基因診斷與基因治療1課件

1、基因診斷與基因治療(1)1第二十一章第二十一章基因診斷與基因治療基因診斷與基因治療genetic diagnosis and gene therapygenetic diagnosis and gene therapy基因診斷與基因治療(1)2基因變異致病類型基因變異致病類型1.1.內(nèi)源基因的變異內(nèi)源基因的變異 基因結(jié)構(gòu)突變基因結(jié)構(gòu)突變 鐮刀型紅細(xì)胞貧血鐮刀型紅細(xì)胞貧血( (遺傳性疾病遺傳性疾病) ) 基因表達(dá)異?；虮磉_(dá)異常 血友病血友病( (遺傳性疾病遺傳性疾病) )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( (惡性腫瘤惡性腫瘤) )基因診斷與基因治療(1)3

2、第第 一一 節(jié)節(jié) 基基 因因 診診 斷斷genetic diagnosisgenetic diagnosis基因診斷與基因治療(1)4特點(diǎn)：特點(diǎn)：針對(duì)性強(qiáng)針對(duì)性強(qiáng) 特異性強(qiáng)特異性強(qiáng)靈敏度高靈敏度高 適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)一、基因診斷的一、基因診斷的定義定義和特點(diǎn)和特點(diǎn)定義：定義：利用現(xiàn)代分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的技術(shù)和方法，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的技術(shù)和方法，直接檢測(cè)基因結(jié)構(gòu)直接檢測(cè)基因結(jié)構(gòu)(dna(dna水平水平) )及其表達(dá)水平及其表達(dá)水平(rna(rna水水平平) )是否正常，從而對(duì)疾病作出診斷的方法。是否正常，從而對(duì)疾病作出診斷的方法?；蛟\斷與基因治療(1)5二、基因診斷原理和常用技

3、術(shù)方法二、基因診斷原理和常用技術(shù)方法基因診斷原理：基因診斷原理：檢測(cè)相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)或表達(dá)是否異常。檢測(cè)相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)或表達(dá)是否異常。結(jié)構(gòu)異常結(jié)構(gòu)異常 dnadna的缺失、插入、到位和突變等。的缺失、插入、到位和突變等。表達(dá)異常表達(dá)異常 rnarna含量異常升高或降低甚至缺如。含量異常升高或降低甚至缺如?；蛟\斷與基因治療(1)6 斑點(diǎn)雜交斑點(diǎn)雜交 等位基因特異的寡核苷酸探針雜交等位基因特異的寡核苷酸探針雜交 單鏈構(gòu)象多態(tài)性單鏈構(gòu)象多態(tài)性 限制性內(nèi)切酶譜分析法限制性內(nèi)切酶譜分析法 dnadna限制性長度多態(tài)性分析限制性長度多態(tài)性分析 northern blotnorthern blot（一）核酸

4、分子雜交技術(shù)（一）核酸分子雜交技術(shù)基因診斷常用技術(shù)方法基因診斷常用技術(shù)方法基因診斷與基因治療(1)7斑點(diǎn)雜交斑點(diǎn)雜交正常正常dnadna樣品樣品待測(cè)待測(cè)dnadna樣品樣品硝酸纖維素膜硝酸纖維素膜基因診斷與基因治療(1)8等位基因特異的寡核苷酸探針雜交等位基因特異的寡核苷酸探針雜交檢測(cè)基因點(diǎn)突變的方法檢測(cè)基因點(diǎn)突變的方法5acggtcgatgctggactgcggatttgccg3t3ttagcatgttggaacctgc5正常探針正常探針3ttagcatgtaggaacctgc5突變探針突變探針基因診斷與基因治療(1)9正常正常突變雜合子突變雜合子突變純合子突變純合子基因型基因型染色體染色體

5、a a膜正常探針膜正常探針b b膜突變探針膜突變探針基因診斷與基因治療(1)10單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測(cè)基因點(diǎn)突變的方法單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測(cè)基因點(diǎn)突變的方法正常正常突變雜合子突變雜合子突變純合子突變純合子電泳電泳基因診斷與基因治療(1)11鐮刀型紅細(xì)胞貧血患者基因組鐮刀型紅細(xì)胞貧血患者基因組mstmst酶切位點(diǎn)酶切位點(diǎn)(gct(gctn na ag gg)g)5 3 正?；蛘；? 3 突變基因突變基因1.15kb1.35kb限制性內(nèi)切酶圖譜分析限制性內(nèi)切酶圖譜分析gaggtggaggtggluvalgluvalgctgctg ga ag gggctggctg gt tg gg g0.2kb基因診

6、斷與基因治療(1)120.2kb1.15kb1.35kb正常人正常人突變雜合子突變雜合子 攜帶者攜帶者突變純合子突變純合子患者患者鐮刀型紅細(xì)胞貧血患者基因組的限制性內(nèi)切酶圖譜分析鐮刀型紅細(xì)胞貧血患者基因組的限制性內(nèi)切酶圖譜分析基因診斷與基因治療(1)13dnadna限制性片段長度多態(tài)性分析（限制性片段長度多態(tài)性分析（rflprflp）dnadna多態(tài)性：人群中多態(tài)性：人群中dnadna上的堿基會(huì)發(fā)生中性突變，上的堿基會(huì)發(fā)生中性突變，導(dǎo)致個(gè)體間核苷酸序列的差異。導(dǎo)致個(gè)體間核苷酸序列的差異。 dnadna多態(tài)性多發(fā)生多態(tài)性多發(fā)生在限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)上。在限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)上。致病基因致病基因多態(tài)性片段

