题目内容
【题目】炎症反应通常会引起局部组织疼痛。科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效开展了研究。
(1)机体局部组织损伤可激活____系统引发炎症反应。某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生____,并传至______ 产生痛觉。
(2)福尔马林(FM)是常用致痛剂,致痛表现集中在时相I(注射后0~5分钟,直接刺激局部神经末梢引起)和时相II(注射后15~25分钟,引起炎症因子释放而增加对疼痛的敏感性).将若干小鼠随机分为三组,处理如下表。记录各组小鼠因疼痛发生的缩足行为,结果如图1。
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比较__________ 两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比,甲组_______________,由此推测LBP对FM致痛存在________作用,且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现。
(3)炎症因子IL-6使Ca2+通道(TRPVI)通透性增强,引起痛觉,其分子机制如图2所示。
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据图概括IL-6通过PI3K发挥 ___________作用的两个途径。细胞膜上的TRPV1通透性增强后,Ca2+内流增加,可_____神经元的兴奋性。
(4)为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素(TRPV1的激活剂)处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如图3。该实验不足以验证假设,请阐述理由并加以完善,预期结果:_________________。
(5)基于上述系列研究,请为镇痛药物的开发提供两种思路:____。
【答案】免疫 兴奋 大脑皮层 乙和丙 缩足行为在时相I与乙组无明显差异,在时相Ⅱ明显减弱(缩足时长明显缩短) 抑制(缓解) 促进TRPV1蛋白合成(翻译);促进含有TRPV1蛋白的囊泡与细胞膜融合(胞吐) 提高(增强) 理由:该实验结果显示,对照组在加入辣椒素后胞内Ca2+明显增加,LBP组几乎无变化,仅能说明LBP可降低(抑制)TRPV1的功能。(或答出信号通路多个环节可能引起胞内Ca2+明显增加,无法证明是抑制IL-6的释放)完善:补充检测两组培养液中IL-6的含量预期:LBP组(实验组)IL-6的含量明显低于对照组 降低IL-6或信号通路中物质含量(制备IL-6等炎症因子的抗体/信号通路分子的抗体) 抑制TRPV1蛋白的合成或活性 Ca2+拮抗剂
【解析】
题图图1曲线中,在时相Ⅰ甲乙缩足行为两组无明显差异,在时相Ⅱ,甲组明显低于乙组;丙组作为对照组,缩足行为始终较低。
图2中,炎症因子IL-6促使Ca2+通道(TRPV1)通透性增强,引起痛觉。
图3中,对照组和LBP组均用辣椒素(TRPV1的激活剂)处理后,对照组神经元内Ca2+信号强度明显上升,而LBP组(实验组)基本不变。据此分析结合题中相关问题作答。
(1)机体局部组织损伤可激活免疫系统引发炎症反应。某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生兴奋,并传至大脑皮层产生痛觉。
(2)根据三组实验处理及实验结果得到的三条曲线分析,通过乙和丙两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比,甲组缩足行为在时相Ⅰ与乙组无明显差异,在时相Ⅱ有明显减弱(缩足时长明显缩短);由此推测LBP对FM致痛具有抑制作用,且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现。
(3)分析图2作用机制流程图可知,炎症因子IL-6通过PI3K发挥作用的两个途径是促进TRPV1蛋白合成(翻译);促进TRPV1蛋白的囊泡与细胞膜融合。细胞膜上的TRPV1通透性增强后,Ca2+内流增加,可提高(增强)神经元的兴奋性。
(4)为验证LBP通过抑制IL-6的释放发挥药效,根据对实验组和对照组的处理和图3实验结果分析,本实验不足以验证假设,其理由是:该实验结果显示,对照组在加入辣椒素后胞内Ca2+明显增加,LBP组几乎无变化,仅能说明LBP可降低(抑制)TRPV1的功能。(或答出喜欢通路多个环节可能引起细胞内Ca2+明显增加,无法证明是抑制IL-6的释放)。需要完善的环节是:补充检测两组培养液中IL-6的含量。预期结果:LBP组(实验组)IL-6的含量明显低于对照组。
(5)基于上述系列研究,镇痛药物的开发提供两种思路:降低IL-6或信号通路中物质含量;抑制TRPV1合成或活性。