基因治疗的概念知识分享
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基因治疗常识基因治疗常识基因治疗(一)基因治疗指把遗传的基本单位基因用于治疗人体中的失调和疾病如癌症。
所有能改变基因结构或功能的治疗方法都属于基因治疗。
由于癌症是具有遗传基础的疾病,因此基因治疗在癌症的诊断和治疗上有着巨大潜力。
目前有两种基因疗法:体细胞(somatic cell)基因治疗和种系(germ line) 基因治疗。
在体细胞基因治疗中,健康基因被植入有特殊缺损基因的人体中,目的是修复缺损和提高生活质量;在种系基因治疗中,基因被引入能传递遗传特征给后代的特殊细胞中。
种系基因治疗引起了关于会操纵未来人种特征的伦理问题。
一种可能就是用正常基因替代缺损基因,从而反转癌细胞的扩散,恢复正常细胞功能。
另外,某些癌症是由于缺少某种基因而引起的,补给这种基因就可以治愈。
当研究人员确定更多的引起各种癌症的基因突变后,就可以设计富有成效的治疗方案。
研究人员还可以通过基因测试反映出病人的基因情况,从而采取措施减小病情恶化可能或甚至预防疾病发生。
基因测试可以更早地诊断出癌症,因而能更好的治疗癌症。
1991年,医生第一次把基因治疗用于治疗癌症。
目前为止,基因治疗在临床上还应用很少,尚需进一步完善。
基本概念(1)基因基因是生物的遗传单位。
它们决定显性特征,例如头发和眼睛的颜色,以及更精巧的特性,例如血液输送氧的能力。
综合特质,例如智商和体力,是由大量不同的基因和环境影响所共同决定。
据估计,人体有10万个基因。
其中任何一个有缺陷,就可能导致生病。
每个基因制造一种酶或蛋白质。
然而,细胞中只有某些基因在特定的时候会起作用,随着细胞的成熟,它们大都不会起作用了。
正是由细胞中起作用和不起作用的基因以及它们生成的蛋白质,决定了细胞的类别和功能。
(2)基因与DNA的关系从化学术语上讲,基因是脱氧核糖核酸(DNA)的一段。
DNA是一个很长的分子,由叫做核苷的单体组成。
每个核苷包括磷酸盐、脱氧核糖和一种核酸基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶四种中的一种),而正是这些核酸基携带DNA分子的信息或“密码”。
基因治疗概念
基因治疗概念:基因治疗是将外源的正常基因导入靶细胞,以纠正或弥补缺陷或异常基因引起的疾病,从而达到治疗目的。
基因治疗是通过医学手段,纠正患者体内的相关基因缺陷,达到一定治疗效果。
基因治疗也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。
广义上,基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。
基因治疗将人类正常基因或治疗基因以某种方式导入人类靶细胞,以纠正基因缺陷、发挥治疗作用,以达到治疗疾病的一种新型生物医学技术。
目前,基因转移的方法分为生物方法、物理方法和化学方法。
基因治疗的靶细胞分为体细胞、生殖细胞,基因治疗用于治疗对人类健康构成威胁的疾病,包括遗传性疾病、恶性肿瘤、心血管疾病和传染病等。
高中生物基因工程知识点总结一、基因工程的概念基因工程,又称为重组 DNA 技术,是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外 DNA 重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在 DNA 分子水平上进行的操作,它打破了物种之间的界限,实现了不同物种之间基因的重新组合。
二、基因工程的工具1、限制性核酸内切酶(简称限制酶)限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。
2、 DNA 连接酶DNA 连接酶的作用是将两个具有相同末端的 DNA 片段连接起来,形成磷酸二酯键。
根据来源不同,DNA 连接酶可以分为两类:E·coli DNA 连接酶和 T4DNA 连接酶。
3、运载体常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
运载体需要具备的条件有:能够在宿主细胞中复制并稳定保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有标记基因,便于进行筛选。
三、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取目的基因是指人们所需要的编码蛋白质的结构基因。
获取目的基因的方法主要有:从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增目的基因以及通过化学方法人工合成。
2、基因表达载体的构建基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。
