Question

【題目】生物體的大部分細胞都可分泌外泌體，它是內(nèi)含生物大分子的小膜泡，研究人員發(fā)現(xiàn)胰腺癌細胞的擴散轉(zhuǎn)移與外泌體相關(guān)。為了給胰腺癌的綜合治療提供方向和思路，科學(xué)家進行了相關(guān)的研究。

（1）請寫出題干中未提到的癌細胞的兩個特點_________。

（2）腫瘤內(nèi)部處于低氧條件下的胰腺癌細胞會分泌外泌體，內(nèi)含一段小分子RNA（稱為miR-650），外泌體可將miR-650傳遞給周圍常氧條件下胰腺癌細胞N。miR-650可與細胞N中某些mRNA結(jié)合，從而導(dǎo)致mRNA被降解或其_________過程被抑制。

（3）研究人員進行了劃痕實驗，證明細胞N的遷移是由外泌體中的miR-650引起的。具體做法：將細胞N與外泌體混合培養(yǎng)至細胞剛剛長滿培養(yǎng)板時，在培養(yǎng)板上均勻劃兩條直線。劃線后，用培養(yǎng)液洗去兩線之間的細胞并在顯微鏡下拍照；然后放入培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24小時后，取出培養(yǎng)板在同一位置拍照，對比細胞的遷移情況，結(jié)果見下圖。請寫出該實驗應(yīng)設(shè)置的另一組及其結(jié)果_________。

（4）目前已知的細胞缺氧調(diào)控機制是：缺氧情況下，細胞中的HIF-1α（低氧誘導(dǎo)因子）會進入細胞核激活缺氧調(diào)節(jié)基因。這一基因能進一步激活多種基因的表達，引起系列反應(yīng)，如：促進氧氣的供給與傳輸、促進細胞的轉(zhuǎn)移等。而正常氧條件時，HIF-1α會與VHL蛋白結(jié)合，最終被蛋白酶體降解。具體機制如下圖所示。

研究發(fā)現(xiàn)，與低氧胰腺癌外泌體混合培養(yǎng)后的常氧胰腺癌細胞N中HIF-1α水平明顯升高。請結(jié)合上述研究，推測低氧胰腺癌細胞促進其周圍的常氧胰腺癌細胞N轉(zhuǎn)移的機理_________。

Answer 1

【答案】無限增殖、細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)改變 翻譯 對照組處理：敲除外泌體A miR-650，與胰腺癌細胞N混合培養(yǎng)至細胞剛剛長滿培養(yǎng)板，隨后進行劃痕實驗

預(yù)期結(jié)果：24h后無細胞區(qū)域的寬度與0h差別不大 低氧條件下的胰腺癌細胞外泌體A的miR-650進入周圍常氧胰腺癌細胞N中，與VHL基因mRNA 的部分序列結(jié)合，抑制VHL的表達，解除了VHL對HIF-1a的降解作用，HIF-1a 含量升高，激活低氧信號通路，促進N的轉(zhuǎn)移。

【解析】

癌細胞是構(gòu)成癌癥的最小的一個單位。一般癌細胞的特征主要表現(xiàn)在細胞核上，可能細胞核比普通的正常細胞要大很多，而且形態(tài)不規(guī)則，可能含有豐富的染色質(zhì)，所以染色的時候會表現(xiàn)出顏色深淺不一。癌細胞由于基因發(fā)生改變，粘連蛋白減少或缺少，容易在組織間轉(zhuǎn)移。另外癌細胞還有一個最重要的特點，是無限增殖的特性，正常的細胞不可能出現(xiàn)無限增殖。

（1）題干中提到了癌細胞易擴散轉(zhuǎn)移，未提到的癌細胞的兩個特點：無限增殖、細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)改變。

（2）mRNA是翻譯的模板，miR-650可與細胞N中某些mRNA結(jié)合，從而導(dǎo)致mRNA被降解或其翻譯過程被抑制。

（3）欲證明細胞N的遷移是由外泌體中的miR-650引起的，自變量是外泌體中的miR-650的有無，題干中設(shè)置的實驗組是含外泌體中的miR-650的，從0h與24h對比可以看出對細胞遷移的影響，因此應(yīng)設(shè)置對照組：不含外泌體中的miR-650的組別。故對照組處理為：敲除外泌體A miR-650，與胰腺癌細胞N混合培養(yǎng)至細胞剛剛長滿培養(yǎng)板，隨后進行劃痕實驗

預(yù)期結(jié)果：24h后無細胞區(qū)域的寬度與0h差別不大。

（4）缺氧情況下，細胞中的HIF-1α（低氧誘導(dǎo)因子）會進入細胞核激活缺氧調(diào)節(jié)基因。這一基因能進一步激活多種基因的表達，引起系列反應(yīng)。結(jié)合圖中信息可知，低氧條件下的胰腺癌細胞外泌體A的miR-650進入周圍常氧胰腺癌細胞N中，與VHL基因mRNA 的部分序列結(jié)合，抑制VHL的表達，解除了VHL對HIF-1a的降解作用，HIF-1a 含量升高，激活低氧信號通路，促進N的轉(zhuǎn)移。