生物化學與分子生物學-授課教案醫(yī)學分子生物學教學方案:

課程名稱

醫(yī)學分子生物學

年級

2006

專業(yè)、層次

各專業(yè)

授課教師

王麗

職稱

講師

課型（大、小)

大

學時

3學時

授課題目（章、節(jié))

第二十三章 基因治療

基本教材及主要參考書

《醫(yī)學分子生物學》第3版??? 主編：藥力波

目的與要求：

掌握? 基因治療的概念；基因治療的主要策略和反義RNA技術。

了解? 基因治療的一般程序；基因治療中基因導入的方法及其存在問題。

教學內容與時間安排、教學方法：

第一節(jié)?? 基因治療的策略和基本程序

一、基因治療可修復錯誤基因或干預異常表達的基因?????????????????????????? 20分鐘

二、利用載體將目地基因導入到受體細胞表達是基因治療的基本程序? 20分鐘

三、病毒載體和非病毒載體均可用于導入目地基因????????????????????????????? 40分鐘

四、基因干預可以抑制特定基因的表達??????????????????????????????????????????????? 20分鐘

第二節(jié)?? 基因治療的臨床應用現(xiàn)狀??????????????????????????????????????????????????????? 20分鐘

教學方法：CAI, 大量圖片簡圖加深感性認識，動畫幫助理解。

教學重點及如何突出重點、難點及如何突破難點：

重點：1、掌握基因治療的概念；基因治療的主要策略。

2、基因轉移的生物學方法中的常用載體；基因轉移中常用的靶細胞。

難點： 基因治療的一般程序；基因治療中基因導入的方法。

解決辦法：結合舉例和動畫演示加深理解。

教研室審閱意見：

?????????????????????????????????? 教研室主任簽名：

????????????????????????????????????????? 年?? 月??? 日

基本內容

教學手段

課堂設計和時間安排

基因治療

基因治療的概念

是指改變以人遺傳物質為基礎的生物醫(yī)學治療。即通過一定方式將正�；�因或有治療作用的DNA片段導入人體靶細胞以矯正或置換致病基因的治療方法。

第一節(jié)? 基因治療的策略和基本程序

一、基因治療可修復錯誤基因或干預異常表達的基因

基因治療的基本方式

1. 基因置換（gene replacement)

2. 基因增補 （gene augmentation)

3. 抑制有害基因表達或過度表達的基因（基因干預)（gene interference)

二、基因治療的基本程序

? 選擇治療基因

? 利用載體把目的基因導入到受體細胞表達?

? 選擇基因治療的靶細胞

1．  造血細胞

??? 造血細胞在體內種類多且在體內多處分布，多種疾病與造血細胞有關，已建立了骨髓移植方法，因此造血細胞作為基因轉移的受體細胞研究較多，其中骨髓最受重視。骨髓中的造血細干胞能分化成各系血細胞，具有移植方便、繁殖能力強等特點，其不足之處是尚需進一步提高基因轉移效率，提高在體內的表達水平和延長表達時間。

2． 皮膚成纖維細胞

3． 肌肉細胞

4．淋巴細胞

5． 肝細胞

6． 血管內皮細胞

7． 腫瘤細胞

? 治療基因表達的檢測

講解

圖片

舉例

講解

圖片

講解

圖片

舉例

講解

圖片

動畫

通過介紹最早的基因治療歷史引出基因治療的概念。

（10分鐘)

引出基因治療的三種基本方式

（１0分鐘)

介紹基因治療的基本程序

（20分鐘)

第一節(jié)課完---------------------

三、病毒載體和非病毒載體均可用于導入目的基因

? ?非生物學方法（物理方法和化學方法)

?? 生物學方法——病毒學方法

（一)基因轉移的非生物學方法

??? 基因轉移的物理方法

?????????????? 直接注射法

?????????????? 基因槍法

?????????????? 電穿孔法

???? 基因轉移的化學方法

?????????????? 磷酸鈣共沉淀法

?????????????? 脂質體轉染法

???????? ??????DEAE－葡聚糖法

（二)基因轉移的生物學方法

目前使用的病毒載體有反轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒、單純皰疹病毒等，其中逆轉錄病毒載體最為常用。

