Question

【題目】生物體的大部分細(xì)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(xì)胞的擴(kuò)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(jìn)行了相關(guān)的研究。

（1）請(qǐng)寫出題干中未提到的癌細(xì)胞的兩個(gè)特點(diǎn)_________。

（2）腫瘤內(nèi)部處于低氧條件下的胰腺癌細(xì)胞會(huì)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(xì)胞N。miR-650可與細(xì)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(jìn)行了劃痕實(shí)驗(yàn)，證明細(xì)胞N的遷移是由外泌體中的miR-650引起的。具體做法：將細(xì)胞N與外泌體混合培養(yǎng)至細(xì)胞剛剛長滿培養(yǎng)板時(shí)，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(xì)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(shí)后，取出培養(yǎng)板在同一位置拍照，對(duì)比細(xì)胞的遷移情況，結(jié)果見下圖。請(qǐng)寫出該實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置的另一組及其結(jié)果_________。

（4）目前已知的細(xì)胞缺氧調(diào)控機(jī)制是：缺氧情況下，細(xì)胞中的HIF-1α（低氧誘導(dǎo)因子）會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核激活缺氧調(diào)節(jié)基因。這一基因能進(jìn)一步激活多種基因的表達(dá)，引起系列反應(yīng)，如：促進(jìn)氧氣的供給與傳輸、促進(jìn)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移等。而正常氧條件時(shí)，HIF-1α會(huì)與VHL蛋白結(jié)合，最終被蛋白酶體降解。具體機(jī)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(xì)胞N中HIF-1α水平明顯升高。請(qǐng)結(jié)合上述研究，推測(cè)低氧胰腺癌細(xì)胞促進(jìn)其周圍的常氧胰腺癌細(xì)胞N轉(zhuǎn)移的機(jī)理_________。

Answer 1

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

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

【解析】

癌細(xì)胞是構(gòu)成癌癥的最小的一個(gè)單位。一般癌細(xì)胞的特征主要表現(xiàn)在細(xì)胞核上，可能細(xì)胞核比普通的正常細(xì)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(shí)候會(huì)表現(xiàn)出顏色深淺不一。癌細(xì)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(xì)胞還有一個(gè)最重要的特點(diǎn)，是無限增殖的特性，正常的細(xì)胞不可能出現(xiàn)無限增殖。

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

（2）mRNA是翻譯的模板，miR-650可與細(xì)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(xì)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(shí)驗(yàn)組是含外泌體中的miR-650的，從0h與24h對(duì)比可以看出對(duì)細(xì)胞遷移的影響，因此應(yīng)設(shè)置對(duì)照組：不含外泌體中的miR-650的組別。故對(duì)照組處理為：敲除外泌體A miR-650，與胰腺癌細(xì)胞N混合培養(yǎng)至細(xì)胞剛剛長滿培養(yǎng)板，隨后進(jìn)行劃痕實(shí)驗(yàn)

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

（4）缺氧情況下，細(xì)胞中的HIF-1α（低氧誘導(dǎo)因子）會(huì)進(jìn)入細(xì)胞核激活缺氧調(diào)節(jié)基因。這一基因能進(jìn)一步激活多種基因的表達(dá)，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(xì)胞外泌體A的miR-650進(jìn)入周圍常氧胰腺癌細(xì)胞N中，與VHL基因mRNA 的部分序列結(jié)合，抑制VHL的表達(dá)，解除了VHL對(duì)HIF-1a的降解作用，HIF-1a 含量升高，激活低氧信號(hào)通路，促進(jìn)N的轉(zhuǎn)移。