乏适当方法。尤其是近年新的活性分子和活性分子的新功能不断涌现，更增加了对网络调节认识的难度。

　　种类多样  功能复杂
    生物活性小分子之所以多样和复杂，在于一个多肽基因通过可变剪切可以编码多个不同转录产物，发挥不同的调节作用。如降钙素/降钙素基因相关肽蛋白基因由6个外显子、5个内含子组成，由于基因的剪切方式不同，1、2、3、4、5外显子可拼接成降钙素，调节血钙水平，而1、2、3、4、6外显子可拼接成降钙素基因相关肽，表现为舒血管功能。
　　单个氨基酸不仅仅是蛋白合成的原料，还能以递质、调质以及激素样的方式参与功能稳态调节。近年发现单氨基酸代谢过程中产生的中间产物及终末产物分子也有各自相对独立的生物学效应，例如高同型半胱氨酸血症是心脑血管疾病的独立危险因子。而蛋氨酸代谢产物除高同型半胱氨酸外，还有S-腺苷蛋氨酸、半胱氨酸等，它们各自具有很强的生物学活性，之间亦相互作用，构成复杂的网络体系。这种源于同一氨基酸的代谢产物形成的分子调节网络的生理和病理生理意义值得重视。
　　气体信号分子一氧化氮具有的舒张血管、抑制细胞增殖和抑制血小板聚集等作用已经为人们熟知，随后发现的一氧化碳和硫化氢也是心血管组织产生的信号分子。气体分子作为内源性血管舒张剂发挥着特有的生物学效应。它们之间也相互作用，形成特有的气体信号调节网络，在心血管系统稳态调节中的作用不容忽视。

　　新思路：按“家系”研究
    随着生物学信息的积累，以整体为研究对象的系统生物学的兴起和发展，为复杂疾病的研究提供了新的思路。然而研究非常困难，其原因是信息量太大，而我们对其内部联系、内部规律认识太少，没有合适的切入点。尤其是小分子物质，目前功能蛋白质组学的研究方法很难适合于这类物质，由于缺少高通量的研究技术，还无法建立生物活性小分子物质复杂体系的研究模式。
  因此我们设想在现阶段，首先建立相对简单的、初级的网络体系，即将小分子活性物质按其内在联系归结为较单一的“家系”（或“组”
），即源于同一基因表达的或同一前体酶解的活性多肽“家系”、同一氨基酸代谢产物“家系”、气体信号分子“家系”，以及未讨论的各脂类介质分子“家系”和金属离子“家系”等，通过研究这些家系内部成员之间的相互关系，尤其是各成员在心血管疾病中相互作用的病理生理意义，建立各家系的调节网络，作为心血管系统生物学研究的策略之一，进而向更为复杂的不同“家系”间的、甚至整个机体的调节网络研究过渡。

（北医新闻网摘自《健康报》作者：北京大学基础医学院 唐朝枢 蒲丹）