??1．反轉錄病毒載體

反轉錄病毒載體的優(yōu)點是：

能長久穩(wěn)定地表達；

細胞宿主范圍較廣泛；

病毒感染細胞的效率非常地高。

反轉錄病毒載體的缺點是：

重組產生有感染性病毒的可能；

插入性突變可能產生惡性病變。

2．腺病毒載體

腺病毒載體具有下列優(yōu)點：

重組體穩(wěn)定，不整合入染色體，無潛在的致癌性；

重組對靜止或慢分裂細胞都具有感染作用，可用細胞范圍廣；

病毒滴度高，適宜于臨床基因治療。

腺病毒載體的缺點是：

外源基因只能瞬時表達，不能用于遺傳病的基因治療；

重復應用可能會誘發(fā)人體較強烈的過敏反應；

基因組較大，載體構件較復雜。

3．腺相關病毒載體

最大的特點是可以進行位點特異性整合

4．單純皰疹病毒載體

作為中樞神經系統(tǒng)靶向的良好載體，適用于神經系統(tǒng)疾病的基因治療

講解

圖片

舉例

講解

圖片

舉例

講解

舉例

圖片

通過圖表等說明各種方法的優(yōu)缺點以及現(xiàn)在的應用。（20分鐘)

通過圖表等說明幾種生物學方法的優(yōu)缺點以及現(xiàn)在的應用。（20分鐘)

第二節(jié)課完---------------------

 四、基因干預可以抑制特定基因的表達

（一)反義RNA

定義：根據(jù)堿基互補原理，將人工合成或生物合成的特定互補的DNA或RNA序列，導入靶細胞，形成mRNA-DNA或mRNA-RNA雜交雙鏈，從而抑制或封閉基因的表達，達到基因控制和治療的目的。

反義核酸技術包括反義RNA、反義DNA及核酶

反義RNA技術在基因治療中的應用策略
????? 利用反義RNA技術對體外培養(yǎng)的細胞基因表達調控通常采用的方法有兩種：

一是體外合成反義RNA，直接作用于培養(yǎng)細胞，細胞吸收RNA后，發(fā)揮作用。

另一種是構建一些能轉錄反義RNA的重組質粒，將這些質粒轉入細胞中，轉錄出反義RNA而發(fā)揮作用。

但是，當進行體內基因治療時，因為存在專一性和降解兩大技術難題，因此這兩種方法都很難應用。

（二)RNA干擾

１．RNA干擾

將與mRNA編碼區(qū)某段序列相對應的正義RNA和反義RNA組成的雙鏈RNA (double-stranded RNA, dsRNA)導入細胞，使mRNA發(fā)生特異性的降解，導致其相應的基因沉默(表達受抑制)，這種轉錄后基因沉默被稱為RNA干擾(RNA interference, RNAi)。

2. RNAi的發(fā)現(xiàn)歷程

３.RNAi的作用機制模型

4.RNAi的應用及存在的問題

第二節(jié)? 基因治療的臨床應用現(xiàn)狀

一、用正�；�因替代錯誤基因治療遺傳病

二、腫瘤的基因治療可在多個環(huán)節(jié)進行

1、抑制和殺傷腫瘤細胞

2、腫瘤細胞的基因修飾

3、調節(jié)和增強機體的免疫功能

三、感染性疾病的基因治療

講解

舉例

圖片

動畫

講解

舉例

講解

舉例

圖片

通過介紹最早的基因治療歷史引出反義RNA。

（10分鐘)

由2006年諾貝爾生理醫(yī)學獎引出RNA干擾和基因沉默技術及其定義，并對RNAi的發(fā)現(xiàn)歷程進行簡單介紹，提高學生的興趣。

（10分鐘)

簡單介紹RNAi的作用機制模型。

（10分鐘)

分析現(xiàn)在基因治療的問題及其解決方法，并啟發(fā)學生思考。（20分鐘)

第三節(jié)課完---------------------

小

結

本次課學習了基因治療的概念；基因治療的主要策略；基因轉移生物學方法中的常用載體；常用的基因轉移技術；基因轉移中常用的靶細胞等，要求掌握以上的概念及其原理。

復

習

思

考

題

、

作

業(yè)

題

1. 什么是基因治療？

2. 基因治療的主要策略包括哪些？

3. 基因治療的一般程序有哪些？

4. 常用于基因轉移的病毒載體及特點？

5.在基因治療中，常用的基因轉移技術方法包括哪些？

6.在基因治療中，常用的靶細胞有哪些？

下

次

課

預

習

要

點

實

施

情

況

及

分

析

本次課學習了基因治療的各種方法及其原理等，通過動畫、圖片等方法使學生理解的更加深刻、形象，并且主要是需要掌握原理以及一些基本概念，并通過介紹我院有關基因治療方面的課題申報情況讓學生了解一下有關的科研動態(tài)。