2025年大学《神经科学》专业题库- 神经突触修复机制及功能实现

2025年大学《神经科学》专业题库——神经突触修复机制及功能实现考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪一项不是神经突触损伤后常见的形态学变化？A.突触囊泡数量减少B.突触后密度（PSD）结构破坏C.轴突末端形成球状体（retractionbulb）D.突触间隙显著增宽E.树突棘数量增加2.在轴突生长引导中，神经生长因子（NGF）与其高亲和力受体p75NTR结合后，主要激活的信号通路是？A.Rho/ROCK通路B.PI3K/Akt通路C.MAPK/ERK通路D.JAK/STAT通路E.Notch通路3.下列哪种分子被认为是抑制性轴突再生的主要负向调控因子？A.BDNFB.GDNFC.Nogo-AD.CNTFE.FGF4.突触重塑过程中，涉及突触结构蛋白磷酸化与去磷酸化的关键酶是？A.肌球蛋白轻链激酶（MLCK）B.CaMKIIC.磷酸二酯酶（PDE）D.激活蛋白（CaMKK）E.磷酸酶-1（PP1）5.星形胶质细胞在神经突触修复中的作用不包括？A.分泌神经营养因子（如BDNF）B.产生抑制性分子（如水通道蛋白4）C.形成胶质瘢痕，阻止再生D.吞噬清除损伤碎片E.调节局部微环境，促进修复6.长时程增强（LTP）的形成与下列哪项分子/通路的活动密切相关？A.RhoA激活B.PKC抑制C.CaMKII激活D.AMPA受体下调E.NMDA受体脱敏7.下列哪项技术不常用于观察活体内的轴突生长动态？A.双光子显微镜B.共聚焦显微镜C.电子显微镜D.PET扫描E.多光子显微镜8.神经退行性疾病中，突触功能障碍的核心表现通常是？A.突触数量显著增加B.突触传递效率进行性下降C.突触后密度（PSD）体积显著增大D.轴突直径均匀增加E.胞体肿胀，但突触结构保持完整9.以下关于突触可塑性修复的描述，错误的是？A.修复后的突触可能需要较长时间才能恢复完整的LTPB.神经营养因子对维持修复后的突触可塑性有重要作用C.胶质细胞分泌的某些因子可以抑制突触可塑性的恢复D.突触重塑是恢复功能的关键环节E.修复效果受遗传背景影响10.神经再生医学面临的重大挑战之一是？A.外源神经营养因子成本过高B.无法有效促进轴突生长穿过瘢痕组织C.修复后的突触无法与原有神经网络有效整合D.伦理问题限制了干细胞的应用E.修复过程缺乏有效的评估手段二、填空题（每空1分，共15分）1.神经元损伤后，轴突末梢首先形成______，其中含有突触囊泡，但通常缺乏功能性突触后密度（PSD）。2.调控轴突生长锥方向性的“迎向性”信号分子（Attractants）和“回避性”信号分子（Repellents）的相互作用，决定了轴突在体内的______。3.在突触重塑过程中，通过调节突触蛋白（如Synapsin）的______状态，可以改变突触前成分的聚集和囊泡释放。4.少突胶质细胞在______损伤修复中起着关键作用，尤其是在形成______和分泌髓鞘相关蛋白方面。5.某些神经营养因子（如BDNF）可以通过激活______受体酪氨酸激酶（Trk）来促进突触生长和功能恢复。6.突触功能恢复的评估不仅包括电生理学指标的改善，也涉及______和______水平的改变。7.阻止Nogo-A与其受体p75NTR结合的抗体或可溶性受体，被认为是促进损伤后轴突再生的______策略。三、名词解释（每题3分，共15分）1.突触重塑（SynapticRemodeling）2.生长相关蛋白（Growth-AssociatedProteins,GAPs）3.肌细胞因子（Muscle-RelatedProteins,MMPs）4.神经可塑性（NeuralPlasticity）5.