--医学PPT课件基因治疗的原理与研究进展

转录的引物结(3合)e位nv点基。因，编码病毒外壳或包膜糖蛋 白(包括外膜糖蛋白和穿膜蛋白)。
2020/6/9
21
逆转录病毒介导的基因转移系统
——由两部分组成：
(1) 逆转录病毒载体
(2) 辅助细胞株(如PA317)
2020/6/9
22
Retroviral packaging system
2020/6/9
☻CD/5-FC 大 肠 杆 菌 胞 嘧 啶 脱 氨 酶 （ cytosine deaminase, CD）基因，在细胞内将无毒性5-氟胞嘧 啶（5-FC）转变成毒性产物5-氟尿嘧啶（5-FU）。
2020/6/9
12
2. 旁观者效应
旁观者效应:“自杀基因”导入后，不仅使转导 了“自杀基因”的肿瘤细胞在用药后被杀死， 而且与其相邻的未转导“自杀基因”的肿瘤细 胞也被杀死。
Retrovirus
2020/6/9
19
2020/6/9
20
逆转录病毒前病毒的结构特点
（1）两端各有一长末端重复序列LTR。
（2）LTR 由 U3、R 和 U5 三 部 分 组 成 。
（3）病毒有三(1个)在结U构3内基有因增强子和启动子； （4接）供5体ˊ端位LT点R((2(下(S31)DU)游)抗在g)3和有a原和Rg剪一内；U基接段5还因两受病有，端体毒p编o分位包l码y别点装(核A有(所S)心加病A必蛋)尾毒。需白信整的和号合序属。序列特列（异(ψIS性）) 及；剪 （5）含有负链(D2)NpAo转l基录因的，引编物码结逆合转位录点酶(；PBS)和正链DNA
2020/6/9
6
要实现基因置换，需要采用同源重组技 术使相应的正常基因定向导入受体细胞 基因组的缺陷部位。
定向导入的发生率约1/100万，采用胚 胎干细胞培养的方法，同源重组的检出 率最高可达1/10。
2020/6/9
7
（二） 基因添加
基因添加（gene augmentation）: 通过导入外 源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因。
2020/6/9
13
（五）基因免疫治疗
通过将抗癌免疫增强的细胞因子或MHC基 因导入肿瘤组织，以增强肿瘤微环境中的抗 癌免疫反应。
2020/6/9
14
二、基因转移技术
2020/6/9
15
基因治疗的两种途径
ex vivo
靶细胞
载体 目的基因
in vivo
2020/6/9
16
基因转移(gene transfer)技术：
基因治疗的原理 与研究进展
The Advance and Principle of Gene Therapy
中南大学生物科学与技术学院 胡维新
2020/6/9
1
▪基因治疗分类
➢ 体细胞(somatic cell) ❖ 只限于某一体细胞的
基因治疗
基因的改变
❖ 只限于某个体的当代
➢ 生殖细胞(germline) 基因治疗
23
逆转录病毒载体的特点
①逆转录病毒包膜上env编码的糖蛋白，能够被许多 哺乳动物细胞膜上的特异性受体识别，从而使逆 转录病毒携带的遗传物质高效地进入靶细胞。
②逆转录病毒结构基因gag、env和pol的缺失不影响 其他部分的活性。
③前病毒通过LTR高效整合至靶细胞基因组中，有 利于外源基因在靶细胞中的永久表达。
者通过破坏某个基因的结构而使之不能表达， 以达到治疗疾病的目的。
2020/6/9
9
（四）自杀基因治疗
自杀基因治疗:恶性肿瘤基因治疗的主 要方法之一。
原理:将“自杀”基因导入宿主细胞中， 这种基因编码的酶能使无毒性的药物前 体转化为细胞毒性代谢物，诱导靶细胞 产生“自杀”效应，从而达到清除肿瘤 细胞的目的。
2020/6/9
10

自杀基因的作用机制
2020/6/9
11
1.自杀基因系统
☻TK/GCV 单纯疱疹病毒（herps simplex virus, HSV） Ⅰ型胸苷激酶（thymidine kinase, tk）基因编码胸 苷激酶，特异性地将无毒的核苷类似物丙氧鸟苷 （ganciclovir, GCV）转变成毒性GCV三磷酸核苷， 后者能抑制DNA聚合酶活性，导致细胞死亡。
1.病毒介导的基因转移 2.非病毒介导的基因转移
2020/6/9
17
1.病毒介导的基因转移系统
病毒载体介导的基因转移效率较高， 因此它也是使用最多的基因治疗载体。 据统计，有72%的临床实验计划和 71%的病例使用了病毒载体，其中用得 最多的是逆转录病毒载体。
2020/6/9
18
（1）逆转录病毒
对缺陷基因的缺陷部位进行精确的原位修复， 不涉及基因组的任何改变。
2020/6/9
5
基因同源重组技术
基因同源重组技术又称为基因打靶 (gene targeting）
定向整合的条件:转导基因的载体与基 因组DNA具有相同的序列。带有目的基 因的载体就能找到同源重组的位点，进 行部分基因序列交换。
类型: 在有缺陷基因的细胞中导入相应的正常基因，
而细胞内的缺陷基因并未除去，通过导入正常 基因的表达产物，补偿缺陷基因的功能； 向靶细胞中导入靶细胞本来不表达的基因，利 用其表达产物达到治疗疾病的目的。
2020/6/9
8
（三）基因干预
基因干预（gene interference）: 采用特定的方式抑制某个基因的表达，或
④包装好的假病毒颗粒（携带目的基因的重组逆转录病毒载体）以 出芽的方式分泌至辅助细胞培养的上清液中，易
于分离制备。
2020/6/9
24
逆转录病毒载体的主要缺点
随机整合，有插入突变、激活癌基因 的潜在危险；
逆转录病毒载体的容量较小，只能容 纳7 kb以下的外源基因。
2020/6/9
25
（2）腺病毒(adenovirus，AV)载体
❖ 对缺陷的生殖细胞进 行矫正
❖ 当代及子代
2020/6/9
2
内容提要
1. 基因治疗的策略 2. 基因转移技术 3. 基因干预 4. 治疗基因的受控表达 5. 基因治疗的应用研究
2020/6/9
3
一、基因治疗的策略
2020/6/9
4
（一）基因置换（gene replacement）
定义：指将特定的目的基因导入特定细胞，通过 定位重组，导入的正常基因，以置换基因组内原有 的缺陷基因。 目的：将缺陷基因的异常序列进行桥正。
腺病毒是一种大分子(36 kb)双链无包膜DNA病 毒。它通过受体介导的内吞作用进入细胞内，然后 腺病毒基因组转移至细胞核内，保持在染色体外， 不整合进入宿主细胞基因组中。