Question

【题目】阅读材料，回答下列问题：

西兰花疗法抗癌是真的吗？

一项发表于《科学》杂志的研究中，科学家发现西兰花含有的 3-吲哚甲醇可以阻碍肿 瘤形成。其抗癌机制的发现有望引导新一代抗肿瘤疗法的研发。

西兰花含有丰富的类胡萝卜素、维生素C，E，K和矿物质，它体内的一种糖苷在料理、咀 嚼以及消化的过程中会形成3-吲哚甲醇，它可以保护细胞不受DNA损伤，抵抗细菌和病毒感 染以及抵抗炎症。

基因与肿瘤发生密切相关，细胞一系列基因和表观遗传物质发生改变后，会造成细胞 功能紊乱，这也是肿瘤形成的主要原因。而这其中关键的基因就是原癌基因和抑癌基因， 原癌基因获得功能或者抑癌基因失去功能都会造成肿瘤生成。目前，许多肿瘤治疗的手段都 是针对原癌基因功能，而抑癌基因这块暂时处于空窗期。

P 基因是一种非常经典的抑癌基因，P 基因表达的 P 蛋白是关键的肿瘤抑制酶。其基因 功能减弱后，立马就会让细胞产生与癌症相关的表征，因此 P 基因作为抑癌的把门人具有重 要意义。同时，P 基因是一种经常在人类癌症中出现突变的抑癌基因，是一种非常经典的抑 癌基因，通常在癌症病人中会下调、抑制或者沉默。

机体中复杂的基因网络中没有一种基因可以独立存在，各基因间必定会互相限制，互相 干扰。P蛋白的构象会特别地吸引到一种W酶，W酶的升高会导致P蛋白降解。这也意味着W酶 会影响P蛋白的功能，而近十几年的研究已经发现，许多癌症类型中W酶都会过度表达。利 用类似基因敲除的干扰技术，降低W酶的表达可以恢复P蛋白的功能。体内还有一类与W酶具 有类似功能的N酶，其同样可以降解P蛋白。但是N蛋白会受到3-吲哚甲醇的调控，也就是开 始提到的西兰花中的分子，3-吲哚甲醇可以嵌入到N酶的功能结构域中起到调节作用。考虑 到M酶与N酶的功能结构域很相似，推测3-吲哚甲醇也可以作用于M酶。通过蛋白晶体分析， 发现3-吲哚甲醇也可以结合到W酶的中心结构域。如果将结合部分突变，即使加入3-吲哚甲 醇，P蛋白的功能仍然会被W蛋白给抑制。

在研究实验中可知，在给予 3-吲哚甲醇处理后，无论是体外还是体内实验，小鼠肿瘤 体的生长速率下降，肿瘤明显变小。采用基因敲除的方法来破坏 W 酶的功能确实看起来不错， 但是具体要使用多少剂量还需要进一步的研究来探讨。文章作者推测想要达到抗癌功效必须 每天吃下 6 磅（相当于 2．7 千克左右）的十字花科蔬菜。尽管现在只是在小鼠中观察到了 这种神奇现象，但研究人员还是相信他们不仅发现了一条调控肿瘤生长的通路，更是提供了 可以轻松抑制癌症的治疗方法。”尽管一天要吃下如此多的蔬菜不可能实现，不过定期食用 西兰花获得的抗癌分子总是聊胜于无的。而且科学家从西兰花中的 3-吲哚甲醇获得的宝贵 启示，或许也将开发出新一代的肿瘤治疗方法，说不定到时候也会被叫做西兰花疗法呢？

（1）细胞发生癌变的机理是什么____________？生活中有哪些致癌因子？____________

（2）画出西兰花治疗癌症的流程图 ____________

（3）如何证明西兰花能够治疗癌症？请设计实验 ____________

（4）综上结果提供预防癌症和治疗癌症的思路。____________

Answer 1

【答案】原癌基因被激活，细胞发生转化 辐射等物理致癌因子、苯、煤焦油等化学致癌因子及病毒致癌因子。 提取西兰花中分子3-吲哚甲醇，使之与Ｗ酶结合，从而减少Ｐ蛋白的降解，抑制细胞癌变 提取癌细胞用蒸馏水和西兰花提取液分别处理，再检测癌细胞中Ｐ蛋白的量，如果西兰花提取液处理的癌细胞中Ｐ蛋白量多，说明假设成立。 减少接触致癌因子，如避免辐射，改变饮食习惯，避免摄食含致癌因子的食品，采用基因敲除的方法来破坏 W 酶的功能，减少体内Ｐ蛋白的降解。

【解析】

分析题干：P 基因是一种经常在人类癌症中出现突变的抑癌基因，它所表达出的Ｐ蛋白是关键的肿瘤抑制酶，可抑制细胞癌变。W酶、Ｎ酶都会导致P蛋白降解，多癌症类型中W酶都会过度表达，如果减少Ｗ酶可减少Ｐ蛋白的降解。3-吲哚甲醇可以嵌入到N酶的功能结构域中起到调节作用。

（1）细胞发生癌变的机理是原癌基因被激活，细胞发生转化。生活中的致癌因子有：辐射等物理致癌因子、苯、煤焦油等化学致癌因子及病毒致癌因子。

（2）西兰花治疗癌症的流程图：提取西兰花中的分子的3-吲哚甲醇，使之与Ｗ酶结合，从而减少Ｐ蛋白的降解，抑制癌细胞生长。
（3）根据题干信息可知，癌细胞中Ｐ蛋白少甚至没有，因此要证明西兰花能够能否治疗癌症，可提取癌细胞用蒸馏水和西兰花提取液分别处理，再检测癌细胞中Ｐ蛋白的量，如果西兰花提取液处理的癌细胞中Ｐ蛋白量多，说明假设成立。

（4）综上结果提供预防癌症和治疗癌症的思路：减少接触致癌因子，如避免辐射，改变饮食习惯，避免摄食含致癌因子的食品，采用基因敲除的方法来破坏 W 酶的功能，减少体内Ｐ蛋白的降解。