胶质瘢痕（GlialScar）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述机械性损伤后神经突触可能发生的主要病理生理变化。2.比较神经营养因子（如BDNF）在促进突触修复和维持突触功能方面的共同点和差异点。3.简述Rho/ROCK信号通路在抑制轴突再生的作用机制。4.为什么说神经突触修复是一个极其复杂的过程，涉及多层面、多因素的调控？五、论述题（每题10分，共20分）1.详细论述星形胶质细胞在神经突触损伤修复过程中所扮演的“双刃剑”角色，并举例说明其不同作用及其调控机制。2.结合当前研究进展，探讨如何克服神经损伤后突触功能难以完全恢复的主要障碍，并设想可能的干预策略。试卷答案一、选择题1.E2.C3.C4.B5.C6.C7.C8.B9.C10.B二、填空题1.retractionbulb(或:retractionbulb,presynapticterminal)2.pathfinding(或:navigation)3.phosphorylation(或:phosphorylation/dephosphorylation)4.spinalcord(或:centralnervoussystem),myelinsheath(或:compactmyelin)5.TrkB(或:tyrosinereceptorkinaseB)6.molecular(或:synapticprotein),functional(或:electrophysiological)7.pharmacological(或:therapeutic)三、名词解释1.突触重塑（SynapticRemodeling）：指在生理或病理条件下，突触的结构和/或功能发生改变的过程，包括突触大小、形状、密度以及信息传递效率的变化，涉及突触前、突触后乃至突触间隙的成分和连接的调整。2.生长相关蛋白（Growth-AssociatedProteins,GAPs）：一类在发育和损伤后神经轴突再生过程中表达上调的蛋白质，能够促进轴突的生长和延伸，增强神经元的可塑性，并影响突触形成。3.肌细胞因子（Muscle-RelatedProteins,MMPs）：即基质金属蛋白酶（MatrixMetalloproteinases），是一类锌依赖性蛋白酶，能够降解细胞外基质中的各种成分（如纤连蛋白、层粘连蛋白等），在神经发育、轴突生长引导以及损伤后的基质重塑中发挥重要作用，特别是在抑制性环境中促进轴突穿越。4.神经可塑性（NeuralPlasticity）：指神经系统在结构和功能上随着经验、学习、发育或损伤等因素而发生适应性改变的能力。它包括突触水平的改变（如LTP、LTD）和更宏观的神经回路重塑，是神经突触修复后功能恢复的基础。5.胶质瘢痕（GlialScar）：指在神经损伤后，特别是在中枢神经系统（CNS）中，受损区域的胶质细胞（主要是星形胶质细胞和少突胶质细胞）高度活化、增殖、迁移并相互连接形成的致密区域。它通常有助于阻止再生轴突的侵入，限制损伤范围，但也可能通过产生抑制性分子（如Nogo-A）阻碍修复。四、简答题1.简述机械性损伤后神经突触可能发生的主要病理生理变化。*轴突/胞体损伤与退化：直接的机械力可能导致轴突断裂或胞体损伤、死亡。*突触结构破坏：轴突末梢与胞体或靶标细胞分离，导致突触前成分（如突触囊泡、活性带）丢失，突触后密度（PSD）结构解体或移位。*突触传递中断：突触结构的破坏导致化学或电化学信号传递功能丧失或显著降低。*神经递质系统紊乱：损伤可能引起神经递质释放异常（如过度释放或释放障碍），影响局部神经元活动。*轴突再生尝试与失败：在中枢神经系统，受损轴突可能尝试再生，但常受抑制性环境（如胶质瘢痕、Nogo等）影响而失败。*远端萎缩（WallerianDegeneration）：轴突断裂点远端的轴突和胞体发生继发性退化。