05 基因治疗.ppt

李凌 第一军医大学分子生物学研究所 第23章基因治疗Genetherapy 药物治疗手术治疗放射治疗理疗 传统治疗方法 新的生物治疗 基因治疗 genetherapy 基因治疗 一 概念二 策略三 基本流程四 应用与展望 一 基因治疗的概念 Genetherapyisamedicalinterventionbasedonmodificationofgeneticmaterialsinlivingcells 基因治疗是指改变细胞遗传物质为基础的医学治疗 基因治疗概念的发展 经典概念 将具有正常功能的基因置换或增补患者体内的缺陷基因 从而达到治疗疾病的目的 广义概念 将某种遗传物质转移至患者细胞内 使其在体内有效表达 最终达到治疗疾病目的的方法 均称之为基因治疗 二 基因治疗的策略 一 直接策略 针对致病基因 二 间接策略 导入与致病基因无直接联系的治疗基因 一 直接策略 基因矫正 genecorrection 基因置换 genereplacement 基因增补 geneaugmentation 又称为补偿性基因治疗4 基因失活 geneinactivation 又称为反义基因治疗 一 直接策略 基因矫正 genecorrection 指将致病基因的突变碱基加以纠正 而保留正常部分 基因置换 genereplacement 指通过同源重组或基因打靶技术 将正常基因定点整合到靶细胞基因组内 以原位替换致病基因 不涉及基因组整体改变的情况下对缺陷基因进行精确的原位修复 是最理想的治疗方式 一 直接策略 3 基因增补 geneaugmentation 又称为补偿性基因治疗是指不去除异常基因 将有功能的正常基因导入病变细胞或其它细胞后发生非定点整合 表达正常产物以补偿缺陷基因的功能 或使原有的功能得以加强 抑癌基因疗法 抑癌基因 是正常细胞内正常存在的 能抑制细胞转化和肿瘤发生的一类基因群Rb基因 p53基因 MTS基因 nm23基因p53基因治疗研究 1 野生型p53基因的替代疗法 2 突变型p53基因的阻断疗法 3 与p53基因有关的新型肿瘤疫苗 4 基因失活 反义基因治疗指采用反义 antisense 技术或反基因 antigene 基因敲除 geneknock out 等技术 阻断某些基因的异常表达 反基因技术 脱氧寡核苷酸 oligodeoxyribonucleotide ODN 也被称为TFO triplex formingoligo 肽核酸 peptidenucleicacids PNA 一种以多肽骨架取代糖 磷酸骨架的DNA类似物 与靶基因的DNA双螺旋分子形成三股螺旋DNA水平 反义基因疗法 Targetedinhibitionofgeneexpression 反义技术 导入特定的反义核酸反义RNA核酶 ribozyme 使RNA失活转录和翻译水平 核酶 催化RNA切割和RNA剪接 hammerhead ribozymes selfsplicingintronribozymes 二 间接策略导入与致病基因无直接联系的治疗基因 免疫基因治疗分子化疗其它策略 1 免疫基因治疗 1 细胞因子基因治疗IL 2 IL 4 IL 1 IL 6 IL 7 IL 12 INF TNF G CSF GM CSF 2 免疫增强基因疗法MHCI类抗原 共刺激分子 3 肿瘤DNA疫苗疗法癌胚抗原 CEA 制备的肿瘤DNA疫苗 免疫基因治疗 TumourNecrosisFactor 2 分子化疗 1 自杀基因疗法 tk基因 CD基因 2 化疗保护性基因治疗 MDR基因 3 药物增敏基因治疗 钙调素基因 1 自杀基因疗法 将一些来源于病毒或细菌的基因导入肿瘤细胞该基因表达产生的酶可催化无毒性的药物前体转变为细胞毒性物质 从而杀死肿瘤细胞 同时通过 旁观者效应 bystandereffect 杀死邻近未导入该基因的分裂细胞而显著扩大杀伤效应 由于携带该基因的受体细胞本身也被杀死 所以这类基因被称为 自杀基因 自杀基因 单纯疱疹病毒胸苷激酶 HSV tk 基因编码胸苷激酶 TK 催化丙氧鸟苷 ganciclovir GCV 磷酸化成为磷酸化的核苷酸类似物 阻断DNA的合成 大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶 CD 基因将5 氟胞嘧啶 5 FC 转化为5 氟尿嘧啶 5 FU 而发挥细胞毒性作用 细胞色素P450基因 viralvector HSV thymidinekinasegene tumourcell ganciclovirphosphate Ganciclovir GCV tk TargetedKilling GeneticPro drugActivationTherapy GanciclovirphosphateinhibitsDNApolymerase Celldeath Includingbystandercells 2 化疗保护性基因治疗 指将编码抗细胞毒性药物蛋白的基因导入人体细胞 以提高机体耐受肿瘤化疗药物的能力 如将多药抗性 multipledrugresistance MDR 基因MDR 1导入骨髓造血干细胞 减少骨髓受抑制的程度 以加大化疗剂量 提高化疗效果 3 药物增敏基因治疗 将外源基因插入肿瘤细胞后 改变肿瘤细胞对药物的敏感性 如将钙调素基因转入癌细胞 利用其对癌细胞MDR的逆转作用 使癌细胞对化疗药物的敏感性明显提高 3 其它策略 1 特异性细胞杀伤 2 多基因转染 特异性细胞杀伤 指利用重组DNA技术将生物来源的细胞毒素基因与一些特异受体基因融合 构建融合基因 导入高度表达该受体的肿瘤细胞 以特异性杀伤该肿瘤细胞 特异性细胞杀伤 如将绿脓杆菌外毒素 PE 或白喉毒素 DT 基因与TGF 基因组成融合基因TGF PE 或TGF DT 由于TGF 与表皮生长因子EGF结构类似 也能与表皮生长因子受体 EGFR 结合 故该融合基因可特异性进入并杀死高度表达EGFR的膀胱癌 肾癌 肺癌 乳腺癌等肿瘤细胞 三 基因治疗的基本流程 一 外源基因的选择与制备 二 载体的选择与构建 三 靶细胞的选择 四 基因转移 五 基因转染细胞的筛选与鉴定 六 回输体内 基因治疗的方式 根据基因导入的方式分为两种 直接体内疗法 invivo 是指将目的基因直接导入体内有关的组织器官 使其进入相应的细胞并进行表达 2 间接体内疗法 exvivo 是