解偶联蛋白（UCPs）作为线粒体转运蛋白，通过使质子重新进入线粒体基质并产生热量而非ATP来降低质子梯度，这一过程称为氧化磷酸化解偶联。在哺乳动物组织中已鉴定出五种解偶联蛋白同源物[1]。UCP1是最早被鉴定出的解偶联蛋白，主要表达在棕色脂肪组织中[2]。哺乳动物的UCP2和UCP3特异性表达在心脏中，并已被证明会影响心脏功能[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。在果蝇中，已鉴定出四种解偶联蛋白同源物：UCP4A、UCP4B、UCP4C和UCP5[11]、[12]。值得注意的是，UCP5是通过质谱分析在果蝇成年心脏蛋白组中唯一被检测到的同源物[13]。UCP5在果蝇心脏功能中的作用尚未明确。
心脏中Ca2+的调控对于维持心脏生理功能至关重要。在兴奋-收缩耦合阶段，L型Ca2+通道（LTCCs）在去极化时被激活，从而通过Ryanodine受体控制Ca2+从肌浆网（SR）中的释放。随后，Ca2+的再摄取由质膜上的钠-钙交换器（NCX）和肌/内质网Ca2+-ATP酶（SERCA）促进。研究表明，哺乳动物的UCPs通过调节线粒体中的Ca2+摄取来维持心脏中的Ca2+平衡，从而影响心脏的电生理特性[6]、[7]、[14]、[15]。大鼠新生心肌细胞中UCP2的过表达通过降低线粒体膜电位梯度来抑制线粒体对Ca2+的摄取，从而影响心肌细胞的兴奋-收缩耦合[7]。UCP2的过表达会导致细胞质中Ca2+瞬态的延长[7]，类似于心室颤动。值得注意的是，UCP2的敲低也会通过调节线粒体钙单向转运蛋白（MCU）来减少线粒体对Ca2+的摄取[6]、[14]。线粒体对Ca2+摄取的减少被L型Ca2+通道的功能抑制所抵消，这缩短了动作电位的持续时间[6]，类似于心动过速。心脏UCP3敲除小鼠中缺血-再灌注性心律失常的发生率增加[8]。UCP2/UCP3的多态性与人类的心率变异性有关[9]。
UCPs在不产生ATP的情况下产生“质子泄漏”，这突显了它们在维持代谢平衡中的关键作用[16]。小鼠肝脏中的UCP5转录水平会根据营养状况进行适应性调节[17]。此外，UCPs介导的质子耗散可以减少活性氧（ROS）的产生。因此，UCPs被认为可以保护心肌细胞免受外源性氧化应激的影响，并促进缺血后的心脏恢复[8]、[18]、[19]、[20]、[21]。在心脏缺血条件下，大鼠的UCP2和UCP3表达增加，有助于限制过多的ROS生成[19]。小鼠中UCP3的基因缺失会加剧缺血心脏中的细胞凋亡，并通过调节ROS导致心力衰竭[20]。与果蝇UCP5同源的小鼠BMCP1已被证明可以调节神经元细胞系中的ROS水平[22]。鉴于UCPs在调节Ca2+处理、新陈代谢和ROS水平中的作用，我们旨在研究果蝇 UCP5在成年心脏功能中的功能。
