Question

【題目】2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給了揭示人體細胞的氧氣感知通路及信號機制的科學(xué)家。下圖表示氧氣供應(yīng)正常時，細胞內(nèi)低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1a）會被蛋白酶降解；氧氣供應(yīng)不足時，HIF-1a將轉(zhuǎn)移到細胞核中。該項研究不僅在基礎(chǔ)科研上極具價值，更有望為癌癥等多種疾病的治療打開思路。請據(jù)圖回答下列問題：

（1）正常條件下，氧氣通過_____________的方式進入細胞，細胞內(nèi)合成HIF-1a的場所是_____________。

（2）云南呈貢訓(xùn)練基地海拔2000多米，中國田徑隊常在此集訓(xùn)以提高成績。高海拔地區(qū)氧氣供應(yīng)不足，運動員細胞中的HIF-1α將通過_____進入細胞核，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”、“抑制”）EPO基因的表達，EPO可刺激骨髓造血干細胞，使其____________，從而提高氧氣的運輸能力。

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

（4）為了進一步探究HIF-1a的作用，研究人員進行了以下實驗，請分析回答。

	注射物	腫瘤質(zhì)量（g）
		培養(yǎng)9天	培養(yǎng)21天
實驗鼠	HIF-1α基因缺陷型胚胎干細胞	0．7	0．8
對照鼠	野生型胚胎干細胞	1．7	5．2

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

Answer 1

【答案】自由擴散 核糖體 核孔 促進 增殖分化出大量紅細胞 降解 增殖（迅速增殖） 降低癌細胞中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通過核孔進入細胞核內(nèi)，促進EPO 基因的表達，而使促紅細胞生成素（EPO）增加，使得細胞適應(yīng)低氧環(huán)境。

（1）氧氣進入細胞的方式為自由擴散。HIF-1a是蛋白質(zhì)，合成場所在核糖體。

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

（3）由題意可知，氧氣供應(yīng)不足時，HIF-1a會提高氧氣的運輸能力，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。打破癌細胞缺氧保護機制，從本題可知，HIF-1a會提高氧氣的運輸能力，因此降低癌細胞中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。