115年:放射治療(2)

若細胞週期中的G1期較短,則下列何者對放射線最有抗性?

Alate S期
BG1期
Clate G2期
DM期

詳細解析

本題觀念

細胞週期的不同階段,對游離輻射造成的 DNA 損傷具有不同程度的敏感性,這是放射生物學判斷細胞存活與治療效果的重要基礎。典型相對排序可整理為:late S 期最具放射抗性,G1 期居中,G2 期與 M 期較敏感,其中 M 期通常最敏感。原因不只是 DNA 含量不同,也和細胞是否有足夠時間啟動 DNA repair、細胞週期 checkpoint,以及染色體是否正要進入分離階段有關。

本題特別指出 G1 期較短,選項則比較 late S、G1、late G2 與 M。作答時要先抓住「最有抗性」這個比較級,再套用細胞週期的典型敏感度排序。late S 期仍具較完整的修復與 checkpoint 條件,能在細胞進入後續階段前處理部分損傷,因此在四個選項中抗性最高。

選項分析

A.late S 期:正確。 S 期是 DNA 複製階段,細胞可透過 DNA repair 與 S-phase checkpoint 等機制處理放射線造成的損傷;其中 late S 期在典型排序中最具放射抗性。相對而言,G2 期後段已接近有絲分裂,M 期又缺少充分修復時間,所以 A 是本題最佳答案。

B.G1 期:錯誤。 G1 期不是四個選項中抗性最高的階段,通常位於 late S 與 G2/M 之間的中間敏感度。某些情況下 early G1 或較長的 G1 可能呈現相對抗性,但本題已明示 G1 期較短,不能因此把 G1 排在 late S 之前。面對這類題目,應以題目限定與標準 phase-sensitivity 排序共同判斷。

C.late G2 期:錯誤。 late G2 已接近 M 期,細胞即將進入有絲分裂,能夠修復 DNA 損傷的時間較少;因此這個階段屬於相對較敏感的時段,而不是最具放射抗性。G2/M 的敏感度較高,正是細胞週期放射生物學常考的對照。

D.M 期:錯誤。 M 期是有絲分裂期,染色體高度凝縮並準備分離,細胞在分裂前可用來修復放射線損傷的時間有限,通常是細胞週期中最具放射敏感性的階段。D 和題目要求的「最有抗性」方向相反。

答案解析

本題答案為 A,late S 期。記憶排序時,可由「late S 抗性最高、M 期敏感度最高」建立兩端,再把 G1 與 G2 放在中間:由放射抗性高到低,常用概念為 late S > G1 > G2 > M。由放射敏感性高到低,方向則相反,M 期最高、late S 期最低。

G1 期較短是題目提供的條件,提醒考生不要只看到 G1 就選擇,而要依細胞週期階段與比較關係作答。late S 期的 DNA repair 與 checkpoint 條件較有利,細胞可在進入分裂前處理部分損傷;late G2 和 M 期則更接近分裂,修復時間較不足。

核心知識點

  • 細胞週期放射抗性常以 late S 期最高、M 期最低作為兩端記憶。
  • G1 期與 G2 期的敏感度居中,但實際判斷仍要留意題目是否附帶細胞週期長短或其他條件。
  • late S 期的抗性與 DNA repair 及 S-phase checkpoint 等條件相關。
  • late G2 期接近有絲分裂,M 期則處於染色體高度凝縮與分離階段,兩者通常較容易受到放射線影響。
  • 面對「最有抗性」要選敏感度最低者;面對「最敏感」則選 M 期等敏感度較高者,不能把兩種排序方向混淆。

參考資料

  1. Radiation Biology - International Atomic Energy Agency
  2. Cell-cycle radiation response: role of intracellular factors