基因工程的应用和前景.ppt

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1、基因工程的应用和前景 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2 2第一第一节 人人类基因基因组计划划第二第二节 在医在医药方面的方面的应用用第三第三节 在工在工农牧牧渔业方面的方面的应第四第四节 基因工程与基因工程与环境保境保护第五第五节 基基础理理论研究研究第六第六节 伦理学理学问题2022/9/24202

2、2/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景3 3n n提出：提出：提出：提出：美国科学家于美国科学家于美国科学家于美国科学家于19851985年率先提出、于年率先提出、于年率先提出、于年率先提出、于19901990年正式启年正式启年正式启年正式启动动的，的，的，的，计计划用划用划用划用15151515年、耗年、耗年、耗年、耗资资30303030亿亿美元。后来，美、英、日、美元。后来，美、英、日、美元。后来，美、英、日、美元。后来，美、英、日、法、德、中六国共同参与法、德、中六国共同参与法、德、中六国共同参与法、

3、德、中六国共同参与.我国我国我国我国19991999年年年年9 9 9 9月加入，月加入，月加入，月加入，负责负责人人人人类类3 3 3 3号染色体短臂上的一个号染色体短臂上的一个号染色体短臂上的一个号染色体短臂上的一个约约30303030MBMB区域的区域的区域的区域的测测序任序任序任序任务务，该该区区区区域占整个人域占整个人域占整个人域占整个人类类基因基因基因基因组组的的的的1%1%1%1%。中国是第。中国是第。中国是第。中国是第6 6 6 6个参与国个参与国个参与国个参与国n n概念：概念：概念：概念：测测定人定人定人定人类类基因基因基因基因组约组约30303030亿亿个碱基个碱基个碱基

4、个碱基对对的排序，的排序，的排序，的排序，进进而破而破而破而破译译全部基因的全部基因的全部基因的全部基因的遗传遗传信息。人信息。人信息。人信息。人类类基因基因基因基因组组由大由大由大由大约约30303030亿硷亿硷基基基基对对组组成成成成,分布在分布在分布在分布在细细胞的胞的胞的胞的23232323对对染色体中染色体中染色体中染色体中,大大大大约约含有含有含有含有4 4 4 4万左右个作万左右个作万左右个作万左右个作为为生命活生命活生命活生命活动动基本基本基本基本单单位的位的位的位的编码编码基因基因基因基因第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划（HGPHGP）2022/9/242022/9

5、/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景4 4a.a.a.a.人人人人类类基因基因基因基因组组精确精确精确精确测测序，序，序，序，发现发现所有人所有人所有人所有人类类基因并搞清其在染基因并搞清其在染基因并搞清其在染基因并搞清其在染色体上的位置，破色体上的位置，破色体上的位置，破色体上的位置，破译译人人人人类类全部全部全部全部遗传遗传信息信息信息信息b.b.b.b.绘绘制四制四制四制四张图谱张图谱（遗传图遗传图、物理、物理、物理、物理图图、序列、序列、序列、序列图图、转录图转录图）遗遗传图传图根根根根据据据据基因基因

6、基因基因交交交交换换的的的的发发生頻率生頻率生頻率生頻率来来来来判定基因判定基因判定基因判定基因与与与与其他其他其他其他标记标记的的的的相相相相应应位置；物理位置；物理位置；物理位置；物理图谱则图谱则根据根据根据根据在染色在染色在染色在染色体体体体上起著某上起著某上起著某上起著某种种种种标记标记作作作作用的已知核苷酸序列的出用的已知核苷酸序列的出用的已知核苷酸序列的出用的已知核苷酸序列的出现为现为基因定位基因定位基因定位基因定位HGPHGP的主要内容的主要内容第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第

