106年:醫學二(2)

培養正常的纖維母細胞,經過放射線照射後,再測其細胞週期的變化,經分析後發現 80 %的細胞週期停留在G1 phase 。細胞週期的變化與下列何者關係最少?

A細胞的 DNA 破壞
Bp21 的活化
CCyclin D/cdk 4 被抑制
DCyclin A/cdk 1 被活化

詳細解析

本題觀念:

本題考核放射線照射後,纖維母細胞發生 G1 期細胞週期阻滯(G1 cell cycle arrest)的分子機制,以及哪一個分子與此過程關係最少(即哪個機制並不驅動 G1 arrest)。

選項分析

(A) 細胞的 DNA 破壞 放射線(電離輻射)直接造成 DNA 雙股斷裂(double-strand break, DSB),是觸發整個 G1 checkpoint 的起始事件。DNA 破壞 → ATM 激酶活化 → p53 磷酸化穩定 → p21 轉錄增加 → CDK 抑制。關係最密切

(B) p21 的活化 p21(又稱 WAF1/CIP1)是 p53 的下游靶基因,屬於 CIP/KIP 家族的 CDK 抑制蛋白(CKI)。放射線誘導的 G1 arrest 的主要執行者即為 p21:p21 與 Cyclin E/CDK2 及 Cyclin A/CDK2 結合並抑制其活性,阻止 Rb 磷酸化,使細胞停留在 G1。p21 活化與 G1 arrest 關係極密切

(C) Cyclin D/CDK4 被抑制 Cyclin D-CDK4/6 複合體負責 G1 早期 Rb 的初步磷酸化,是 G1→S 轉換的第一道關卡。p21 雖然可以抑制 CDK4,但研究顯示 γ-射線誘導的 G1 arrest

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