第十五章基因治疗-(1)教学内容
基因治疗PPT课件
基因治疗是治疗基因突变性疾病的一项根本 性措施，同时它为非基因突变性疾病提供了一 个新的治疗手段。
二、基因治疗的策略
两个基本策略: 原位矫正病变基因 基因取代或基因干预
(一)原位矫正病变基因(纠正异常碱基)
图11-1 镰形红细胞贫血病人的Hb为HbS(由β 珠蛋白基因点突变引起)
2.基因表达持续时间短； 3.许多问题仍需求助病毒或病毒 成分解决。
3.免疫原性低，急性毒性小，对
受试者比较安全；
4.可具有特异靶向性，并能转移 至非分裂期细胞并有效表达；
5.制备方便且重复性好，具有完 全人工合成和大规模生产可行性， 因此较简单和廉价。
（一）脂质体介导的转移方法
1.方法 用一定比例的磷脂酰胆碱和磷脂酰丝氨酸→共 溶于氯仿→制备成双层磷脂的封闭囊泡→超声波处理→ 将待转移外源基因DNA包入→制备成脂质体/质粒 DNA复合物→利用其能与细胞膜融合的特性，可将质 粒DNA转入细胞中。 2.优点 脂质体作为载体可以携带各种DNA片段，且 在转移途中保护基因不被核酸酶降解。 3.缺点 转移效率低、制备麻烦、商品较贵。
一.病毒载体——转基因的生物学方法
逆转录病毒载体
（一）逆转录病毒的生活（命）周期 （二）逆转录病毒的基因组结构 (三) 逆转录病毒载体结构功能特点 (四) 重组逆转录病毒载体结构 （五）重组逆转录病毒的制备 （六）重组逆转录病毒基因转移系统 （七）逆转录病毒载体介导基因转移的安全性问题
（一）逆转录病毒的生活（命）周期
（六）重组逆转录病毒基因转移系统
1．逆转录病毒介导基因转移的靶组织细胞
靶细胞的最基本要求: 细胞表面具有逆转录病毒相应的受体
最常用作基因治疗的靶有： 骨髓干细胞、成纤维细胞、淋巴细胞、 肝细胞、血管内皮细胞和肌细胞，还包 括所有的肿瘤细胞
基因治疗PPT课件
• 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
1. 基因矫正（gene correction） 2. 基因置换（gene replacement） 3. 基因增补（gene augmentation）
又称为补偿性基因治疗 4. 基因失活（gene inactivation）
1990年9月14日，世界首例基因治疗：SCID
感染性疾病的基因治疗
• 引入治疗基因来抑制病原繁殖
• 方法: 1. Anti-sense 2. Ribozyme RNA
肿瘤基因治疗临床试验方案
黑色素瘤 83 前列腺癌 44
基因治疗
Gene therapy
传统治疗方法
1. 药物治疗 2. 手术治疗 3. 放射治疗 4. 理疗
• 新的生物治疗： • 基因治疗(gene therapy)
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
• Gene therapy is a medical intervention based on modification of genetic materials in living cells.
(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 因与一些特异受体的配体基因融合，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。
基因治疗教案初中
基因治疗教案初中教学目标：1. 了解基因治疗的概念和原理。
2. 掌握基因治疗的应用和优势。
3. 探讨基因治疗的伦理和安全性问题。
教学重点：1. 基因治疗的概念和原理。
2. 基因治疗的应用和优势。
3. 基因治疗的伦理和安全性问题。
教学难点：1. 基因治疗的技术原理。
2. 基因治疗的伦理和安全性问题。
教学准备：1. PPT课件。
2. 相关文章和资料。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 通过展示PPT课件，引入基因治疗的主题。
2. 向学生提出问题：“你们听说过基因治疗吗？”，引导学生思考和讨论。
二、基因治疗的概念和原理（15分钟）1. 讲解基因治疗的概念，即通过改变或修复异常基因，来治疗遗传性疾病的方法。
2. 解释基因治疗的原理，包括目标基因的识别、载体介导的基因转移、基因表达的调控等。
三、基因治疗的应用和优势（20分钟）1. 介绍基因治疗在不同遗传性疾病中的应用案例，如囊性纤维化、杜氏肌肉萎缩症等。
2. 强调基因治疗的优势，如能够根治遗传性疾病、减少药物治疗的需求等。
四、基因治疗的伦理和安全性问题（20分钟）1. 引导学生思考基因治疗的伦理问题，如基因改造的道德界限、遗传歧视的风险等。
2. 探讨基因治疗的安全性问题，如基因转移的效率和稳定性、可能的免疫反应等。
五、案例分析（15分钟）1. 提供一些关于基因治疗的实际案例，让学生分析其应用和影响。
2. 引导学生思考和讨论案例中涉及的伦理和安全性问题。
六、总结和展望（10分钟）1. 对基因治疗的概念、应用、优势、伦理和安全性问题进行总结。
2. 展望基因治疗的发展前景，如CRISPR-Cas9技术的发展、个性化医疗的应用等。
教学反思：本教案通过讲解基因治疗的概念和原理，介绍基因治疗的应用和优势，以及探讨基因治疗的伦理和安全性问题，旨在让学生全面了解基因治疗。
在教学过程中，应注重引导学生思考和讨论，提高学生的参与度。
同时，结合实际案例，让学生更加深入地了解基因治疗的实际应用和所面临的挑战。
基因治疗的使用教程和步骤
基因治疗的使用教程和步骤基因治疗是一种新兴的医学手段，可以通过修改患者的遗传物质来治疗一些遗传性疾病或基因突变导致的疾病。
随着基因工程技术的发展，基因治疗在临床应用中越来越受到关注。
本文将为您介绍基因治疗的使用教程和步骤，让您了解这一领域的基本概念和流程。