7、十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景5 5遗传图谱遗传图谱转录图谱转录图谱0.7 cM 或或 kb 序列图谱序列图谱物理图谱物理图谱100 kb100 kbSTS mapSTS map第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景6 6指基因或指基因或指基因或指基因或DNADNA标记标记在染色体上的在染色体上的在染色体上的在染色体上的相相相相对对位置与

8、位置与位置与位置与遗传遗传距离距离距离距离cMcM（基因或（基因或（基因或（基因或DANDAN片段在染色体交片段在染色体交片段在染色体交片段在染色体交换过换过程中分离的程中分离的程中分离的程中分离的频频率）率）率）率）遗传图（连锁图）遗传图（连锁图）第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景7 7 以已知核苷酸序列的以已知核苷酸序列的以已知核苷酸序列的以已知核苷酸序列的DNADNA片段（片段（片段（片段（序

9、列序列序列序列标签标签位点位点位点位点，Sequence Tagged Site,STSSequence Tagged Site,STS）为为“路路路路标标”，以碱基，以碱基，以碱基，以碱基对对作作作作为为基基基基本本本本测测量量量量单单位（位（位（位（图图距）的基因距）的基因距）的基因距）的基因组图组图物理图物理图第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景8 8以以以以ESTEST（Expressed S

10、equence TagExpressed Sequence Tag，表达序列表达序列表达序列表达序列标签标签）为标记为标记，根据，根据，根据，根据转录顺转录顺序的位置和距离序的位置和距离序的位置和距离序的位置和距离绘绘制的制的制的制的图谱图谱ESTESTESTEST：通过从：通过从：通过从：通过从cDNAcDNAcDNAcDNA文库中随机挑选的克隆进行测序所获文库中随机挑选的克隆进行测序所获文库中随机挑选的克隆进行测序所获文库中随机挑选的克隆进行测序所获得的部分得的部分得的部分得的部分cDNAcDNAcDNAcDNA的的的的5555或或或或3333端序列称为端序列称为端序列称为端序列称为表达序

11、列标签表达序列标签表达序列标签表达序列标签（ESTESTESTEST），一般长），一般长），一般长），一般长300-500bp300-500bp300-500bp300-500bp左右左右左右左右 转录图转录图第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景9 9 序序序序列列列列图图是是是是指指指指整整整整个个个个人人人人类类基基基基因因因因组组的的的的核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸序序序序列列列列图图，也也也也是是

12、是是最最最最详详尽的物理尽的物理尽的物理尽的物理图图。1m1m既既既既包包包包括括括括可可可可转转录录序序序序列列列列，也也也也包包包包括括括括非非非非转转录录序序序序列列列列，是是是是转转录录序序序序列列列列、调调节节序列和功能未知序列的序列和功能未知序列的序列和功能未知序列的序列和功能未知序列的总总和和和和序列图（分子水平的物理图）序列图（分子水平的物理图）第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景10

13、10基因组计划的意义基因组计划的意义vv对对于于于于进进一步研究基因表达的一步研究基因表达的一步研究基因表达的一步研究基因表达的调调控机制、控机制、控机制、控机制、细细胞的生胞的生胞的生胞的生长长、分、分、分、分化和个体化和个体化和个体化和个体发发育的机制，以及生物的育的机制，以及生物的育的机制，以及生物的育的机制，以及生物的进进化等也具有划化等也具有划化等也具有划化等也具有划时时代代代代的意的意的意的意义义。vv推推推推动动生物高新技生物高新技生物高新技生物高新技术术的的的的发发展，并展，并展，并展，并产产生巨大的生巨大的生巨大的生巨大的经济经济效益效益效益效益vv在人在人在人在人类类健康健

