Question

【題目】閱讀材料，回答下列問題：

西蘭花療法抗癌是真的嗎？

一項發(fā)表于《科學》雜志的研究中，科學家發(fā)現西蘭花含有的 3-吲哚甲醇可以阻礙腫 瘤形成。其抗癌機制的發(fā)現有望引導新一代抗腫瘤療法的研發(fā)。

西蘭花含有豐富的類胡蘿卜素、維生素C，E，K和礦物質，它體內的一種糖苷在料理、咀 嚼以及消化的過程中會形成3-吲哚甲醇，它可以保護細胞不受DNA損傷，抵抗細菌和病毒感 染以及抵抗炎癥。

基因與腫瘤發(fā)生密切相關，細胞一系列基因和表觀遺傳物質發(fā)生改變后，會造成細胞 功能紊亂，這也是腫瘤形成的主要原因。而這其中關鍵的基因就是原癌基因和抑癌基因， 原癌基因獲得功能或者抑癌基因失去功能都會造成腫瘤生成。目前，許多腫瘤治療的手段都 是針對原癌基因功能，而抑癌基因這塊暫時處于空窗期。

P 基因是一種非常經典的抑癌基因，P 基因表達的 P 蛋白是關鍵的腫瘤抑制酶。其基因 功能減弱后，立馬就會讓細胞產生與癌癥相關的表征，因此 P 基因作為抑癌的把門人具有重 要意義。同時，P 基因是一種經常在人類癌癥中出現突變的抑癌基因，是一種非常經典的抑 癌基因，通常在癌癥病人中會下調、抑制或者沉默。

機體中復雜的基因網絡中沒有一種基因可以獨立存在，各基因間必定會互相限制，互相 干擾。P蛋白的構象會特別地吸引到一種W酶，W酶的升高會導致P蛋白降解。這也意味著W酶 會影響P蛋白的功能，而近十幾年的研究已經發(fā)現，許多癌癥類型中W酶都會過度表達。利 用類似基因敲除的干擾技術，降低W酶的表達可以恢復P蛋白的功能。體內還有一類與W酶具 有類似功能的N酶，其同樣可以降解P蛋白。但是N蛋白會受到3-吲哚甲醇的調控，也就是開 始提到的西蘭花中的分子，3-吲哚甲醇可以嵌入到N酶的功能結構域中起到調節(jié)作用。考慮 到M酶與N酶的功能結構域很相似，推測3-吲哚甲醇也可以作用于M酶。通過蛋白晶體分析， 發(fā)現3-吲哚甲醇也可以結合到W酶的中心結構域。如果將結合部分突變，即使加入3-吲哚甲 醇，P蛋白的功能仍然會被W蛋白給抑制。

在研究實驗中可知，在給予 3-吲哚甲醇處理后，無論是體外還是體內實驗，小鼠腫瘤 體的生長速率下降，腫瘤明顯變小。采用基因敲除的方法來破壞 W 酶的功能確實看起來不錯， 但是具體要使用多少劑量還需要進一步的研究來探討。文章作者推測想要達到抗癌功效必須 每天吃下 6 磅（相當于 2．7 千克左右）的十字花科蔬菜。盡管現在只是在小鼠中觀察到了 這種神奇現象，但研究人員還是相信他們不僅發(fā)現了一條調控腫瘤生長的通路，更是提供了 可以輕松抑制癌癥的治療方法�！北M管一天要吃下如此多的蔬菜不可能實現，不過定期食用 西蘭花獲得的抗癌分子總是聊勝于無的。而且科學家從西蘭花中的 3-吲哚甲醇獲得的寶貴 啟示，或許也將開發(fā)出新一代的腫瘤治療方法，說不定到時候也會被叫做西蘭花療法呢？

（1）細胞發(fā)生癌變的機理是什么____________？生活中有哪些致癌因子？____________

（2）畫出西蘭花治療癌癥的流程圖 ____________

（3）如何證明西蘭花能夠治療癌癥？請設計實驗 ____________

（4）綜上結果提供預防癌癥和治療癌癥的思路。____________

Answer 1

【答案】原癌基因被激活，細胞發(fā)生轉化 輻射等物理致癌因子、苯、煤焦油等化學致癌因子及病毒致癌因子。 提取西蘭花中分子3-吲哚甲醇，使之與Ｗ酶結合，從而減少Ｐ蛋白的降解，抑制細胞癌變 提取癌細胞用蒸餾水和西蘭花提取液分別處理，再檢測癌細胞中Ｐ蛋白的量，如果西蘭花提取液處理的癌細胞中Ｐ蛋白量多，說明假設成立。 減少接觸致癌因子，如避免輻射，改變飲食習慣，避免攝食含致癌因子的食品，采用基因敲除的方法來破壞 W 酶的功能，減少體內Ｐ蛋白的降解。

【解析】

分析題干：P 基因是一種經常在人類癌癥中出現突變的抑癌基因，它所表達出的Ｐ蛋白是關鍵的腫瘤抑制酶，可抑制細胞癌變。W酶、Ｎ酶都會導致P蛋白降解，多癌癥類型中W酶都會過度表達，如果減少Ｗ酶可減少Ｐ蛋白的降解。3-吲哚甲醇可以嵌入到N酶的功能結構域中起到調節(jié)作用。

（1）細胞發(fā)生癌變的機理是原癌基因被激活，細胞發(fā)生轉化。生活中的致癌因子有：輻射等物理致癌因子、苯、煤焦油等化學致癌因子及病毒致癌因子。

（2）西蘭花治療癌癥的流程圖：提取西蘭花中的分子的3-吲哚甲醇，使之與Ｗ酶結合，從而減少Ｐ蛋白的降解，抑制癌細胞生長。
（3）根據題干信息可知，癌細胞中Ｐ蛋白少甚至沒有，因此要證明西蘭花能夠能否治療癌癥，可提取癌細胞用蒸餾水和西蘭花提取液分別處理，再檢測癌細胞中Ｐ蛋白的量，如果西蘭花提取液處理的癌細胞中Ｐ蛋白量多，說明假設成立。

（4）綜上結果提供預防癌癥和治療癌癥的思路：減少接觸致癌因子，如避免輻射，改變飲食習慣，避免攝食含致癌因子的食品，采用基因敲除的方法來破壞 W 酶的功能，減少體內Ｐ蛋白的降解。