2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)在心臟病治療中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種信號(hào)通路主要參與心肌細(xì)胞的快速興奮-收縮偶聯(lián)？A.受體酪氨酸激酶通路B.G蛋白偶聯(lián)受體通路（通過(guò)PLC）C.cAMP-PKA通路D.JAK-STAT通路2.心力衰竭發(fā)生發(fā)展中，下列哪種信號(hào)通路的持續(xù)激活常被抑制以改善心肌重構(gòu)？A.β-腎上腺素能受體通路B.TGF-β/Smad通路C.交感神經(jīng)信號(hào)通路D.ACE/AngiotensinII通路3.VEGF信號(hào)通路對(duì)于維持心血管系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)主要起到以下哪種關(guān)鍵作用？A.調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡B.調(diào)節(jié)血管平滑肌收縮C.促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移D.調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的電生理特性4.醛固酮受體拮抗劑（如螺內(nèi)酯）在治療高血壓和心衰中的作用，從信號(hào)傳導(dǎo)角度理解，主要是抑制了哪種通路？A.交感神經(jīng)-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)B.RAAS（腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)）C.ETA/ETB受體血管收縮通路D.NO/cGMP通路5.細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）通路在心肌細(xì)胞中主要參與調(diào)控：A.心肌細(xì)胞的快速收縮B.心肌細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和存活C.心肌細(xì)胞的離子通道功能D.血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性6.心肌缺血再灌注損傷中，下列哪種信號(hào)分子或通路的過(guò)度活化被認(rèn)為是關(guān)鍵因素之一？A.cAMPB.cGMPC.ROS（活性氧）誘導(dǎo)的NF-κB通路D.IP37.β受體阻滯劑治療心衰的主要機(jī)制，從信號(hào)傳導(dǎo)角度理解，是：A.直接阻斷心肌細(xì)胞膜上的鈣通道B.抑制β腎上腺素能受體，減少細(xì)胞內(nèi)cAMP水平C.激活心肌細(xì)胞中的PKC通路D.抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性8.心臟成纖維細(xì)胞活化和心肌纖維化過(guò)程中，持續(xù)激活的信號(hào)通路通常包括：A.β-AR通路和AngII-AT1受體通路B.α-AR通路和5-HT2A受體通路C.cAMP-PKA通路和CaMKII通路D.VEGF受體通路和PDGF受體通路9.基因治療心臟病，如果目標(biāo)是抑制某個(gè)異常激活的信號(hào)通路，可能采用的策略是：A.向心肌細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)該通路負(fù)向調(diào)節(jié)因子（如磷酸酶）的基因B.向心肌細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)該通路正向調(diào)節(jié)因子（如激酶）的基因C.向心肌細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)報(bào)告基因的基因D.向心肌細(xì)胞轉(zhuǎn)染表達(dá)抗體的基因10.神經(jīng)酰胺信號(hào)通路在心肌缺血預(yù)處理中發(fā)揮作用，其激活通常導(dǎo)致：A.心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度迅速升高B.誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡C.促進(jìn)ATP合成的增加D.抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性二、填空題（每空1分，共10分）1.G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）激活后，可以通過(guò)激活______或______兩種主要途徑來(lái)傳遞信號(hào)。2.心力衰竭時(shí)，心肌細(xì)胞會(huì)發(fā)生代償性______和病理性______。3.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，使得細(xì)胞對(duì)______的信號(hào)能夠產(chǎn)生______的應(yīng)答。