14、康健康健康领领域，将有助于域，将有助于域，将有助于域，将有助于对对各种各种各种各种遗传遗传疾病的疾病的疾病的疾病的诊诊断、治断、治断、治断、治疗疗和和和和预预防防防防具有划具有划具有划具有划时时代的意代的意代的意代的意义义vv发现发现新的致病基因新的致病基因新的致病基因新的致病基因vv发发展一些复展一些复展一些复展一些复杂杂疾病的早期基因疾病的早期基因疾病的早期基因疾病的早期基因诊诊断方法，如断方法，如断方法，如断方法，如“肿肿瘤瘤瘤瘤基因基因基因基因组组解剖解剖解剖解剖计计划划划划”vv通通通通过过基因治基因治基因治基因治疗疗解决解决解决解决传统传统方法无法解决的疑方法无法解决的疑方法无法解

15、决的疑方法无法解决的疑难杂难杂症症症症vv疾病易感基因的疾病易感基因的疾病易感基因的疾病易感基因的识别识别及及及及对风险对风险人群人群人群人群进进行生活方式、行生活方式、行生活方式、行生活方式、环环境因子的干境因子的干境因子的干境因子的干预预vv人人人人类类基因基因基因基因组组多多多多样样性与个体化医学性与个体化医学性与个体化医学性与个体化医学第一节第一节第一节第一节 人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划人类基因组计划2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景11112022/9/

16、242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1212I.I.基因诊断基因诊断如：运用基因工程设计制造的如：运用基因工程设计制造的如：运用基因工程设计制造的如：运用基因工程设计制造的“DNADNADNADNA探针探针探针探针”检测肝炎病毒检测肝炎病毒检测肝炎病毒检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面

17、的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1313基本过程：基本过程：a.a.a.a.分离、扩增待测的分离、扩增待测的分离、扩增待测的分离、扩增待测的DNADNADNADNA片断片断片断片断b.b.b.b.区分或鉴定区分或鉴定区分或鉴定区分或鉴定DNADNADNADNA的异常的异常的异常的异常 能正确扩增靶基因能正确扩增靶基因能正确扩增靶基因能正确扩增靶基因 能准确区分单个碱基的差别能准确区分单个碱基的差别能准确区分单个碱基的差别能准确区分单个碱基的差别 无干扰或较少，不影响无干扰

18、或较少，不影响无干扰或较少，不影响无干扰或较少，不影响DNADNADNADNA的鉴定的鉴定的鉴定的鉴定 便于完全自动化操作，适合大面积、大人群普查便于完全自动化操作，适合大面积、大人群普查便于完全自动化操作，适合大面积、大人群普查便于完全自动化操作，适合大面积、大人群普查标准标准第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1414a.a.a.a.核酸分子杂交核酸分子杂交核酸分子杂交核酸分子杂交b.b.

19、b.b.聚合酶链反应（聚合酶链反应（聚合酶链反应（聚合酶链反应（PCRPCRPCRPCR）c.c.c.c.单链构象多态性检测单链构象多态性检测单链构象多态性检测单链构象多态性检测d.d.d.d.限制酶酶谱分析限制酶酶谱分析限制酶酶谱分析限制酶酶谱分析e.e.e.e.DNADNADNADNA序列测定序列测定序列测定序列测定f.f.f.f.DNADNADNADNA芯片技术芯片技术芯片技术芯片技术1.1.基因诊断常用分子生物学技术基因诊断常用分子生物学技术1)1)1)1)珠蛋白的珠蛋白的珠蛋白的珠蛋白的DNADNADNADNA探针探针探针探针 镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症镰刀状细

20、胞贫血症2)2)2)2)苯丙氨酸羧化酶基因探苯丙氨酸羧化酶基因探苯丙氨酸羧化酶基因探苯丙氨酸羧化酶基因探针针针针 苯丙酮尿症苯丙酮尿症苯丙酮尿症苯丙酮尿症3)3)3)3)白血病患者细胞中分离白血病患者细胞中分离白血病患者细胞中分离白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的出的癌基因制备的出的癌基因制备的出的癌基因制备的DNADNADNADNA探探探探针针针针 白血病白血病白血病白血病第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景

