Question

【題目】脊椎動物的巨噬細胞可將病原體抗原片段通過組織相容性復合物（MHC）展示在細胞的外表面（如下圖所示），進而刺激天然T細胞的表面受體（TCR）。天然T細胞很難被腫瘤表面抗原所激活，但一旦激活便能高效殺滅腫瘤細胞。另一方面，抗體能高效識別腫瘤表面抗原，但卻不能有效殺滅腫瘤細胞。通過下圖所示的基因工程方案構建T細胞嵌合型抗原受體（ CAR）可以解決上述問題。

（1） 臨床上采用患者免疫細胞的基因并借助基因工程技術構建T細胞嵌合型抗原受體（ CAR）。據圖分析該技術所使用的目的基因是____________________________。圖中的步驟②是基因工程的核心步驟，完成這一步驟需要的工具酶是_______________________。

（2）體外培養CAR-T細胞時，培養基中除水、糖、氨基酸、無機鹽、微量元素、促生長因子外，通常還需要加入__________和抗生素；傳代培養時，貼滿瓶壁的細胞需要用_______處理后分瓶繼續培養。

（3）據圖分析，CAR-T 細胞殺滅腫瘤細胞的過程屬于_________免疫。

（4）天然 T 細胞與 CAR-T 細胞在結構和功能上都有差異。從結構角度看，天然T細胞的細胞膜上識別抗原的是 TCR，而CAR-T 細胞識別抗原的是________；從功能角度看，天然T 細胞能殺死腫瘤細胞卻不能高效識別腫瘤抗原，而CAR-T 細胞則____________。

Answer 1

【答案】TCR跨膜區基因和抗體基因 限制酶和DNA連接酶 動物血清 胰蛋白酶（或膠原蛋白酶） 細胞（或特異性） CAR（嵌合型抗原受體） 既能高效識別腫瘤抗原也能高效殺滅腫瘤細胞

【解析】

1、基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成；（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣；將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法；（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、取動物組織塊——剪碎組織——用胰蛋白酶處理分散成單個細胞——制成細胞懸液——轉入培養液中（原代培養）——放入二氧化碳培養箱培養——貼滿瓶壁的細胞用酶分散為單個細胞制成細胞懸液——轉入培養液（傳代培養）——二氧化碳培養箱。

（1）通過圖示中的①可知，該基因工程所使用的目的基因是TCR跨膜區基因和抗體基因。圖中步驟②是基因表達載體的構建，完成這一步驟需要用限制酶切開質粒，再用DNA連接酶把目的基因和質粒連接形成重組DNA分子，因此用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶。

（2）CAR-T細胞為動物細胞，體外培養動物細胞時，培養基中除水、糖、氨基酸、無機鹽、微量元素、促生長因子外，通常還需要加入動物血清、抗生素，動物血清可以提供一個類似生物體內的環境，抗生素可以抑制雜菌的生長。細胞外含有多種胞外蛋白，如膠原蛋白，使細胞間或細胞與培養瓶內壁粘連起來，用胰蛋白酶處理這些蛋白質后就可以使它們分開。

（3）體液免疫主要靠B細胞起作用，細胞免疫主要靠T細胞起作用。CAR-T細胞為轉基因T細胞，通過與腫瘤細胞（靶細胞）表面抗原密切接觸，從而殺滅腫瘤細胞，因此屬于細胞免疫。

（4）從結構角度看，二者細胞膜上識別抗原的受體不同，天然T細胞的細胞膜上識別抗原的是TCR，而CAR-T細胞識別抗原的是CAR。從功能角度看，天然T細胞能殺死腫瘤細胞卻不能高效識別腫瘤抗原，而CAR-T細胞是轉基因細胞，既能高效識別腫瘤抗原也能高效殺滅腫瘤細胞。