Question

【题目】生物体的大部分细胞都可分泌外泌体，它是内含生物大分子的小膜泡，研究人员发现胰腺癌细胞的扩散转移与外泌体相关。为了给胰腺癌的综合治疗提供方向和思路，科学家进行了相关的研究。

（1）请写出题干中未提到的癌细胞的两个特点_________。

（2）肿瘤内部处于低氧条件下的胰腺癌细胞会分泌外泌体，内含一段小分子RNA（称为miR-650），外泌体可将miR-650传递给周围常氧条件下胰腺癌细胞N。miR-650可与细胞N中某些mRNA结合，从而导致mRNA被降解或其_________过程被抑制。

（3）研究人员进行了划痕实验，证明细胞N的迁移是由外泌体中的miR-650引起的。具体做法：将细胞N与外泌体混合培养至细胞刚刚长满培养板时，在培养板上均匀划两条直线。划线后，用培养液洗去两线之间的细胞并在显微镜下拍照；然后放入培养箱中继续培养24小时后，取出培养板在同一位置拍照，对比细胞的迁移情况，结果见下图。请写出该实验应设置的另一组及其结果_________。

（4）目前已知的细胞缺氧调控机制是：缺氧情况下，细胞中的HIF-1α（低氧诱导因子）会进入细胞核激活缺氧调节基因。这一基因能进一步激活多种基因的表达，引起系列反应，如：促进氧气的供给与传输、促进细胞的转移等。而正常氧条件时，HIF-1α会与VHL蛋白结合，最终被蛋白酶体降解。具体机制如下图所示。

研究发现，与低氧胰腺癌外泌体混合培养后的常氧胰腺癌细胞N中HIF-1α水平明显升高。请结合上述研究，推测低氧胰腺癌细胞促进其周围的常氧胰腺癌细胞N转移的机理_________。

Answer 1

【答案】无限增殖、细胞形态结构改变 翻译 对照组处理：敲除外泌体A miR-650，与胰腺癌细胞N混合培养至细胞刚刚长满培养板，随后进行划痕实验

预期结果：24h后无细胞区域的宽度与0h差别不大 低氧条件下的胰腺癌细胞外泌体A的miR-650进入周围常氧胰腺癌细胞N中，与VHL基因mRNA 的部分序列结合，抑制VHL的表达，解除了VHL对HIF-1a的降解作用，HIF-1a 含量升高，激活低氧信号通路，促进N的转移。

【解析】

癌细胞是构成癌症的最小的一个单位。一般癌细胞的特征主要表现在细胞核上，可能细胞核比普通的正常细胞要大很多，而且形态不规则，可能含有丰富的染色质，所以染色的时候会表现出颜色深浅不一。癌细胞由于基因发生改变，粘连蛋白减少或缺少，容易在组织间转移。另外癌细胞还有一个最重要的特点，是无限增殖的特性，正常的细胞不可能出现无限增殖。

（1）题干中提到了癌细胞易扩散转移，未提到的癌细胞的两个特点：无限增殖、细胞形态结构改变。

（2）mRNA是翻译的模板，miR-650可与细胞N中某些mRNA结合，从而导致mRNA被降解或其翻译过程被抑制。

（3）欲证明细胞N的迁移是由外泌体中的miR-650引起的，自变量是外泌体中的miR-650的有无，题干中设置的实验组是含外泌体中的miR-650的，从0h与24h对比可以看出对细胞迁移的影响，因此应设置对照组：不含外泌体中的miR-650的组别。故对照组处理为：敲除外泌体A miR-650，与胰腺癌细胞N混合培养至细胞刚刚长满培养板，随后进行划痕实验

预期结果：24h后无细胞区域的宽度与0h差别不大。

（4）缺氧情况下，细胞中的HIF-1α（低氧诱导因子）会进入细胞核激活缺氧调节基因。这一基因能进一步激活多种基因的表达，引起系列反应。结合图中信息可知，低氧条件下的胰腺癌细胞外泌体A的miR-650进入周围常氧胰腺癌细胞N中，与VHL基因mRNA 的部分序列结合，抑制VHL的表达，解除了VHL对HIF-1a的降解作用，HIF-1a 含量升高，激活低氧信号通路，促进N的转移。