21、基因工程的应用和前景1515 a.a.PCR-ASOPCR-ASOPCR-ASOPCR-ASOb.b.DNADNADNADNA芯片技术芯片技术芯片技术芯片技术c.c.限制性片断长度多态性分析法限制性片断长度多态性分析法限制性片断长度多态性分析法限制性片断长度多态性分析法2.2.基因诊断基本方法介绍基因诊断基本方法介绍第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1616 正常基因：正常基因：正常基因：正

22、常基因：GGTACGATGGGTACGATGGGTACGATGGGTACGATGC C C CGGTTAACGCG GGTTAACGCG GGTTAACGCG GGTTAACGCG CCATGCTACCCATGCTACCCATGCTACCCATGCTACG G G GCCAATTGCGC CCAATTGCGC CCAATTGCGC CCAATTGCGC 突变基因：突变基因：突变基因：突变基因：GGTACGATGGGTACGATGGGTACGATGGGTACGATGT T T TGGTTAACGCGGGTTAACGCGGGTTAACGCGGGTTAACGCGCCATGCTACCCATGCTACC

23、CATGCTACCCATGCTACA A A ACCAATTGCGCCCAATTGCGCCCAATTGCGCCCAATTGCGC 第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1717c.c.多态性分析多态性分析 多态性多态性多态性多态性（PolymorphismPolymorphism）：同种生物不同个体基因组或同种生物不同个体基因组或同种生物不同个体基因组或同种生物不同个体基因组或等位基因之间的等位

24、基因之间的等位基因之间的等位基因之间的DNADNADNADNA碱基序列平均每几百个会出现一定的变碱基序列平均每几百个会出现一定的变碱基序列平均每几百个会出现一定的变碱基序列平均每几百个会出现一定的变异异异异（VariationVariation），并按孟德尔遗传规律由亲代传给子代，从并按孟德尔遗传规律由亲代传给子代，从并按孟德尔遗传规律由亲代传给子代，从并按孟德尔遗传规律由亲代传给子代，从而在不同个体间表现出差异，称之为而在不同个体间表现出差异，称之为而在不同个体间表现出差异，称之为而在不同个体间表现出差异，称之为多态性多态性多态性多态性A.A.A.A.第一代多态性标记：限制性片段长度多态性第

25、一代多态性标记：限制性片段长度多态性第一代多态性标记：限制性片段长度多态性第一代多态性标记：限制性片段长度多态性（RFLPRFLP，Restriction Fragment Length PolymorphismRestriction Fragment Length Polymorphism）B.B.B.B.第二代多态性标记：短的串联重复序列：如小卫星第二代多态性标记：短的串联重复序列：如小卫星第二代多态性标记：短的串联重复序列：如小卫星第二代多态性标记：短的串联重复序列：如小卫星DNADNADNADNA和微卫星和微卫星和微卫星和微卫星DNADNADNADNA，其多态性来自重复序列拷贝数的变化

26、，其多态性来自重复序列拷贝数的变化，其多态性来自重复序列拷贝数的变化，其多态性来自重复序列拷贝数的变化C.C.C.C.第三代多态性标记：单核苷酸的多态性第三代多态性标记：单核苷酸的多态性第三代多态性标记：单核苷酸的多态性第三代多态性标记：单核苷酸的多态性（SNPSNP，Single Single Nucleotide PolymorphismNucleotide Polymorphism）第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程

27、的应用和前景基因工程的应用和前景1818 DNADNA多态性多态性可分为可分为位点多态性位点多态性和和重复序列多态性重复序列多态性两种两种 1 1 1 1.限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性（RFLPRFLP）分析分析分析分析DNADNADNADNA分子中某些碱基的变异（即位点多态性）可使某种限制性内分子中某些碱基的变异（即位点多态性）可使某种限制性内分子中某些碱基的变异（即位点多态性）可使某种限制性内分子中某些碱基的变异（即位点多态性）可使某种限制性内切酶的切点消失或出现新的切点，故用同种限制性内切酶消化不同个体切酶的切点消失或出现新的切点，故用

