Question

肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白与T细胞表面的PD-1结合，抑制T细胞的活化和增殖，使得肿瘤细胞开启免疫逃逸。肿瘤细胞PD-L1抗体可以阻断肿瘤细胞和T细胞的结合，重新激活患者自身的免疫细胞来杀伤肿瘤。起初具有良好治疗效果的患者，随着该抗体的长期使用也可能会产生耐药性，科学家对此开展了一系列的研究。

（1）据图1分析，肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白与细胞内的HIP1R蛋白结合，借助__________分子的帮助，又回到细胞表面，实现了免疫逃逸。

（2）为了探究HIP1R蛋白对 PD-L1蛋白的作用，研究人员用HIP1R的反义基因片段（si-HIP1R）处理结肠癌细胞，对照试剂是__________，其它条件相同且适宜。检测PD-L1蛋白和HIP1R蛋白的含量，结果如图2所示。据图分析，HIP1R对PD-L1具有__________作用。

（3）HIP1R蛋白能与PD-L1蛋白结合，其羧基端存在一段溶酶体定位序列。研究人员分别用一定浓度的溶酶体抑制剂NH₄Cl处理细胞，结果如图3所示，推测HIP1R蛋白对PD-L1蛋白的作用原理是__________。

（4）PD-L1蛋白还存在于细胞内的囊泡上，肿瘤细胞内的CMTM6分子可以间接抑制PD-L1的溶酶体降解，对细胞表面失活的PD-L1蛋白进行________，这可能是患者产生耐药性的原因之一。

（5）综合上述研究结果，请你设计一种靶向降解PD-L1的药物，阐述其原理__________。

Answer

CMTM6 非反义基因片段 负调控（抑制） HIPIR与PD-L1结合后，靶向运送到溶酶体后被降解 更新和补充 靶向药物可以与PD-L1蛋白结合，靶向运送到溶酶体后被降解；药物可以抑制CMTM6分子的功能

【解析】

分析图1：PD-1是T细胞表面的特异性受体，可以与肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白结合，抑制T细胞的活化和增殖，从而逃避免疫系统的攻击。在肿瘤细胞中，细胞表面的PD-L1蛋白与细胞内的HIP1R蛋白结合，通过囊泡EE转运，有2个去向：一个是借助CMTM6分子，经囊泡RE转运至细胞表面实现免疫逃逸；另一个途径是经囊泡LE转运至溶酶体降解。

分析图2：对照组有HIP1R的非反义基因片段，在肿瘤细胞中可以控制HIP1R蛋白的合成，实验组是HIP1R的反义基因片段，不能控制HIP1R蛋白的合成，结果对照组PD-L1蛋白的含量低于实验组。

分析图3：不用NH4Cl处理肿瘤细胞，有HIP1R蛋白的组中细胞中PD-L1蛋白含量低于无HIP1R蛋白的组；用一定浓度的溶酶体抑制剂NH4Cl处理肿瘤细胞，有HIP1R蛋白的组细胞中PD-L1蛋白的含量高于无HIP1R蛋白的组；HIP1R蛋白存在时，用一定浓度的溶酶体抑制剂NH4Cl处理肿瘤细胞比不处理相比，细胞中PD-L1蛋白的含量高。

图2、图3中的GAPDH是糖酵解途径中的一个关键酶，抑制GAPDH的活性会使细胞代谢减弱，从而抑制肿瘤细胞的增殖。

（1）据图1分析，肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白与细胞内的HIP1R蛋白结合，经囊泡EE转运，在CMTM6分子的帮助下，由囊泡RE转运至细胞表面，与T细胞表面PD-1结合，抑制T细胞的活化和增殖，实现免疫逃逸。

（2）该实验的自变量是有无控制HIP1R蛋白合成的基因，实验组用HIP1R的反义基因片段，不能控制HIP1R蛋白的合成，对照组用HIP1R的非反义基因片段，能控制HIP1R蛋白的合成，图2结果显示，对照组PD-L1蛋白含量低于实验组，说明HIP1R蛋白抑制PD-L1蛋白的合成。

（3）图1显示，HIP1R蛋白与PD-L1蛋白结合后，经囊泡LE转运至溶酶体中被降解。用一定浓度的溶酶体抑制剂NH4Cl处理细胞，图3结果显示，HIP1R蛋白存在时，用一定浓度的溶酶体抑制剂NH4Cl处理肿瘤细胞，比不处理相比，细胞中PD-L1蛋白的含量高，推测HIP1R蛋白与PD-L1蛋白结合后，靶向运输至溶酶体，与溶酶体羧基端定位序列结合，在有关酶的作用下被降解。

（4）图1显示，PD-L1蛋白借助肿瘤细胞内的CMTM6分子经囊泡RE转运至细胞表面，导致PD-L1蛋白经LE囊泡转运至溶酶体降解的量减少，间接抑制了PD-L1的溶酶体降解，更新和补充了细胞表面失活的PD-L1蛋白，可能是耐药性产生的原因之一。

（5）结合图1中PD-L1蛋白转运的两条途径，设计的靶向降解药物应该可以与PD-L1蛋白结合，靶向运送到溶酶体后被降解；还可以抑制CMTM6分子的功能，避免PD-L1运输至细胞表面导致免疫逃逸。