首先，让我们了解一下基因治疗的基本原理。
基因治疗的目标是通过改变患者体内的基因表达来修复病理状态。
基因治疗可以分为三种主要类型：基因替代治疗、基因添加治疗和基因革命治疗。
基因替代治疗是指通过替换缺陷或异常基因来恢复正常基因功能。
这种方法涉及到将一个健康的基因导入到患者体内以代替异常基因。
这可以通过载体（如病毒、质粒等）将健康基因输送到患者体内，以便将其整合到患者的基因组中，从而恢复正常的基因功能。
基因添加治疗是一种将新的基因添加到患者体内以增加特定蛋白质的表达的方法。
这种方法适用于患者体内缺乏某种特定蛋白质的情况。
在这种方法中，研究人员会将新的基因导入到患者体内，以便在细胞中产生所需的蛋白质。
这可以通过添加类似病毒载体的载体来实现，该载体将新基因递送到患者细胞中。
基因革命治疗是通过编辑患者基因组中的特定部分来纠正基因突变。
这种方法利用CRISPR-Cas9系统或其他基因编辑工具来直接修改基因组。
通过这种方法，研究人员可以准确地修复病理性基因突变，从而恢复正常基因功能。
了解基因治疗的基本原理后，让我们来了解一下基因治疗的具体步骤。
第一步是目标基因的识别和筛选。
在进行基因治疗之前，我们需要确定具体的目标基因，以及该基因突变对患者健康产生的影响。
这通常需要进行基因测序或其他分子生物学实验来确认基因突变或缺失。
第二步是基因治疗载体的构建。
基因治疗载体是将治疗基因递送到患者体内的工具。
载体通常是一种可以将基因有效传递到患者细胞内的病毒。
研究人员需要将治疗基因插入到载体中，并确保其能够安全、有效地递送到患者细胞中。
第三步是载体的载体转染和基因递送。
一旦构建好治疗载体，研究人员将其转染到目标细胞中。
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(二)基因取代或基因干预
基因置换 (gene replacement)
通过体内基因同源重组,原位替换病变细胞内的致病基因
基因增补 (gene augmentation)
不除去异常基因，向靶细胞导入外源基因通过非定点 整合，使其表达产物，从而弥补缺陷基因的功能
体细胞——目前常用体细胞有：
①淋巴细胞 ②骨髓细胞 ③内皮细胞 ④皮肤纤维细胞 ⑤肝细胞 ⑥肌细胞
附:选择靶细胞依据 ①疾病累及的主要部位。 ②靶细胞来源的难易程度。 ③体外培养的成活率和存活时间。 ④接受正常基因的能力。 ⑤新的正常基因能否在靶细胞能否
正常表达和持续时间。
⑦角化细胞(keratinoyte)
第二节
基因治疗的 基本原理
基因治疗的基本程序(基本原理或基本步骤)：
治疗性基因的选择
基因载体的选择 病毒载体 非病毒载体
载体与治疗基因 将重组DNA导入靶细胞,检测目 重组及筛选鉴定 的基因和标记基因的表达产物
靶细胞的选择 体细胞 生殖细胞
基因治疗的基本程序(基本原理或基本步骤)：
基因转移 间接体内疗法 直接体内疗法
1.吸附——病毒衣壳糖蛋白与细胞膜受体特异性结合，吸 附在膜受体上。
2.入胞——病毒核酸进入host细胞，逆转录，整合到 host DNA 中去，转录、复制
3.病毒颗粒成熟——病毒核酸和病毒蛋白装配成成熟 病毒颗粒
4.病毒颗粒的释放——释放的子病毒又可感染其它细 胞，每个细胞可以释放105子病毒。
图11-2 Rous肉瘤病毒毒粒结构示意图
一.病毒载体——转基因的生物学方法
逆转录病毒载体
（一）逆转录病毒的生活（命）周期 （二）逆转录病毒的基因组结构 (三) 逆转录病毒载体结构功能特点 (四) 重组逆转录病毒载体结构 （五）重组逆转录病毒的制备 （六）重组逆转录病毒基因转移系统 （七）逆转录病毒载体介导基因转移的安全性问题
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（三）靶细胞的选择
---- 分为生殖细胞和体细胞两大类,现阶段只限于应 用体细胞
靶细胞选择的原则: • 1.易操作; • 2.易培养; • 3.易接受外源基因; • 4.在体内能持久高效表达
目前常用的靶细胞包括：成纤维细胞、淋巴细胞、上皮细胞、造血 细胞、肝细胞、肌细胞等
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（四）基因转移方法
• 耐药基因治疗：在肿瘤治疗中，为提高机体耐受 肿瘤化疗药物的能力，把产生抗药物毒性的基因 导入人体细胞。如将多药耐药基因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。
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三 基因治疗的基本步骤
治疗性基因的获得
基因载体的选择 靶细胞的选择
病毒载体 非病毒载体
体细胞 生殖细胞
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2019/9/4
基因治疗简介
1
一 基因治疗的概念
经典概念(狭义概念)：将具有正常功能的基因 置换或增补患者体内缺陷的基因，从而达到治 疗疾病的目的。 广义概念：将某些遗传物质转移至患者体内， 使其在体内表达，最终达到治疗某种疾病的方 法，均称之为基因治疗。
2
基因治疗的类型
• Types of gene therapy
• Gene therapy may be classified into the two following types: • Germ line gene therapy（生殖细胞基因治疗） • In the case of germ line gene therapy, germ cells, i.e., sperm or eggs, are modified by
