高分子药物载体
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1999 年, Hamilton 等在植物基因沉默的研究中首次发 现,21～25nt 的dsRNA的出现对转基因导致基因沉默十分重 要,而在转基因正确表达的植株中则未出现。
Hammond 等进行的细胞提取物核酸酶活性实验，证明 了这些小分子双链RNA（siRNA）在RNAi 中的作用。
随后人们陆续在果蝇(Drosophila) 、锥虫 ( Trypanosomes) 、涡虫( Planaria) 、斑马鱼( Zebrafish) 、 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 、大小鼠和人体内发现了 RNAi 现象。
RNAi 技术的应用
1. 基因功能研究：利用RNAi技术使目的基因沉 默，研究基因的功能。 如利用RNAi技术证明ag-1基因与拟南芥花的发 育有关。
Chiou-Fen Chuang and Elliot M. Meyerowitz*PNAS April 25, 2000 vol. 97 No. 9 4985–4990
繁殖
抑制(cosuppression) 。
美国科学家安德鲁-费里和克拉格-米洛因为发现了 RNA干扰现象而获得了2006年度诺贝尔医学奖
1998 年,Andrew Fire 等在秀丽隐杆线虫(C. elegans) 中的研 究证明,在正义RNA 阻断基因表达的试验中,真正起作用的 是双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA) 。他们将 dsRNA注入线虫体内后可抑制序列同源基因的表达, 并证 实这种抑制主要作用于转录之后, 所以又称RNAi 为转录后 基因沉默( postt ranscriptional gene silencing ，PTGS)
腺相关病毒载体等；
非病毒载体：
与病毒载体的主要区别在于：采用理化方法将治疗基因 转移入患者体内。
基因转移方法
化学方法
磷酸钙法 DEAE－葡聚糖法
治疗基因 导入受体细 胞的方法
物理方法 电穿孔法 粒子轰击法（基因枪法）
膜融合法 病毒载体法 质粒DNA直接转移法
Байду номын сангаас
( 二 ) 非病毒基因传递系统
非病毒基因传递系统也称非病毒载体 (non-viral vector), 可 以克服病毒载体的很多缺陷 , 己越来越引起科学家的重视。 目前已进入临床研究的主要是阳离子脂质体和DNA 载体。 非病毒基因传递系统的主要特点是安全性好 , 但转染相对 低效。
⑤靶向性能
可有效地将目的基因输 送至靶细胞内
理想的基因传递系统
⑥可促进目的基因从内吞小泡释放进入胞浆 ；
⑦可促进目的基因转运入核； ⑧可调控基因输入后在体内的表达,因为表达失控的后果将
是非常严重的。
传递系统
在已进行的基因传递系统的临床研究中 , 反转录病毒传 递系统占首位 , 共计 150多个治疗方案 , 病例数达 1200 多人 ；
基因传递系统
张琰 华东理工大学材料科学与工程学院
2. 基因治疗
RNA干扰技术（ RNA interference，RNAi ）
RNA干扰是与靶基因序列同源的双链RNA所诱导的一 种特异性的转录后基因沉默现象.它是一种跨越多种种 属的古老的生物途径,同时它的出现为生物学家提供了 一种快速、简便的反向遗传学技术,在后基因组时代功 能基因的研究中具有重要的应用前景.
