基因组学基因诊断与基因治疗PPT课件

基 因 组 学1Content 基因组学的概念 基因组学的特点：七性三化 基因组学发展的里程碑 基因组学的重要进展 基因组学研究的意义 小鼠基因组技术2基因组学的概念 所有生命都具有指令其生长与发育，维持其结构与功能所必需的遗传信息，生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为 基因组 。 基因组学 是研究生命体全部遗传信息的一门科学。基因组学是一门年青的学科，并处在迅速发展之中。3 基因组学的概念 基因组学的特点：七性三化 基因组学发展的里程碑 基因组学的重要进展 基因组学研究的意义 小鼠基因组技术内 容 41991 人类基因图数据库正式建立1992 人类染色体低分辨率的基因联锁图出版 ,BAC克隆技 术问世 1993 国际基因分子表达式分析组织开始，建立起有效的基因图和 cDNA基因序列， PAC克隆技术问世 1994 基因图 5年计划提前一年完成。完成了每个人类染 色体的绘制1995 鸟枪法完成流感嗜血杆菌基因组测序，发表人类基因组 YAC重叠群物理图和 STS物理图基因组学的重要进展51996 有 30000个序列的人类基因图的细节被描出来。完 成酵母基因组和第一个古细菌詹氏甲烷球菌基因组 测序1997 完成大肠杆菌基因组测序1998 完成第一个多细胞生物线虫基因组测序 1999 Celera Genomics宣布首条人类染色体完成测序，人 类第 22号染色体 DNA全序列测定。1999 中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的 1%。 2000 完成果蝇基因组测序 6基因诊断与基因治疗蚌埠医学院 实验动物中心7Content基因诊断 gene diagnosis 基因治疗 gene therapy8基因诊断的概况 基因诊断经历了三个基本发展阶段第一阶段： 以 DNA分子 杂 交 为 基 础 ；RFLP进 行分析第二 阶 段： 应 用 PCR技 术第三 阶 段： 应 用基因芯片技 术9工 具： 放射性同位素标记或荧光分子标记 的 DNA分子探针原 理： 碱基互补配对原则（ DNA分子杂交）基因诊断： 是以 DNA或 RNA为诊断材料，通过检 查基因的存在、缺陷或表达异常，对人体状态和疾病作出诊断的方法和过程，又称 DNA诊断或分子诊断10基因诊断过程 制备基因探针 提取目的基因，获得单链 DNA PCR扩增 DNA 目的 DNA与尼龙膜结合 探针与目的 DNA互补配对 冲洗尼龙膜 检测杂合分子关键要素：探针 DNA、目的DNA、信号检测11基因诊断的基础技术 核酸杂交 PCR DNA序列测定 DNA芯片技术12基因诊断的临床应用 遗传病的基因诊断 肿瘤的基因诊断 感染性疾病的基因诊断 基因诊断在法医学鉴定中的应用 基因诊断在器官移植配型中的应用13举例：镰刀状红细胞贫血 珠蛋白基因的第六个密码子 AT表达产物：谷氨酸 缬氨酸一个碱基突变 缺失 1个 Mst 内切酶位点正常人： 1.1kb患者： 1.3kb145 35 31.1 kb1.3kbMst II酶切位点 （ CCTNATG）正常基因突变基因1.3kb1.1kb0.2kb1 2 31、正常人2、突变携带者 3、患者 15基因治疗的概念 狭义概念将具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。 广义概念将某种遗传物质转移到患者细胞内，使其在体内发挥作用，最终达到治疗疾病的目的。16基因治疗的类型 体细胞基因治疗（ somatic cell gene therapy）：需要对普通的细胞进行操作，通常是可以从有机体内取出细胞，转染然后放回体内。 生殖细胞基因治疗（ germ cell gene therapy）：受精卵缺陷的基因被正常的基因所代替，然后重新移植到母体中。胚胎治疗通常通过微注射的方法进行的，从理论上讲可以用来治疗任何遗传性疾病。伦 理17基因治疗的总体策略 基因矫正 基因置换 基因增补 基因失活 “自杀基因 ”的应用 免疫基因治疗 耐药基因治疗18（一）基因矫正（ gene correction）对于致病基因中的异常碱基进行精确修复，使其恢复正常功能； （二）基因置换（ gene replacement）用正常基因在原位替换致病基因，使细胞DNA完全恢复正常状态； 19（三）基因增补（ gene augmentation）将正常基因导入患者体细胞内，使其整合到染色体中一起表达，以补偿缺陷基因的功能 ，但致病基因未去除。（四）基因失活（ gene inactivation）：指将特定的反义核酸导入细胞，通过碱基互补作用与 mRNA结合，阻断肿瘤细胞中基因的异常表达，以抗肿瘤、抗病毒。反义 RNA: 干扰 mRNA的互补 RNA;反义 DNA: 干扰 DNA的互补 DNA.20（ 五） “ 自杀基因 ” 的应用自杀基因，这种基因导入受体细胞后可产生一种酶，它可将原无细胞毒性或低毒药物前体转化为细胞毒物质，将细胞受体细胞杀死，这种基因被称为 “ 自杀基因 ” 。自杀基因导入肿瘤细胞后，可将肿瘤细胞杀死。但对正常细胞则无伤害作用。21（六）免疫基因治疗将某些细胞因子（ IL-2、 GM-CSF等）基因导入肿瘤患者体内，以增强患者的抵抗力。 （七）耐药基因治疗在肿瘤化疗过程中， 把产生抗药物毒性的基因导入患者体内，从而使患者能耐受更大剂量的化疗。22基因治疗的应用及前景(一 )基因治疗应满足的条件：1、单基因缺陷疾病2、仅限体细胞的基因治疗3、靶细胞易获取、培养、及回输体内。4、治疗效果应胜过对病人的危害。5、表达水平无需调控且无副作用。6、需经动物实验验证安全可行。 23（二）基因治疗有待解决的问题1、难以获得真正有治疗作用的基因。 2、外源基因的表达难以在体内精确调控。3、体细胞经体外培养后，其生物学特性会有改变。 4、过多的外源蛋白对机体带来可能的影响。5、随机整合潜在的威胁。 24基因治疗实例1.复合免疫缺陷综合征的基因治疗ADA缺乏症 - 致死性疾病，患者由于腺苷酸脱氨酶（ ADA）缺乏。 SCID患者生存在无菌环境中患者生存在无菌环境中252.乙型血友病 XR ，患者凝血因子 缺乏，临床表现，易出血，凝血时间长，轻伤、小手术后常出血不止。发病率为 1/30000。 例如：我国学者薛京伦实施的 F 的基因治疗。263.黑色素瘤的基因治疗 肿瘤 Gene治疗是人们十分关注的问题，进行了广泛的探索。研究发现，肿瘤浸润淋巴细胞 TIL ，它积聚肿瘤部位，并在该处持续存在而无副作用，利用此特点协助治疗肿瘤。274.胰腺癌的基因治疗研究28 胰腺癌是腹部外科最难获得早期诊断，且预后最差的恶性肿瘤。 虽然目前在胰腺癌的发生、演进、早期诊断和综合治疗等方面取得了一些进展，但仍需要更多的研究去解决这些问题，攻克胰腺癌依然任重道远。胰腺癌治疗现状：29