the introduction of functional genes, which are integrated into their genomes. Therefore, the change due to therapy would be heritable and would be passed on to later generations. This new approach, theoretically, should be highly effective in counteracting genetic disorders and hereditary diseases. However, many jurisdictions(司法部门) prohibit this for application in human beings, at least for the present, for a variety of technical and ethical reasons.[citation needed] • Somatic gene therapy（体细胞基因治疗） • In the case of somatic gene therapy, the therapeutic（治疗的） genes are transferred into the somatic cells of a patient. Any modifications and effects will be restricted to the individual patient only, and will not be inherited by the patient's offspring or later generations.
大学《基因工程学》教学大纲
《基因工程学》课程教学大纲（Genetic Engineering）一、课程说明课程编码：02200200课程总学时（理论总学时/实践总学时）：48（48/0）周学时（理论学时/实践学时）：4（4/0）学分：31．课程性质：专业必修课。
2．适用专业与学时分配：适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3．课程教学目的与要求：本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介：《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初，它的问世带动了生物技术的兴起和发展，是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一，它是生物工程（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）中最重要的课程，其它三大工程是建立在基因工程基础之上的，同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标：设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理，通过本课程学习，掌握基因操作的工具酶，基因克隆常用载体，目的基因的分离与合成，重组体的构建，重组体向宿主细胞的导入，重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达，同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下：1）了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2）掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能；教学要求：学完基因工程学后，学生将具备以下能力：1）具有良好的自学能力；2）综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4．本门课程与其它课程关系：先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等，具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
《基因治疗》课件
神经性疾病基因治疗案例
01
总结词
神经性疾病基因治疗案例主要通过调节神经细胞内的基因表达，改善神
经系统的功能，以达到治疗神经性疾病的目的。
02
帕金森病
帕金森病是一种常见的神经系统疾病，其基因治疗策略包括利用基因工
伦理与法律问题
01
02
03
伦理问题
基因治疗涉及到人类基因 的改变，可能引发一系列 伦理问题，如人类尊严、 基因优化的道德界限等。
法律问题
基因治疗技术的监管和法 律地位不明确，可能引发 法律纠纷和社会问题。
解决途径
建立完善的伦理指南和监 管机制，加强国际合作与 交流，共同探讨制定相关 伦理和法律规范。
04 基因治疗的挑战与前景
CHAPTER
技术挑战与解决方案
技术难题
未来展望
基因治疗技术仍面临许多技术挑战， 如精确靶向、基因导入效率、安全性 等。
随着技术的不断进步，基因治疗将有 望成为更多疾病的根治手段，为人类 健康带来更多福祉。
解决方案
通过不断的研究和技术创新，开发更 高效的基因导入载体、优化基因编辑 技术等手段，逐步克服技术难题。
详细描述
感染性疾病基因治疗涉及对免疫系统的调控，如增强巨噬细胞和自然杀伤细胞的功能，提高人体对病 原体的抵抗力。此外，基因治疗还可用于预防和治疗病毒性、细菌性和真菌性感染。
神经性疾病基因治疗
总结词
神经性疾病基因治疗旨在通过基因工 程技术，调节神经细胞的活性，改善 神经性疾病的症状。
详细描述
