Question

脑缺血会造成神经细胞不可逆损伤（脑损伤），可导致患者死亡或是永久性残疾。干细胞疗法将成为脑缺血治疗的潜在策略。

（1）M（骨髓基质细胞）是一种干细胞，可通过_______，增加神经细胞的数量和种类，在脑缺血的治疗中发挥作用。

（2）为探究M对脑缺血损伤恢复的其他机制，科研人员进行如下实验：

①将正常的神经细胞进行氧糖剥夺（OGD）处理，即放入低氧箱或者更换无糖的培养基，模拟在_______情况下的细胞损伤。提取M细胞的线粒体，用红色荧光物质进行标记，继而将带标记的线粒体与OGD神经细胞放入M培养基中共培养24小时。显微镜下观察到OGD神经细胞中出现_____，则说明M的线粒体转移到了OGD神经细胞中。

②为进一步探究M的线粒体转移对OGD神经细胞的影响，进行如下分组实验：

分组	第1组	第2组	第3组	第4组
处理 方法	用含有线粒体的 M培养基与 OGD 神经细胞进行共培养	用不含线粒体的 M培养基与 OGD 神经细胞 进行共培养	正常培养基与 OGD 神经细胞 进行共培养	正常培养基与_____的神经细胞进行共培养

Ⅰ．第4组为正常对照组，请将实验补充完整：_______。

Ⅱ．实验检测各组神经细胞内的ATP水平，以第4组ATP水平作为1，比较其余各组相对第4组的比值，结果如图1。 

由结果可知，第1组神经细胞内ATP水平_______正常水平，第2组ATP水平与第3组接近，由此排除_______对实验结果的影响。

（3）请根据（2）实验结果，阐述M对脑缺血损伤恢复的可能机制_______。

Answer

分裂分化 低氧/无糖（脑缺血） 红色荧光 未经OGD处理 高于 M培养基 M的线粒体可转移到OGD神经细胞中，增加该细胞中线粒体数目，增强有氧呼吸，提高ATP产生量，进而为受损细胞修复活动提供能量

【解析】

分析表格，第一组和第二组的区别是有无线粒体，发现含有线粒体的培养基处理能使OGD神经细胞内的ATP水平提高，此时认为因素有两个一个是线粒体，一个是M培养基的作用，第二组和第三组比较发现只含有M培养基与正常培养基处理，OGD神经细胞内的ATP水平接近，由此排除了M培养基对实验结果的影响，第四组应该是正常对照组。

（1）干细胞是一类仍具有分裂分化能力的细胞，骨髓基质细胞可以通过分裂分化增加神经细胞的数量和种类。

（2）①将正常的神经细胞放入低氧或者无糖的环境中，模拟的是脑缺血的模型。M细胞的线粒体带有红色荧光标记，若M的线粒体转移到了OGD神经细胞中，则显微镜下观察到OGD神经细胞中也有红色荧光。

②实验的目的是探究M的线粒体转移对OGD神经细胞的影响，一、二、三组都是实验组，第四组是正常对照组，一二三组的神经细胞都经过了OGD处理，因此可知第四组的处理方式是正常培养基与未经OGD处理的神经细胞进行共同培养。通过分组实验发现，第四组作为正常对照组，第一组神经细胞内的ATP水平明显高于正常水平。第二组和第三组的神经细胞内的ATP水平接近，由此可以说明 M培养基并不是影响实验结果的因素。

（3）通过实验分组分析，可以推出M的线粒体可转移到OGD神经细胞中，增加该细胞中线粒体数目，增强有氧呼吸，提高ATP产生量，进而为受损细胞修复活动提供能量。