2022届高三生物二轮复习课件：微专题——抗癌药物的研发(共19张PPT)

(共19张PPT)
抗癌药物研发背景的现代生物技术
细胞的癌变是基因突变的结果，细胞癌变发生的主要原因就是基因突变。
正常结肠上皮细胞
抑癌基因Ⅰ突变
原癌基因突变
抑癌基因Ⅱ突变
抑癌基因Ⅲ突变
癌
癌细胞转移
结肠癌发生的原因
关于癌细胞
关于癌细胞
正常细胞
癌细胞
癌细胞的代谢特点、结构特征决定了癌细胞不凋亡，且浸润正常组织使正常细胞死亡，从而导致个体死亡。
请从癌细胞代谢特点、结构特征分析癌症引起死亡的原因？
基于癌症引起死亡的原因，请说出治疗癌症的基本思路。
治疗癌症的思路
治疗癌症的基本思路是抑制癌细胞增殖的同时要减少正常细胞的损伤。
长春花是原产于非洲东海岸的野生花卉，其所含的长春碱等生碱具有良好的抗肿瘤作用。早在上世纪八十年代，科研人员就已开始研究长春碱的提取、以及对癌细胞生长的影响，直到本世纪仍没有停止研究的脚步。
长春碱抑癌效果的研究
科研人员为了研究长春碱对癌细胞生长的影响，做了如下实验。实验步骤∶
①对 SMMC-7721肝癌细胞悬液进行计数，计算细胞密度;
②按每孔4500个癌细胞量接种于96孔平底培养板中，置于5 % CO2、37 ℃恒温培养箱中培养24h；
③分别加入用正丁醇提取的不同浓度的长春碱提取液和等量的？（每组做3个平行），置于5% CO2、37℃恒温培养箱中继续培养72 h。
④用分光光度计测定各孔的吸光度A（癌细胞越多 A值越大），按照生长抑制率（%）=（1 -用药组平均A值/对照组平均 A值）×100%进行计算，得到图1所示结果。
分析回答∶
科研人员为了研究长春碱对癌细胞生长的影响，做了如下实验。实验步骤∶
①对 SMMC-7721肝癌细胞悬液进行计数，计算细胞密度;
②按每孔4500个癌细胞量接种于96孔平底培养板中，置于5 % CO2、37 ℃恒温培养箱中培养24h；
③分别加入用正丁醇提取的不同浓度的长春碱提取液和等量的？（每组做3个平行），置于5% CO2、37℃恒温培养箱中继续培养72 h。
④用分光光度计测定各孔的吸光度A（癌细胞越多 A值越大），按照生长抑制率（%）=（1 -用药组平均A值/对照组平均 A值）×100%进行计算，得到图1所示结果。
分析回答：
（1）步骤①中应用________（计数工具）对癌细胞悬液的细胞进行计数。
（2）步骤②中培养箱中 5 % CO2的作用是____________，为了癌细胞良好生长，培养液中应加入________（天然物质）。
（3）步骤③“ ”加入的试剂是______，此步骤中每组做3个平行的目的是____________________________。
血球计数板
维持培养液的pH
动物血清
正丁醇
减少实验误差，避免实验的偶然性
（4）分析图1曲线，能得出的结论是________________________________。
随着浓度增大，长春碱对癌细胞的抑制作用增强
（5）科研人员分别提取不同浓度长春碱处理的3 组细胞，测量细胞中凋亡基因（Bax、Bcl-2）表达蛋白质的相对含量，并计算比值，结果如图2。分析可知，长春碱能通过______________________，加速癌细胞的凋亡。
促进 Bax 蛋白的表达
长春碱扩大生产的机理及效果
长春碱具有良好的抑癌效果，但产量低，价格贵。1994年前科研人员已突破仅能从长春花植株内提取长春碱的局限，开始从长春花愈伤组织中提取长春碱，为了进一步提高长春碱产量，1994年之后科研人员开始培育长春花冠瘿组织并从中提取长春碱。
为了缓解长春碱供不应求的状况，上世纪九十年代，科研人员通过遗传改造获得长春花的冠瘿组织，并与长春花愈伤组织的生长、产长春碱性能进行比较。其基本操作过程如图3，其中农杆菌C58Ti质粒的部分结构如图4 所示。
分析回答∶
（1）图3中过程①使用的培养基是 ____（物理性质）培养基，此培养基中应加入____和____激素，配制的培养基需用____（工具）进行灭菌。
（2）图3中过程②整合到愈伤组织细胞染色体DNA上的是______，图4中结构P、T是 tms基因和 tmr 基因成功转录的保证，则结构P是_________。
（3）图5是科研人员比较冠瘿组织和愈伤组织生长、产长春碱性能的结果。请根据图4、图5进行分析：与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度____，其可能原因是____；与愈伤组织相比，冠瘿组织合成长春碱的能力______，利用冠瘿组织来提取长春碱，在冠瘿组织培养__天左右的时候提取较好。
