Question

【题目】2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。研究发现，合成促红细胞生成素（EPO）的细胞持续表达低氧诱导因子（HIF-1a）。在氧气供应正常时，HIF-la合成后很快被降解；在氧气供应不足时，HIF-1a不被降解，细胞内积累的HIF-1a可促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如下图所示。此外，该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。

（1）如果氧气供应不足，HIF-1a进入细胞核，与其他因子（ARNT）一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的__________，使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞，使其__________，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。

（2）正常条件下，氧气通过__________的方式进入细胞，细胞内的HIF-1a在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除，EPO基因的表达水平会__________（填“升高”或“降低”），其原因是__________。

（3）一些实体肿瘤（如肝癌）中的毛细血管生成滞后，限制了肿瘤的快速发展。研究发现，血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成。假设血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似，且途径有两个：途径①相当于图中HIF-la的降解过程，途径②相当于HIF-1a对EPO合成的调控过程。为了限制肿瘤快速生长，可以通过调节途径①和途径②来实现，进行调节的思路是__________。

Answer 1

【答案】转录 增殖分化 自由扩散 升高 HIF-1a无法降解，在细胞内积累，促进EPO基因的表达 促进途径①进行，抑制途径②的进行

【解析】

据题干和题图分析，HIF-1a是低氧诱导因子，当氧气供应正常时，HIF-la在脯氨酰羟化酶的作用下被降解；在氧气供应不足时，HIF-1a进入细胞核中，与EPO基因调控序列结合，促进促红细胞生成素（EPO）的合成，据此分析。

（1）据图可知，如果氧气供应不足，HIF-1a进入细胞核，与其他因子（ARNT）一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的转录，使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞，促进其增殖和分化，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。

（2）正常条件下，氧气通过自由扩散的方式进入细胞，细胞内的HIF-1a在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除，则HIF-1a降解的途径中断，HIF-1a无法降解，在细胞内积累，会进入细胞核后，促进EPO基因的表达，故EPO基因的表达水平会升高。

（3）血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似，途径有两个：途径①相当于图中HIF-la的降解过程，途径②相当于HIF-1a对EPO合成的调控过程。根据题意，实体肿瘤（如肝癌）中的毛细血管生成滞后，会限制肿瘤的快速发展，故可通过抑制毛细血管的生成来限制肿瘤的快速生长，而血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成，故可调控诱导血管内皮生长因子凋亡来实现。因此，进行调节的思路为：促进途径①即降解过程，抑制途径②的进行。