Question

阅读下列材料，回答（1）～（4）题。

肿瘤细胞中相关基因甲基化修饰调节细胞自噬过程

细胞自噬是真核生物对细胞内物质进行周转的重要过程。细胞自噬过程中，一些损伤的蛋白或细胞器被双层膜结构包裹后形成自噬体，与溶酶体（动物）或液泡（酵母和植物）融合后，其内的物质被降解后得以循环利用。下图表示细胞内自噬体的形成及溶酶体参与自噬的过程。

细胞自噬过程受到自噬相关基因调控， 但是这些基因的表达过度上调会导致自噬异常激活， 最终引起“自噬性细胞死亡”。细胞自噬在细胞废物清除、结构重建、生长发育中起重要作用， 而自噬功能紊乱则会导致肿瘤发生、神经退行性疾病和微生物感染等问题。

在机体肿瘤发生早期， 细胞自噬促进癌细胞发生凋亡以抑制肿瘤发生；而在肿瘤发生晚期，恶性肿瘤增殖达到相当数量时， 肿瘤细胞要借助细胞自噬作用对抗营养缺乏和缺氧以及放射造成的损伤。肿瘤细胞抑癌基因DNA甲基化（有多个碱基上连接甲基基团）可能具有调节细胞自噬的作用。

NOR1是一种抑癌基因，鼻咽癌细胞中NOR1的启动子呈高度甲基化状态，导致NOR1蛋白含量很低。当用DNA甲基抑制剂处理鼻咽癌细胞后，NOR1表达得到恢复，抑制了自噬体囊泡的形成， 癌细胞的自噬作用受到抑制， 能量代谢和细胞活性下降，癌细胞的增殖和生存能力降低。

抑癌基因PCDH17在胃和结肠直肠细胞中表达正常， 而在胃癌和结肠直肠癌细胞中高度甲基化而近乎沉默。研究表明，PCDH17低表达与其基因甲基化及蛋白乙酰化有关。进一步研究发现，当细胞中PCDH17基因过量表达后，多个自噬相关基因表达上调，细胞自噬作用增强，癌细胞中发生自噬性细胞死亡的比例上升，从而达到抑癌效果。

（1）图示细胞自噬过程中，内质网膜由于具有____________的特点，可将损伤的细胞器包裹成自噬体。自噬体与溶酶体融合后，其内的多种____________将损伤细胞器降解以循环利用。

（2）分析文中“鼻咽癌细胞中NOR1的启动子呈高度甲基化状态，导致NOR1蛋白含量很低”的原因是_______________。

（3）结合文中信息，简要说明抑癌基因NOR1和PCDH17抑制细胞癌变的作用机制分别是______________、_______________。

（4）除文中提到的两个抑癌基因的作用机制外，结合所学知识，推测抑癌基因还可以通过调控哪些途径达到抑制细胞癌变的作用_______________。（提出一点即可）

Answer

流动性 水解酶 NOR1的启动子呈高度甲基化，导致RNA聚合酶难以启动NOR1基因的转录，进而难以翻译成NOR1蛋白，导致NOR1蛋白含量很低 阻断癌细胞自噬 促进细胞自噬引发细胞死亡 细胞周期中修复受损基因（或DNA错配修复）；促进细胞的分化与衰老；抑制细胞生长相关基因转录等（合理即可）

【解析】

1.溶酶体：“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌。

2.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性；功能特性是选择透过性。

（1）图示细胞自噬过程中，内质网膜由于具有一定的流动性的特点，可将损伤的细胞器包裹成自噬体。自噬体与溶酶体融合后，其内的多种水解酶将损伤细胞器降解以循环利用。

（2）分析文中“鼻咽癌细胞中NOR1的启动子呈高度甲基化状态，导致NOR1蛋白含量很低”的原因是NOR1的启动子呈高度甲基化，导致RNA聚合酶难以启动NOR1基因的转录，进而难以翻译成NOR1蛋白，导致NOR1蛋白含量很低。

（3）抑癌基因NOR1的启动子呈高度甲基化状态，导致NOR1蛋白含量很低。当用DNA甲基抑制剂处理鼻咽癌细胞后，NOR1表达得到恢复，抑制了自噬体囊泡的形成，癌细胞的自噬作用受到抑制，能量代谢和细胞活性下降，癌细胞的增殖和生存能力降低。NOR1的作用是阻断癌细胞自噬。PCDH17低表达与其基因甲基化及蛋白乙酰化有关。进一步研究发现，当细胞中PCDH17基因过量表达后，多个自噬相关基因表达上调，细胞自噬作用增强，癌细胞中发生自噬性细胞死亡的比例上升，从而达到抑癌效果。PCDH17的作用是促进细胞自噬引发细胞死亡。

（4）除文中提到的两个抑癌基因的作用机制外，抑癌基因还可以通过调控细胞周期中修复受损基因（或DNA错配修复）；促进细胞的分化与衰老；抑制细胞生长相关基因转录等途径达到抑制细胞癌变的作用细胞。