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1、遗传病的基因治疗 遗传病的基因治疗基因工程综述 基因工程综述 遗传病的基因治疗 标题：遗传病的基因治疗 姓名： 指导老师： 专业年级： 学号： 二零一一年四月二十一日 页15共 页 2 第基因工程综述 . 3 要 摘 . 3 关键词 . 3 正文1.前言 . 错误!未定义书签。 2.主体 . 错误!未定义书签。 A遗传病 . 3 1）定义 . 3 2）遗传病的分类简介 . 3 B基因治疗3 1）定义3 2）基因治疗技术4 C遗传病的基因治疗4 1)基因治疗的方法.4 2）基因治疗的基因载体系统.4 3）基因治疗的策略.4 4）基因治疗的步骤.5 3.感想 . 6 4. . 6 参考文献 页15

2、共 页 3 第基因工程综述 遗传病的基因治疗 一 摘要： 随着科学技术的进步和发展，人们能有效控制传染病，发病率明显下降，而遗传病患病率则相对上升，现已发现的遗传病有6457多种，绝大多数缺乏有效治疗手段。而随着分子生物学及基因工程技术的迅猛发展,基因治疗已经成为治疗人类疾病的重要方法之一,同时也是维护人类健康最有发展前景的手段之一。近年来， DNA重组技术和基因转移技术的建立，在遗传病的基因治疗研究中，取得突破性的进展，已引起人们的极大兴趣。 ： 二关键词遗传病 基因治疗 人类健康 In vivo EX-vivo 前景 DNA 三正文： 1. 前言：遗传病的问题相对于其他随着科技发展发病率日

3、益减少的状况来说，显得异常紧张，与此同时，基因治疗的发展和进步让人们对遗 页15共 页 4 第基因工程综述 传病的基因治疗更加关注。但是，基因治疗仍在进一步的开发与发展中，其安全性和治疗的有效性有待观瞻。 2主体： A.遗传病： 1）定义：遗传病是遗传性疾病的简称，是指生殖细胞、受精卵和体细胞中的染色体或位于其上的基因,线粒体DNA等发生畸变(或突变)所引起的疾病。依遗传物质改变的不同,遗传病主要分为基因病,染色体病,体细胞遗传病三大类。 2）遗传病分类的简介 一基因病： 1.单基因病：单基因病是涉及一对染色体(同源染色体)上单个基因或一对等位基因发生突变所致的疾病。 （1）常染色体显性遗传病

4、:指致病基因位于常染色体上,以显性遗传的方式向后代传递。 （2）常染色体隐性遗传病:指致病基因位于常染色体上,在携带一个隐性致病基因时不表现相应症状,只有获得一对隐性致病基因时才表现疾病。 （3）X连锁隐性遗传病:致病基因位于X染 页15共 页 5 第基因工程综述 色体上,并随着X染色体传递。由于女性有两条X染色体,当携带一个隐性致病基因时,仅为表型正常的致病基因携带者;而男性只有一条X染色体,只要X染色体上有一个隐性致病基因就会发病。 2.线粒体遗传病：线粒体是细胞质内的一个重要器官,其DNA存在于细胞核外,基因突变可导致线粒体遗传病,突变类型为点突变和缺失。 3.多基因病：由两个以上的异常

5、基因,加上环境因素共同作用,超过阈值而发病,称为多基因病。 二染色体病：由于染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病,称为染色体病。 染色体畸变，指遗传物质的缺失、重复或重排而造成的染色体异常。这种畸变发生在性细胞中可遗传后代。染色体畸变包括数目畸变和结构畸变两大类。数目畸变有整倍体,非整倍 体及嵌合体等畸变;结构畸变有缺失、易位、插入、倒位、重复、等臂染色体、环形染色体等畸变。 三体细胞遗传病：体细胞中遗传物质改变所 页15共 页 6 第基因工程综述 致的疾病,称为体细胞遗传病。 B基因治疗： 1)定义：有正常功能的外源基因(DNA或cDNA)引入遗传病患者的细胞里，取代或补足使其恢 复正常功能

6、而达到治疗遗传病的目的。 2）基因治疗的技术： 1.基因转移技术：基因治疗一般采用更换、校正、增补基因等三个基因策略,就目前的治疗水平而言,还做不到更换和校突变基因,可行的策略是通过某种载体,将正常基因移到遗传病患者细胞内使之表达,以达到治疗的目的,此即为基因转移技术。 1）用病毒介导转移的基因 2）直接将功能基因注入体内 2.反基因技术：反基因技术又称三链DNA技术,是指寡聚脱氧核苷酸(ODNs)以双链DNA分子专一序列为靶物,通过与该序列结合形成三链DNA,以阻止基因转录。这是近年来兴起的一种新基因治疗技术,其原理为:通过ODNs在DNA结合蛋白的识别位点处,与靶基因结合形成三链螺旋。该位

7、点专一性地干扰转录作用因子或RNA聚合酶与DNA的结合,从而抑制转录的启动及延长过 页15共 页 7 第基因工程综述 程。此外,三链DNA结构还可以阻碍DNA聚合酶沿模板DNA的移动,从而抑制DNA的复制。由于三链DNA能阻止基因的转录与复制,故名“反基因”。 3.反义RNA技术：反义RNA是指碱基序列正好与有意义的mRNA互补,从而可与mRNA配对结合形成双链,最终抑制mRNA作为模板进行翻译。人工合成与某一病毒基因mRNA的一段序列互补的寡聚脱氧核苷酸链或寡核苷酸链即反义寡核苷酸,结合在病毒的mRNA链上,以阻断翻译病毒蛋白质,抑制病毒基因的过度表达,达到治疗的目的;或在反义RNA的磷酸二