28、同种限制性内切酶消化不同个体切酶的切点消失或出现新的切点，故用同种限制性内切酶消化不同个体切酶的切点消失或出现新的切点，故用同种限制性内切酶消化不同个体DNADNADNADNA时，会产生各不相同的限制性片段类型，称为时，会产生各不相同的限制性片段类型，称为时，会产生各不相同的限制性片段类型，称为时，会产生各不相同的限制性片段类型，称为限制性片段长度多态限制性片段长度多态限制性片段长度多态限制性片段长度多态性。性。性。性。限制酶酶切位点的改变造成的限制酶酶切位点的改变造成的限制酶酶切位点的改变造成的限制酶酶切位点的改变造成的RFLPRFLPRFLPRFLP可分为两种情况：可分为两种情况：可分为两

29、种情况：可分为两种情况：限制酶识别位点发生单个碱基置换，导致酶切位点消失或获得，限制酶识别位点发生单个碱基置换，导致酶切位点消失或获得，限制酶识别位点发生单个碱基置换，导致酶切位点消失或获得，限制酶识别位点发生单个碱基置换，导致酶切位点消失或获得，此称为点多态性。这种态性只有两个等位片断，即多态位点的有或无此称为点多态性。这种态性只有两个等位片断，即多态位点的有或无此称为点多态性。这种态性只有两个等位片断，即多态位点的有或无此称为点多态性。这种态性只有两个等位片断，即多态位点的有或无 限制酶识别位点之间的限制酶识别位点之间的限制酶识别位点之间的限制酶识别位点之间的DNADNADNADNA序列缺

30、失、插入或重组，限制酶识别序列缺失、插入或重组，限制酶识别序列缺失、插入或重组，限制酶识别序列缺失、插入或重组，限制酶识别序列不发生变化，但它在基因组中的位置发生了变化。这种多态性可以序列不发生变化，但它在基因组中的位置发生了变化。这种多态性可以序列不发生变化，但它在基因组中的位置发生了变化。这种多态性可以序列不发生变化，但它在基因组中的位置发生了变化。这种多态性可以有两个或两个以上的等位片断有两个或两个以上的等位片断有两个或两个以上的等位片断有两个或两个以上的等位片断2 2 2 2.DNADNADNADNA重复序列多态性分析重复序列多态性分析重复序列多态性分析重复序列多态性分析第二节第二节第

31、二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景1919（1 1 1 1）限制酶酶切图谱直接分析法）限制酶酶切图谱直接分析法）限制酶酶切图谱直接分析法）限制酶酶切图谱直接分析法 限制酶酶切限制酶酶切限制酶酶切限制酶酶切SouthernSouthern印迹杂交印迹杂交印迹杂交印迹杂交 PCRPCRPCRPCR限制酶酶切限制酶酶切限制酶酶切限制酶酶切（2 2 2 2）RFLPRFLPRFLPRFLP间接分析法（间接分析法（

32、间接分析法（间接分析法（RFLPRFLP连锁分析法）连锁分析法）连锁分析法）连锁分析法）如如如如:甲型血友病甲型血友病甲型血友病甲型血友病 疾病种类：疾病种类：疾病种类：疾病种类：X X X X染色体连锁性遗传病染色体连锁性遗传病染色体连锁性遗传病染色体连锁性遗传病 缺陷基因：凝血因子缺陷基因：凝血因子缺陷基因：凝血因子缺陷基因：凝血因子基因基因基因基因 主要临床表现：出血性疾病主要临床表现：出血性疾病主要临床表现：出血性疾病主要临床表现：出血性疾病RFLPRFLP分析法分析法第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/

