Question

【題目】2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了揭示人體細(xì)胞的氧氣感知通路及信號(hào)機(jī)制的科學(xué)家。下圖表示氧氣供應(yīng)正常時(shí)，細(xì)胞內(nèi)低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1a）會(huì)被蛋白酶降解；氧氣供應(yīng)不足時(shí)，HIF-1a將轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。該項(xiàng)研究不僅在基礎(chǔ)科研上極具價(jià)值，更有望為癌癥等多種疾病的治療打開思路。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（1）正常條件下，氧氣通過_____________的方式進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)合成HIF-1a的場(chǎng)所是_____________。

（2）云南呈貢訓(xùn)練基地海拔2000多米，中國(guó)田徑隊(duì)常在此集訓(xùn)以提高成績(jī)。高海拔地區(qū)氧氣供應(yīng)不足，運(yùn)動(dòng)員細(xì)胞中的HIF-1α將通過_____進(jìn)入細(xì)胞核，和其他因子（ARNT）一起與EPO基因上游的調(diào)控序列結(jié)合，_____________（選填“促進(jìn)”、“抑制”）EPO基因的表達(dá)，EPO可刺激骨髓造血干細(xì)胞，使其____________，從而提高氧氣的運(yùn)輸能力。

（3）由上述信號(hào)機(jī)制可知，干擾HIF-1α的_____________是治療貧血的新思路。

（4）為了進(jìn)一步探究HIF-1a的作用，研究人員進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答。

	注射物	腫瘤質(zhì)量（g）
		培養(yǎng)9天	培養(yǎng)21天
實(shí)驗(yàn)鼠	HIF-1α基因缺陷型胚胎干細(xì)胞	0．7	0．8
對(duì)照鼠	野生型胚胎干細(xì)胞	1．7	5．2

腫瘤細(xì)胞的_____________將導(dǎo)致腫瘤附近局部供氧不足，請(qǐng)從打破癌細(xì)胞缺氧保護(hù)機(jī)制的角度提出治療癌癥的新思路：_____________。

Answer 1

【答案】自由擴(kuò)散 核糖體 核孔 促進(jìn) 增殖分化出大量紅細(xì)胞 降解 增殖（迅速增殖） 降低癌細(xì)胞中HIF-1a的含量，或阻斷HIF-1a與ARNT的結(jié)合

【解析】

根據(jù)題意和識(shí)圖分析可知，在正常氧條件下，HIF-1a在脯氨酸羥化酶、蛋白酶體和VHL的作用下被降解；而在缺氧條件下，HIF-1a通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，促進(jìn)EPO 基因的表達(dá)，而使促紅細(xì)胞生成素（EPO）增加，使得細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境。

（1）氧氣進(jìn)入細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散。HIF-1a是蛋白質(zhì)，合成場(chǎng)所在核糖體。

（2）若氧氣供應(yīng)不足，HIF-1a是大分子，將通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核。HIF-1a與ARNT一起與EPO基因上游的調(diào)控序列結(jié)合，增強(qiáng)該基因的表達(dá)水平，使EPO合成和分泌增加。EPO（促紅細(xì)胞生成素）可刺激骨髓造血干細(xì)胞增殖和分化，生成大量紅細(xì)胞，從而提高氧氣的運(yùn)輸能力。

（3）由題意可知，氧氣供應(yīng)不足時(shí)，HIF-1a會(huì)提高氧氣的運(yùn)輸能力，因此干擾HIF-1a的降解是治療貧血的新思路。

（4）腫瘤細(xì)胞的增殖需要能量，將導(dǎo)致腫瘤附近局部供氧不足。打破癌細(xì)胞缺氧保護(hù)機(jī)制，從本題可知，HIF-1a會(huì)提高氧氣的運(yùn)輸能力，因此降低癌細(xì)胞中HIF-1a的含量，或阻斷HIF-1a與ARNT的結(jié)合，可為治療癌癥提供新思路。