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非选择题-解答题 适中0.65 引用2 组卷696
学习以下材料,回答(1)~(4)题。
内质网—线粒体结构偶联与阿尔茨海默症的关联性
β淀粉样蛋白(Aβ)的大量沉积被认为是导致阿尔茨海默症(AD)的一个重要原因。Aβ在大脑神经细胞轴突和神经末梢中形成,会激发一系列连锁反应,包括阻碍神经细胞轴突的运输功能,甚至导致神经细胞的死亡。Aβ由β-淀粉样前体蛋白(APP)先经过加工形成palAPP,再由β分泌酶和y分泌酶切割产生。目前尚无治疗AD的特效药物。
长期以来囊泡运输被认为是内质网与其他细胞器相联系的主要机制,但最近的研究表明内质网膜与线粒体、质膜、高尔基体紧密连接,这种细胞结构间形成的微小膜连接称为膜接触位点。尽管这些接触通常只涉及膜表面的很小部分,但对胞内通信却起着重要的介导作用。最典型的膜接触位点是内质网和线粒体之间的接触部位——线粒体相关内质网膜(MAM)。MAM上存在丰富的蛋白质,这些蛋白质可调节与生理和病理过程相关的细胞信号通路。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。

研究显示,在AD模型小鼠中,线粒体内Ca2+的增加与Aβ斑块沉积和神经元死亡有关。MAM是调节Ca2+平衡和氧化还原平衡的关键点。内质网膜上的Ca2+释放通道被激活后,通过MAM控制Ca2+从内质网顺浓度梯度向线粒体转移。线粒体中过量的Ca2+会干扰细胞呼吸,增加活性氧的生成;同时Ca2+浓度异常会触发内质网功能异常,从而导致神经元死亡,引发AD。
新的研究表明,在神经元轴突中的MAM是palAPP受到β分泌酶加工并制造Aβ的场所。基于这一发现,研究人员尝试通过抑制MAM关键基因的表达,或者降低MAM的数量或活性,以期阻止或减缓阿尔茨海默症患者的疾病进展。
(1)APP加工成palAPP后,导致其__________改变,从而被β分泌酶切割产生AB。
(2)由材料可知,细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,通过囊泡运输和____________,在结构和功能上紧密联系,共同构成细胞的___________
(3)根据文中信息,Ca2+浓度异常引发AD的原因是:在MAM的调控下,Ca2+__________转出,过量的Ca2+干扰了氧气在___________与[H]的反应,产生过多活性氧;同时Ca2+浓度异常会___________,从而导致神经元死亡。
(4)下列能够支持神经元MAM是制造Aβ的场所的证据有____________。
A.Ca2+通过MAM以顺浓度梯度的方式进行运输
B.palAPP主要富集在人和小鼠神经元细胞的MAM中
C.抑制MAM关键基因的表达,会阻碍β分泌酶切割palAPP
D.AD模型小鼠神经元的MAM中存在有活性的β和y分泌酶
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学习以下材料,并回答相关问题。
1907年,在德国法兰克福的一家精神病院有一名51岁妇女,她出现了包括记忆丧失,精神错乱和方向感迷失在内的多种症状。这位妇女去世后,德国精神病学家阿洛伊斯·阿尔兹海默检查了她的大脑,发现了一些关键的现象。首先,该病人的脑容量小于平均值,或者说由于神经元(神经细胞)的丢失,出现了萎缩。除此之外,病人的神经元内存在蛋白质纤维缠结;在脑细胞外,还有另一种蛋白质的沉积。阿尔兹海默发表了一份病理报告,报道了这种会影响大脑皮层的不同寻常的疾病,并将其命名为阿尔茨海默病(简称AD)。在接下来的一个世纪里,两种病理性蛋白——β-淀粉样蛋白(Aβ)和错误折叠的Tau蛋白——成为该疾病病因研究的重点。
阿尔茨海默病有两个独特的分子标志物。第一种是淀粉样蛋白,即Aβ(含有近40个氨基酸的多肽组成的蛋白),这些蛋白存在于细胞间隙中;第二种是扭曲或者错误折叠的Tau蛋白。Tau蛋白会通过一个过度磷酸化的过程,连接上大量的磷酸基团,Tau蛋白磷酸化程度的增加与蛋白的聚集能力和毒性增强有关。以扭曲的团块结构存在于神经元胞体内的Tau蛋白被称为神经原纤维缠结。Tau蛋白本身和Aβ的前体蛋白(APP)在细胞中都具有正常的功能,而在阿尔茨海默病患者体内,这些功能会受到破坏。通过对两种蛋白的病理性进行广泛的研究得出一个结论:应该将阿尔茨海默病分为两个阶段。第一个阶段是症状出现前15-25年,在这个阶段,Aβ会在大脑最外层的大脑皮层中积累,但不会影响认知功能。在第二个阶段,大脑皮层中开始出现神经原纤维缠结,神经元开始退化,随着脑细胞的死亡,患者开始出现认知功能障碍。
目前对于AD的发病机制和病因,主流学说认为Aβ是由APP在β和γ两种分泌酶的作用下被连续水解得到的多肽单体,这些单体可进一步寡聚发生沉淀和聚集,如图所示。Aβ聚集沉积导致脑内大量斑块的形成,直接作用于神经元,产生毒性作用;此外,神经元内Tau蛋白的过度磷酸化处于Aβ过量产生、聚集的下游,进而导致大脑中神经原纤维变性,以致神经元凋亡,最终导致AD型痴呆。

