Question

【題目】腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化和增殖，使得腫瘤細(xì)胞開啟免疫逃逸。腫瘤細(xì)胞PD-L1抗體可以阻斷腫瘤細(xì)胞和T細(xì)胞的結(jié)合，重新激活患者自身的免疫細(xì)胞來殺傷腫瘤。起初具有良好治療效果的患者，隨著該抗體的長期使用也可能會產(chǎn)生耐藥性，科學(xué)家對此開展了一系列的研究。

（1）據(jù)圖1分析，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白與細(xì)胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合，借助__________分子的幫助，又回到細(xì)胞表面，實(shí)現(xiàn)了免疫逃逸。

（2）為了探究HIP1R蛋白對 PD-L1蛋白的作用，研究人員用HIP1R的反義基因片段（si-HIP1R）處理結(jié)腸癌細(xì)胞，對照試劑是__________，其它條件相同且適宜。檢測PD-L1蛋白和HIP1R蛋白的含量，結(jié)果如圖2所示。據(jù)圖分析，HIP1R對PD-L1具有__________作用。

（3）HIP1R蛋白能與PD-L1蛋白結(jié)合，其羧基端存在一段溶酶體定位序列。研究人員分別用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理細(xì)胞，結(jié)果如圖3所示，推測HIP1R蛋白對PD-L1蛋白的作用原理是__________。

（4）PD-L1蛋白還存在于細(xì)胞內(nèi)的囊泡上，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的CMTM6分子可以間接抑制PD-L1的溶酶體降解，對細(xì)胞表面失活的PD-L1蛋白進(jìn)行________，這可能是患者產(chǎn)生耐藥性的原因之一。

（5）綜合上述研究結(jié)果，請你設(shè)計一種靶向降解PD-L1的藥物，闡述其原理__________。

Answer 1

【答案】CMTM6 非反義基因片段 負(fù)調(diào)控（抑制） HIPIR與PD-L1結(jié)合后，靶向運(yùn)送到溶酶體后被降解 更新和補(bǔ)充 靶向藥物可以與PD-L1蛋白結(jié)合，靶向運(yùn)送到溶酶體后被降解；藥物可以抑制CMTM6分子的功能

【解析】

分析圖1：PD-1是T細(xì)胞表面的特異性受體，可以與腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化和增殖，從而逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。在腫瘤細(xì)胞中，細(xì)胞表面的PD-L1蛋白與細(xì)胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合，通過囊泡EE轉(zhuǎn)運(yùn)，有2個去向：一個是借助CMTM6分子，經(jīng)囊泡RE轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面實(shí)現(xiàn)免疫逃逸；另一個途徑是經(jīng)囊泡LE轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體降解。

分析圖2：對照組有HIP1R的非反義基因片段，在腫瘤細(xì)胞中可以控制HIP1R蛋白的合成，實(shí)驗(yàn)組是HIP1R的反義基因片段，不能控制HIP1R蛋白的合成，結(jié)果對照組PD-L1蛋白的含量低于實(shí)驗(yàn)組。

分析圖3：不用NH4Cl處理腫瘤細(xì)胞，有HIP1R蛋白的組中細(xì)胞中PD-L1蛋白含量低于無HIP1R蛋白的組；用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細(xì)胞，有HIP1R蛋白的組細(xì)胞中PD-L1蛋白的含量高于無HIP1R蛋白的組；HIP1R蛋白存在時，用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細(xì)胞比不處理相比，細(xì)胞中PD-L1蛋白的含量高。

圖2、圖3中的GAPDH是糖酵解途徑中的一個關(guān)鍵酶，抑制GAPDH的活性會使細(xì)胞代謝減弱，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。

（1）據(jù)圖1分析，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1蛋白與細(xì)胞內(nèi)的HIP1R蛋白結(jié)合，經(jīng)囊泡EE轉(zhuǎn)運(yùn)，在CMTM6分子的幫助下，由囊泡RE轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面，與T細(xì)胞表面PD-1結(jié)合，抑制T細(xì)胞的活化和增殖，實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。

（2）該實(shí)驗(yàn)的自變量是有無控制HIP1R蛋白合成的基因，實(shí)驗(yàn)組用HIP1R的反義基因片段，不能控制HIP1R蛋白的合成，對照組用HIP1R的非反義基因片段，能控制HIP1R蛋白的合成，圖2結(jié)果顯示，對照組PD-L1蛋白含量低于實(shí)驗(yàn)組，說明HIP1R蛋白抑制PD-L1蛋白的合成。

（3）圖1顯示，HIP1R蛋白與PD-L1蛋白結(jié)合后，經(jīng)囊泡LE轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體中被降解。用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理細(xì)胞，圖3結(jié)果顯示，HIP1R蛋白存在時，用一定濃度的溶酶體抑制劑NH4Cl處理腫瘤細(xì)胞，比不處理相比，細(xì)胞中PD-L1蛋白的含量高，推測HIP1R蛋白與PD-L1蛋白結(jié)合后，靶向運(yùn)輸至溶酶體，與溶酶體羧基端定位序列結(jié)合，在有關(guān)酶的作用下被降解。

（4）圖1顯示，PD-L1蛋白借助腫瘤細(xì)胞內(nèi)的CMTM6分子經(jīng)囊泡RE轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面，導(dǎo)致PD-L1蛋白經(jīng)LE囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體降解的量減少，間接抑制了PD-L1的溶酶體降解，更新和補(bǔ)充了細(xì)胞表面失活的PD-L1蛋白，可能是耐藥性產(chǎn)生的原因之一。

（5）結(jié)合圖1中PD-L1蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的兩條途徑，設(shè)計的靶向降解藥物應(yīng)該可以與PD-L1蛋白結(jié)合，靶向運(yùn)送到溶酶體后被降解；還可以抑制CMTM6分子的功能，避免PD-L1運(yùn)輸至細(xì)胞表面導(dǎo)致免疫逃逸。