分子生物学综述
[生物]分子生物学研究概述
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波澜壮阔三十载改革开放铸辉煌——在纪念中国电力改革开
放30年座谈会上的讲话
赵希正
【期刊名称】《电业政策研究》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】改革开放的30年,是中华民族实现伟大复兴,波澜壮阔的30年。
30
年来,中国GDP以年均9.8%的速度增长,到2007年达到24.95万亿人民币,上升到世界第4位,人均国民总收入也实现同步快速增长,由1978年的190美
元上升至2007年的2360美元。
伴随国家经济的蓬勃发展,三十年来,电力行业成为中国改革开放百花园中的最亮丽的花朵之一,向全世界放射出灿烂夺目的光彩。
【总页数】3页(P6-8)
【作者】赵希正
【作者单位】中国电力企业联合会理事长
【正文语种】中文
【中图分类】F426.61
【相关文献】
1.波澜壮阔三十载改革开放铸辉煌 [J], 李娟
2.改革开放科学发展再创辉煌培育造就中国特色汽车强国的产业大军——在纪念改革开放30年中国汽车工业杰出人物表彰大会上的主题发言 [J], 张小虞
3.几番风雨洗征程回眸但见满眼春——在纪念中国电力改革开放30年座谈会上的
讲话 [J], 王旭东
4.改革开放30年追忆——在西安市财政局纪念改革开放三十周年座谈会上的发言[J], 高醒民;张凡;蒲承民;胡剑虹;梁淑贞
5.回顾历史总结经验再创辉煌——在高校出版社纪念改革开放30周年座谈会上的讲话 [J], 吴尚之
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分子生物学在脊椎动物分类和进化研究中的应用概述

分子生物学在脊椎动物分类和进化研究中的应用概述随着科技的不断进步,分子生物学的技术手段也越来越先进,其在生物分类和进化研究中的应用也越来越广泛。
本文将从脊椎动物的分类和进化两个方面,综述分子生物学在这两个领域中的应用。
一、分子生物学在脊椎动物分类中的应用1. 分子系统学分子系统学是一种利用分子生物学技术进行生物分类的方法。
它主要利用生物体内DNA的序列信息,通过比较不同物种之间的DNA序列差异,来推断它们的亲缘关系。
这种方法不仅可以解决传统分类学中存在的问题,如形态相似但进化关系不同的物种,还可以发现一些传统分类学所未能察觉到的物种之间的亲缘关系。
在脊椎动物中,分子系统学已经被广泛应用。
例如,在鸟类分类中,传统分类学认为鸵鸟和凤头鹦鹉属于不同的类群,但分子系统学的研究表明,它们实际上是同一个类群的物种。
类似的事例在哺乳动物、鱼类等其他脊椎动物中也有体现。
2. DNA条形码DNA条形码是一种利用DNA序列信息进行物种鉴定的方法。
它通过对物种的特定基因序列进行测序,从而得到一种独特的DNA序列,这种序列就像条形码一样,可以用来区分不同的物种。
DNA条形码技术已经被应用于脊椎动物的分类鉴定中,例如在鱼类、鸟类和哺乳动物中,都已经有了成功的应用。
二、分子生物学在脊椎动物进化研究中的应用1. 分子进化分子进化是一种利用分子生物学技术研究生物进化的方法。
它主要是通过比较不同物种之间的DNA序列差异,来推断它们的进化关系。
这种方法可以用来研究生物的进化历史,解决一些传统分类学中难以解决的问题。
在脊椎动物中,分子进化已经被广泛应用。
例如,在鸟类进化研究中,分子进化的研究表明,鸟类的进化历史与恐龙的进化历史有着密切的联系。
类似的事例在哺乳动物、鱼类等其他脊椎动物中也有体现。
2. 分子钟分子钟是一种利用分子生物学技术来估算生物进化时间的方法。
它主要是通过比较不同物种之间的DNA序列差异,来推断它们的进化时间。
这种方法可以用来研究生物的进化速率和进化历史。
分子生物学知识点总结

宛本人自己总结, 大家随便一看。