8、酯键中以S原子代替O原子,使其不易被细胞核酶内切酶所降解而增加疗效。不过,反义寡核苷酸要能达到治疗遗传病的 目的,必须与靶mRNA序列形成稳定的双链结构,而且应能穿透细胞膜,并能耐核酸酶的降解或修饰。 C.遗传病的基因治疗 1)基因治疗的方法 基因治疗的技术和方式日趋多样化,但按基因导入的形式可归纳为以下两种方法： 页15共 页 8 第基因工程综述 一是体外基因导入法 该法是在体外细胞培养时用适当的方法将基因导入人体自身或异体细胞，该细胞经培养扩增后再注入人体，其制品形式是外源基因转化的细胞。此法易于操纵且较为有 效，由于受到细胞培养、生长和注入等条件的限制，其制品不利于大规模生产，目前应用于

9、血液、皮肤、肝脏、免疫系统和肿瘤细胞等的治疗。 二是体内基因导入法 该法是将外源基因装配于能在人体细胞表达的载体，直接导入人体。其制品形式是基因工程技术改造的病毒、重组DNA或DNA复(混)合物,其制品可进行较大规模生产。但此法的效果相对较差，不易于将治疗基因准确导入体内靶细胞，目前应用于肝脏、脑和呼吸系统等的基因治疗。 2）基因治疗的基因载体系统 基因治疗都必须通过适当的载体将外源基因转移至特定的细胞内。统计表明，以病毒为载 体的基因治疗方案居多。病毒对细胞的天然感染能力将外源基因导入细胞中，效率明显高于 非病毒载体系统。目前使用的各种病毒型或非病 页15共 页 9 第基因工程综述 毒型基因

10、转移载体均各有其独特的机理和优缺点J。理想的基因转移载体具有以下特点：可注射性、对靶细胞或组织有专属性、外源基因的可控的长期表达性、无免疫源性、对人体无毒性、易于大规模生产和纯化。在基因表达 的可控性方面取得了一定的进展。 3）基因治疗的策略 基因修复：原位修复是最理想的选择，但目前尚无法做到，因为要在人类基因组的某个特异部位上进行重组是一个非常复杂的过程。即使在不太复杂的模式生物中进行基因定位重组也不容易实现。 基因替代：将有功能的正常基因转移到疾病细胞或个体基因组的某个部位上，尽代替缺陷基因发挥作用，即传统的目前主要开展的基因治疗。 基因开放：开放类似功能的基因，以超过或代替异常基因的表达

11、。比如，通过去甲基化使已关闭的下珠蛋白基因重新开放，合成U出F，以代替Hha用于治疗p地中海贫血症。 基因抑制:导人外源基因以抑制原有的基因，目的在于阻断有害基因的表达。如向肿瘤细胞内导人卢3等肿瘤抑制基因以抑制癌基因的异常 页15共 页 10 第基因工程综述 表达。 基因封闭:反义RNA能封闭m丑NA，抑制基因的表达。 免疫基因:将免疫因子(如肿瘤坏死因子、干扰素等)基因导人肿瘤浸润淋巴细胞(TllJ)，用于提高细胞的免疫力，加强nL杀伤肿瘤细胞的能力。 其它方案:诱导肿瘤细胞分化或凋亡，使肿瘤内的血管阻塞等。 4）基因治疗的步骤 基因治疗的步骤包括目的基因的克隆、目的基因的转移、目的基因的

12、表达、靶细胞的选择和安全性问题等。 （1）目的基因转移:基因治疗的关键和基础是基因转移。实施基因转移的途径有两类:一类是In vivo，即活体直接转移，将带有遗传物质的病毒、脂质体或裸露DNA直接注射到试验动物体内;另一类是EX-vivo，称为在体转移，是将试验对象的细胞取出，体外培养导入基因，而后将这些遗传修饰的细胞重新输回试验动物体内。基因转移的方法分为物理法、化学法和生物法三大类。物理法包括裸露DNA直接注射、DNA颗粒轰 页15共 页 11 第基因工程综述 击、电穿孔、显微注射等方法;化学法包括磷酸钙沉淀、脂质体包埋、DE-AE一葡聚糖等化学试剂转移方法，通过改变细胞膜的通透性或增加DNA与细胞的吸附而实施基因转移;生物法主要指病毒介导的基因转移，所用病毒包括反转录病毒、腺病毒、腺病毒相关病毒、单纯疤疹病毒、细小病毒等。 (2)目的基因的表达:为了使目的基因良好表达，需在重组病毒上加上调控因子如启动子和增强子等，使整合人宿主的基因得到有效表达，产生所需的基因产物。 (3)靶细胞的选择:靶细胞的选择根据所治疗的遗传病而定，大体可分为二类，即体细胞和生殖细胞。体细胞基因治疗有在体转移和活体直接转移两种途径，目前开展的基因治疗均用体细胞作为靶细胞。遗 传病中常用于基因治疗的靶细胞有骨髓造血干细胞、皮肤成纤维细胞、成肌细胞和肝细胞等;肿瘤基因治疗中常用