Question

【題目】2019年諾貝爾生理學或醫學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家。下圖表示氧氣供應正常時，細胞內低氧誘導因子（HIF-1a）會被蛋白酶降解；氧氣供應不足時，HIF-1a將轉移到細胞核中。該項研究不僅在基礎科研上極具價值，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，細胞內合成HIF-1a的場所是_____________。

（2）云南呈貢訓練基地海拔2000多米，中國田徑隊常在此集訓以提高成績。高海拔地區氧氣供應不足，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基因上游的調控序列結合，_____________（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	腫瘤質量（g）
		培養9天	培養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的結合

【解析】

根據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，促進EPO 基因的表達，而使促紅細胞生成素（EPO）增加，使得細胞適應低氧環境。

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

（2）若氧氣供應不足，HIF-1a是大分子，將通過核孔進入細胞核。HIF-1a與ARNT一起與EPO基因上游的調控序列結合，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的結合，可為治療癌癥提供新思路。