HPA轴调控机制

题目

人在面对压力时身体会进入应激状态，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA轴）被激活。一定强度的应激反应有助于发挥潜力、维持内环境的稳态，但应激时间过长或者过于强烈，则会对机体产生不利影响。

（1）在发生应激反应时，下丘脑分泌______（CRH），刺激垂体分泌______（ACTH），促使肾上腺皮质释放糖皮质激素（GC）。GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应，与胰高血糖素、肾上腺素具有______作用，GC是动物机体在应急状态下存活所必需的信息分子。

（2）GC的过度升高会影响机体糖类、脂质、蛋白质的代谢，并大大降低机体的免疫能力。

①在应激状态下，可能由于下丘脑和垂体的敏感性降低，使GC______调节功能下降，易对机体产生不利影响。

②科研人员希望找到其他调控HPA轴的机制。通过对热应激模型鼠的研究（图1所示），发现______。miR-212是一种miRNA，即长度约20～23个碱基的单链小分子RNA，通过特异性结合在目标mRNA的3'端，抑制______或者促进mRNA的降解，从而抑制基因的表达。通过比较miR-212和HPA轴相关的mRNA的______，预测miR-212可以结合CRH mRNA，降低GC的分泌。

（3）为了证实miR-212对CRH的调控作用，实验组向培养的下丘脑神经元中分别转入含有miR-212基因的重组质粒、含有______的重组质粒，分别促进、抑制miR-212的作用；对照组转入______。

（4）基于以上对HPA轴调控机制的研究，你认为是否可将miR-212直接用于临床治疗？并说明理由。

知识点

1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。

2、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。

3、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。

解析

（1）接受刺激的下丘脑会分泌促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）作用于垂体，促使垂体分泌促肾上腺皮质激素（ACTH），促使肾上腺皮质释放糖皮质激素（GC）。胰高血糖素、肾上腺素都具有升高血糖的作用。因此GC通过升高血糖保证重要器官能量供应，与胰高血糖素、肾上腺素具有协同作用。

（2）①在应激状态下，可能由于下丘脑和垂体的敏感性降低，使GC负反馈调节功能下降，易对机体产生不利影响。 ②据图所示，随热应激处理天数的增加，小鼠下丘脑miR-212的表达量增加。miR-212是一种miRNA，即长度约20～23个碱基的单链小分子RNA，通过特异性结合在目标mRNA的3'端，抑制翻译过程或者促进mRNA降解，从而抑制基因的表达。通过比较miR-212和HPA轴相关的mRNA的碱基序列，预测miR-212可以结合CRH mRNA，降低GC的分泌。

（3）为了证实miR-212对CRH的调控作用，实验组向培养的下丘脑神经元中分别转入含有miR-212基因的重组质粒、含有表达与miR-212序列互补RNA的基因的重组质粒，分别促进、抑制miR-212的作用；对照组转入含有表达无关序列miRNA基因的重组质粒。

（4）实验尚不完备，不能将miR-212直接用于临床，应进一步在实验动物或者人体水平上进行相关实验。

答案

（1）促肾上腺皮质激素释放激素 促肾上腺皮质激素 协同

（2）①负反馈 ②随热应激处理天数的增加，小鼠下丘脑miR-212的表达量增加 翻译 碱基/核苷酸序列

（3）表达与miR-212序列互补RNA的基因 含有表达无关序列miRNA基因的重组质粒（空质粒/空载体）

（4）不可以，应进一步在实验动物或者人体水平上进行相关实验。