神经性疾病基因治疗针对帕金森病、 阿尔茨海默病、亨廷顿氏病等神经性 疾病，通过调节神经递质、神经营养 因子等基因的表达，改善症状并提高 患者的生活质量。
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第一节 基因治疗的概念及其策略
二、基因治疗的总体策略
（6）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。 （7）耐药基因治疗
第十五章基因治疗-(1)
第一节 基因治疗的概念及其策略
一、基因治疗（ Gene therapy ）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。
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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。
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第一节 基因治疗的概念及其策略
二、基因治疗的总体策略
（8）化疗保护性基因治疗 向正常细胞内导入单相或多相细胞毒性药物的抗性 基因，使正常细胞耐化疗药物的能力大大提高。 （9）特异性细胞杀伤性基因治疗 利用DNA重组技术构建以特异性杀伤靶细胞为目标 的“神奇弹头” （10）生殖细胞基因治疗 生殖细胞或胚胎干细胞补偿性基因治疗
第二节 基因治疗的基本程序
二、基因的转运（逆转录病毒载体）
逆转录病毒载体的特点 （1）结构和感染过程与普通逆转录病毒相似； （2）可使靶细胞变成稳定表达目的基因的转化细胞； （3）感染靶细胞后不扩散； （4）假病毒感染靶细胞的效率非常高； （5）不感染非增殖细胞。
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ZhejiangMedical Genetics
第二节 基因治疗的基本程序
二、基因的转运（逆转录病毒载体）
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在包装细胞中包装成假病毒 Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics
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第一节 基因治疗的概念及其策略
二、基因治疗的总体策略
（5）“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”。
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第二节 基因治疗的基本程序
第二节 基因治疗的基本程序
1.目的基因的选择和制备 2.基因的转运 3.靶细胞的选择 4.细胞转染 5.外源基因的表达及检测
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等 非病毒载体：脂质体、分子耦联载体、裸露DNA、染
色 体载体、多聚物 ： 与病毒载体的主要Zhe区jian别g P在rovi于ncia：l Ke采y L用ab o理f M化edic方al G法en将etics治疗基
第二节 基因治疗的基本程序
二、基因的转运
逆转录病毒载体 1、逆转录病毒载体的结构
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第一节 基因治疗的概念及其策略
二、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 特异性细胞杀伤性基因治疗 生殖细胞基因治疗
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第一节 基因治疗的概念及其策略
第二节 基因治疗的基本程序
二、基因的转运（逆转录病毒载体）
同时也存在一定的缺点: ①容量小，只能容纳8～10kb的外源基因片段； ②血清补体能使之失活； ③病毒滴度低，低于治疗大肿瘤需要的滴度； ④病毒整合到DNA后，可能引起插入突变和激 活癌基因的可能； ⑤宿主范围有限，只感染增殖细胞，故在应用 上有一定局限性。
二、基因治疗的总体策略
（1）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；
（2）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；
（3）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。
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第一节 基因治疗的概念及其策略
二、基因治疗的总体策略
（4）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.
第二节 基因治疗的基本程序
一、目的基因的选择和制备
在了解疾病发生的分子机制基础上，选择对疾病有治疗作用的 特定基因。如对单基因缺陷遗传病，可用野生型（非突变）基 因即可用于治疗； 对于肿瘤，最好选择某些与该类肿瘤密切相关的癌基因或抑癌 基因用于基因治疗。 治疗性基因获得的方法人工合成等。
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第二节 基因治疗的基本程序
二、基因的转运
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、腺病毒、疱疹病毒、腺相关 病毒、痘苗病毒载体、HIV病毒载体、杆状病毒载体