基因与基因组基因(gene): 储存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息, 及表达这些信息所必须的全部核苷酸序列所构成的遗传单位。
1.顺式作用元件有: 启动子和上游启动子元件, 反应元件, 增强子, 沉默子, Poly加尾信号启动子: 有方向性, 转录起始位点上游, TA TA盒, B地贫, 与RNA聚合酶特异结合及启动转录上游启动子元件: TATA盒上游, 与反式作用因子结合, 调控基因转录效率。
CAAT盒, GC盒, CACA盒—B地贫反应元件: 与激活的信息分子受体结合, 调控基因表达增强子: 与反式作用因子结合, 基因表达正调控, 无方向性沉默子: 与反式作用因子结合, 基因表达负调控Poly加尾信号: 结构基因末端AA TAAA及下游富含GT或T区, 多聚腺苷酸化特异因子, 在3末端加200个A B地贫1.除逆转录病毒外, 通常为单倍体基因组。
逆转录病毒: 单股正链二倍体RNA, 三个结构基因, gag, pol, env, 5端甲基化帽, 3端poly加尾。
HIV免疫缺陷病毒, 白血病病毒, 肉瘤病毒感染细菌的病毒基因组与细菌相似, 基因连续, 感染真核细胞的病毒基因组与真核细胞相似, 有内含子, 基因不连续。
3.基因组连续:冠状病毒, 脊髓灰质炎病毒, 鼻病毒4.编码区占大部分原核生物基因组1.由一条环状双链DNA分子组成, 通常只有一个复制起点。
2.结构基因大多组成操纵子, 形成多顺反子(mRNA)3.非编码区主要是调控序列。
(转录终止区可有强终止子有反向重复序列, 形成茎环结构)4.存在可移动的DNA序列(转座因子:能够在一个DNA内或两个DNA间移动的DNA片段转座因子:插入序列, 转座子, 可转座的噬菌体, 转座作用的机制:复制性转座, 简单转座, 共整合体, 插入突变)5.编码区大于非编码区真核生物基因组1.有同源性的功能相关基因构成基因家族核酸序列相同, 核酸序列高度同源, 编码产物的功能或功能区相同, 假基因2.真核基因为断裂基因, 编码为单顺反子。
综述现代分子生物学在医学检验中的应用进展

术,可在同一个 PCR 体系中增添 2 对以上引物,提高检测结
果准确性。 但将现代分子生物学技术应用在病原微生物检
测过程中难度较大,究其原因是病原微生物体积较小,且死
菌量较大,为确保检验结果准确性,需首先将死菌筛选出,使
用活菌进行检测。
采用其他技术检测病原微生物会受液体及其他因素影
用。 人们通过将特异性抗体固定在磁性纳米球表面,而后使
用酶、荧光染剂等进行检验。 将其与传统检验方案对比发
现,新型分子纳米技术检验敏感度、特异度较高,且具有操作
简单有优势。
应用分子纳米技术可对人体各种生化指标状态进行分
析,继而判断机体内是否存在足够的微量元素,其次分子纳
米技术可应用在病变基因修整中,促进损伤组织、细胞修复,
质检测中应用广泛。 例如,通过采集患者血液等标本,对机
体微量蛋白进行研究,通过分子生物遗传器可明确血液标本
特异性,继而为临床治疗、病情评估提供参考。
有报告指出,利用分子生物遗传器检验食物中大肠埃希
菌,灵敏度在 102- 103CFU / mL 之间,5 ~ 7min 便可完成一个
样品的检测,不仅稳定性较高,还可节约检测所需时间,亦可
体病变进行评估,为后期治疗提供更准确的引导,提高各疾
病控制效果。 因此分子蛋白组必然会成为医学检验的主流
方向,且在医学发展中占据重要地位。
五、 现代分子生物技术对病原菌微生物的检测
传统的病原菌检测技术耗时长、步骤繁杂,在检验过程
中需对病原微生物进行分离、培养,在检验过程中应用现代
分子生物学技术可提高检测效率及敏感度。 例如,在检测核
响,但应用现代分子生物技术可有效改善这一问题,既可提
关于分子生物学与医药的综述

分子生物学与医药专业:11生技姓名:檀慧芳学号:1102021036摘要:分子生物学是从分子水平上研究生物体生命活动及其规律的一门科学,其不仅是目前自然科学中进展最迅速、最具活力和生气的领域,也是新世纪的带头学科。