(1)APP是由770个氨基酸组成,定位于细胞膜上。在正常状态下,α分泌酶剪切位点位于__________(选填图中数字),然后再由γ分泌酶在711位氨基酸进行剪切,得到可溶性蛋白,该过程需要破坏蛋白质结构中的__________。在阿尔兹阿尔茨海默病海默病患者体内,由于β分泌酶在__________(选填图中数字)位点的异常剪切,造成蛋白质的__________发生改变而导致功能被破坏,出现聚集现象。
(2)根据文中信息,请用字母将阿尔茨海默病的发病机理表示完整:
A.APP合成
B.α分泌酶剪切
C.β分泌酶剪切
D.γ分泌酶剪切
E.神经原纤维缠结出现
F.Tau蛋白过度磷酸化
G.形成淀粉样斑块
H.神经元凋亡
(3)根据文中信息,尝试提出治疗阿尔茨海默病的思路:__________
阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,与特定大脑区域的神经元萎缩和死亡相关,是痴呆症的主要形式。AD的发病机制异常复杂,涉及多条信号通路。β淀粉样蛋白(Aβ)学说是目前AD致病机制中占主导地位的学说。下图是淀粉样蛋白学说致病机理的部分示意图。回答下列问题:
       
(1)整个神经系统中最高级的部位是__________,它除了对外部世界的感知及控制机体的反射活动,还具有__________(至少答出3点)等方面的高级功能。
(2)大脑细胞中Aβ的积累与淀粉样蛋白前体(APP)代谢异常有关。据图可知,能引起APP代谢异常的因素有__________
(3)已知APP的降解有两条途径,APP先被β-分泌酶或α-分泌酶降解,再经γ-分泌酶生成不同产物。APP的淀粉样降解途径:β-分泌酶首先在APP的β位点将APP裂解为β-N端片段和β-C端片段,然后γ-分泌酶将β-C端片段水解生成Aβ肽段;APP的非淀粉样降解途径中由于α-分泌酶的作用位点在APP的Aβ区域,从而阻止了Aβ的产生。APP基因突变导致Aβ增多,原因最可能是__________
(4)有研究人员认为AD病变过程中,位于基底前脑的胆碱能神经元功能受损,乙酰胆碱神经递质的数量减少,出现中枢胆碱能神经系统紊乱,导致记忆力和注意力缺陷。乙酰胆碱与位于突触后膜上的相应受体结合并发挥作用后,会立即被乙酰胆碱酯酶降解。维持乙酰胆碱水平是治疗阿尔茨海默病的重要策略,理论上,维持乙酰胆碱水平的思路有__________(答2点)。
阿尔茨海默症(AD)是一种复杂的中枢神经系统退行性疾病,主要以学习、记忆等认知功能受损及人格改变为特征。临床报告显示,二甲双胍(Met)能够改善AD患者的认知功能,且剂量越高效果越好。为验证不同浓度的Met对AD大鼠认知功能障碍的影响,请完成如下相关实验及其分析:
主要实验材料:正常大鼠10只、AD大鼠若干只、生理盐水、用生理盐水配制的50mg/kg、100mg/kg、200mg/kg的Met溶液等。
(1)实验思路:
①实验分组:
A组:10只正常大鼠灌胃适量生理盐水,__________
②各组连续给药14天,1次/天。末次给药12小时后用Morris水迷宫试验检测大鼠空间认知功能。水迷宫实验:在水中放置平台,训练大鼠记忆平台位置,之后隐藏平台,观察并记录小鼠找到隐藏平台的时间。
③预测实验结果:各组大鼠找到隐藏平台时间顺序为__________
(2)Aβ淀粉样蛋白过多在大脑聚集沉积形成斑块,产生神经毒性并最终出现患病症状,Met可缓解Aβ沉积,改善AD神经功能损伤。Aβ的前体APP是分布于神经细胞膜上的重要跨膜蛋白,经过两种不同的路径被切割为多种不同长度的肽,具体过程如图所示。P3小肽没有毒性,可以阻止Aβ的产生。体外研究显示,a肽和β肽都可促进大鼠神经元细胞发育。

①研究发现,病变个体中Aβ的沉积使突触小体中线粒体损伤,引起乙酰胆碱的合成和释放量___________,兴奋在神经细胞之间的传递速率___________,从而导致病人表现出记忆障碍。该病患者还会出现大小便失禁等症状,由此体现了高级和低级神经中枢之间的关系是__________
②向患者体内注射抗Aβ的抗体是治疗阿尔茨海默症的方法之一,其原理是注射Aβ的抗体可与Aβ结合,降低Aβ对__________的破坏。请根据题干信息,再提出两种治疗的思路__________

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