2.比较神经营养因子（如BDNF）在促进突触修复和维持突触功能方面的共同点和差异点。*共同点：*促进突触生长与形成：BDNF等神经营养因子都能刺激神经元存活、轴突生长、突触发芽和重塑，无论是在发育期还是在损伤后的修复期。*增强突触可塑性：它们都能增强突触传递的强度，促进LTP的形成，并调节突触蛋白的表达，从而增强学习和记忆相关的功能。*支持神经元存活：通过激活PI3K/Akt、MAPK等信号通路，抑制凋亡，维持神经元生存。*差异点：*作用侧重：在修复中，BDNF可能更侧重于启动和促进轴突的再生尝试以及初步的突触重建；在功能维持中，它可能更侧重于维持已形成突触的健康、稳定和高效传递，以及维持正常的突触可塑性。*下游信号差异：虽然都激活多条通路，但在不同情境下，BDNF可能优先激活某些特定通路以适应不同的需求（如修复期可能更依赖促生长和抗凋亡通路，功能维持期可能更依赖促可塑性和抗退化通路）。*局部浓度与作用时效：损伤局部的BDNF浓度和作用持续时间可能与生理状态下的不同，导致其信号作用模式有所差异。3.简述Rho/ROCK信号通路在抑制轴突再生的作用机制。*核心作用：Rho/ROCK信号通路是抑制轴突生长和引导的主要调控者之一，尤其是在中枢神经系统损伤环境中。*关键分子：Rho家族小GTP酶（如RhoA,Cdc42,Rac1）作为上游激活剂，其活性受GTP酶激活蛋白（GAPs）和GTP酶解离抑制剂（GDIs）调控。ROCK（Rho-associatedkinase）是Rho下游的主要效应蛋白。*抑制性作用：活化的RhoA通过激活ROCK，进而引发多种抑制性效应：*抑制肌球蛋白轻链激酶（MLCK）：ROCK磷酸化MLCK，使其失活，导致肌球蛋白轻链去磷酸化，肌球蛋白头部不能与ATP结合，从而抑制肌动蛋白丝的收缩和滑动。*促进细胞骨架固化：ROCK可以促进细胞膜相关蛋白（如Ezrin,Radixin,Moesin，即ERM蛋白）的磷酸化，使细胞膜与细胞骨架连接更紧密，增加细胞膜的刚性和稳定性，不利于生长锥的动态变化和延伸。*调节细胞粘附：ROCK可以磷酸化下游效应分子（如LIMkinase,cofilin），影响细胞骨架和细胞粘附分子的状态，可能参与形成抑制性环境。*整体效果：Rho/ROCK通路的激活导致生长锥变圆、动力性下降，轴突延伸受阻，从而抑制了损伤后的轴突再生。4.为什么说神经突触修复是一个极其复杂的过程，涉及多层面、多因素的调控？*细胞类型多样：涉及神经元（轴突、胞体）、胶质细胞（星形胶质细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞/巨噬细胞）等多种细胞，每种细胞都有其独特的反应和相互作用。*分子机制繁多：涉及信号转导通路（如Rho/ROCK,MAPK,PI3K/Akt,CaMK）、生长因子（NGF,BDNF,GDNF）、细胞粘附分子、抑制性分子（Nogo,MAG,OMIA）、突触蛋白、转录因子等众多分子及其复杂的相互作用。*时空特异性：不同的分子和通路在不同损伤类型、不同时间点、不同受损区域可能发挥不同作用，调控精确且动态。*环境因素影响：损伤微环境（如炎症反应、细胞外基质成分、pH值、氧气水平）对修复过程有重大影响，且本身也受多种因素调控。*结构与功能关联：修复不仅是轴突再生，更是要恢复精确的突触连接和有效的信息传递，涉及突触定位、配对、形态结构重建和功能重塑等多个环节，要求高度精确的调控。*整合与调控网络：各种因素相互交织，形成一个复杂的调控网络，任何一个环节的失调都可能导致修复失败或效果不佳。*个体差异与疾病背景：修复能力受到遗传背景、年龄、整体健康状况等多种因素的影响。五、论述题1.详细论述星形胶质细胞在神经突触损伤修复过程中所扮演的“双刃剑”角色，并举例说明其不同作用及其调控机制。