33、9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景20202.2.2.2.抑癌基因抑癌基因抑癌基因抑癌基因p53p53p53p53的检测的检测的检测的检测 1 1 1 1)常见突变类型：点突变，有少常见突变类型：点突变，有少常见突变类型：点突变，有少常见突变类型：点突变，有少量插入或缺失量插入或缺失量插入或缺失量插入或缺失 2 2 2 2)常检测方法常检测方法常检测方法常检测方法（1 1 1 1）PCR-SSCPPCR-SSCPPCR-SSCPPCR-SSCP（2 2 2 2）PCRPCRPCRPCR结合序列分析结合序列分

34、析结合序列分析结合序列分析（3 3 3 3）PCR-RFLPPCR-RFLPPCR-RFLPPCR-RFLP(二二二二).).).).肿瘤相关基因的检测肿瘤相关基因的检测肿瘤相关基因的检测肿瘤相关基因的检测 1.1.1.1.rasrasrasras癌基因的检测癌基因的检测癌基因的检测癌基因的检测 1 1 1 1)常见突变类型：点突变常见突变类型：点突变常见突变类型：点突变常见突变类型：点突变 2 2 2 2)常用检测方法常用检测方法常用检测方法常用检测方法（1 1 1 1）PCR-ASOPCR-ASOPCR-ASOPCR-ASO（2 2 2 2）PCR-SSCPPCR-SSCPPCR-SSCP

35、PCR-SSCP第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2121II.II.基因治疗基因治疗（Gene TherapyGene Therapy）1.1.基因治疗简介基因治疗简介基因治疗简介基因治疗简介2.2.基因治疗研究主要内容基因治疗研究主要内容基因治疗研究主要内容基因治疗研究主要内容3.3.基因转移方法基因转移方法基因转移方法基因转移方法4.4.基因转移的靶细胞基因转移的靶细胞基因转移的靶细胞

36、基因转移的靶细胞5.5.肿瘤的基因治疗研究策略肿瘤的基因治疗研究策略肿瘤的基因治疗研究策略肿瘤的基因治疗研究策略6.6.分子遗传病的基因治疗分子遗传病的基因治疗分子遗传病的基因治疗分子遗传病的基因治疗第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景22221.1.基因治疗简介基因治疗简介基因治疗概念基因治疗概念基因治疗概念基因治疗概念:治疗分子疾病最有效的手段之一治疗分子疾病最有效的手段之一治疗分子疾病最

37、有效的手段之一治疗分子疾病最有效的手段之一将人的正常或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体有功能缺陷的靶将人的正常或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体有功能缺陷的靶将人的正常或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体有功能缺陷的靶将人的正常或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体有功能缺陷的靶细胞以纠正细胞以纠正细胞以纠正细胞以纠正、补偿其基因缺陷或补偿其基因缺陷或补偿其基因缺陷或补偿其基因缺陷或关闭、抑制异常表达基因来关闭、抑制异常表达基因来关闭、抑制异常表达基因来关闭、抑制异常表达基因来发挥治疗作发挥治疗作发挥治疗作发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术用，从而达到治疗疾病目的的生

38、物医学新技术用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术原理原理原理原理:1)1)1)1)基因置换基因置换基因置换基因置换2)2)2)2)基因修正基因修正基因修正基因修正3)3)3)3)基因修饰基因修饰基因修饰基因修饰 产物补偿缺陷细胞产物补偿缺陷细胞产物补偿缺陷细胞产物补偿缺陷细胞4)4)4)4)基因失活基因失活基因失活基因失活 反义技术封闭基因，抑制有害基因反义技术封闭基因，抑制有害基因反义技术封闭基因，抑制有害基因反义技术封闭基因，抑制有害基因第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242

39、022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2323基因治疗包括基因治疗包括 体细胞基因治疗体细胞基因治疗体细胞基因治疗体细胞基因治疗 （Somatic Somatic Cell Gene TherapyCell Gene Therapy）性细胞基因治疗性细胞基因治疗性细胞基因治疗性细胞基因治疗 （Germ Germ Line Gene TherapyLine Gene Therapy）由于伦理学和技术上所遇由于伦理学和技术上所遇由于伦理学和技术上所遇由于伦理学和技术上所遇到的困难，目前进行的基到的困难，目前

