KCNQ2/3通道-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修1

KCNQ2/3通道

 

先看一道试题：

随着年龄增长,老年人会出现睡眠“碎片化”,睡眠质量不佳可能导致免疫力下降。研究表明,老年期Hcrt神经元兴奋性增高是导致“睡眠碎片化”的关键。与年轻小鼠相比,年老小鼠Hcrt神经元的KCNQ2/3(钾离子通道)的表达量下降,导致觉醒持续时间延长。下列叙述正确的是( )

A.Hct神经元的轴突是粗而长的突起,将信息传向其他神经元

B.KCNQ2/3只在动作电位恢复静息电位时发挥作用

C.老年人Hcrt神经元兴奋性增高可能与K外流减少有关

D.抑制Hcrt神经元的KCNQ2/3的基因表达可治疗睡眠障碍

答案：C

解析：轴突通常为细长的突起，"粗而长"的描述不准确，主要适用于某些特定神经元而非普遍特征。选项A错误。

KCNQ2/3钾通道不仅参与动作电位的复极化，还在静息电位维持中发挥作用。“只在”的表述过于绝对。选项B错误。

KCNQ2/3表达量下降会导致K⁺外流减少，静息电位更接近阈电位，神经元兴奋性增高。选项C正确。

抑制KCNQ2/3基因表达会进一步减少钾通道，加剧觉醒时间延长，加重睡眠障碍选项D错误。

此题情境为“Hcrt神经元KCNQ2/3钾通道与睡眠”。

那么，Hcrt神经元是如何调节睡眠的？

 

只要我们稍加观察就能发现，随着年龄的增长，人们的睡眠质量明显下降，从年轻时的“倒头就睡”变成了现在的“难以入眠”、“到点就起”，入睡困难、夜间频繁醒来以及浅睡眠增多等问题接踵而至。这“睡觉越来越难”究竟是为什么呢？

美国斯坦福大学医学院的研究人员曾在《科学》子刊上发表过一项研究，研究人员在小鼠身上进行了相关实验，分别选择了一组3~5个月的年轻小鼠、18~22个月的年老小鼠。通过光遗传技术进行研究发现，相较于年轻小鼠，老年小鼠失去了约38%的下丘脑泌素。

生产下丘脑泌素的神经元Hcrt在睡眠里起着关键作用，随着年龄增加会引起Hcrt神经元过度兴奋，从而导致睡眠不稳定，这一发现揭示了老年个体睡眠碎片化的神经机制。电生理记录也显示，老年Hcrt神经元的静息膜电位（RMP）去极化，自发性放电活动增加。这意味着老年Hcrt神经元更容易被激活，从而导致睡眠片段化。

为探究这一现象背后的神经生物学机制，斯坦福大学医学院的研究团队联合多家机构开展了一项深入研究，他们聚焦于大脑中负责调节觉醒状态的关键神经元——Hcrt（下丘脑分泌素/食欲素）神经元。研究发现：随着年龄增长，下丘脑分泌Hcrt神经元中的KCNQ2/3钾通道（负责将钾离子运出细胞）功能会受损，KCNQ2/3通道是维持神经元正常兴奋性的关键钾通道，其功能受损导致Hcrt神经元的内在