*“利”方面（促修复作用）：*提供结构支持与屏障：活化的星形胶质细胞伸出长长的突起包裹损伤区域，形成物理屏障，限制损伤扩散和炎症细胞入侵，为修复提供一个相对稳定的微环境。*分泌神经营养因子：星形胶质细胞在损伤后会大量表达并分泌多种神经营养因子（如BDNF,GDNF,CNTF,TGF-β等），这些因子可以支持神经元存活、促进轴突生长和突触重塑，是重要的修复支持因子。例如，BDNF促进受损视网膜神经元的存活和轴突再生。*调节局部免疫反应：星形胶质细胞可以分化为小胶质细胞/巨噬细胞样细胞，清除损伤相关的分子复合物（DRMs）和细胞碎片，并通过分泌细胞因子和趋化因子调节炎症反应的进程，促进炎症消退。*形成胶质瘢痕的积极作用：胶质瘢痕虽然对轴突穿越构成物理障碍，但其内部富含血管，可以为再生轴突提供营养支持；其分泌的某些因子（如IGF-1）可能有利于轴突的存活和功能恢复。*调节血脑屏障：星形胶质细胞足突收缩和重塑，影响血脑屏障的通透性，可能允许有益的修复因子进入，同时阻止有害物质扩散。*调控突触可塑性：星形胶质细胞分泌的某些因子（如TGF-β,EGF）或通过缝隙连接直接接触神经元，可以影响突触的可塑性，可能有助于修复后功能的部分代偿。*“弊”方面（抑修复作用）：*产生抑制性分子：活化的星形胶质细胞会表达并分泌多种抑制轴突再生的分子，最典型的是髓鞘相关glycoprotein（Nogo-A），以及myelin-associatedglycoprotein(MAG)和oligodendrocytemyelinglycoprotein(OMIA)。它们通过与神经元表面的Nogo受体（p75NTR）、Lingo-1等受体结合，激活Rho/ROCK等信号通路，抑制轴突的延伸和生长。*形成物理屏障/瘢痕：胶质瘢痕的高度致密和缺乏血管通道，构成了对轴突再生（尤其是中枢神经系统）的强大物理屏障，阻止了轴突的有效穿越和与靶标的重新连接。*过度炎症反应：虽然星形胶质细胞能调节炎症，但过度或失控的炎症反应（如持续释放促炎细胞因子）可能对神经元产生毒性作用，损害修复环境。*改变局部生化环境：星形胶质细胞活化可能改变局部离子浓度、神经营养因子/抑制因子平衡、细胞外基质成分等，可能不利于轴突生长和突触功能恢复。*调控机制：星形胶质细胞的“双刃剑”作用受到多种因素的精确调控，包括损伤的类型和严重程度、损伤发生的部位（中枢vs外周）、时间进程、神经元的类型、局部微环境信号（如损伤相关分子模式DAMPs、神经元释放的信号分子）、以及遗传背景等。例如，神经营养因子受体（如p75NTR）的表达水平和下游信号通路的平衡状态，都可能影响星形胶质细胞最终发挥促修复还是抑修复作用。2.结合当前研究进展，探讨如何克服神经损伤后突触功能难以完全恢复的主要障碍，并设想可能的干预策略。*主要障碍：*中枢神经系统再生抑制：Nogo-A等抑制性分子的强大作用以及胶质瘢痕的物理屏障。*轴突-靶标失配（Misconnection）：即使轴突再生，也可能错误连接到非目标神经元，无法恢复原有功能。*突触重塑和功能整合困难：再生的连接可能缺乏功能性突触结构，或无法有效整合到现有的神经网络中，无法形成有效的突触传递和调控。*神经元死亡和功能障碍：损伤导致的神经元死亡和存活率低，以及幸存神经元功能状态的改变。*缺乏有效的修复诱导信号：身体自身启动有效修复的信号不足或过快消退。*可能的干预策略：*克服再生抑制：*抑制性分子拮抗：开发和临床应用能够阻断Nogo-A等抑制分子与其受体的结合的抗体（如Nogo-66R-IgG）或可溶性受体（如反义ODN、Nogo-66R-Fc融合蛋白）。*调控Rho/ROCK通路：开发小分子抑制剂或基因治疗手段，抑制Rho/ROCK信号通路，降低其对轴突延伸的抑制作用。*促进轴突生长和引导：*