在医学中,分子生物学主要研究人体生物大分子的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展关系,乃至在诊断治疗上的应用[1]。
医药是关于人类同疾病作斗争和增进健康的科学,医药产业是国民经济的重要组成部分,与人民群众的生命健康和生活质量等切身利益密切相关。
随着分子生物学和医药的逐步发展,分子生物学被越来越广泛的应用到生物医药行业中。
下文将通过对分子生物学和医药的介绍、分子生物学在医药领域的应用、分子生物学再生医药领域的发展趋势和展望这三方面内容来介绍分子生物学与医药。
关键词:分子生物学生物医药应用发展趋势与展望1、分子生物学与生物医药简介1.1分子生物学分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的学科,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动的改造和重组自然界的基础科学。
分子生物学从分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律,它涵盖了生命科学的各个领域,改变了或正在改变着整个生物学的面貌,其研究成果已在工业、农业、医学、食品、材料、能源、冶金、环保等领域得到了广泛的应用[2]。
分子生物学是研究所有生物学现象的分子基础,内容十分广泛,但可以把分子生物学的研究内容可以概括为以下五个方面:1.基因与基因组的结构与功能:基因的研究一直是影响整个分子生物学发展的主线。
近20年来,由于重组DNA技术的不断完善和应用,人们已经改变了从表型到基因型的传统研究基因的途径,能够直接从克隆目的基因出发,研究基因的功能及其与表型的关系,使基因的研究进入了反向生物学阶段。
2. DNA的复制、转录和翻译:此方面研究的重点是DNA或基因怎样在相关的酶与蛋白质因子的作用下按照中心法则进行自我复制、转录和翻译,以及对mRNA分子剪接、加工、编辑和对新生多肽链折叠成为功能结构的研究。
分子生物学综述论文(基因敲除技术)

现代分子生物学课程论文题目基因敲除技术班别生物技术10-2学号 *********** 姓名陈嘉杰成绩基因敲除技术的研究进展要摘基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
此后经历了近20年的推广和应用,直到2007年10月8日,美国科学家马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)和奥利弗•史密西斯(Oliver Smithies)、英国科学家马丁•埃文斯(Martin Evans)因为在利用胚胎干细胞对小鼠基因金星定向修饰原理方面的系列发现分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。
基因敲除技术从此得到关注和肯定,并对医学生物学研究做出了重大贡献。
本文就基因敲除的研究进展作一个简单的综述。
关键词基因敲除、RNAi、生物模型、同源重组前言基因敲除又称基因打靶,该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组,进行精确的定点修饰和基因改制,具有转移性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。
应用DNA同源重组技术将灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)以取代目的基因,再筛选出已靶向灭活的细胞,微注射入小鼠囊胚。
该细胞参与胚胎发育形成嵌合型小鼠,再进一步传代培育可得到纯合基因敲除小鼠。
基因敲除小鼠模型的建立使许多与人类疾病相关的新基因的功能得到阐明,使现代生物学及医学研究领域取得了突破性进展。
