Question

【題目】閱讀下列材料，回答（1）～（4）題。

腫瘤細胞中相關基因甲基化修飾調節細胞自噬過程

細胞自噬是真核生物對細胞內物質進行周轉的重要過程。細胞自噬過程中，一些損傷的蛋白或細胞器被雙層膜結構包裹后形成自噬體，與溶酶體（動物）或液泡（酵母和植物）融合后，其內的物質被降解后得以循環利用。下圖表示細胞內自噬體的形成及溶酶體參與自噬的過程。

細胞自噬過程受到自噬相關基因調控， 但是這些基因的表達過度上調會導致自噬異常激活， 最終引起“自噬性細胞死亡”。細胞自噬在細胞廢物清除、結構重建、生長發育中起重要作用， 而自噬功能紊亂則會導致腫瘤發生、神經退行性疾病和微生物感染等問題。

在機體腫瘤發生早期， 細胞自噬促進癌細胞發生凋亡以抑制腫瘤發生；而在腫瘤發生晚期，惡性腫瘤增殖達到相當數量時， 腫瘤細胞要借助細胞自噬作用對抗營養缺乏和缺氧以及放射造成的損傷。腫瘤細胞抑癌基因DNA甲基化（有多個堿基上連接甲基基團）可能具有調節細胞自噬的作用。

NOR1是一種抑癌基因，鼻咽癌細胞中NOR1的啟動子呈高度甲基化狀態，導致NOR1蛋白含量很低。當用DNA甲基抑制劑處理鼻咽癌細胞后，NOR1表達得到恢復，抑制了自噬體囊泡的形成， 癌細胞的自噬作用受到抑制， 能量代謝和細胞活性下降，癌細胞的增殖和生存能力降低。

抑癌基因PCDH17在胃和結腸直腸細胞中表達正常， 而在胃癌和結腸直腸癌細胞中高度甲基化而近乎沉默。研究表明，PCDH17低表達與其基因甲基化及蛋白乙酰化有關。進一步研究發現，當細胞中PCDH17基因過量表達后，多個自噬相關基因表達上調，細胞自噬作用增強，癌細胞中發生自噬性細胞死亡的比例上升，從而達到抑癌效果。

（1）圖示細胞自噬過程中，內質網膜由于具有____________的特點，可將損傷的細胞器包裹成自噬體。自噬體與溶酶體融合后，其內的多種____________將損傷細胞器降解以循環利用。

（2）分析文中“鼻咽癌細胞中NOR1的啟動子呈高度甲基化狀態，導致NOR1蛋白含量很低”的原因是_______________。

（3）結合文中信息，簡要說明抑癌基因NOR1和PCDH17抑制細胞癌變的作用機制分別是______________、_______________。

（4）除文中提到的兩個抑癌基因的作用機制外，結合所學知識，推測抑癌基因還可以通過調控哪些途徑達到抑制細胞癌變的作用_______________。（提出一點即可）

Answer 1

【答案】流動性 水解酶 NOR1的啟動子呈高度甲基化，導致RNA聚合酶難以啟動NOR1基因的轉錄，進而難以翻譯成NOR1蛋白，導致NOR1蛋白含量很低 阻斷癌細胞自噬 促進細胞自噬引發細胞死亡 細胞周期中修復受損基因（或DNA錯配修復）；促進細胞的分化與衰老；抑制細胞生長相關基因轉錄等（合理即可）

【解析】

1.溶酶體：“消化車間”，內含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并且殺死侵入細胞的病毒和細菌。

2.細胞膜的結構特點是具有一定的流動性；功能特性是選擇透過性。

（1）圖示細胞自噬過程中，內質網膜由于具有一定的流動性的特點，可將損傷的細胞器包裹成自噬體。自噬體與溶酶體融合后，其內的多種水解酶將損傷細胞器降解以循環利用。

（2）分析文中“鼻咽癌細胞中NOR1的啟動子呈高度甲基化狀態，導致NOR1蛋白含量很低”的原因是NOR1的啟動子呈高度甲基化，導致RNA聚合酶難以啟動NOR1基因的轉錄，進而難以翻譯成NOR1蛋白，導致NOR1蛋白含量很低。

（3）抑癌基因NOR1的啟動子呈高度甲基化狀態，導致NOR1蛋白含量很低。當用DNA甲基抑制劑處理鼻咽癌細胞后，NOR1表達得到恢復，抑制了自噬體囊泡的形成，癌細胞的自噬作用受到抑制，能量代謝和細胞活性下降，癌細胞的增殖和生存能力降低。NOR1的作用是阻斷癌細胞自噬。PCDH17低表達與其基因甲基化及蛋白乙酰化有關。進一步研究發現，當細胞中PCDH17基因過量表達后，多個自噬相關基因表達上調，細胞自噬作用增強，癌細胞中發生自噬性細胞死亡的比例上升，從而達到抑癌效果。PCDH17的作用是促進細胞自噬引發細胞死亡。

（4）除文中提到的兩個抑癌基因的作用機制外，抑癌基因還可以通過調控細胞周期中修復受損基因（或DNA錯配修復）；促進細胞的分化與衰老；抑制細胞生長相關基因轉錄等途徑達到抑制細胞癌變的作用細胞。