1. 恶性肿瘤是人类健康的重大威胁。目前肿瘤免疫治疗是研究热点。
(1) 免疫系统具有的功能以防止肿瘤发生。
(2) 科研人员尝试了一种新免疫治疗技术。该技术通过肿瘤局部的快速温度变化(冷冻到亚高温不断循环),彻底破坏肿瘤细胞和微血管网。破碎的肿瘤细胞会释放出大量的,有利于免疫系统更好识别肿瘤。实验时采用黑色素瘤模型鼠,对模型鼠进行治疗并跟踪其成活率(图1),结果显示:

   

(3) 为确定其作用机制,研究人员测得两组小鼠体内M细胞和T细胞占比(图2)。

   

注:正常情况下M细胞会分化成多种免疫细胞。肿瘤患者体内M细胞异常,无法正常分化,会抑制T淋巴细胞的活性,促进肿瘤免疫逃逸。

分析实验结果,阐述低温热疗法治疗肿瘤的机制:

(4) 肿瘤易转移复发。肿瘤治疗是否持久,与体内细胞的含量与状态密切相关。为确定低温热疗法能否比常规疗法有效时间更长。请你选择相关信息设计最关键的实验分组。

①健康鼠②黑色素瘤模型鼠③正常饲养无治疗④常规治疗法⑤低温热疗法


实验材料

处理方法

对照组

实验组

治疗后分别在1、3、6个月后检测,检测指标为:

细胞水平:;组织器官水平:

【考点】
免疫系统的结构与功能; 细胞免疫;
【答案】

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实验探究题 困难
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1. 黑色素细胞存在于皮肤表皮的最底层,能够合成并分泌黑色素。白癜风是一种因皮肤缺乏黑色素而出现白斑的疾病。研究发现,在一定条件下,机体中的某些细胞毒性T细胞会进入皮肤并攻击黑色素细胞,引发白癜风。
(1) 细胞毒性T细胞在中成熟。从免疫学的角度分析,白癜风是免疫系统的这一基本功能紊乱引发的自身免疫病。
(2) 白癜风患者体内IFN-γ(一种细胞因子)的含量显著提高。研究人员对野生型小鼠(WT)和IFN-γ受体基因敲除小鼠(KO)分别进行白癜风诱导处理,结果WT出现白癜风症状而KO没有出现。对诱导处理后的小鼠皮肤中细胞毒性T细胞和黑色素细胞进行检测,结果如图1。

结果显示。由此可知,IFN-γ含量的升高会招募细胞毒性T细胞到皮肤并大量杀死黑色素细胞。

(3) 已知成纤维细胞是皮肤中响应IFN-γ信号的主要细胞,为探究成纤维细胞响应IFN-γ信号后产生的物质是否在细胞毒性T细胞的招募中发挥作用,研究人员进行Transwell实验(实验装置如图2所示)。

细胞接种在上室内,在实验组下室内加入培养液。培养一段时间后,计数上室和下室中的细胞数量,计算出细胞迁移率p(迁移细胞数量占细胞总数的比例),结果如图3所示。

(4) 科研人员发现白癜风患者皮肤内的细胞毒性T细胞均聚集在皮损与非皮损区域交界处(即白斑边缘)。请综合相关信息,推测皮肤成纤维细胞在白斑扩大过程中的作用机制是皮肤成纤维细胞接收IFN-γ信号后分泌某种物质,使白斑面积扩大。
实验探究题 普通
3. 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。
(1) 癌细胞具有无限的特点。当体内出现癌细胞时,可通过机体的调节将其清除。
(2) 研究人员进行的系列实验如下:

免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC缓冲液,连续4周;

空白组小鼠:

实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。

细胞

细胞与抗体的结合率%

组别

iPSC

DB7

MEF

免疫组

77

82

8

空白组

10

8

9

①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。

②iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体在细胞内沿运输到达细胞膜,然后以方式分泌出浆细胞。

③表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,而MEF的差异明显,说明

实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的细胞免疫。

(3) 研究人员另取小鼠进行实验,进一步验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。

①②③④处依次为

(4) 依据上述材料请提出iPSC的项用途:
实验探究题 普通