4.TGF-β信號(hào)通路中的核心轉(zhuǎn)錄因子是______。5.舒張血管、抑制血小板聚集的信號(hào)分子NO主要通過(guò)激活______信號(hào)通路發(fā)揮作用。6.細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的升高是許多細(xì)胞信號(hào)通路的______信使。7.靶向心肌細(xì)胞凋亡相關(guān)信號(hào)通路（如抑制Bax或促進(jìn)Bcl-2）是心衰治療的一個(gè)潛在策略。8.血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE）抑制劑通過(guò)抑制______的生成，減少______的活性。9.心肌肥厚的發(fā)生涉及多種信號(hào)通路，包括______、______和Ras/Raf/MEK/ERK通路。10.交感神經(jīng)興奮時(shí)，信號(hào)通過(guò)神經(jīng)元釋放_(tái)_____，作用于心肌細(xì)胞表面的______受體，進(jìn)而激活腺苷酸環(huán)化酶。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述受體酪氨酸激酶（RTK）信號(hào)通路的基本組成及其在心肌細(xì)胞增殖和分化中的作用。2.簡(jiǎn)述MAPK信號(hào)通路（特別是ERK通路）在心肌細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和存活中的作用機(jī)制。3.簡(jiǎn)述心肌缺血預(yù)處理保護(hù)心臟的分子機(jī)制中，鈣信號(hào)和一氧化氮（NO）信號(hào)通路可能扮演的角色。4.簡(jiǎn)述細(xì)胞因子（如TNF-α、IL-1β）如何通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)通路（如NF-κB）促進(jìn)心肌炎癥反應(yīng)和心衰進(jìn)展。四、論述題（每題10分，共30分）1.試述鈣離子作為第二信使在心肌細(xì)胞的興奮-收縮偶聯(lián)和細(xì)胞凋亡中分別發(fā)揮的作用，并說(shuō)明其調(diào)控機(jī)制。2.以血管緊張素II（AngII）為例，詳細(xì)闡述其通過(guò)哪些主要的信號(hào)傳導(dǎo)通路發(fā)揮生理和病理作用（如血管收縮、心肌肥厚、交感神經(jīng)興奮等），并說(shuō)明臨床上使用ACE抑制劑或ARB類藥物治療的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制基礎(chǔ)。3.假設(shè)你發(fā)現(xiàn)一種新的心臟病，其病理特征與特定信號(hào)通路（如JAK-STAT通路）的異常激活密切相關(guān)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于該信號(hào)通路干預(yù)的治療策略，詳細(xì)說(shuō)明治療思路、預(yù)期機(jī)制、潛在優(yōu)勢(shì)和可能存在的風(fēng)險(xiǎn)或副作用。---試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.B5.B6.C7.B8.A9.A10.C二、填空題1.腺苷酸環(huán)化酶(AC)；磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C(PLC)2.肥厚；重構(gòu)3.細(xì)胞外信號(hào)；放大4.Smad5.cGMP6.共同7.是8.血管緊張素II(AngII)；血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)9.β-腎上腺素能受體(β-AR)通路；腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)通路10.去甲腎上腺素(NE/Norepinephrine)；β-腎上腺素能(β-adrenergic)三、簡(jiǎn)答題1.答案：RTK是一類跨膜受體，其活性形式為二聚體。當(dāng)配體（如生長(zhǎng)因子）結(jié)合后，RTK的酪氨酸激酶活性被激活，自我磷酸化并磷酸化下游接頭蛋白（如Grb2），進(jìn)而激活Ras等小G蛋白，通過(guò)Raf-MEK-ERK級(jí)聯(lián)放大，最終影響轉(zhuǎn)錄因子的活性，調(diào)控心肌細(xì)胞的增殖和分化。異常激活的RTK通路與心肌肥厚和腫瘤發(fā)生有關(guān)。解析思路：考察對(duì)RTK結(jié)構(gòu)、激活方式及其核心信號(hào)傳遞路徑（Ras-Raf-MEK-ERK）的理解，并關(guān)聯(lián)到心肌細(xì)胞的關(guān)鍵生理過(guò)程——增殖和分化。需要提及RTK的二聚化、磷酸化以及下游關(guān)鍵信號(hào)分子。2.答案：MAPK通路（特別是ERK）在心肌細(xì)胞中參與多種生理反應(yīng)。