7、多態(tài)性片段遺傳標(biāo)記遺傳標(biāo)記孟德爾遺傳定律（分離律和自由組合規(guī)律）孟德爾遺傳定律（分離律和自由組合規(guī)律）aabbcc同源染色體同源染色體a*基因診斷與基因治療(1)14rlfp分析法分析法基因診斷與基因治療(1)15northern blotnorthern blot檢測(cè)某一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物檢測(cè)某一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mrnamrna提取細(xì)胞或組織的總提取細(xì)胞或組織的總rnarna電泳分離電泳分離探針雜交探針雜交顯色或顯影顯色或顯影電泳電泳基因診斷與基因治療(1)16（二）聚合酶鏈反應(yīng)（二）聚合酶鏈反應(yīng) (pcr)(pcr) 94度變性度變性58度退火度退火72度延伸度延伸循環(huán)循環(huán)基因診斷與基因治療(1

8、)17rtrtpcrpcr：檢測(cè)某一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：檢測(cè)某一基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mrnamrna提取細(xì)胞或組織的總提取細(xì)胞或組織的總rnarna逆轉(zhuǎn)錄成總逆轉(zhuǎn)錄成總cdnacdna（c complementary omplementary dnadna) )pcrpcrrnarnadna (-)dna (-)dna (+)dna (-)基因診斷與基因治療(1)18（三）基因測(cè)序（三）基因測(cè)序（四）基因芯片（四）基因芯片（gene chipgene chip）利用核酸雜交的原理，應(yīng)用于利用核酸雜交的原理，應(yīng)用于dnadna、rnarna的研究。的研究。背景資料背景資料基因芯片是利用點(diǎn)樣機(jī)等機(jī)械裝置，在

9、玻璃等支持物表面整齊地點(diǎn)上高密度的、成千上萬個(gè)“點(diǎn)”，每個(gè)“點(diǎn)”含有可與一種基因雜交的一條探針。在芯片上滴加樣品后，在合適的條件下，樣品中含有的各種核酸片段（）就與相應(yīng)的探針雜交。由于核酸片段上已標(biāo)記有熒光素，激發(fā)后產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度就與樣品中所含有的相應(yīng)核酸片段的量成正比，也就代表該基因的表達(dá)量。經(jīng)激光共聚焦掃描儀等裝置掃描后，所獲得的信息經(jīng)專用軟件分析處理，即可獲得成千上萬種基因的表達(dá)情況?；蛟\斷與基因治療(1)19微陣列（微陣列（microarraymicroarray）高通量高通量基因診斷與基因治療(1)20三、基因診斷的應(yīng)用三、基因診斷的應(yīng)用 遺傳疾病遺傳疾病 腫瘤腫瘤 感染性疾病，傳

10、染性流行病感染性疾病，傳染性流行病 法醫(yī)學(xué)中個(gè)體識(shí)別、親子鑒定法醫(yī)學(xué)中個(gè)體識(shí)別、親子鑒定基因診斷與基因治療(1)21第第 二二 節(jié)節(jié) 基基 因因 治治 療療gene therapygene therapy基因診斷與基因治療(1)22定義定義狹義狹義是指用正常的基因整合入細(xì)胞基因組，是指用正常的基因整合入細(xì)胞基因組，以校正和置換致病基因的一種治療方法。以校正和置換致病基因的一種治療方法。 廣義廣義是指將某種遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到患者細(xì)是指將某種遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到患者細(xì)胞內(nèi)，改變患者細(xì)胞基因表達(dá)，以達(dá)到治療胞內(nèi)，改變患者細(xì)胞基因表達(dá)，以達(dá)到治療疾病目的的方法。疾病目的的方法。一、基因治療的概念一、基因治療的概

11、念基因診斷與基因治療(1)23基因治療的基本方法基因治療的基本方法基因矯正基因矯正 (gene correction)(gene correction)基因置換基因置換 (gene replacement)(gene replacement)基因增補(bǔ)基因增補(bǔ) (gene augmentation)(gene augmentation)基因封閉基因封閉 (gene inactivation) (gene inactivation) 基因診斷與基因治療(1)24重組人重組人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p

12、53 p53 人類人類50%50%以上的腫瘤與以上的腫瘤與p53p53基因的變異有關(guān)基因的變異有關(guān) 引起腫瘤細(xì)胞凋亡引起腫瘤細(xì)胞凋亡 是世界上第一個(gè)獲得正式批準(zhǔn)的基因治療藥物是世界上第一個(gè)獲得正式批準(zhǔn)的基因治療藥物 獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的新藥證書獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的新藥證書 基因診斷與基因治療(1)25二、基因治療的基本程序二、基因治療的基本程序治療性基因的選擇治療性基因的選擇基因載體的選擇基因載體的選擇靶細(xì)胞的選擇靶細(xì)胞的選擇導(dǎo)入方式導(dǎo)入方式病毒載體病毒載體非病毒載體非病毒載體體細(xì)胞體細(xì)胞生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞體外導(dǎo)入體外導(dǎo)入 ex vivoex vivo體內(nèi)導(dǎo)入體內(nèi)導(dǎo)入 in vivoin vivo重組重組dnadna技術(shù)技術(shù)基因診斷與基因治療(1)26基因診斷與基因治療(1)27三、基因