Question

二甲双胍（Met）是广泛应用于临床的降血糖药物，近年来发现它还可降低肿瘤发生的风险。

（1）细胞发生癌变的根本原因是_____。由于癌细胞表面_____，易在体内扩散和转移。

（2）为探究Met对肝癌细胞增殖的影响，用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞，结果如图1，该结果表明_____。用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量，结果如图2，由此推测Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在_____期。

                               

（3）为进一步研究Met的作用机制，研究人员用含1mmol/L Met的培养液培养肝癌细胞12h后，结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降。

①呼吸链复合物Ⅰ位于_____上，参与有氧呼吸第三阶段（电子传递）。由实验结果推测Met通过减少_____供应，抑制肝癌细胞的增殖。

②另一方面， Met对癌细胞呼吸的影响导致线粒体内AMP/ATP比值_____，使AMPK磷酸化而被激活。（注：AMP为腺苷一磷酸）

③激活的AMPK（P-AMPK）可通过图3所示的信号转导途径抑制分裂相关蛋白的合成，从而抑制肝癌细胞的增殖。测定各组肝癌细胞中相关物质的含量，电泳结果如图4。

由于细胞中β-Actin蛋白的表达量_____，在实验中可作为标准对照，以排除细胞取样量、检测方法等无关变量对实验结果的影响。结合图3、4，阐述P-AMPK抑制肝癌细胞增殖的机制_____。

Answer

原癌基因和抑癌基因突变（基因突变） 糖蛋白减少 二甲双胍（Met）的浓度越高，处理时间越长，对肝癌细胞增殖的抑制作用越强 G1 线粒体内膜 能量（ATP） 升高 相对稳定 P-AMPK抑制P-mTOR的合成，减弱了P-mTOR对P-P70S6K的促进作用，从而减少了P-P70S6K合成，导致细胞分裂相关蛋白合成减少

【解析】

根据题干信息分析，该实验的目的是探究Met对肝癌细胞增殖的影响，结合图1、图2可知该实验单一变量是Met浓度、时间，因变量是细胞增殖存活率、不同时期细胞的相对数量。

（1）细胞癌变的根本原因是基因突变；癌细胞表面的糖蛋白少了，所以癌细胞之间的识别能力减弱，导致癌细胞容易扩散和转移。

（2）据图1分析可知，Met的浓度越高，细胞增殖存活率越低，处理时间越长，细胞增殖存活率也越低，说明二甲双胍（Met）的浓度越高、处理时间越长，对肝癌细胞增殖的抑制作用越强；据图2分析，与对照组相比，两种Met浓度处理后的G1期的细胞都增多了，而S期、G2期和M期的细胞都减少了，说明Met可将肝癌细胞的增殖阻滞在G1期。

（3）①根据题意分析，由于呼吸链复合物Ⅰ参与了有氧呼吸第三阶段（电子传递），说明其位于线粒体内膜上；研究人员用含1mmol/L Met的培养液培养肝癌细胞12h后，结果发现呼吸链复合物Ⅰ的活性下降，说明有氧呼吸第三阶段产生的ATP减少了，即Met通过减少能量供应，抑制肝癌细胞的增殖。

②根据以上分析已知，Met处理后导致有氧呼吸第三阶段产生的ATP减少了，因此线粒体内AMP/ATP比值升高。

③据图4分析，β-Actin蛋白的表达量在各组实验中相对稳定，说明其为对照组；结合图3、图4分析，P-AMPK抑制P-mTOR的合成，减弱了P-mTOR对P-P70S6K的促进作用，从而减少了P-P70S6K合成，导致细胞分裂相关蛋白合成减少。