3. 基因的传递系统
一个理想的基因传递系统应具备以下重要的 性质 :
①携带性能 能携带足够数量的目的基因
②安全性
对机体没有毒性 、致病性或免疫原性 , 具有生物降解性或良好的生物相容性
③缓释作用 控制基因的释放 , 延长基因的表达时间 , 改善基因治疗的效果
理想的基因传递系统
④稳定性
载体系统本身应稳定 , 而且要保护携带的基因免受核酸酶等的破坏
（一）RNAi的发现
P35S 色素基因 重组
1990 年,为加深矮牵牛花
Ti质粒
( petunias) 的紫色,Jorgensen 等
＋色素 基因
导入了一个强启动子控制的色
素基因。结果许多花瓣颜色并
转化
未加深,反而呈杂色甚至白色。
这是由于转基因和同源的内源
基因的表达都被抑制了，
Jorgensen 把这个现象命名为共
2. 基因治疗
RNA干扰的核心内容是siRNA(RNA(small interfering RNA), 它利用了由小干扰RNA引起的生物细胞内同源基因的特异 性沉默(silencing)现象，其本质是siRNA与对应的mRNA特 异结合、降解，从而阻止mRNA的翻译。
RNAi是生物进化的结果，是生物体对病毒基因等外源核 酸侵入的一种保护性反应。它普遍存在于各种生物，具有 抗病毒、稳定转座子及监控异常表达ｍRNA的生物学功能。 RNA干扰现象不仅能提供一种经济、快捷、高效的抑制基 因表达的技术手段，而且有可能在基因功能测定，基因治 疗等方面开辟一条新思路。
RNAi 技术的应用
2. 临床应用：RNAi 机制可作为真核生物的基因组 免疫系统, 抑制外源和内源有害基因的表达。
★利用RNAi 技术把与病毒基因具同源性的 siRNA 引入感染细胞将会抑制病毒的增殖, 这 为病毒相关疾病的治疗提供了新的思路。
★利用RNAi 技术抑制过度表达的癌基因将会使 癌症表型逆转或病程得以控制。
脂质体传递系统位于第二 , 治疗方案 70 多个 , 病 例数 达 700 多人 ;
腺病毒传递系统位于第三 , 治疗方案约 70 个 , 病例数达 400 多人 ;
排在后面的基因传递系统依次是产生反转录病毒的包装 细胞 、 Pox 病毒、 DNA 载体和腺相关病毒。
( 一 ) 病毒基因传递系统
非病毒载体系统实际上是将需要 导入的外源基因视为药物，将其运 送到特定的细胞或组织器官。
(1) DNA 载体
病毒基因传递系统也称病毒载体 (viral vector), 是野生型 病毒经改造除去致病性后得到的基因输送系统
其主要特点是转染相对高效 , 但安全性较差。
基因载体的选择
基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移入患者体内、 并能调控其适度表达。
常用的载体有两类：病毒载体和非病毒载体。 病毒载体： 逆转录病毒载体， 腺病毒载体，
Hammond 等进行的细胞提取物核酸酶活性实验，证明 了这些小分子双链RNA（siRNA）在RNAi 中的作用。
随后人们陆续在果蝇(Drosophila) 、锥虫 ( Trypanosomes) 、涡虫( Planaria) 、斑马鱼( Zebrafish) 、 拟南芥(Arabidopsis thaliana) 、大小鼠和人体内发现了 RNAi 现象。
RNAi 技术的应用
1. 基因功能研究：利用RNAi技术使目的基因沉 默，研究基因的功能。 如利用RNAi技术证明ag-1基因与拟南芥花的发 育有关。
Chiou-Fen Chuang and Elliot M. Meyerowitz*PNAS April 25, 2000 vol. 97 No. 9 4985–4990
繁殖
抑制(cosuppression) 。
美国科学家安德鲁-费里和克拉格-米洛因为发现了 RNA干扰现象而获得了2006年度诺贝尔医学奖
1998 年,Andrew Fire 等在秀丽隐杆线虫(C. elegans) 中的研 究证明,在正义RNA 阻断基因表达的试验中,真正起作用的 是双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA) 。他们将 dsRNA注入线虫体内后可抑制序列同源基因的表达, 并证 实这种抑制主要作用于转录之后, 所以又称RNAi 为转录后 基因沉默( postt ranscriptional gene silencing ，PTGS)
腺相关病毒载体等；
非病毒载体：
与病毒载体的主要区别在于：采用理化方法将治疗基因 转移入患者体内。
基因转移方法
化学方法
磷酸钙法 DEAE－葡聚糖法
治疗基因 导入受体细 胞的方法
物理方法 电穿孔法 粒子轰击法（基因枪法）
膜融合法 病毒载体法 质粒DNA直接转移法
Байду номын сангаас
( 二 ) 非病毒基因传递系统
非病毒基因传递系统也称非病毒载体 (non-viral vector), 可 以克服病毒载体的很多缺陷 , 己越来越引起科学家的重视。 目前已进入临床研究的主要是阳离子脂质体和DNA 载体。 非病毒基因传递系统的主要特点是安全性好 , 但转染相对 低效。
⑤靶向性能
可有效地将目的基因输 送至靶细胞内
理想的基因传递系统
⑥可促进目的基因从内吞小泡释放进入胞浆 ；
⑦可促进目的基因转运入核； ⑧可调控基因输入后在体内的表达,因为表达失控的后果将
是非常严重的。
传递系统
在已进行的基因传递系统的临床研究中 , 反转录病毒传 递系统占首位 , 共计 150多个治疗方案 , 病例数达 1200 多人 ；
基因传递系统
张琰 华东理工大学材料科学与工程学院
2. 基因治疗
RNA干扰技术（ RNA interference，RNAi ）
RNA干扰是与靶基因序列同源的双链RNA所诱导的一 种特异性的转录后基因沉默现象.它是一种跨越多种种 属的古老的生物途径,同时它的出现为生物学家提供了 一种快速、简便的反向遗传学技术,在后基因组时代功 能基因的研究中具有重要的应用前景.