上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第一代技术,属完全性基因敲除,不具备时间和区域特异性。
关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。
Tsien等[1]于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物,被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。
该技术以Cre/LoxP系统为基础,Cre在哪种组织细胞中表达,基因敲除就发生在哪种组织细胞中。
2000年Shimizu等[2]于《Science》报道了以时间可调性和区域特异性为标志的第三代基因敲除技术,其同样以Cre/LoxP系统为基础,利用四环素等诱导Cre的表达。
2021综述番茄开花诱导、分生组织的分子生物学研究范文

2021综述番茄开花诱导、分生组织的分子生物学研究范文 引言 开花植物(被子植物)作为陆生植物中最大的族群,现已超过了250000种。
开花对于所有开花植物来说是生活史上的一个质变过程,是植物个体发育过程的中心环节;而对于人本身来说,色彩斑斓、气味芬芳的花不仅愉悦了人的身心,种类繁多的种子与果实也为人类提供了丰富的食物。
故研究开花植物的开花过程,阐明其分子生物学上的调控机理无论在理论上还是在应用上都具有重要意义。
Yanofsky 等(1990)在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中首次克隆了花同源异型基因agamous(AG),标志着高等植物花发育研究进入分子遗传学阶段。
从发育生物学角度来看,高等植物经过一段时期的营养生长后,在合适的外界条件(其中重要的有日照长度、光质及温度)下,才能进行由营养生长(vegetativedevelopment)向生殖生长(reproductivedevelopment)的转变,才能开始花的发育。
总的来说,花的发育过程在时间上大致分为4个阶段:(1)开花过渡(flowering transition),植株响应外界环境以及自身信号,由营养生长转向生殖生长,这个过程受一系列与开花时间相关基因的调控;(2)分生组织特征基因激活,植株响应从不同开花时间调控途径而来的信号,激活分生组织特征基因,决定分生组织属性;(3)花器官特征基因的激活,分生组织特征基因激活位于不同区域的花器官特征基因;(4)花器官形态建成,花器官特征基因激活下游的器官形态建成基因,决定组成各器官的特异细胞类型和组织(Jack, 2004)。
番茄(Solanumlycopersicum L.)是很重要的经济作物,同时也是用于双子叶植物花发育机理研究的一个重要模式植物。
通过多年来不断的分子生物学上的深入研究,已有10个与番茄开花诱导及分生组织特征相关的基因被鉴定,将番茄与拟南芥相关基因比较发现两物种在花发育分子生物学上兼具保守性和多样性(表1)。
现代分子生物学技术发展综述

现代分子生物学技术发展综述20世纪50年代,录Wsaton和crick提出DNA双螺旋结构,标志着现代分子生物学的兴起,为揭开人类重生命现象的本质奠定了基础。
目前,分子生物学是生命科学中发民最快的领域,并且与诸多学科正在进行广泛的交叉与渗透,因此,分子生物学已成为主导21世纪生命科学的前沿科学。
一、现代分子生物学的含义分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘科学,它是以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象的一门综合性学科。
包括:结构分子生物学、发育生物学、分子细胞生物学、分子神经生物学等。
主要研究基因或DNA 的复制、转录、表达和调控等过程,以及参与这些过程的蛋白质和酶的结构与功能。