（3）快 tms 和 tmr 基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素促进冠瘿组织的生长 强 35
长春碱的靶向运载治疗
长春碱杀死癌细胞的同时对正常细胞也有毒性作用，有什么好方法可降低长春碱对正常细胞的毒性作用呢
用单克隆抗体运载长春碱进行治疗。
研究发现单克隆抗体运载抗癌药物时，需要对药物进行化学修饰，才能将药物连到抗体上，而修饰后的药物药效降低。那如何解决这个问题呢？
本世纪初快速发展起的双特异性抗体很好地解决了这个问题。
体外将长春碱与单克隆抗体连接会影响长春碱的分子结构而降低药效，本世纪初研发的双特异性单克降抗体可提高抗体运载药物的药效，双特异性抗体是指可同时与癌细胞和药物结合的特异性抗体。图6是科研人员通过杂交-杂交瘤技术（免疫的B淋巴细胞和杂交瘤细胞杂交技术）生产能同时识别癌胚抗原和长春碱的双特异性单克隆抗体的部分过程。
生产双制异单克隆抗体的实验过程
飞哥的生物教学
（1）请根据所学知识，用箭号和文字在图中方框内补全该双特异性单克降抗体的生产过程。（2）过程①、④都是免疫小鼠，其目的分别是_____、_____。
（3）过程②诱导融合的方法有___。
使小鼠产生能分泌识别癌胚抗原抗体的浆细胞 使小鼠产生能分泌识别长春碱抗体的浆细胞
聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
生产双制异单克隆抗体的实验过程
④→B淋巴细胞→诱导与单克隆杂交瘤细胞融合→在选择培养基上筛选出杂交-杂交瘤细胞→克隆化培养、抗体筛选出单克隆的杂交-杂交瘤细胞
飞哥的生物教学
（4）过程③应利_____培养基培养、筛选杂交瘤细胞
（5）除了图6方法外，还有哪些方法可生产出双特异性单克降抗体，请你说出基本思_______。
HAT
利用基因工程或蛋白质工程等现代生物技术，答案合理即可。
生产双制异单克隆抗体的实验过程
最新研究进展简介
研制出了双特殊异性抗体是否就代表攻克了癌症呢？为什么？
不是。其原因有多种，其中一个主要原因是单克隆抗体在体内循环会被RES （内皮网状系统）迅速清除。所以科家仍在不断的探寻治疗癌症的新方法。
治疗血液系统恶性肿瘤的免疫治疗种类范围从基于细胞的治疗扩展到基于抗体的治疗。基于细胞治疗的早期尝试集中在靶向肿瘤相关抗原（TAA）的细胞毒性T细胞（CTL）的过继转移。随后产生了嵌合抗原抗体（CAR）T细胞的应用，它是一种靶向作用于表达在肿瘤细胞表面的TAA的细胞治疗，通常是针对B细胞恶性肿瘤的CD19。
基于抗体的治疗包括多种免疫检查点抑制剂为基础的治疗，它们或是阻碍源自肿瘤细胞的无反应信号，或是直接增强T细胞活化。
双特异性T细胞衔接器（BiTE）可直接利用T细胞靶向TAA。 CAR-T细胞改造工程 CAR-T细胞是经基因工程改造的以表达特异性抗体结合位点的自体T淋巴细胞，从而指引自体多克隆T细胞结合到特定的TAA。CAR由单链抗体（scFv）融合到活化的T细胞受体（TCR）的内部信号传导区域（通常是TCRζ链）组成。
CAR的优点很明显，因为多克隆CAR-T细胞识别抗原不受MHC限制，识别CD19是CAR-T目前最成功的成果。
CAR-T细胞通过共刺激领域的混合可进一步改进结构以增加效率和作用持久性。
第一代CAR-T细胞的临床研究源自治疗B细胞恶性肿瘤（通过靶向CD20或CD19抗原）显示出的该方法的可行性；然而这些加工过的细胞缺乏显著的抗肿瘤活性，可能是因为CAR-T细胞的持久性不足。
二代和第三代CAR设计采用一个或两个共同刺激信号域。临床研究显示第二代CAR提高了体内转染T细胞的作用范围和持久性。
第三代CAR包含两个共刺激结构域，由一个CD28或4-1BB域和一个其他分子，如OX40、CD28和4-1BB组成。
第四代“装甲” CAR-T细胞额外表达细胞因子或共刺激配体，其目的是增强CAR-T细胞的扩增和寿命。
前景展望，越来越多的采用CAR-T治疗的病例提示了一下几点：
第一，二代CAR-T细胞比一代更有效；
第二， CAR-T细胞回输之前的淋巴细胞删除对成功治疗是必要的；
第三， CRS更常见于高肿瘤负担的患者，但可以通过托珠单抗以及类固醇进行治疗。 CAR-T细胞治疗是一种有前途的方法，特别是对无法移植的患者。