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生物学@@872776/本科@@872777/免疫学@@848497/基础主题@@848498/先天性免疫应答@@848528/C型凝集素受体@@848543/Appendices.json

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+{"hands_on_practices": [{"introduction": "C型凝集素受体（CLRs）功能的基础在于其精确识别病原体表面特定碳水化合物“分子模式”的能力。这个练习将挑战你像一名免疫学家一样思考，运用关于特定受体与其配体结合的知识，来预测宿主巨噬细胞将如何识别一种具有独特细胞壁成分的假想细菌。通过这个实践，你将巩固对模式识别受体“锁与钥匙”般特异性的理解，这是先天免疫系统区分敌我的核心原则。", "problem": "一组海洋生物学家正在研究一种从深海热液喷口分离出的新型细菌，命名为*Marinus glucanophilus*。他们研究的一个关键重点是了解宿主先天免疫系统如何识别这种先前未被表征的微生物。通过生物化学分析，他们确定该细菌的细胞壁异常富含由(1,3)-$\\beta$-葡聚糖键组成的多糖。随后使用气相色谱-质谱法进行的更详细分析证实，该细菌表面的糖蛋白和糖脂上明显缺乏末端甘露糖残基。\n\n假设这些是细菌表面的主要特征，巨噬细胞表面表达的下列哪种C型凝集素受体 (CLR) 将主要负责对*Marinus glucanophilus*的初始识别？\n\nA. 甘露糖受体 (CD206)\n\nB. Dectin-1 (CLEC7A)\n\nC. DC-SIGN (CD209)\n\nD. Toll样受体4 (TLR4)\n\nE. Mincle (CLEC4E)", "solution": "识别题干描述的主要表面PAMPs：该细菌表现出丰富的含(1,3)-$\\beta$-葡聚糖键的多糖，并且其表面糖缀合物上缺乏末端甘露糖残基。巨噬细胞C型凝集素受体的模式识别依赖于特定的碳水化合物配体。\n\n根据已知的配体特异性评估每个选项：\n- 甘露糖受体 (CD206) 主要识别聚糖上的末端甘露糖、岩藻糖和N-乙酰葡糖胺残基。明确指出缺乏末端甘露糖，这表明CD206不是主要受体。\n- Dectin-1 (CLEC7A) 是一种对$\\beta$-葡聚糖具有高特异性的CLR，特别是对常见于真菌细胞壁的$\\beta$-1,3-连接的葡聚糖。它在结合$\\beta$-葡聚糖后通过Syk和CARD9通路发出信号，并在巨噬细胞上表达，使其成为此类配体的典型受体。\n- DC-SIGN (CD209) 识别高甘露糖和岩藻糖基化的结构；缺乏末端甘露糖不利于其参与结合。\n- Toll样受体4 (TLR4) 不是CLR，它识别来自革兰氏阴性菌的脂多糖；与题中所述的碳水化合物特异性不符。\n- Mincle (CLEC4E) 识别某些糖脂（例如，海藻糖二霉菌酸酯）和来自受损细胞的SAP130；它不是$\\beta$-葡聚糖的主要受体。\n\n鉴于(1,3)-$\\beta$-葡聚糖占主导地位且缺乏末端甘露糖，最直接负责初始识别的巨噬细胞CLR是Dectin-1 (CLEC7A)。", "answer": "$$\\boxed{B}$$", "id": "2220354"}, {"introduction": "识别只是免疫反应的第一步，接踵而至的是如何行动。这个思想实验探讨了受体功能的模块化特性，通过一个假设的基因工程场景，将受体的外部结合功能与其内部效应功能（如吞噬作用）分离开来。这个练习有助于你理解，一个受体并非一个单一功能的整体，而是由具有不同分工的结构域组成的精密分子机器，其结构决定了其在免疫应答中的完整作用。", "problem": "C型凝集素受体 (CLR) 是一类模式识别受体 (PRR)，对于先天免疫系统识别真菌和细菌病原体的能力至关重要。甘露糖受体 (CD206) 就是这样一种CLR，它在巨噬细胞表面高度表达。在结构上，甘露糖受体拥有外部的碳水化合物识别域，能特异性结合微生物表面常见的甘露糖和岩藻糖残基，以及一个连接细胞内部机制所必需的胞内胞质尾。\n\n考虑一个假设情景，其中一个巨噬细胞系被基因工程改造。该改造导致表达一种突变的甘露糖受体，该受体能正确折叠并运输到细胞表面。然而，该突变完全删除了受体的胞内胞质尾，同时使其所有的外部碳水化合物识别域保持完整且功能正常。\n\n如果这个经过改造的巨噬细胞遇到一个表面富含含甘露糖的糖蛋白的细菌，以下哪个结果最准确地描述了巨噬细胞初始反应的变化，特别是关于甘露糖受体功能的变化？\n\nA. 巨噬细胞将完全无法识别或结合该细菌，导致没有免疫反应。\n\nB. 巨噬细胞将通过甘露糖受体与细菌结合，但无法通过该受体启动对细菌的吞噬作用。\n\nC. 巨噬细胞将以正常效率结合并吞噬细菌，但将无法在形成的吞噬溶酶体中摧毁细菌。\n\nD. 由于缺少来自胞质尾的抑制信号，巨噬细胞将比正常情况下更有效地结合并吞噬细菌。\n\nE. 