40、进行的基到的困难，目前进行的基到的困难，目前进行的基因治疗主要是指体细胞基因治疗主要是指体细胞基因治疗主要是指体细胞基因治疗主要是指体细胞基因治疗因治疗因治疗因治疗第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2424基因治疗的范围基因治疗的范围a.a.a.a.遗传遗传性病性病性病性病变变，即，即，即，即遗传遗传物物物物质质缺陷所致疾病，通缺陷所致疾病，通缺陷所致疾病，通缺陷所致疾病，通过过基因治基因治

41、基因治基因治疗疗可以修正、可以修正、可以修正、可以修正、补补充、或取消致病基因（如血友病、囊性充、或取消致病基因（如血友病、囊性充、或取消致病基因（如血友病、囊性充、或取消致病基因（如血友病、囊性纤维纤维病、家庭性高胆固病、家庭性高胆固病、家庭性高胆固病、家庭性高胆固醇血症等）醇血症等）醇血症等）醇血症等）b.b.b.b.肿肿瘤性疾病，瘤性疾病，瘤性疾病，瘤性疾病，肿肿瘤瘤瘤瘤细细胞常常会有多种基因的改胞常常会有多种基因的改胞常常会有多种基因的改胞常常会有多种基因的改变变，因此，目前将，因此，目前将，因此，目前将，因此，目前将一些涉及一些涉及一些涉及一些涉及肿肿瘤的主要基因瘤的主要基因瘤的主要

42、基因瘤的主要基因进进行基因治行基因治行基因治行基因治疗疗，如，如，如，如 P53P53抑癌基因，抑癌基因，抑癌基因，抑癌基因，rasras癌基因等等癌基因等等癌基因等等癌基因等等c.c.c.c.多基因多基因多基因多基因遗传遗传性疾病，如糖尿病、高血性疾病，如糖尿病、高血性疾病，如糖尿病、高血性疾病，如糖尿病、高血压压、心血管疾病、心血管疾病、心血管疾病、心血管疾病(动动脉硬化脉硬化脉硬化脉硬化)d.d.d.d.感染性疾病（如感染性疾病（如感染性疾病（如感染性疾病（如AIDSAIDS、类风类风湿等）湿等）湿等）湿等）e.e.e.e.基因疫苗，即基因疫苗，即基因疫苗，即基因疫苗，即导导入一些病原体

43、基因，以刺激机体入一些病原体基因，以刺激机体入一些病原体基因，以刺激机体入一些病原体基因，以刺激机体产产生特异的免疫生特异的免疫生特异的免疫生特异的免疫力，以抵抗力，以抵抗力，以抵抗力，以抵抗这这些病菌的侵些病菌的侵些病菌的侵些病菌的侵袭袭第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2525首例基因治疗首例基因治疗n n重症重症重症重症联联合免疫缺陷合免疫缺陷合免疫缺陷合免疫缺陷（SCIDSCID）患

44、者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被被被被细细菌或者病毒感染，就会菌或者病毒感染，就会菌或者病毒感染，就会菌或者病毒感染，就会发发病死亡。病死亡。病死亡。病死亡。这这个病的机理是个病的机理是个病的机理是个病的机理是细细胞的一个常胞的一个常胞的一个常胞的一个常染色体上染色体上染色体上染色体上编码编码腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨酶酶（简简称称称称ADAADA）的基因（的基因（的基因（的基因（ADAADA）发发生了突生了突生了突生了突变变n n美国国立美国国立美国国立美国国立卫卫生研究院（

