Question

γ-氨基丁酸（GABA）是成年动物体中枢神经系统的主要抑制性神经递质。

（1）神经元未受刺激时，细胞膜静息电位为________。通常情况下，当突触前神经元释放的GABA与突触后膜上的________结合后，Cl^-通道开放，Cl^-顺浓度梯度内流，从而产生抑制性效应。

（2）研究大鼠等哺乳动物（包括人类）胚胎发育早期未成熟神经元时发现，GABA的生理效应与成熟神经元相反。其原因是胞内Cl^-浓度显著________于胞外， GABA作为信号引起Cl^- ________（填“内流”或“外流”），从而产生兴奋性效应。

（3）在个体发育的不同阶段，神经系统内GABA的通道型受体的特性（既是GABA受体，也是双向Cl^-通道）并未改变，GABA的两种作用效应与细胞膜上两种Cl^-跨膜共转运体NKCCl和KCC2有关，其作用机制如图1所示。（图中共转运体的大小表示细胞膜上该转运体的相对数量）

据图可知，大鼠成熟神经元中含量相对较低的Cl^-共转运体是________。

（4）为探究GABA兴奋性效应对神经元发育的影响。将不同基因分别转入三组大鼠胚胎神经组织。待幼鼠出生后第14天，显微镜下观察神经元突起的数量及长度（图2）。                                  

与对照组相比，实验组幼鼠单个神经元________，由此证明GABA的兴奋性效应保证了神经元正常发育。通过检测实验组EGFP的分布及荧光强度以确定KCC2蛋白的________。

（5）在患神经性病理痛的成年大鼠神经元中也检测到GABA的兴奋性效应，推测该效应与KCC2和NKCC1表达量有关。研究者以“神经性病理痛”模型大鼠为实验组，用________技术检测KCC2和NKCC1的含量。若结果为________，则证实上述推测。

（6）该系列研究其潜在的应用前景为________。

Answer

外正内负 （特异性）受体 高 外流 NKCC1 数量和总长度显著降低 位置（分布）和含量 抗原-抗体杂交（蛋白质电泳） 实验组NKCC1含量高于对照组或（和）KCC2含量低于对照组 开发新的镇痛药物 研究个体发育过程中基因选择性表达机制 研究损伤后神经元GABA兴奋性效应的意义

【解析】

兴奋在神经元上以电信号的形式传递，在神经元之间通过化学信号传递；神经元之间的结构为突触，由突触前膜、突触间隙、突触后膜组成，当兴奋传导突触前膜时，突触小泡与突触前膜结合，通过胞吐的方式释放神经递质到突触间隙，再作用于突触后膜，引起突触后膜兴奋或抑制。

（1）神经纤维未受刺激时表现为外正内负的静息电位；根据题干信息已知，γ-氨基丁酸（GABA）是一种抑制性神经递质，其与突触后膜上的特异性受体结合后，会引起突触后膜上，Cl-通道开放，Cl-内流，使得膜电位外正内负的相对值变大，从而产生抑制性效应。

（2）根据题意分析，已知大鼠等哺乳动物（包括人类）胚胎发育早期未成熟神经元中GABA的生理效应与成熟神经元相反，说明其胞内Cl-浓度显著高于胞外， GABA作为信号引起Cl- 外流，从而产生兴奋性效应。

（3）据图1分析，由于神经元1氯离子通过GABA受体出细胞，而神经元2氯离子通过GABA受体进细胞，说明神经元2是成熟的神经元。又因为图中共转运体的大小表示细胞膜上该转运体的相对数量，则大鼠成熟神经元中含量相对较低的Cl-共转运体是NKCC1。

（4）据图2分析，与对照组（甲组）相比，实验组（乙组）幼鼠单个神经元数量和总长度显著降低，说明GABA的兴奋性效应保证了神经元正常发育。通过检测实验组EGFP的分布及荧光强度以确定KCC2蛋白的位置（分布）和含量。

（5）KCC2和NKCC1是相关基因表达的蛋白质，因此可以用抗原-抗体杂交技术检测它们的含量；若结果为实验组NKCC1含量高于对照组或（和）KCC2含量低于对照组，说明上述推测是正确的。

（6）该系列研究其潜在的应用前景为：开发新的镇痛药物、研究个体发育过程中基因选择性表达机制、研究损伤后神经元GABA兴奋性效应的意义等。