二、现代分子生物学研究的内容分子生物学主要包含两个部分研究内容:一是核酸的分子生物学,以研究核酸的结构与功能为主,中心法则是其研究的理论核心。
内容包括:核酸的基因结构、遗传信息的复制、转录与翻译,基因修复与突变、基因的表达与调控基因工程的发展与应用等。
二是蛋白质的分子生物学,以研究蛋白质等大分子的结构与功能为主。
蛋白质具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构而构成多样化生物个体,所以对蛋白质的研究难度较大。
三、现代分子生物学的主要任务分子水平指的是携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间传递过程中发挥重要作用的蛋白质等生物大分子。
分子水平上研究生命的本质,是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
阐明这些分子的结构与功能关系是分子生物学的主要任务。
四、现代分子生物学的发展前景21世纪是生命科学的世纪,分子生物学取得突飞猛进的的发展,分子生物技术让整个社会进入了生物经济时代。
诊断试剂、治疗药物、植物品种、畜用制品、环境工程、再生能源,分子生物技术无处不在,在工业、农业、医药卫生业带来全新的变革。
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糖蛋白抗肿瘤的研究进展[摘要]糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子,是细胞的识别及体内功能多为糖蛋白介导。
其独特免疫原性使其在抗肿瘤方面具显著效果。
在这近几年来,糖蛋白发展迅速,本文就糖蛋白结构、功能及抗肿瘤方面研究进展进行综述。
[关键词]糖蛋白;生物学功能;抗肿瘤;前言糖蛋白在生物体内是重要的生物活性物质,其糖链和蛋白相互作用介导细胞的专一性识别,调控各种生命过程如受精、发育、神经系统的维持,在目前炎症及癌细胞异常增殖、自身免疫系统中起重要作用。
笔者就其糖蛋白的功能、及抗肿瘤方面国内外研究现状做一综述。
1生物学功能1-1构成α-构型血抗原的基本物质构成血型的抗原为血型糖蛋白,是一组含大量唾液酸糖链的跨膜蛋白,无论ABO血型系统或MN血型系统都是由血型糖蛋白决定。
寡糖链的识别作用决定着细胞的识别、集聚和受体作用。
1-2构成细胞表面受体,与细胞识别和黏着有关一些外源凝集素、毒素以及病原体的受体均是糖蛋白。
一些植物凝集素可使血液细胞发生凝集,动物凝集素不仅在体液免疫中起作用,还和肿瘤转移作用有关[1]。
不同性别性细胞相互作用成合子或聚集成组织,都以糖和与糖专一结合的蛋白质间的识别和结合为前奏,特别是与糖链的结构与识别功能有关,为医疗上避孕提供了新的可能途径[2]。
利用精细胞表面糖蛋白特异结合的特性,将外源基因导入成熟精子,使外源DNA进入卵中受精,可借此产生优良品种[3]。
1-3物质运输功能一些糖蛋白如运血红蛋白、转铁蛋白受体等可与各种特有的物质结合,将其运输。
糖蛋白兼有传递信息功能,在糖蛋白激素中,糖链在激素信号传入细胞过程中担负重要作用[4]。
1-4其他功能糖蛋白还和免疫反应及神经传导有关。
如一种Glycodelin A糖蛋白在生殖免疫过程中,在母胎抗排斥免疫中发挥重要作用[4]。
某些细胞膜的糖蛋白还有酶活性。
在以上诸多糖蛋白的生理功能中可以看出,糖链的结构起决定性的作用。
2糖蛋白抗肿瘤的国内外研究现状从体液及各种生物中分离出的糖蛋白,具有各种抗菌、抗凝血、抗肿瘤等生物活性。
糖蛋白类及细胞的定向归巢、糖蛋白毒素及激素作用机制,可使药物选择性地集中到病灶,提高药效,而不影响正常组织的生长和免疫系统的功能,降低不良反应。
例如,将乳糖接到门冬酰胺酶上,利用乳糖定向归巢到肝细胞,使门冬酰胺酶进入肝细胞,可治疗肝癌。
不同来源的糖链结构有相似之处,说明以体液糖蛋白代替膜上复合糖类或在高等动物以外寻找利用于人体的半抗原糖类作为药物是可能的。