3. 基因的传递系统
一个理想的基因传递系统应具备以下重要的 性质 :
①携带性能 能携带足够数量的目的基因
②安全性
对机体没有毒性 、致病性或免疫原性 , 具有生物降解性或良好的生物相容性
③缓释作用 控制基因的释放 , 延长基因的表达时间 , 改善基因治疗的效果
理想的基因传递系统
④稳定性
载体系统本身应稳定 , 而且要保护携带的基因免受核酸酶等的破坏
（一）RNAi的发现
P35S 色素基因 重组
1990 年,为加深矮牵牛花
Ti质粒
( petunias) 的紫色,Jorgensen 等
＋色素 基因
导入了一个强启动子控制的色
素基因。结果许多花瓣颜色并
转化
未加深,反而呈杂色甚至白色。
这是由于转基因和同源的内源
基因的表达都被抑制了，
Jorgensen 把这个现象命名为共
2. 基因治疗
RNA干扰的核心内容是siRNA(RNA(small interfering RNA), 它利用了由小干扰RNA引起的生物细胞内同源基因的特异 性沉默(silencing)现象，其本质是siRNA与对应的mRNA特 异结合、降解，从而阻止mRNA的翻译。
RNAi是生物进化的结果，是生物体对病毒基因等外源核 酸侵入的一种保护性反应。它普遍存在于各种生物，具有 抗病毒、稳定转座子及监控异常表达ｍRNA的生物学功能。 RNA干扰现象不仅能提供一种经济、快捷、高效的抑制基 因表达的技术手段，而且有可能在基因功能测定，基因治 疗等方面开辟一条新思路。
RNAi 技术的应用
2. 临床应用：RNAi 机制可作为真核生物的基因组 免疫系统, 抑制外源和内源有害基因的表达。
★利用RNAi 技术把与病毒基因具同源性的 siRNA 引入感染细胞将会抑制病毒的增殖, 这 为病毒相关疾病的治疗提供了新的思路。
★利用RNAi 技术抑制过度表达的癌基因将会使 癌症表型逆转或病程得以控制。
脂质体传递系统位于第二 , 治疗方案 70 多个 , 病 例数 达 700 多人 ;
腺病毒传递系统位于第三 , 治疗方案约 70 个 , 病例数达 400 多人 ;
排在后面的基因传递系统依次是产生反转录病毒的包装 细胞 、 Pox 病毒、 DNA 载体和腺相关病毒。
( 一 ) 病毒基因传递系统
非病毒载体系统实际上是将需要 导入的外源基因视为药物，将其运 送到特定的细胞或组织器官。
(1) DNA 载体
病毒基因传递系统也称病毒载体 (viral vector), 是野生型 病毒经改造除去致病性后得到的基因输送系统
其主要特点是转染相对高效 , 但安全性较差。
基因载体的选择
基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移入患者体内、 并能调控其适度表达。
常用的载体有两类：病毒载体和非病毒载体。 病毒载体： 逆转录病毒载体， 腺病毒载体，