45、生研究院（生研究院（生研究院（NIHNIH）的的的的BlaseRMBlaseRM和和和和AndersonWFAndersonWF1990.9.14 1990.9.14 4 4岁岁女孩：女孩：女孩：女孩：遗传遗传性的性的性的性的严严重复合免疫缺重复合免疫缺重复合免疫缺重复合免疫缺损损症，原因是她症，原因是她症，原因是她症，原因是她继继承承承承了父母了父母了父母了父母亲亲的各自的一个缺陷的各自的一个缺陷的各自的一个缺陷的各自的一个缺陷ADAADA基因基因基因基因 (腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨腺苷酸脱氨酶酶)2-2-脱氧腺苷含量升高脱氧腺苷含量升高脱氧腺苷含量升高脱氧腺苷含量升高毒性毒性毒性毒性

46、严严重破坏免疫功能重破坏免疫功能重破坏免疫功能重破坏免疫功能导导致致致致严严重免疫缺陷症重免疫缺陷症重免疫缺陷症重免疫缺陷症(SCID)(SCID)基因治基因治基因治基因治疗疗采用体外采用体外采用体外采用体外疗疗法。从患者身上取出免疫系法。从患者身上取出免疫系法。从患者身上取出免疫系法。从患者身上取出免疫系统统中的淋巴中的淋巴中的淋巴中的淋巴细细胞胞胞胞 (骨髓造血干骨髓造血干骨髓造血干骨髓造血干细细胞胞胞胞)，把正常基因（，把正常基因（，把正常基因（，把正常基因（LNLN逆逆逆逆转录转录病毒病毒病毒病毒载载体）引入白体）引入白体）引入白体）引入白细细胞，胞，胞，胞，然后把然后把然后把然后把这

47、这些些些些细细胞注入血液中回胞注入血液中回胞注入血液中回胞注入血液中回输输体内，在体内，在体内，在体内，在4 4 4 4个月内重复个月内重复个月内重复个月内重复4 4 4 4次次次次第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2626第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的

48、应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2727第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2828A.A.基因转移的生物学方法基因转移的生物学方法基因转移的生物学方法基因转移的生物学方法B.B.基因转移的非生物学方法基因转移的非生物学方法基因转移的非生物学方法基因转移的非生物学方法3.3.基因转移方法基因转移方法第二节第二节第二节第二节 在医药方面的应用在医药方面的应用

49、在医药方面的应用在医药方面的应用2022/9/242022/9/24第十二章第十二章第十二章第十二章 基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景基因工程的应用和前景2929逆转录病毒载体逆转录病毒载体逆转录病毒载体逆转录病毒载体逆转录病毒载体的特点逆转录病毒载体的特点逆转录病毒载体的特点逆转录病毒载体的特点i.i.i.i.结构和感染过程与普通逆转录病毒相似结构和感染过程与普通逆转录病毒相似结构和感染过程与普通逆转录病毒相似结构和感染过程与普通逆转录病毒相似ii.ii.ii.ii.可使靶细胞变成稳定表达目的基因的转化细胞可使靶细胞变成稳定表达目的基因的转化细胞可使靶细胞变成稳定

50、表达目的基因的转化细胞可使靶细胞变成稳定表达目的基因的转化细胞iii.iii.iii.iii.感染靶细胞后不扩散感染靶细胞后不扩散感染靶细胞后不扩散感染靶细胞后不扩散iv.iv.iv.iv.假病毒感染靶细胞的效率非常高假病毒感染靶细胞的效率非常高假病毒感染靶细胞的效率非常高假病毒感染靶细胞的效率非常高v.v.v.v.不感染非增殖细胞不感染非增殖细胞不感染非增殖细胞不感染非增殖细胞包装细胞包装细胞包装细胞包装细胞安全性问题安全性问题安全性问题安全性问题i.i.i.i.感染的可能性感染的可能性感染的可能性感染的可能性ii.ii.ii.ii.污染的可能性污染的可能性污染的可能性污染的可能性iii.i