人体内存在一些唾液酸含量较高的糖蛋白,如α1酸性糖蛋白(AAG)和Tam-horsefall蛋白,能抑制流感病毒和宿主细胞的黏着。
多数糖蛋白糖含量在20%以下,而AAG的糖含量达到40%以上[5]。
AAG免疫抑制活性表现在能抑制血小板凝集,也与肿瘤有关。
AAG还能与药物结合起到药物传送的作用。
研究还发现了几种与肿瘤相关的糖蛋白。
利用血清或尿液中糖蛋白糖链的结构异常来诊断恶性肿瘤,如利用凝集素将甲胎蛋白(AFP)分成多种糖链结构不同的异构体,可用于原发性肝癌的诊断[6];Pg-P是一种跨膜糖蛋白,是介导乳腺癌耐药机制逆转耐药的重要靶点,近年已有不少新的逆转药物被发现并试用于临床[7];TAG72可作为消化道肿瘤重要的血清指标;黏糖蛋白-2(MUC2)在大肠癌中的阳性率为70%[8];CA125是胚胎发育期腔上皮表达的一种高分子糖蛋白,可以作为卵巢癌的标记物;前列腺特异性抗原(PSA)是前列腺上皮细胞合成并分泌至精液中的一种相对分子质量为3 300~3 400、含糖量为7%的前列腺癌相关糖蛋白,作用于消化精囊特异性抗原,使其作为肿瘤标记物的特殊糖蛋白,在肿瘤存在时,可异常增加,对诊断颇为重要[9];CD44是细胞表面的整合膜糖蛋白,CD44H能使肿瘤形成提早,肿瘤形成率从30%提高到90%,瘤生长速度加快。
而CD44E却抑制瘤生长,瘤形成率几乎为零,其表达水平与黑色素迁移率有正向关系[10]。
CA242是一种唾液酸化的黏蛋白类的肿瘤相关抗原,在胰腺癌中检出率较高[11]。
已经发现恶性肿瘤关糖蛋白种类很多,表明恶性肿瘤组织细胞的生成与糖蛋白的合成、分泌有密切关系。
绿十字社和美国田纳西大学将尿激酶分离精制得到一种相对分子质量2~4万的糖蛋白,试验表明其对人正常细胞没有作用,而对乳腺癌、肺癌等的癌细胞增殖有显著的抑制作用[12]。
上海海军医药学专业中心近年从海蛤和无齿蚌中提取分离出抗动物移植肿瘤的活性物质,经鉴定组分为糖蛋白,高剂量对小鼠S180抑瘤率达72%以上。
Sasaki等对软体动物(Mollusks)海蛤、牡蛎、马贼、海螺、鱿鱼等进行了研究,证明Paolins为具抗菌和抗病毒活性的一种糖蛋白,只需少量或中等活力就可抑制小鼠S180;且还具抗白血病作用。
3结语糖蛋白对人类健康的重要作用越来越受到重视。
利用海洋生物的结构多样性及独特的生物活性,国外已有研究报道其显著的抗肿瘤及抗艾滋病活性,寻求生物利用性好的活性糖蛋白大分子,利用现代分析技术研究其结构,从分子水平阐释其对疾病的作用机理。
目前利用糖蛋白的靶向性设计抗肿瘤药物,以及应用免疫原性制备多糖结合疫苗,激发免疫系统达到治疗目的,通过生物疗法提高治疗效果,已成为越来越重要的治疗手段。
[参考文献][1]韩益飞,徐世青,朱江,等.糖蛋白的结构与功能[J].J Biol,2001,18(2)∶1-3.[2]王荣海.浅谈糖蛋白[J].生物学通报,1993,28(11)∶12-13.[3]刘慧慧,李太武,苏秀榕.糖蛋白及其在动物精卵识别中的作用[J].Mar Sci,2004,28(1)∶67-70.[4]高丽丽,王长智,朱正美.Glycodelin-A糖蛋白及其在生殖免疫中的作用[J].生命化学,2002,2(4)∶332-334.[5]王克夷.α-酸性糖蛋白[J].国外医学·分子生物学分册,1991,13(4)∶167-169.[6]陈国千.糖蛋白糖链结构分析与恶性肿瘤诊断[J].国外医学·临床生物化学与检验学分册,2000,21(4)∶171-173.[7]李杰.P-糖蛋白介导的乳腺癌耐药及逆转的研究特点[J].上海第二医科大学学报,2004,24(6)∶494-496.[8]孙思鑫,谢彦博,栾召强,等.黏糖蛋白-2载大肠癌中的表达[J].实用肿瘤学杂志,2004,18(5)∶366-367.[9]齐为民.肿瘤相关糖蛋白的研究进展[J].国外医学.临床生物化学与检验学分册,1994,15(2)∶56-58.[10]金顺钱,张伟.042细胞表面糖蛋白CD44研究进展[J].