巨噬细胞不会结合该细菌，但仍会被触发释放高浓度的促炎性细胞因子。", "solution": "我们首先确定甘露糖受体 (CD206) 的相关结构-功能关系。它包含介导与微生物表面甘露糖和岩藻糖残基特异性结合的外部碳水化合物识别域 (CRD)，以及一个编码内吞/吞噬作用所需基序的胞质尾，例如招募衔接蛋白并连接到网格蛋白介导的内化和肌动蛋白依赖的吞噬机制的基于酪氨酸和双亮氨酸的基序。\n\n鉴于经过改造的巨噬细胞表达的突变受体能够正确折叠并运输到细胞表面，且所有外部CRD均完好无损，因此其配体识别和与富含甘露糖的细菌表面的结合能力将保持不变。因此，完全丧失结合能力（选项A）与完整的胞外域和正确的表面表达不符。\n\n胞质尾的删除消除了该受体将配体结合与通过该受体进行内化和吞噬作用所需的胞内过程偶联的能力，因为胞内基序对于招募内吞衔接蛋白和组织细胞骨架重排是必需的。因此，该受体可以结合，但无法通过其自身的途径启动吞噬作用。这直接支持选项B。\n\n选项C不正确，因为缺陷发生在吞噬溶酶体杀伤的上游；没有胞质尾，受体介导的内化步骤会失败，因此吞噬溶酶体中杀伤能力受损并非此特定突变的主要后果。选项D不正确，因为甘露糖受体的胞质尾主要不是抑制性的；它是内化所必需的。选项E不正确，因为甘露糖受体不像某些含ITAM的CLR（例如Dectin-1）那样是强烈的促炎性信号受体，删除其尾部不会增强细胞因子的释放；此外，结合能力保持完整而非丧失。\n\n因此，最准确的描述是，巨噬细胞将通过甘露糖受体进行结合，但无法通过该受体启动吞噬作用。", "answer": "$$\\boxed{B}$$", "id": "2220306"}, {"introduction": "免疫系统与病原体处于一场持续的进化军备竞赛中。这个场景模拟了一种常见的病原体免疫逃逸策略：通过物理屏障隐藏关键的识别位点。这个练习强调了免疫识别是一个动态的相互作用过程，并引出了病原体如何变得“隐形”这一重要的临床概念。它巧妙地呼应了第一个问题，揭示了当 $\\beta$-葡聚糖配体被隐藏时，之前建立的识别机制将如何失效。", "problem": "先天免疫细胞，例如巨噬细胞，利用多种模式识别受体（PRRs）来检测被称为病原体相关分子模式（PAMPs）的保守微生物结构。\n\nPRRs的一个重要家族是C型凝集素受体（CLR）家族，它主要识别病原体表面的碳水化合物结构。\n\n考虑一种病原真菌，其细胞壁富含一种名为$\\beta$-葡聚糖的多糖。宿主巨噬细胞通过其表面的特定CLR高效地识别这种$\\beta$-葡聚糖，这种相互作用是吞噬（phagocytosis）真菌和启动抗真菌炎症反应的主要触发因素。\n\n假设出现了一种该真菌的新变体，它在外部形成了一层厚的、生物化学上惰性的多糖荚膜。这个荚膜完全覆盖了下方的细胞壁，物理上将$\\beta$-葡聚糖层与细胞外环境隔离开来。\n\n关于真菌与其巨噬细胞的初始相互作用，真菌获得此荚膜所导致的最直接和最立即的后果是下列哪一项？\n\nA. 真菌将无法从宿主环境中吸收营养，导致其迅速死亡。\n\nB. 巨噬细胞将开始产生大量特异性靶向新真菌荚膜的抗体。\n\nC. 由$\\beta$-葡聚糖特异性CLR启动的巨噬细胞介导的吞噬作用效率将显著降低。\n\nD. 真菌将触发更强的炎症反应，因为新型荚膜多糖被Toll样受体（TLRs）识别。\n\nE. 辅助T细胞将被立即激活以释放能酶解新形成的荚膜的细胞因子。", "solution": "先天免疫识别依赖于模式识别受体（PRRs）与保守的病原体相关分子模式（PAMPs）的结合。巨噬细胞上的C型凝集素受体（CLRs）识别碳水化合物结构，并在与配体结合后，触发吞噬作用和促炎信号传导。在真菌免疫中，一个关键例子是CLR Dectin-1，它结合真菌细胞壁中暴露的$\\beta$-葡聚糖；这种结合通过Syk依赖性途径直接启动吞噬作用和细胞内信号传导。\n\n如果一种真菌获得了一层厚的、生物化学上惰性的多糖荚膜，物理上遮蔽了下方的$\\beta$-葡聚糖，那么最直接的影响是$\\beta$-葡聚糖配体不再能被巨噬细胞上的$\\beta$-葡聚糖特异性CLR接触到。直接后果是受体结合减少，CLR信号传导减弱，从而导致通过该途径启动的吞噬作用效率显著降低。\n\n评估选项：\n- A是错误的，因为获得荚膜并不直接阻止真菌吸收营养，并且与巨噬细胞的初始相互作用无关。\n- B是错误的，因为巨噬细胞不产生抗体；B细胞才产生抗体，并且这种适应性免疫反应不是立即发生的。\n- C是正确的，因为遮蔽$\\beta$-葡聚糖会减少其与$\\beta$-葡聚糖特异性CLR的结合，并降低由该受体启动的巨噬细胞吞噬作用。\n- D是错误的，因为惰性的荚膜多糖通常逃避而非增强TLR的识别；它们通常不是强的TLR配体，因此不太可能立即引发更强的炎症反应。\n- E是错误的，因为辅助T细胞的激活需要抗原处理和呈递，并非立即发生；此外，细胞因子不能酶解荚膜。\n\n因此，最直接和最立即的后果是由$\\beta$-葡聚糖特异性CLR启动的巨噬细胞介导的吞噬作用显著减少。", "answer": "$$\\boxed{C}$$", "id": "2220335"}]}