一个基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。
启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段,位于基因的首端,是 RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出 mRNA。
终止子位于基因的尾端,也是一段有特殊结构的 DNA 片段,能终止转录。
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。
3、将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞是基因工程的关键步骤。
根据受体细胞的不同,导入的方法也有所不同。
基因治疗的重要知识点总结基因治疗是一项新兴领域的医学技术,通过改变个体的基因来治疗疾病。
它具有革命性的潜力,可以帮助人类战胜一些传统医学无法解决的遗传性疾病。
下面是一些关于基因治疗的重要知识点的总结。
1. 基因治疗的原理基因治疗的核心原理是通过向患者的细胞中引入正常的基因,以取代或修复存在问题的基因。
这可以通过多种方法实现,包括基因替代、基因增强和基因静默等。
2. 基因治疗的类型基因治疗可以分为两种类型:体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。
前者是指治疗患者的体细胞,不会对后代产生影响;后者则是指治疗患者的生殖细胞,治疗效果将会传递给下一代。
3. 基因治疗的应用领域基因治疗可以用于治疗多种疾病,包括遗传性疾病、癌症、免疫系统疾病等。
它可以提供一种新的治疗选择,特别是对于那些传统疗法无法根本解决的疾病。
4. 基因治疗的优势和挑战基因治疗具有许多优势,包括针对性治疗、减少副作用、持久的疗效等。
然而,它也面临着一些挑战,如治疗效果的不确定性、基因治疗的安全性等。
因此,更多的研究和临床实践是必要的。
5. 基因治疗的进展和前景基因治疗是一项前沿的医学技术,近年来取得了显著的进展。
许多基因治疗药物已经获得批准,并在临床试验中取得了良好的疗效。
未来,基因治疗有望成为一种常规的治疗方式,为人类健康带来革命性的改变。
6. 基因治疗的伦理和社会问题由于基因治疗涉及对人体基因的操控,它引发了一系列伦理和社会问题。
如个体隐私保护、公平分配资源、基因改造人类的道德和法律问题等。
这些问题需要全社会的共同努力来解决。
7. 基因治疗的风险管理基因治疗虽然有许多潜在的好处,但也存在风险。
在进行基因治疗时,必须进行全面的风险评估和管理,确保安全性和效果的可控性。
8. 基因治疗的成本和可及性由于技术的复杂性和高昂的研发成本,基因治疗目前还面临着成本高昂和可及性有限的问题。
随着技术的进步和成本的下降,相信基因治疗将会变得更加可行和可及。
总之,基因治疗是一项具有巨大潜力的医学技术,可以为治疗许多传统医学无法解决的疾病提供新的选择。
基因治疗的概念和靶细胞
基因治疗是一种通过修改患者体内的基因来治疗疾病的方法。
它旨在纠正或替换患者身体中缺陷或异常的基因,以恢复正常功能。
基因治疗的核心是靶细胞,即被治疗所针对的细胞。
靶细胞可
以是特定组织或器官中的细胞,也可以是循环系统中的特定细胞类型。
在基因治疗中,通过将包含所需基因的载体(如病毒或质粒)
导入到患者的体内,将其传递到靶细胞中。
这些载体携带的基因会
进入和表达在靶细胞中,并产生预期的治疗效果。
这些基因可能是
用于纠正缺陷基因的正常副本,也可能是产生特定蛋白质来抑制或
促进细胞功能的基因。
靶细胞的选择在基因治疗中至关重要,因为不同疾病可能仅涉
及特定类型的细胞。
例如,对于遗传性视网膜疾病,靶细胞可以是
视网膜细胞;对于癌症,靶细胞可以是癌细胞;对于免疫系统疾病,靶细胞可以是免疫细胞等等。
靶细胞的选择可以通过了解疾病的发病机制和所涉及的细胞类
型来确定。
此外,靶细胞应具有足够的可及性,以便基因载体能够
转入并表达基因。
基因治疗的发展为许多疾病的治疗提供了新的可能性,并为靶
细胞的选择提供了更多的方法。
然而,纳入治疗流程之前,需要进
行广泛的实验室研究和临床试验,以确保治疗的安全性和有效性。
基因治疗的概念
基因治疗的概念
基于修饰活细胞遗传物质而进行的医学干预。
细胞可以体外修饰,随后再注入患者体内;或将基因治疗产品直接注入患者体内,使细胞内发生遗传学改变。
这种遗传操纵的目的可能会预防、治疗、治愈、诊断或缓解人类疾病。
基因治疗的类型
根据目的
基因治疗:治疗或预防疾病
基因增强:增强人的性状和能力
根据干预对象
体细胞:基因转入体细胞内
生殖细胞:基因转入生殖细胞或早期胚胎。
体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗、
体细胞基因增强、生殖细胞基因增强
治疗简要过程
1. 体外法(ex vivo):患者细胞经体外遗传处理后,再移入患者体内进行治疗。