国外医学·免疫学分册,1994,17(2)∶85-90.[11]李永军,曹青.糖蛋白242、199检测在胰腺癌诊断中的应用[J].上海医学检验杂志,2001,16(6)∶368.[12]Scott LB.The“Lecithotrophic”sea urchin heliocidaris erythrogrammalacks typical yolk plaletesand yolk glycoproteins[J].DevBiol,1990,138(10)∶188-193.基因治疗中的非病毒载体研究进展摘要添加、修复或替换基因从而达到直接排除病因是基因治疗的目的,也是用于治疗遗传性和获得性疾病的治疗方法。
它包括目的基因、载体和靶细胞三个方面,其中载体在整个传染过程中起着关键的作用。
非病毒载体是该研究领域的热点之一,虽然传染效率不如病毒载体,但其无毒、无免疫反应、性质可调且制备方便。
本文就其近年来的研究进展作一综述。
关键词非病毒载体;裸DNA;脂质体;阳离子多聚物;PEI前言人类基因组草图的绘制完成及深入研究将为基因治疗打下坚实的基础,基因治疗已成为世界上最活跃的研究领域,基因治疗药物将对医药工业产生深远的影响。
目前80%的研究仍采用转染率较高的病毒载体,但病毒载体存在许多不足,主要体现在免疫原性高、毒性大、目的基因容量小、靶向特异性差、制备较复杂及费用较高等问题[1],因此,近年来非病毒基因治疗载体倍受关注,也正是当前药剂学研究的前沿课题。
为此,本文就其研究进展作一概述。
目前常用的非病毒载体包括裸DNA、脂质体载体、阳离子多聚物型载体和PEI等。
1 裸DNA将目的基因连接在表达的质粒或噬菌体中直接注射而不依赖其它物质的介导,是最简单的非病毒载体系统。
电穿孔(electroporation)技术和微粒子轰击法(microparticle bombardment, 此法也称作基因枪)的出现,大大提高了裸DNA的转染效率,而且使DNA可直接到达细胞核,避免了各种酶对DNA的降解。
目前使用的DNA疫苗,就是用编码病毒抗原的质粒直接肌内注射,可获得有效的抗病毒免疫。
裸DNA虽能有效运转并表达目的基因,但缺乏靶向性,并且只能在局部作用,不能转染大量细胞,经常需要进行外科手术以暴露靶器官,使用时局限性较大。
[2]2 脂质体或脂质复合物脂质体一般由阳离子脂质和中性共脂质组成,前者由阳性亲水性首基、交联剂、疏水性部分三个基本结构域组成,为阳性两亲化合物,压缩DNA形成脂质复合体。
颗粒大小、zeta电位、DNA/脂质体比、溶液离子强度等均影响脂质复合体的形成、稳定性和转染效率。
改进三个基本结构域的设计可提高脂质体的效能:选择可识别DNA的首基,如天然的结构或功能基团、非氨基性阳离子部分;引入可应答各种生物学刺激的易变性交联剂,以诱导DNA定时释放;修饰疏水性部分以获得最佳结构[3]。
预先通过鱼精蛋白压缩DNA,再与脂质体络合,可使脂质重排,形成结构致密的脂质体/鱼精蛋白/DNA络合物,颗粒大小较脂质复合体减少3到5倍,基因投递率提高[4] 。
Junghans等[5]用脂质体鱼精蛋白/DNA络合物投递反义c-myc寡核苷酸,发现寡核苷酸稳定性增加,下调U937细胞系c-myc表达。
经聚乙二醇表面修饰可提高络合物转染效率和靶向性。
脂质体成分所致的毒性反应限制了其临床应用,应用各种浓度的辅助脂质可优化脂质复合体。
另外,Liu等[6]报告于脂质复合体中加入免疫抑制基因可显著减少TNF-α(肿瘤坏死因子-α)的产生,并且不影响生物学分布。
类似刺激应答多聚体,可设计环境敏感型脂质体以加强DNA释放,从而增强目的基因表达[7]。
3阳离子多聚物阳离子多聚物包括合成的或天然的大分子。
合成的聚合物有肽,如聚左旋赖基酸、聚左旋鸟氨酸、聚4-羟基-脯氨酸酯聚胺类,如聚乙烯亚胺(PEI)(线状或分支状)、聚丙烯亚胺(PPI);聚酰胺类,如PAMM 树枝石[8]。
天然的聚合物包括一些蛋白,如组蛋白和人血清蛋白;多糖类,如壳聚糖等[9]。