阿爾茨海默病是一種持續(xù)性神經功能障礙,患者腦部大多有β-淀粉樣蛋白(Aβ)沉積形成的斑塊且患者神經元會發(fā)生“過勞死”。淀粉樣前體蛋白(APP)的酶切片段被分泌到細胞外發(fā)揮功能,其中一段會形成Aβ,因此以往研究更多關注在Aβ上。然而針對Aβ研發(fā)的藥物在近年均被證明無效,為尋找阿爾茨海默病的新治療途徑,研究者希望通過實驗了解APP其他酶切片段(比如sAPPα)的生理功能。

(1)由于APP蛋白集中表達于神經元突觸部位,研究者推測,分泌的sAPPα可能與突觸部位細胞表面的 受體受體結合,進而影響神經調節(jié)。經過篩選,發(fā)現(xiàn)sAPPα能與GABABR蛋白結合。為確定sAPPα與GABABR蛋白的結合區(qū)域,研究者分別構建了含 啟動子啟動子、編碼GABABR不同亞基的目的基因、一段特殊多肽(HA)的基因以及終止子的 載體載體,轉入細胞。
(2)將sAPPα加入實驗組轉基因細胞的培養(yǎng)基中一段時間,去除培養(yǎng)基,利用特異性熒光抗體可分別標識出細胞膜上的GABABR蛋白不同亞基及sAPPα.雖然GABABR蛋白不同亞基的抗體較難獲得,但研究者可用共轉入細胞的 HA(特異性)抗體HA(特異性)抗體標識出細胞膜上表達的GABABR蛋白亞基,因為 利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達。根據(jù)圖1實驗結果,可知sAPPα僅與GABABR1a亞基相結合,判斷依據(jù)是 利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達 sAPPα與GABABR1a有熒光共定位,與其余亞基沒有利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達 sAPPα與GABABR1a有熒光共定位,與其余亞基沒有。
(3)為研究sAPPα對神經元電信號的影響,在體外培養(yǎng)自身不表達APP蛋白的神經元,并在實驗組細胞的培養(yǎng)基中加入sAPPα,對比神經元電信號的變化(如圖2),可知 sAPPα與受體結合抑制了神經元電信號頻率sAPPα與受體結合抑制了神經元電信號頻率。
(4)進一步研究顯示,sAPPα通過圖3所示途徑影響神經元之間的信號傳遞。請結合圖3內容,用文字、連線和注釋繪制流程圖,體現(xiàn)sAPPα的作用機理。 流程圖能展示出以下邏輯順序即可:sAPPα蛋白片段與GABABR1a結合,導致GABABR1a蛋白空間結構改變,從而抑制囊泡運輸進而抑制神經遞質的釋放,導致神經元之間的信號傳遞被抑制流程圖能展示出以下邏輯順序即可:sAPPα蛋白片段與GABABR1a結合,導致GABABR1a蛋白空間結構改變,從而抑制囊泡運輸進而抑制神經遞質的釋放,導致神經元之間的信號傳遞被抑制
(5)最終,研究者發(fā)現(xiàn)sAPPα中一個由17個氨基酸組成的多肽片段(APP 17mer)就具有sAPPα的生理功能。為驗證該多肽在生物個體水平是否有效,有人設計了以下實驗方案:將同一批正常小鼠分為兩組,一組為實驗組,一組為對照組。
組別 | 實驗處理 | 檢測 |
實驗組 | 給小鼠喂食人工合成的該多肽片段(APP 17mer) | 分別檢測實驗組和對照組小鼠海馬神經元的電信號 |
對照組 | 給小鼠喂食清水 |
多肽不可通過喂食方式給藥;對照組不應喂食清水
多肽不可通過喂食方式給藥;對照組不應喂食清水
。②請改進本實驗方案(寫出實驗組和對照組處理):
改進1:需要對小鼠海馬區(qū)局部直接給藥,比如注射、灌流等;2:應采用氨基酸種類相同但排列順序不同的多肽對對照組小鼠給藥
改進1:需要對小鼠海馬區(qū)局部直接給藥,比如注射、灌流等;2:應采用氨基酸種類相同但排列順序不同的多肽對對照組小鼠給藥
。(6)本研究對阿爾茨海默病治療的啟發(fā)是
人工合成的sAPPα17mer可以作為藥物,與GABABR1a結合,減緩神經遞質的釋放和突觸傳遞,從而減緩阿爾茨海默病的發(fā)生速率
人工合成的sAPPα17mer可以作為藥物,與GABABR1a結合,減緩神經遞質的釋放和突觸傳遞,從而減緩阿爾茨海默病的發(fā)生速率
。【考點】興奮在神經纖維上的傳導;興奮在神經元之間的傳遞.
【答案】受體;啟動子;載體;HA(特異性)抗體;利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達;利用DNA重組技術,HA可與GABABR蛋白亞基一起表達 sAPPα與GABABR1a有熒光共定位,與其余亞基沒有;sAPPα與受體結合抑制了神經元電信號頻率;流程圖能展示出以下邏輯順序即可:sAPPα蛋白片段與GABABR1a結合,導致GABABR1a蛋白空間結構改變,從而抑制囊泡運輸進而抑制神經遞質的釋放,導致神經元之間的信號傳遞被抑制;多肽不可通過喂食方式給藥;對照組不應喂食清水;改進1:需要對小鼠海馬區(qū)局部直接給藥,比如注射、灌流等;2:應采用氨基酸種類相同但排列順序不同的多肽對對照組小鼠給藥;人工合成的sAPPα17mer可以作為藥物,與GABABR1a結合,減緩神經遞質的釋放和突觸傳遞,從而減緩阿爾茨海默病的發(fā)生速率
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:143引用:3難度:0.4
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