ERK通路被激活后，可以磷酸化多種底物，包括轉(zhuǎn)錄因子（如Elk-1,c-Fos），調(diào)控心肌細(xì)胞基因表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和存活。此外，ERK通路也參與心肌細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)，如對(duì)抗缺血再灌注損傷，通過(guò)調(diào)控細(xì)胞存活相關(guān)蛋白（如Bcl-2）的表達(dá)發(fā)揮保護(hù)作用。解析思路：考察對(duì)MAPK通路，特別是ERK通路的功能多樣性理解。需要指出ERK通路如何通過(guò)磷酸化下游底物（特別是轉(zhuǎn)錄因子）影響基因表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、存活和應(yīng)激反應(yīng)。3.答案：缺血預(yù)處理的心臟保護(hù)機(jī)制涉及多個(gè)信號(hào)通路。鈣信號(hào)通路中，短暫的中等強(qiáng)度缺血可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞產(chǎn)生適應(yīng)性的鈣信號(hào)變化，如增強(qiáng)鈣緩沖能力、改善鈣離子釋放和再攝取功能。NO信號(hào)通路中，預(yù)處理激活內(nèi)皮細(xì)胞中的信號(hào)（如鈣敏化或eNOS直接激活），導(dǎo)致NO合成增加，NO作為信使激活可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cGMP，進(jìn)而舒張血管、抑制血小板聚集和減輕炎癥反應(yīng)，最終保護(hù)心臟免受后續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間缺血的損傷。解析思路：考察對(duì)缺血預(yù)處理核心保護(hù)機(jī)制中鈣信號(hào)和NO信號(hào)通路角色的理解。需要分別說(shuō)明鈣信號(hào)和NO信號(hào)在預(yù)處理中的變化及其下游效應(yīng)，如改善心肌收縮功能、舒張血管、抗炎等。4.答案：細(xì)胞因子（如TNF-α、IL-1β）通過(guò)與心肌細(xì)胞表面的相應(yīng)受體（如TNFR1、IL-1R1）結(jié)合，激活下游信號(hào)通路（主要是NF-κB通路）。NF-κB被激活后易位至細(xì)胞核，調(diào)控多種促炎細(xì)胞因子（如IL-6、ICAM-1）、黏附分子和細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白（如TNF-α、FasL、MMPs）的基因轉(zhuǎn)錄。這些因子的產(chǎn)生加劇了心肌炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮功能障礙、心肌細(xì)胞凋亡和纖維化，最終導(dǎo)致心功能惡化，促進(jìn)心衰進(jìn)展。解析思路：考察對(duì)細(xì)胞因子誘導(dǎo)心肌炎癥和心衰進(jìn)展的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制的理解。核心在于連接細(xì)胞因子-受體-下游信號(hào)通路（NF-κB），并說(shuō)明該通路如何調(diào)控促炎、促凋亡和促纖維化因子的表達(dá)，最終導(dǎo)致不良后果。四、論述題1.答案：鈣離子在心肌細(xì)胞中扮演雙重角色：興奮-收縮偶聯(lián)：心肌細(xì)胞膜上的L型鈣通道在動(dòng)作電位觸發(fā)下開(kāi)放，Ca2+內(nèi)流。細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的鈣（肌漿網(wǎng)）也釋放出來(lái)。內(nèi)流和釋放的Ca2+與肌鈣蛋白C結(jié)合，使肌鈣蛋白T解離，從而暴露肌動(dòng)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，觸發(fā)肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）磷酸化，導(dǎo)致肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白相互作用，產(chǎn)生心肌收縮。鈣離子濃度是調(diào)控心肌收縮力的重要因子。細(xì)胞凋亡：細(xì)胞內(nèi)鈣超載是誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡的重要機(jī)制。過(guò)量的Ca2+進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，可激活多種鈣依賴性酶（如CaMKII、Ca2+/CaM-依賴性磷酸酶、核酸內(nèi)切酶等），這些酶的過(guò)度活化會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，干擾DNA修復(fù)，激活凋亡通路（如Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)），最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。