另类拆解2026年湖南卷第21题

 

来源公众号：东雅生物工作室　作者：小乜老师

21.(12分)阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集，损伤神经元。为了探索治疗该病的新方法，研究人员合成了一种嵌合抗原受体(CAR)基因，使其在星形胶质细胞中特异性表达，形成CAR-A细胞，并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。CAR基因和病毒载体的部分结构(含限制酶切割位点)分别如图a、b所示。回答下列问题：

(1)①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________(填“抗原”或“抗体”)特定片段编码序列。
②采用特异性启动子的目的是_________。同时，为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞，应选用的两种限制酶是________。
(2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体，可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞，一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养，检测________的Aβ聚集体含量。
A.24h检测细胞内
B.24h检测细胞外
C.0h和24h检测细胞内
D.0h和24h检测细胞外
(3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_________；该实验结论是_____________。

【参考答案】
(1)①抗体；②保证CAR基因仅在星形胶质细胞中特异性表达，避免其他体细胞异常合成CAR蛋白；KpnⅠ和BamHⅠ
(2)C
(3)不含CAR基因的空病毒载体；CAR-A星形胶质细胞可特异性识别、吞噬并降解小鼠大脑内Aβ聚集体，减少神经元损伤，缓解阿尔茨海默病病理损伤

【文献溯源】

论文题目：Targeting amyloid-β pathology by chimeric antigen receptor astrocyte (CAR-A) therapy

期刊：Science，2026年3月刊，391卷6789期

DOI：10.1126/science.ads3972

核心实验体系：

（1）分子层面：GFAP特异性启动子驱动CAR载体构建，双限制酶定向克隆；CAR胞外抗Aβ抗体识别模块；GFP荧光示踪阳性胶质细胞；

（2）体外细胞实验：CAR-A细胞吞噬、降解Aβ定量检测；

（3）体内动物实验：5xFAD阿尔茨海默模型小鼠，空病毒阴性对照，长期脑组织病理检测。

【逐题深度解析】

 第(1)①小题解析

CAR即嵌合抗原受体，原型来自CAR-T肿瘤治疗技术，本研究将CAR改造用于中枢星形胶质细胞清除Aβ斑块。Aβ是致病靶抗原，CAR胞外段需要特异性结合Aβ，因此载体中胞外识别区必须插入抗Aβ抗体编码序列，原文使用抗Aβ单链抗体scFv片段，命题时简化为“抗体”，规避大学分子专业术语。抗原仅能被特异性抗体识别，若选用抗原片段则无法实现靶向结合，因此答案为抗体。该设问直接考查抗原-抗体特异性识别基础概念，属于教材基础识记点。

第(1)②小题解析
原始文献使用GFAP星形胶质细胞特异性启动子，仅在星形胶质细胞中启动下游CAR基因转录，神经元、小胶质细胞等其他脑细胞不会合成CAR蛋白，避免非特异性表达带来副作用，这是特异性启动子核心功能。

载体构建采用双酶切策略，原文载体图谱显示：CAR基因上游存在KpnⅠ酶切位点，编码区下游存在BamHⅠ位点；病毒载体多克隆位点同步含KpnⅠ、BamHⅠ。选用两种不同限制酶切割，可产生两种不同黏性末端，防止CAR基因自身环化、反向插入载体，同时保证CAR基因完整置于GFP荧光基因上游，依靠GFP荧光标记阳性细胞。若选用XhoⅠ会切断特异性启动子序列，选用HindⅢ会破坏下游GFP示踪基因，均不符合实验需求，因此只能选择KpnⅠ和BamHⅠ。该设问结合载体线性图谱，考查限制酶选择、启动子调控两大核心科学思维考点。

第(2)小题解析
本小题改编自原文体外细胞降解定量实验。实验分为两个阶段：第一阶段用含Aβ培养液孵育CAR-A细胞，细胞摄取Aβ进入胞内；第二阶段更换无Aβ培养液，阻断外界新Aβ进入细胞，仅检测细胞内原有Aβ的降解情况。
0h细胞内Aβ含量代表细胞吞噬的初始总量；24h细胞内Aβ为吞噬后未被降解的剩余量，二者差值就是细胞降解的Aβ总量。
仅检测单一时间点细胞内（A选项）只能看到最终残留量，无法计算降解量；检测细胞外（B、D）只能反映细胞摄取到胞外的总差值，无法区分“只吞噬不降解”和“吞噬并降解”两种情况，不能证明细胞具备降解Aβ的能力，因此选择C。该设问完整还原科研定量鉴定思路，侧重科学探究实验方案设计能力考查。

第(3)小题解析
动物体内治疗实验遵循单一变量原则，实验组注射携带CAR基因重组AAV病毒，对照组仅注射不含CAR片段的空病毒载体，排除病毒外壳、注射操作等无关变量对小鼠大脑Aβ沉积、神经元损伤的干扰。
实验观测两个定量指标：脑组织Aβ聚集体含量下降、神经元损伤标记蛋白表达下调，整合两项实验结果可完整归纳实验结论：CAR-A星形胶质细胞可特异性清除脑内Aβ斑块，减轻神经元损伤，缓解阿尔茨海默病病理损伤。该设问对应原文小鼠长期体内疗效实验，兼顾对照设计规范与实验结论归纳两大能力。

【拓展延伸】

CAR-A技术背后的基因工程核心原理
（1）特异性启动子的调控逻辑
基因表达具有细胞选择性，启动子是RNA聚合酶识别结合的位点，只有对应细胞内存在特异性转录因子，才能结合该启动子启动下游基因转录，因此GFAP启动子仅在星形胶质细胞中发挥作用，实现靶向表达，降低脱靶副作用，这也是基因治疗载体设计关键思路。

（2） 双限制酶定向克隆的必要性
单一种限制酶切割会产生相同黏性末端，目的基因、载体易自身环化，或反向连接；两种限制酶产生不同黏性末端，可精准控制CAR基因正向插入载体，同时保留下游GFP荧光标记基因，方便后续细胞鉴定，是高中基因工程高频考点。

（3）吞噬与降解实验的逻辑区分
“吞噬”仅代表细胞将胞外物质摄入胞内；“降解”指胞内溶酶体分解靶物质。若仅检测细胞外Aβ变化，只能证明细胞具备吞噬能力，无法证明细胞可以分解Aβ；同步检测0h、24h胞内含量，才能定量反映细胞降解效率，是区分两类实验结论关键逻辑。

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