2. 体内法(in vivo):把基因通过载体(如病毒)直接转入患者病患部位,进行治疗。
3. 基因治疗使用的载体
(1)病毒
1.1 反转录病毒:RNA病毒,其基因可整入受体基因组
1.2 腺病毒:双链DNA病毒,形成核外DNA,不遗传,需多次施用
1.3 腺相关病毒:单链DNA病毒,可近100%插入19号染色体的特殊位点。
感染人和灵长类,不致病,宿主免疫原性小。
携带DNA小,难以制造
1.4 病毒壳蛋白形成的假病毒:“魔法子弹”
(2)非病毒载体:易于制造、低免疫,但感染和表达少
2.1 裸DNA :表达效率低;电转移和基因枪转移
2.2 多核苷酸:合成的小分子核酸,使体内基因的表达失活
2.3 脂质体和多聚体:用脂质体和多聚体分子包裹DNA,使DNA被细胞吞入,提高转移效率
(3)复合方法:如脂质体加病毒
(4 )多晶体:含有核酸(DNA、RNA)的多晶体可以增强基因的转移效率、毒性小
用腺病毒进行基因治疗
Fragile-X 的基因治疗
癌症的基因治疗
基因在癌细胞中表达,引起癌细胞凋亡,从而达到治杀死癌细胞,治愈癌症的目的。
今又生Ad-p53腺病毒注射液
小分子核酸的抑制基因表达和治疗的机制
从DNA到蛋白质,小分子核酸进入细胞后剪切mRNA使基因不能翻译
基因治疗的策略与关键步骤
基因治疗是用具有正常功能的基因去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。
(一)基因治疗的策略
基因治疗分为直接基因治疗和间接基因治疗,其中直接基因治疗为纠正突变基因,在原位修复缺陷的基因,以达到治疗目的。
为较理想的基因治疗策略,由于存在某些问题,目前正在努力之中;间接基因治疗为以正常的基因替代致病基因。
导入外源正常基因,代替有缺陷的基因。
而对靶细胞而言,没有去除或修复有缺陷的基因。
用DNA重组技术设法修复患者细胞中有缺陷的基因,使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的。
具体可分为以下几种策略:
1、基因矫正: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:基因置换就是用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因,使细胞内的DNA
完全恢复正常状态。
这种治疗方法最为理想,但目前由于技术原因尚难达到。
3、基因修复:基因修复是指将致病基因的突变碱基序列纠正,而正常部分予以保留。
这种基因治疗方式最后也能使致病基因得到完全恢复,操作上要求高,实践中有一定难度。
4、基因修饰又称基因增补,将目的基因导入病变细胞或其它细胞,目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。
在这种治疗方法中,缺陷基因仍然存在于细胞内,目前基因治疗多采用这种方式。
如将组织型纤溶酶原激活剂的基因导入血管内皮细胞并得以表达后,防止经皮冠状动脉成形术诱发的血检形成。
5、基因失活:利用反义技术能特异地封闭基因表达特性,抑制一些有害基因的表达,已达到治疗疾病的目的。
如利用反义RNA、核酶或肽核酸等抑制一些癌基因的表达,
抑制肿瘤细胞的增殖,诱导肿瘤细胞的分化。
用此技术还可封闭肿瘤细胞的耐药基因的表达,增加化疗效果。
6、免疫调节:将抗体、抗原或细胞因子的基因导入疾人体内,改变病人免疫状态,
达到预防和治疗疾病的目的。
如将白细胞介素-2导入肿瘤病人体内,提高病人IL-2的水平,激活体内免疫系统的抗肿瘤活性,达到防治肿瘤复发的目的。
7、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。
(二)基因治疗的策关键步骤
1、治疗性基因的获得: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很多:用酶切或探针杂交法从基因组DNA文库获得,从cDNA文库获取,PCR扩增,人工合成等。
2、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,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。
3、靶细胞的选择:基因治疗的受体细胞有生殖细胞和体细胞两大类。
对生殖细胞进行基因治疗,可使该生殖细胞分化发育成长的个体及其后代均具有正常基因,理论上讲是根治遗传病的理想方法。
但由于涉及安全性和伦理学问题,目前基因治疗中禁止使用生殖细胞作为靶细胞,只限于使用体细胞。
基因治疗存在的困难
基因导入系统尚不成熟。
结构不稳定,影响基因组功能,基因难以到达靶细胞,等等
对多基因遗传病的致病基因及基因间的相互作用还不清楚
到达靶细胞盲目性大,表达可控性差,有激活致癌基因产生新病毒的潜在危险无法保障干预生殖细胞基因不对后代产生医源性伤害。