此外，鈣信號(hào)通路中的某些分子（如Bcl-2/Bax）也直接參與凋亡調(diào)控。調(diào)控機(jī)制：細(xì)胞通過(guò)鈣泵（如SERCA2a）和鈣外排通道（如NCX）將胞漿Ca2+運(yùn)回肌漿網(wǎng)或排出細(xì)胞，維持細(xì)胞內(nèi)鈣濃度的動(dòng)態(tài)平衡。這種平衡的失調(diào)（如缺血再灌注損傷時(shí)的鈣超載）是導(dǎo)致功能障礙甚至凋亡的關(guān)鍵。解析思路：需要清晰區(qū)分鈣離子在兩個(gè)不同生理過(guò)程中的作用及其分子機(jī)制。在興奮-收縮偶聯(lián)中，要說(shuō)明鈣離子如何觸發(fā)收縮過(guò)程。在細(xì)胞凋亡中，要說(shuō)明鈣超載如何通過(guò)激活酶或影響凋亡相關(guān)蛋白導(dǎo)致細(xì)胞死亡。最后，簡(jiǎn)要提及細(xì)胞如何調(diào)控鈣離子濃度以維持穩(wěn)態(tài)。2.答案：AngII通過(guò)多種信號(hào)通路發(fā)揮生理和病理作用：血管收縮：AngII與血管平滑肌細(xì)胞表面的AT1受體結(jié)合，激活Gq蛋白，通過(guò)PLC激活I(lǐng)P3和DAG，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放和膜磷脂分解，最終通過(guò)激活MLCK引起血管收縮。AngII也能促進(jìn)ET-1等縮血管物質(zhì)的釋放。心肌肥厚：AngII與心肌細(xì)胞AT1受體結(jié)合后，激活多條信號(hào)通路促進(jìn)肥厚。主要包括：①RAAS通路本身；②β-AR通路（AngII能刺激β-AR表達(dá)和磷酸化）；③MAPK通路（ERK1/2,p38,JNK）；④PLC-Ca2+通路；⑤PKC通路。這些通路協(xié)同作用，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和蛋白合成（如肌節(jié)蛋白重排），導(dǎo)致心肌肥厚。交感神經(jīng)興奮：AngII能作用于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)，促進(jìn)去甲腎上腺素（NE）的釋放，增加心臟對(duì)NE的敏感性（β-AR上調(diào)），從而增強(qiáng)交感神經(jīng)對(duì)心臟的調(diào)控，增加心率和心肌收縮力。ACE抑制劑/ARBs治療機(jī)制：ACE抑制劑（如卡托普利）通過(guò)抑制ACE活性，減少AngII的生成。ARBs（如纈沙坦）通過(guò)阻斷AT1受體，阻斷AngII已產(chǎn)生的生理和病理效應(yīng)。兩者都能降低血管緊張素II水平及其下游信號(hào)通路的激活，從而舒張血管、抑制心肌肥厚、減輕心臟負(fù)荷、改善心衰癥狀。解析思路：需要全面闡述AngII通過(guò)AT1受體激活的主要信號(hào)通路及其在不同組織（血管平滑肌、心肌細(xì)胞）產(chǎn)生的不同效應(yīng)（收縮、肥厚、影響神經(jīng)遞質(zhì)）。重點(diǎn)在于區(qū)分不同通路的作用以及它們?nèi)绾螀f(xié)同導(dǎo)致病理生理改變。最后，清晰解釋ACE抑制劑和ARBs的作用機(jī)制，即通過(guò)干預(yù)AngII的生成或作用來(lái)達(dá)到治療目的。3.答案：設(shè)計(jì)基于JAK-STAT通路干預(yù)的治療策略治療假設(shè)性心臟?。褐委熕悸罚杭僭O(shè)該病由JAK-STAT通路異常激活引起。治療策略應(yīng)是抑制該通路的過(guò)度活化。預(yù)期機(jī)制：通過(guò)抑制JAK激酶活性或阻斷STAT蛋白的核轉(zhuǎn)位/轉(zhuǎn)錄活性，降低下游基因（如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子受體、凋亡相關(guān)蛋白等）的表達(dá)，從而減輕疾病相關(guān)的病理生理變化。具體策略：*小分子JAK抑制劑：開(kāi)發(fā)選擇性抑制JAK2（或其他異常激活的JAK亞型）的小分子化合物。這種藥物能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，直接抑制JAK-STAT通路的信號(hào)傳導(dǎo)。優(yōu)點(diǎn)是可能具有較強(qiáng)的特異性和靶向性。潛在風(fēng)險(xiǎn)包括脫靶效應(yīng)、免疫抑制等副作用。*STAT蛋白抑制劑：開(kāi)發(fā)能阻斷STAT蛋白二聚化、核轉(zhuǎn)位或DNA結(jié)合的小分子化合物，或開(kāi)發(fā)特異性降解STAT蛋白的分子（如ASO或PROTAC）。這種策略直接作用于信號(hào)通路的下游效應(yīng)環(huán)節(jié)。挑戰(zhàn)在于提高特異性，避免影響其他正常的STAT信號(hào)通路。*基因治療策略：使用病毒載體將編碼JAK抑制性突變體（如JAK2的JH1結(jié)構(gòu)域突變）或STAT降解劑的基因?qū)牖颊咝呐K細(xì)胞。此策略旨在從基因水平上糾正異常信號(hào)。挑戰(zhàn)在于載體安全性、遞送效率、免疫反應(yīng)以及長(zhǎng)期療