生物化學(xué)與分子生物學(xué)-授課教案醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)方案:

課程名稱

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

年級(jí)

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(xué)時(shí)

3學(xué)時(shí)

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(xué)分子生物學(xué)》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(shù)。

了解? 基因治療的一般程序；基因治療中基因?qū)�入的方法及其存在問題。

教學(xué)內(nèi)容與時(shí)間安排、教學(xué)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(fù)錯(cuò)誤基因或干預(yù)異常表達(dá)的基因?????????????????????????? 20分鐘

二、利用載體將目地基因?qū)�入到受體細(xì)胞表達(dá)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(dǎo)入目地基因????????????????????????????? 40分鐘

四、基因干預(yù)可以抑制特定基因的表達(dá)??????????????????????????????????????????????? 20分鐘

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

教學(xué)方法：CAI, 大量圖片簡(jiǎn)圖加深感性認(rèn)識(shí)，動(dòng)畫幫助理解。

教學(xué)重點(diǎn)及如何突出重點(diǎn)、難點(diǎn)及如何突破難點(diǎn)：

重點(diǎn)：1、掌握基因治療的概念；基因治療的主要策略。

2、基因轉(zhuǎn)移的生物學(xué)方法中的常用載體；基因轉(zhuǎn)移中常用的靶細(xì)胞。

難點(diǎn)： 基因治療的一般程序；基因治療中基因?qū)�入的方法�?/p>

解決辦法：結(jié)合舉例和動(dòng)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(nèi)容

教學(xué)手段

課堂設(shè)計(jì)和時(shí)間安排

基因治療

基因治療的概念

是指改變以人遺傳物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)治療。即通過一定方式將正�；�因或有治療作用的DNA片段導(dǎo)入人體靶細(xì)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(fù)錯(cuò)誤基因或干預(yù)異常表達(dá)的基因

基因治療的基本方式

1. 基因置換（gene replacement)

2. 基因增補(bǔ) （gene augmentation)

3. 抑制有害基因表達(dá)或過度表達(dá)的基因（基因干預(yù))（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?qū)�入到受體細(xì)胞表達(dá)?

? 選擇基因治療的靶細(xì)胞

1．  造血細(xì)胞

??? 造血細(xì)胞在體內(nèi)種類多且在體內(nèi)多處分布，多種疾病與造血細(xì)胞有關(guān)，已建立了骨髓移植方法，因此造血細(xì)胞作為基因轉(zhuǎn)移的受體細(xì)胞研究較多，其中骨髓最受重視。骨髓中的造血細(xì)干胞能分化成各系血細(xì)胞，具有移植方便、繁殖能力強(qiáng)等特點(diǎn)，其不足之處是尚需進(jìn)一步提高基因轉(zhuǎn)移效率，提高在體內(nèi)的表達(dá)水平和延長(zhǎng)表達(dá)時(shí)間。

2． 皮膚成纖維細(xì)胞

3． 肌肉細(xì)胞

4．淋巴細(xì)胞

5． 肝細(xì)胞

6． 血管內(nèi)皮細(xì)胞

7． 腫瘤細(xì)胞

? 治療基因表達(dá)的檢測(cè)

講解

圖片

舉例

講解

圖片

講解

圖片

舉例

講解

圖片

動(dòng)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(dǎo)入目的基因

? ?非生物學(xué)方法（物理方法和化學(xué)方法)

?? 生物學(xué)方法——病毒學(xué)方法

（一)基因轉(zhuǎn)移的非生物學(xué)方法

??? 基因轉(zhuǎn)移的物理方法

?????????????? 直接注射法

?????????????? 基因槍法

?????????????? 電穿孔法

???? 基因轉(zhuǎn)移的化學(xué)方法

?????????????? 磷酸鈣共沉淀法

?????????????? 脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法

???????? ??????DEAE－葡聚糖法

（二)基因轉(zhuǎn)移的生物學(xué)方法

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

??1．反轉(zhuǎn)錄病毒載體

反轉(zhuǎn)錄病毒載體的優(yōu)點(diǎn)是：

能長(zhǎng)久穩(wěn)定地表達(dá)；

細(xì)胞宿主范圍較廣泛；

病毒感染細(xì)胞的效率非常地高。

反轉(zhuǎn)錄病毒載體的缺點(diǎn)是：

重組產(chǎn)生有感染性病毒的可能；

插入性突變可能產(chǎn)生惡性病變。

2．腺病毒載體

腺病毒載體具有下列優(yōu)點(diǎn)：

重組體穩(wěn)定，不整合入染色體，無(wú)潛在的致癌性；

重組對(duì)靜止或慢分裂細(xì)胞都具有感染作用，可用細(xì)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(diǎn)是：

