遗传学医用幻灯片.pptVIP

第 11章 基因治疗Gene Therapy 本章内容提示 基因治疗 gene therapy 体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗 基因转移方法 靶细胞特点、靶细胞种类 反义寡核苷酸技术 自杀基因与旁观者效应 基因治疗（Gene therapy?） 基因治疗（Gene therapy?） ：指应用DNA重组技术，将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗的目的。 一、基因治疗策略 策略：直接基因治疗和间接基因治疗 1、直接基因治疗：纠正突变基因 在原位修复缺陷的基因，以达到治疗目的。为较理想的基因治疗策略，由于存在某些问题，目前正在努力之中。（未实现） 途 径: 就基因转移的受体细胞不同， 基因治疗有两种途径： 1、生殖细胞基因治疗 2、体细胞基因治疗 1、生殖细胞基因治疗 将正常基因转移到患者生殖细胞（精细胞，卵细胞，早期胚胎）使其发育成正常个体。为理想的治疗方法，从根本上治疗遗传病，使其有害基因不能在人群中散播。 但还存在某些问题： 1）靶细胞的遗传修饰至今尚无实质性进展； 2）基因转移效率不高，只能用显微注射方法； 3）只适用于排卵周期短而次数多的动物，很难适用于人类。 （但目前辅助生殖技术的发展较为有效的解决了获取卵细胞的办法。一次可获取少者3-5个，多者十几个。） 2．体细胞基因治疗somatic cell gene therapy 将正常基因转移到体细胞，使之表达基因产物，以达到治疗的目的。但有害基因能遗传给后代。 措 施： （1）正常基因转移至体外培养的体细胞，有效 表达后，再回输到体内。 （2）正常基因导入靶细胞，定位整合到染色体 上，准确的替换异常基因，是理想的措施。 （3）随机整合，非特定座位，只要有效的表达 即可达到治疗的目的。 （4）体细胞基因治疗理论上不必矫正所有的体 细胞。 存在的问题 对特定座位基因转移，目前还存在较大困难； 随机插入可能引起后代的基因突变。 二 、基因治疗的方法 基因治疗的关键性步骤---- 目的基因的获得与转移 基因治疗首先获得目的基因通常从基因组中分离 基因克隆 ↓ 定 位 ↓ 表 达 ↓ 评价表达情况 二）外源基因的转移 通过不同方法，将目的基因转移至受体细胞。 1）物理方法 （1）电穿孔法（electroporotion）将细胞置于高压脉冲电场中，通过电压使细胞产生可逆性的穿孔。周围基质中的DNA可渗进细胞，进而表达。 瞬间 细胞 细胞膜核膜通透性增加 高压脉冲 DNA渗入细胞 （2）显微注射法（microinjection ） 利用显微操作把目的基因直接注入靶细胞或细胞核 例：转基因动物的制备 重组基因 DNA 微注射 （体外） 小鼠受精卵 回植 假妊娠 仔 鼠 动物模型：转基因鼠 每个鼠细胞中都含有外源基因，按孟德尔方式遗传 （3）微粒子轰击法 利用亚微粒的钨和金能吸附DNA，并将其包裹起来形成微粒，通过物理途径获得高速度，微粒瞬间既可进入靶细胞，达到转移目的基因的目的，而不损伤靶细胞。 该方法可使目的基因在皮肤、肝、胰、胃及乳腺等细胞中表达。 2）化学法 磷酸钙沉淀法： 目的基因与磷酸钙等物质混合，形成沉淀的DNA 微细颗粒，易通过细胞膜进入细胞内，并整合到受 体细胞基因组中，在适当条件下得以表达。 3）脂质体法（liposome） 应用人工制备的类似细胞膜的膜性结构——脂质体，包装外源基因，再与靶细胞融合，外源DNA导入靶细胞，使其表达。 DNA 细胞融合 转化细胞 PEG 仙苔病毒 4）同源重组法 同源重组（homologus recombination）:外源基因和染色体上的基因在同源序列间发生重组而插入染色体。 是将外源基因定位导入细胞的染色体上。 单交换 双交换 通过同源重组定点插入珠蛋白基因 5）病毒介导基因内转移（Viral mediated transfer） 是通过病毒为载体（vector），将外源基因通过重组技术与病毒重组，然后去感染受体细胞 逆转录病毒 RNA 常用的病毒载体 DNA病毒 1 逆转录病毒（retrovirus） 目前应用最多、最成功. 病毒感染细胞后，其基因组RNA 经逆转录产生双链DNA拷贝，插入宿主染色体形成前病毒（provirus），前病毒转录产生的正链既是病毒RNA，再与前病毒编码的外壳蛋白包装成新的病毒颗粒。 例如：小鼠白血病病毒（Mo-MLV）基因组结构： LTR LTR ψ gag pol env U3 R U5 U3 R U5 U3 增强子，R 启动子，U5 转录起始位点。 Ψ 病毒包装信号， gag 核心抗原， pol 逆转录酶，