高中生物生命奥秘癌细胞自噬：釜底抽薪还是自取灭亡？素材 试卷
展开癌细胞自噬：釜底抽薪还是自取灭亡？
随着医学和生物技术的飞速发展，人类攻克癌症的日子似乎越来越近了。然而，如雨后春笋般涌现的抗癌药物却常常只是停留在理论可能，或是只在小鼠中取得疗效——总是有部分癌细胞从药物的进攻中幸存下来。
这些癌细胞是如何抵抗药物的呢？近日，美国科罗拉多大学癌症研究中心副主任安德鲁·索伯恩（Andrew Thorburn）的研究显示，癌细胞的抗药能力可能与其自噬作用有关。研究结果发表在《自然-细胞生物学》上。
所谓自噬（Autophagy）作用，是指细胞在应对短暂的生存压力时，可以通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量，从而维持生命。相应地，自噬作用也可能降解潜在的毒性蛋白来阻止细胞损伤，或是阻止细胞的凋亡进程。然而自噬作用并不总是良性反应，它更像是在走投无路时进行的一场豪赌。目前，人们对自噬作用的具体过程和调控因素还知之甚少。
自噬基本过程的示意图。图片来源：wormbook.org
索伯恩推测，在癌细胞的抗药过程中，自噬反应影响癌细胞的生死存亡。索伯恩先通过流式细胞技术分选了高自噬水平和低自噬水平的HELA细胞（人子宫颈癌细胞），并用抗癌药物TRAIL和Fas配体进行处理。结果显示，在进行TRAIL处理之后，高自噬水平的细胞存活率更高；而在Fas配体处理后，低自噬水平的细胞却显现出更高的生存率。
针对这一有趣的结论，索伯恩进一步对这2种情形下的自噬反应进行了具体的信号通路探究，结果发现，在TRAIL处理后，高自噬水平的细胞降解了被药物激活的半胱天冬酶-8（一种促进凋亡的酶），从而阻断了致死的通路；而在Fas配体处理后，高自噬水平的细胞却降解了FAP-1蛋白，使得细胞对Fas配体更加敏感，导致死亡率上升。
“在面对抗癌药物时，癌细胞的自噬作用将影响其最终的命运。”索伯恩说。此外，索伯恩还指出，在这一实验中，所选的癌细胞的自噬水平其实差距都不太大，而在天然的肿瘤环境中却可能是相差甚远，不同细胞的反应方式也各有千秋，这使自噬作用的影响更为显著，可能就是癌细胞总能在药物作用下如百足之虫死而不僵的原因所在。
在自噬过程中，癌细胞会“吃掉”自己的一些细胞组分，以使细胞安全度过恶劣的环境条件。图片来源：coloradocancerblogs.org
索伯恩的研究成果提醒人们，在肿瘤研究中不可忽视癌细胞自噬作用的影响。接下来，他们将对其他有可能帮助人们抗击癌症的药物进行类似的研究，探究个中规律。
在目前的癌症治疗中，研究者们往往倾向于认为自噬能够提高细胞存活率，而对自噬反应一概进行抑制，以使癌细胞处于更加接近理论水平的状态。或许在今后的研究中，对抑制药物敏感性的自噬反应进行控制，而对提高癌细胞对药物敏感性的自噬反应因势利导，将使癌症治疗走上一个全新的台阶。
1.科学研究发现人体的P53基因是一种遏制细胞癌化的基因，几乎所有的癌细胞中都有P53基因异常的现象。现在通过动物病毒将正常的P53基因转入癌细胞中，发现能引起癌细胞产生“自杀现象”，从而为癌症的治疗又提供了一个解决途径。请推测下列有关说法中，不正确的是( )
A．癌细胞的P53基因发生了基因突变
B．转入P53基因后，癌细胞产生的“自杀现象”属于细胞凋亡
C．正常的P53基因相对于异常基因是显性基因
D．转入P53基因后，癌细胞发生了染色体数目变异
【答案】D
2.某医院为确诊一患者的肿瘤是良性还是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养，请回答：
(1)培养之前，肿瘤组织必须先用__________处理成单个细胞。
(2)与正常的细胞相比，在肿瘤组织中明显增多的细胞器是__________(填两项)。
(3)治疗癌症的途径之一是用药物抑制__________，从而将癌细胞的周期阻断在分裂间期。
(4)某单位研制出一种新型药物X，对此类肿瘤有较好疗效，请你设计一个方案验证。(写出实验步骤)
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(5)若上述药物X真有较好的疗效，我们可将其与__________连接制成“生物导弹”，实现绿色治癌。
【答案】(1)胰蛋白酶 (2)线粒体、核糖体 (3)DNA复制 (4)①将相同的培养液分为相等的两份，一份加药物X，一份不加 ②将等量的肿瘤细胞置于两份培养液中 ③放在相同的条件下培养，观察肿瘤细胞分裂情况 (5)单克隆抗体
