115年:放射基礎(2)

下列何者為RB 蛋白的最主要功能?

A抑制細胞週期從G1 進入S 期
B引發DNA 受損細胞的凋亡
C修復受損的端粒(telomeres)
D促進血管新生與腫瘤轉移

詳細解析

本題觀念

本題考視網膜母細胞瘤蛋白(retinoblastoma protein, pRB 或 RB)在細胞週期中的腫瘤抑制作用。RB 的最典型任務不是直接修復 DNA、重建端粒,也不是促進腫瘤擴散,而是把 G1 期到 S 期的轉換踩住煞車;其核心對象是 E2F 轉錄因子。當 RB 處於未磷酸化或低磷酸化狀態時,會結合 E2F,使許多進入 S 期所需基因的轉錄受到抑制,細胞因此暫停在 G1 期。

細胞受到生長刺激後,cyclin D–CDK4/6 及 cyclin E–CDK2 逐步磷酸化 RB,RB 對 E2F 的抑制解除,E2F 得以啟動 DNA 複製相關基因,細胞才通過 G1/S restriction point 進入 S 期。這套「RB 綁住 E2F—磷酸化後放行」的機制,是理解腫瘤抑制基因如何控制增殖的關鍵,因此本題答案為 A。

選項分析

**A.抑制細胞週期從 G1 進入 S 期:正確。**未磷酸化 RB 與 E2F 結合後,會壓制 S 期基因的轉錄,讓細胞不會在缺乏足夠生長訊號時開始 DNA 複製。當細胞通過適當的生長訊號與 cyclin-CDK 檢查,RB 被磷酸化,E2F 才能活化 S 期基因;因此 RB 是 G1/S 轉換的重要負向調節者。RB 失活或兩個等位基因都受損時,細胞可能失去這道增殖檢查,增加腫瘤形成風險。

**B.引發 DNA 受損細胞的凋亡:不適當。**RB 與 DNA 損傷反應、細胞凋亡及分化確實存在交互作用,在某些情境也能影響細胞存活;但 DNA 損傷後是否停滯、修復或進入凋亡,主要還要看 ATM、p53、p21、BAX 等相關路徑。把「RB 具有腫瘤抑制作用」直接等同於「最主要功能是引發凋亡」,會錯置本題要考的 RB–E2F–G1/S 機轉。

**C.修復受損的端粒:不適當。**端粒長度與端粒完整性主要由端粒酶、端粒酶逆轉錄酶(TERT)及 shelterin 等端粒相關蛋白維持。RB 可間接影響細胞老化與增殖,但不是負責把受損端粒修好的核心酵素或結構蛋白,因此 C 不符合 RB 的主要功能。

**D.促進血管新生與腫瘤轉移:不適當。**RB 是腫瘤抑制蛋白,整體作用方向是限制不受控制的細胞增殖;腫瘤血管新生與轉移則牽涉血管內皮生長因子(VEGF)、缺氧反應、細胞黏附、細胞外基質分解與上皮—間質轉換等機制。RB 異常可能間接改變腫瘤生物學,但「促進血管新生與轉移」與 RB 最典型的生長抑制角色相反。

答案解析

本題依公告答案採 A,抑制細胞週期從 G1 進入 S 期。記憶 RB 功能時,可把它視為細胞週期的門衛:在 G1 期,RB 抓住 E2F,不讓 S 期基因過早開啟;經 cyclin-CDK 磷酸化後,RB 放開 E2F,細胞才進入 DNA 複製階段。這不是靜態的單向抑制,而是依磷酸化狀態在「阻擋」與「放行」之間切換。

RB 與 p53 都是重要腫瘤抑制蛋白,但考法不同。p53 偏向感受 DNA 損傷與壓力,透過 p21 使細胞週期停滯,必要時啟動凋亡;RB 則直接調節 E2F,控制 G1/S restriction point。兩者都能抑制腫瘤,卻不能互相替代。若題目問 RB 最主要功能,優先回答 G1 到 S 的細胞週期控制。

核心知識點

  1. RB 是腫瘤抑制蛋白,未磷酸化時結合 E2F,抑制 S 期基因轉錄。
  2. Cyclin D–CDK4/6 與 cyclin E–CDK2 磷酸化 RB 後,E2F 被釋放,細胞通過 G1/S restriction point。
  3. RB 失活會削弱細胞週期煞車,增加不受控增殖與腫瘤形成風險。
  4. p53 主要連結 DNA 損傷、p21、細胞週期停滯與凋亡;RB 主要連結 E2F 與 G1/S 轉換。
  5. 端粒維持以端粒酶與 shelterin 為主,血管新生與轉移也不是 RB 的主要功能。

參考資料

  1. Intracellular Control of Cell-Cycle Events - Molecular Biology of the Cell
  2. Rb function in cell-cycle regulation and apoptosis
  3. Retinoblastoma—A Paradigm for Tumor-Suppressor Gene Function