外源基因只能瞬時(shí)表達(dá)，不能用于遺傳病的基因治療；

重復(fù)應(yīng)用可能會(huì)誘發(fā)人體較強(qiáng)烈的過敏反應(yīng)；

基因組較大，載體構(gòu)件較復(fù)雜。

3．腺相關(guān)病毒載體

最大的特點(diǎn)是可以進(jìn)行位點(diǎn)特異性整合

4．單純皰疹病毒載體

作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)靶向的良好載體，適用于神經(jīng)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(shuō)明各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及現(xiàn)在的應(yīng)用。（20分鐘)

通過圖表等說(shuō)明幾種生物學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及現(xiàn)在的應(yīng)用。（20分鐘)

第二節(jié)課完---------------------

 四、基因干預(yù)可以抑制特定基因的表達(dá)

（一)反義RNA

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

反義核酸技術(shù)包括反義RNA、反義DNA及核酶

反義RNA技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用策略
????? 利用反義RNA技術(shù)對(duì)體外培養(yǎng)的細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)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(xì)胞，細(xì)胞吸收RNA后，發(fā)揮作用。

另一種是構(gòu)建一些能轉(zhuǎn)錄反義RNA的重組質(zhì)粒，將這些質(zhì)粒轉(zhuǎn)入細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄出反義RNA而發(fā)揮作用。

但是，當(dāng)進(jìn)行體內(nèi)基因治療時(shí)，因?yàn)榇嬖趯Ｒ恍院徒到鈨纱蠹夹g(shù)難題，因此這兩種方法都很難應(yīng)用。

（二)RNA干擾

１．RNA干擾

將與mRNA編碼區(qū)某段序列相對(duì)應(yīng)的正義RNA和反義RNA組成的雙鏈RNA (double-stranded RNA, dsRNA)導(dǎo)入細(xì)胞，使mRNA發(fā)生特異性的降解，導(dǎo)致其相應(yīng)的基因沉默(表達(dá)受抑制)，這種轉(zhuǎn)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(jī)制模型

4.RNAi的應(yīng)用及存在的問題

第二節(jié)? 基因治療的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

一、用正常基因替代錯(cuò)誤基因治療遺傳病

二、腫瘤的基因治療可在多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行

1、抑制和殺傷腫瘤細(xì)胞

2、腫瘤細(xì)胞的基因修飾

3、調(diào)節(jié)和增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能

三、感染性疾病的基因治療

講解

舉例

圖片

動(dòng)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(xué)獎(jiǎng)引出RNA干擾和基因沉默技術(shù)及其定義，并對(duì)RNAi的發(fā)現(xiàn)歷程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，提高學(xué)生的興趣。

（10分鐘)

簡(jiǎn)單介紹RNAi的作用機(jī)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(xué)生思考。（20分鐘)

第三節(jié)課完---------------------

小

結(jié)

本次課學(xué)習(xí)了基因治療的概念；基因治療的主要策略；基因轉(zhuǎn)移生物學(xué)方法中的常用載體；常用的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)；基因轉(zhuǎn)移中常用的靶細(xì)胞等，要求掌握以上的概念及其原理。

復(fù)

習(xí)

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(zhuǎn)移的病毒載體及特點(diǎn)？

5.在基因治療中，常用的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)方法包括哪些？

6.在基因治療中，常用的靶細(xì)胞有哪些？

下

次

課

預(yù)

習(xí)

要

點(diǎn)

實(shí)

施

情

況

及

分

析

本次課學(xué)習(xí)了基因治療的各種方法及其原理等，通過動(dòng)畫、圖片等方法使學(xué)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(guān)基因治療方面的課題申報(bào)情況讓學(xué)生了解一下有關(guān)的科研動(dòng)態(tài)。