基因诊断与基因治疗课件

1、基因诊断与基因治疗1 第二十一章第二十一章 基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗 Genetic Diagnosis and Gene TherapyGenetic Diagnosis and Gene Therapy 基因诊断与基因治疗2 基因变异致病类型基因变异致病类型 1.1.内源基因的变异内源基因的变异 基因结构突变基因结构突变 镰刀型红细胞贫血镰刀型红细胞贫血( (遗传性疾病遗传性疾病) ) 基因表达异常基因表达异常 血友病血友病( (遗传性疾病遗传性疾病) ) 2.2.外源基因的入侵外源基因的入侵 鼻咽癌鼻咽癌-EB-EB病毒病毒( (恶性肿瘤恶性肿瘤) ) 基因诊断与基因治疗3

2、第第 一一 节节 基基 因因 诊诊 断断 Genetic DiagnosisGenetic Diagnosis 基因诊断与基因治疗4 特点：特点： 针对性强针对性强 特异性强特异性强 灵敏度高灵敏度高 适应性强适应性强 一、基因诊断的一、基因诊断的定义定义和特点和特点 定义：定义： 利用现代分子生物学和分子遗传学的技术和方法，利用现代分子生物学和分子遗传学的技术和方法， 直接检测基因结构直接检测基因结构(DNA(DNA水平水平) )及其表达水平及其表达水平(RNA(RNA水水 平平) )是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。是否正常，从而对疾病作出诊断的方法。 基因诊断与基因治疗5 二、基因诊断

3、原理和常用技术方法二、基因诊断原理和常用技术方法 基因诊断原理：基因诊断原理： 检测相关基因的结构或表达是否异常。检测相关基因的结构或表达是否异常。 结构异常结构异常 DNADNA的缺失、插入、到位和突变等。的缺失、插入、到位和突变等。 表达异常表达异常 RNARNA含量异常升高或降低甚至缺如。含量异常升高或降低甚至缺如。 基因诊断与基因治疗6 斑点杂交斑点杂交 等位基因特异的寡核苷酸探针杂交等位基因特异的寡核苷酸探针杂交 单链构象多态性单链构象多态性 限制性内切酶谱分析法限制性内切酶谱分析法 DNADNA限制性长度多态性分析限制性长度多态性分析 Northern BlotNorthern B

4、lot （一）核酸分子杂交技术（一）核酸分子杂交技术 基因诊断常用技术方法基因诊断常用技术方法 基因诊断与基因治疗7 斑点杂交斑点杂交 正常正常DNADNA样品样品 待测待测DNADNA样品样品 硝酸纤维素膜硝酸纤维素膜 基因诊断与基因治疗8 等位基因特异的寡核苷酸探针杂交等位基因特异的寡核苷酸探针杂交 检测基因点突变的方法检测基因点突变的方法 5ACGGTCGATGCTGGACTGCGGATTTGCCG3 T 3TTAGCATGTTGGAACCTGC5 正常探针正常探针 3TTAGCATGTAGGAACCTGC5 突变探针突变探针 基因诊断与基因治疗9 正常正常突变杂合子突变杂合子突变纯合子

5、突变纯合子 基因型基因型 染色体染色体 A A膜正常探针膜正常探针 B B膜突变探针膜突变探针 基因诊断与基因治疗10 单链构象多态性检测基因点突变的方法单链构象多态性检测基因点突变的方法 正常正常突变杂合子突变杂合子突变纯合子突变纯合子 电泳电泳 基因诊断与基因治疗11 镰刀型红细胞贫血患者基因组镰刀型红细胞贫血患者基因组 MstMst酶切位点酶切位点(GCT(GCTN NA AG GG)G) 5 3 正常基因正常基因 5 3 突变基因突变基因 1.15kb 1.35kb 限制性内切酶图谱分析限制性内切酶图谱分析 GAGGTGGAGGTG GluValGluVal GCTGCTG GA AG

6、 GGGCTGGCTG GT TG GG G 0.2kb 基因诊断与基因治疗12 0.2kb 1.15kb 1.35kb 正常人正常人突变杂合子突变杂合子 携带者携带者 突变纯合子突变纯合子 患者患者 镰刀型红细胞贫血患者基因组的限制性内切酶图谱分析镰刀型红细胞贫血患者基因组的限制性内切酶图谱分析 基因诊断与基因治疗13 DNADNA限制性片段长度多态性分析（限制性片段长度多态性分析（RFLPRFLP） DNADNA多态性：人群中多态性：人群中DNADNA上的碱基会发生中性突变，上的碱基会发生中性突变， 导致个体间核苷酸序列的差异。导致个体间核苷酸序列的差异。 DNADNA多态性多发生多态性多

