1.口服腫瘤疫苗可以借由腸道豐富的免疫環(huán)境來刺激強烈的抗腫瘤免疫反應,從而達到良好的免疫效果。研究人員對大腸桿菌(腸道中最豐富的共生菌)進行基因工程改造獲得工程菌。該工程菌可作為口服腫瘤疫苗激活機體特異性免疫,實現(xiàn)腫瘤的預防和治療。具體研究如下:
(1)疫苗載體構建及工程菌的制備
部分腸道細菌能夠分泌外膜囊泡(OMV),OMV能穿越腸道上皮屏障,活化腸黏膜內(nèi)豐富的免疫細胞。研究人員利用如圖1所示元件構建表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌來制備工程菌:
(注:ClyA:OMV表面特異蛋白的基因;Ag:腫瘤細胞表面特異性抗原基因;mFc:小鼠Fc基因)
①選擇大腸桿菌來制備工程菌的原因有
(答出兩點即可)。
②圖1中,ClyA基因的作用是
;mFc基因的表達產(chǎn)物能夠與樹突狀細胞(DCs)表面的特異性受體結合,從而提高DCs
OMV的能力。
(2)免疫效果調(diào)節(jié)及評估
為避免長期抗原刺激引起的免疫耐受,研究人員引入阿拉伯糖誘導型啟動子來控制ClyA-Ag-mFc融合蛋白基因的表達,即只有在阿拉伯糖存在的情況下,才會誘導表達融合蛋白。為進一步證實按上述流程操作制備的工程菌在人為可控條件下引發(fā)特異性免疫反應的效果,研究人員用健康的小鼠進行如下實驗:
組別 |
載體構建具體操作 |
第0、4、8天口服阿拉伯糖 |
結果檢測 |
A組 |
空載體 |
+ |
第12天,每組隨機取5只小鼠的等量的脾臟細胞與肺轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細胞共培養(yǎng),檢測黑色素瘤細胞存活率,結果如圖2。 |
B組 |
ClyA-mFc |
+ |
c組 |
ClyA-OVA |
+ |
D組 |
ClyA-OVA-mFc |
(a) |
E組 |
(b) |
(c) |
(注:“+”代表口服、“-”代表不口服;OVA:肺轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細胞表面特異性抗原基因)
①D、E組的操作和口服情況分別是a:
;b:
;c
。圖2結果說明工程菌在人為可控條件下引發(fā)了特異性免疫反應,理由是
。
②研究人員在上述實驗基礎上,增加了實驗小組口服阿拉伯糖的頻率和天數(shù),其目的是研究
。
(3)該工程菌的開發(fā)為不同腫瘤的精準治療提供了可能。參考本實驗,利用圖3設計針對治療皮下結腸腫瘤的工程菌表達載體元件
。