Question

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

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

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

（3）在個體發育的不同階段，神經系統內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的兩種作用效應與細胞膜上兩種Cl-跨膜共轉運體NKCCl和KCC2有關，其作用機制如圖1所示。（圖中共轉運體的大小表示細胞膜上該轉運體的相對數量）

據圖可知，大鼠成熟神經元中含量相對較低的Cl-共轉運體是________。

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

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

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

（6）該系列研究其潛在的應用前景為________。

Answer 1

【答案】外正內負 （特異性）受體 高 外流 NKCC1 數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 開發新的鎮痛藥物 研究個體發育過程中基因選擇性表達機制 研究損傷后神經元GABA興奮性效應的意義

【解析】

興奮在神經元上以電信號的形式傳遞，在神經元之間通過化學信號傳遞；神經元之間的結構為突觸，由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜組成，當興奮傳導突觸前膜時，突觸小泡與突觸前膜結合，通過胞吐的方式釋放神經遞質到突觸間隙，再作用于突觸后膜，引起突觸后膜興奮或抑制。

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

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

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

（4）據圖2分析，與對照組（甲組）相比，實驗組（乙組）幼鼠單個神經元數量和總長度顯著降低，說明GABA的興奮性效應保證了神經元正常發育。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是相關基因表達的蛋白質，因此可以用抗原-抗體雜交技術檢測它們的含量；若結果為實驗組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用前景為：開發新的鎮痛藥物、研究個體發育過程中基因選擇性表達機制、研究損傷后神經元GABA興奮性效應的意義等。