7、发生 在限制性内切酶位点上。在限制性内切酶位点上。 致病基因致病基因多态性片段多态性片段遗传标记遗传标记 孟德尔遗传定律（分离律和自由组合规律）孟德尔遗传定律（分离律和自由组合规律） A A b bc C 同源染色体同源染色体 A * 基因诊断与基因治疗14 RLFP分析法分析法 基因诊断与基因治疗15 Northern BlotNorthern Blot检测某一基因的转录产物检测某一基因的转录产物mRNAmRNA 提取细胞或组织的总提取细胞或组织的总RNARNA 电泳分离电泳分离 探针杂交探针杂交 显色或显影显色或显影 电泳电泳 基因诊断与基因治疗16 （二）聚合酶链反应（二）聚合酶链反应

8、(PCR)(PCR) 94度变性度变性 58度退火度退火 72度延伸度延伸 循环循环 基因诊断与基因治疗17 RTRTPCRPCR：检测某一基因的转录产物：检测某一基因的转录产物mRNAmRNA 提取细胞或组织的总提取细胞或组织的总RNARNA 逆转录成总逆转录成总cDNAcDNA（c complementary omplementary DNADNA) ) PCRPCR RNA RNA DNA (-) DNA (-) DNA (+) DNA (-) 基因诊断与基因治疗18 （三）基因测序（三）基因测序 （四）基因芯片（四）基因芯片（gene chipgene chip） 利用核酸杂交的原理，

9、应用于利用核酸杂交的原理，应用于DNADNA、RNARNA的研究。的研究。 背景资料背景资料 基因芯片是利用点样机等机械装置，在玻璃等支持物表面整齐地 点上高密度的、成千上万个“点”，每个“点”含有可与一种基因杂 交的一条探针。在芯片上滴加样品后，在合适的条件下，样品 中含有的各种核酸片段（）就与相应的探针杂交。由于核酸 片段上已标记有荧光素，激发后产生的荧光强度就与样品中所含有的 相应核酸片段的量成正比，也就代表该基因的表达量。经激光共聚焦 扫描仪等装置扫描后，所获得的信息经专用软件分析处理，即可获得 成千上万种基因的表达情况。 基因诊断与基因治疗19 微阵列（微阵列（microarraym

10、icroarray） 高通量高通量 基因诊断与基因治疗20 三、基因诊断的应用三、基因诊断的应用 遗传疾病遗传疾病 肿瘤肿瘤 感染性疾病，传染性流行病感染性疾病，传染性流行病 法医学中个体识别、亲子鉴定法医学中个体识别、亲子鉴定 基因诊断与基因治疗21 第第 二二 节节 基基 因因 治治 疗疗 Gene TherapyGene Therapy 基因诊断与基因治疗22 定义定义 狭义狭义是指用正常的基因整合入细胞基因组，是指用正常的基因整合入细胞基因组， 以校正和置换致病基因的一种治疗方法。以校正和置换致病基因的一种治疗方法。 广义广义是指将某种遗传物质转移到患者细是指将某种遗传物质转移到患者细

11、 胞内，改变患者细胞基因表达，以达到治疗胞内，改变患者细胞基因表达，以达到治疗 疾病目的的方法。疾病目的的方法。 一、基因治疗的概念一、基因治疗的概念 基因诊断与基因治疗23 基因治疗的基本方法基因治疗的基本方法 基因矫正基因矫正 (gene correction)(gene correction) 基因置换基因置换 (gene replacement)(gene replacement) 基因增补基因增补 (gene augmentation)(gene augmentation) 基因封闭基因封闭 (gene inactivation) (gene inactivation) 基因诊断与基

12、因治疗24 重组人重组人p53p53腺病毒注射液（商品名：今又生腺病毒注射液（商品名：今又生GendicineGendicine） 抑癌基因抑癌基因p53 p53 人类人类50%50%以上的肿瘤与以上的肿瘤与p53p53基因的变异有关基因的变异有关 引起肿瘤细胞凋亡引起肿瘤细胞凋亡 是世界上第一个获得正式批准的基因治疗药物是世界上第一个获得正式批准的基因治疗药物 获得国家食品药品监督管理局批准的新药证书获得国家食品药品监督管理局批准的新药证书 基因诊断与基因治疗25 二、基因治疗的基本程序二、基因治疗的基本程序 治疗性基因的选择治疗性基因的选择 基因载体的选择基因载体的选择 靶细胞的选择靶细胞的选择 导入方式导入方式 病毒载体病毒载体 非病毒载体非病毒载体 体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞 体外导入体外导入 ex vivoex vivo 体内导入体内导入 in vivoin vivo 重组重组DNADNA技术技术 基因诊断与基因治疗26 基因诊断与基因治疗27 三、基因治疗的应