Question

【題目】γ-氨基丁酸（GABA）是成年動物體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。

（1）神經(jīng)元未受刺激時，細胞膜靜息電位為________。通常情況下，當突觸前神經(jīng)元釋放的GABA與突觸后膜上的________結(jié)合后，Cl-通道開放，Cl-順濃度梯度內(nèi)流，從而產(chǎn)生抑制性效應(yīng)。

（2）研究大鼠等哺乳動物（包括人類）胚胎發(fā)育早期未成熟神經(jīng)元時發(fā)現(xiàn)，GABA的生理效應(yīng)與成熟神經(jīng)元相反。其原因是胞內(nèi)Cl-濃度顯著________于胞外， GABA作為信號引起Cl- ________（填“內(nèi)流”或“外流”），從而產(chǎn)生興奮性效應(yīng)。

（3）在個體發(fā)育的不同階段，神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)GABA的通道型受體的特性（既是GABA受體，也是雙向Cl-通道）并未改變，GABA的兩種作用效應(yīng)與細胞膜上兩種Cl-跨膜共轉(zhuǎn)運體NKCCl和KCC2有關(guān)，其作用機制如圖1所示。（圖中共轉(zhuǎn)運體的大小表示細胞膜上該轉(zhuǎn)運體的相對數(shù)量）

據(jù)圖可知，大鼠成熟神經(jīng)元中含量相對較低的Cl-共轉(zhuǎn)運體是________。

（4）為探究GABA興奮性效應(yīng)對神經(jīng)元發(fā)育的影響。將不同基因分別轉(zhuǎn)入三組大鼠胚胎神經(jīng)組織。待幼鼠出生后第14天，顯微鏡下觀察神經(jīng)元突起的數(shù)量及長度（圖2）。

與對照組相比，實驗組幼鼠單個神經(jīng)元________，由此證明GABA的興奮性效應(yīng)保證了神經(jīng)元正常發(fā)育。通過檢測實驗組EGFP的分布及熒光強度以確定KCC2蛋白的________。

（5）在患神經(jīng)性病理痛的成年大鼠神經(jīng)元中也檢測到GABA的興奮性效應(yīng)，推測該效應(yīng)與KCC2和NKCC1表達量有關(guān)。研究者以“神經(jīng)性病理痛”模型大鼠為實驗組，用________技術(shù)檢測KCC2和NKCC1的含量。若結(jié)果為________，則證實上述推測。

（6）該系列研究其潛在的應(yīng)用前景為________。

Answer 1

【答案】外正內(nèi)負 （特異性）受體 高 外流 NKCC1 數(shù)量和總長度顯著降低 位置（分布）和含量 抗原-抗體雜交（蛋白質(zhì)電泳） 實驗組NKCC1含量高于對照組或（和）KCC2含量低于對照組 開發(fā)新的鎮(zhèn)痛藥物 研究個體發(fā)育過程中基因選擇性表達機制 研究損傷后神經(jīng)元GABA興奮性效應(yīng)的意義

【解析】

興奮在神經(jīng)元上以電信號的形式傳遞，在神經(jīng)元之間通過化學(xué)信號傳遞；神經(jīng)元之間的結(jié)構(gòu)為突觸，由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜組成，當興奮傳導(dǎo)突觸前膜時，突觸小泡與突觸前膜結(jié)合，通過胞吐的方式釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙，再作用于突觸后膜，引起突觸后膜興奮或抑制。

（1）神經(jīng)纖維未受刺激時表現(xiàn)為外正內(nèi)負的靜息電位；根據(jù)題干信息已知，γ-氨基丁酸（GABA）是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，其與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合后，會引起突觸后膜上，Cl-通道開放，Cl-內(nèi)流，使得膜電位外正內(nèi)負的相對值變大，從而產(chǎn)生抑制性效應(yīng)。

（2）根據(jù)題意分析，已知大鼠等哺乳動物（包括人類）胚胎發(fā)育早期未成熟神經(jīng)元中GABA的生理效應(yīng)與成熟神經(jīng)元相反，說明其胞內(nèi)Cl-濃度顯著高于胞外， GABA作為信號引起Cl- 外流，從而產(chǎn)生興奮性效應(yīng)。

（3）據(jù)圖1分析，由于神經(jīng)元1氯離子通過GABA受體出細胞，而神經(jīng)元2氯離子通過GABA受體進細胞，說明神經(jīng)元2是成熟的神經(jīng)元。又因為圖中共轉(zhuǎn)運體的大小表示細胞膜上該轉(zhuǎn)運體的相對數(shù)量，則大鼠成熟神經(jīng)元中含量相對較低的Cl-共轉(zhuǎn)運體是NKCC1。

（4）據(jù)圖2分析，與對照組（甲組）相比，實驗組（乙組）幼鼠單個神經(jīng)元數(shù)量和總長度顯著降低，說明GABA的興奮性效應(yīng)保證了神經(jīng)元正常發(fā)育。通過檢測實驗組EGFP的分布及熒光強度以確定KCC2蛋白的位置（分布）和含量。

（5）KCC2和NKCC1是相關(guān)基因表達的蛋白質(zhì)，因此可以用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測它們的含量；若結(jié)果為實驗組NKCC1含量高于對照組或（和）KCC2含量低于對照組，說明上述推測是正確的。

（6）該系列研究其潛在的應(yīng)用前景為：開發(fā)新的鎮(zhèn)痛藥物、研究個體發(fā)育過程中基因選擇性表達機制、研究損傷后神經(jīng)元GABA興奮性效應(yīng)的意義等。