生物化学与分子生物学-授课教案医学分子生物学教学方案:

课程名称

医学分子生物学

年级

2006

专业、层次

各专业

授课教师

王丽

职称

讲师

课型（大、小)

大

学时

3学时

授课题目（章、节)

第二十三章 基因治疗

基本教材及主要参考书

《医学分子生物学》第3版??? 主编：药力波

目的与要求：

掌握? 基因治疗的概念；基因治疗的主要策略和反义RNA技术。

了解? 基因治疗的一般程序；基因治疗中基因导入的方法及其存在问题。

教学内容与时间安排、教学方法：

第一节?? 基因治疗的策略和基本程序

一、基因治疗可修复错误基因或干预异常表达的基因?????????????????????????? 20分钟

二、利用载体将目地基因导入到受体细胞表达是基因治疗的基本程序? 20分钟

三、病毒载体和非病毒载体均可用于导入目地基因????????????????????????????? 40分钟

四、基因干预可以抑制特定基因的表达??????????????????????????????????????????????? 20分钟

第二节?? 基因治疗的临床应用现状??????????????????????????????????????????????????????? 20分钟

教学方法：CAI, 大量图片简图加深感性认识，动画帮助理解。

教学重点及如何突出重点、难点及如何突破难点：

重点：1、掌握基因治疗的概念；基因治疗的主要策略。

2、基因转移的生物学方法中的常用载体；基因转移中常用的靶细胞。

难点： 基因治疗的一般程序；基因治疗中基因导入的方法。

解决办法：结合举例和动画演示加深理解。

教研室审阅意见：

?????????????????????????????????? 教研室主任签名：

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

基本内容

教学手段

课堂设计和时间安排

基因治疗

基因治疗的概念

是指改变以人遗传物质为基础的生物医学治疗。即通过一定方式将正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因的治疗方法。

第一节? 基因治疗的策略和基本程序

一、基因治疗可修复错误基因或干预异常表达的基因

基因治疗的基本方式

1. 基因置换（gene replacement)

2. 基因增补 （gene augmentation)

3. 抑制有害基因表达或过度表达的基因（基因干预)（gene interference)

二、基因治疗的基本程序

? 选择治疗基因

? 利用载体把目的基因导入到受体细胞表达?

? 选择基因治疗的靶细胞

1．  造血细胞

??? 造血细胞在体内种类多且在体内多处分布，多种疾病与造血细胞有关，已建立了骨髓移植方法，因此造血细胞作为基因转移的受体细胞研究较多，其中骨髓最受重视。骨髓中的造血细干胞能分化成各系血细胞，具有移植方便、繁殖能力强等特点，其不足之处是尚需进一步提高基因转移效率，提高在体内的表达水平和延长表达时间。

2． 皮肤成纤维细胞

3． 肌肉细胞

4．淋巴细胞

5． 肝细胞

6． 血管内皮细胞

7． 肿瘤细胞

? 治疗基因表达的检测

讲解

图片

举例

讲解

图片

讲解

图片

举例

讲解

图片

动画

通过介绍最早的基因治疗历史引出基因治疗的概念。

（10分钟)

引出基因治疗的三种基本方式

（１0分钟)

介绍基因治疗的基本程序

（20分钟)

第一节课完---------------------

三、病毒载体和非病毒载体均可用于导入目的基因

? ?非生物学方法（物理方法和化学方法)

?? 生物学方法——病毒学方法

（一)基因转移的非生物学方法

??? 基因转移的物理方法

?????????????? 直接注射法

?????????????? 基因枪法

?????????????? 电穿孔法

???? 基因转移的化学方法

?????????????? 磷酸钙共沉淀法

?????????????? 脂质体转染法

???????? ??????DEAE－葡聚糖法

（二)基因转移的生物学方法

目前使用的病毒载体有反转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、单纯疱疹病毒等，其中逆转录病毒载体最为常用。

??1．反转录病毒载体

反转录病毒载体的优点是：

能长久稳定地表达；

细胞宿主范围较广泛；

病毒感染细胞的效率非常地高。

反转录病毒载体的缺点是：

重组产生有感染性病毒的可能；

插入性突变可能产生恶性病变。

2．腺病毒载体

腺病毒载体具有下列优点：

重组体稳定，不整合入染色体，无潜在的致癌性；

重组对静止或慢分裂细胞都具有感染作用，可用细胞范围广；

病毒滴度高，适宜于临床基因治疗。

腺病毒载体的缺点是：

外源基因只能瞬时表达，不能用于遗传病的基因治疗；

重复应用可能会诱发人体较强烈的过敏反应；

基因组较大，载体构件较复杂。

3．腺相关病毒载体

最大的特点是可以进行位点特异性整合

4．单纯疱疹病毒载体

作为中枢神经系统靶向的良好载体，适用于神经系统疾病的基因治疗

讲解

图片

举例

讲解

图片

举例

讲解

举例

图片

通过图表等说明各种方法的优缺点以及现在的应用。（20分钟)

通过图表等说明几种生物学方法的优缺点以及现在的应用。（20分钟)

第二节课完---------------------

 四、基因干预可以抑制特定基因的表达

（一)反义RNA

定义：根据碱基互补原理，将人工合成或生物合成的特定互补的DNA或RNA序列，导入靶细胞，形成mRNA-DNA或mRNA-RNA杂交双链，从而抑制或封闭基因的表达，达到基因控制和治疗的目的。

反义核酸技术包括反义RNA、反义DNA及核酶

反义RNA技术在基因治疗中的应用策略
????? 利用反义RNA技术对体外培养的细胞基因表达调控通常采用的方法有两种：

一是体外合成反义RNA，直接作用于培养细胞，细胞吸收RNA后，发挥作用。

另一种是构建一些能转录反义RNA的重组质粒，将这些质粒转入细胞中，转录出反义RNA而发挥作用。

但是，当进行体内基因治疗时，因为存在专一性和降解两大技术难题，因此这两种方法都很难应用。

（二)RNA干扰

１．RNA干扰

将与mRNA编码区某段序列相对应的正义RNA和反义RNA组成的双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA)导入细胞，使mRNA发生特异性的降解，导致其相应的基因沉默(表达受抑制)，这种转录后基因沉默被称为RNA干扰(RNA interference, RNAi)。

2. RNAi的发现历程

３.RNAi的作用机制模型

4.RNAi的应用及存在的问题

第二节? 基因治疗的临床应用现状

一、用正常基因替代错误基因治疗遗传病

二、肿瘤的基因治疗可在多个环节进行

1、抑制和杀伤肿瘤细胞

2、肿瘤细胞的基因修饰

3、调节和增强机体的免疫功能

三、感染性疾病的基因治疗

讲解

举例

图片

动画

讲解

举例

讲解

举例

图片

通过介绍最早的基因治疗历史引出反义RNA。

（10分钟)

由2006年诺贝尔生理医学奖引出RNA干扰和基因沉默技术及其定义，并对RNAi的发现历程进行简单介绍，提高学生的兴趣。

（10分钟)

简单介绍RNAi的作用机制模型。

（10分钟)

分析现在基因治疗的问题及其解决方法，并启发学生思考。（20分钟)

第三节课完---------------------

小

结

本次课学习了基因治疗的概念；基因治疗的主要策略；基因转移生物学方法中的常用载体；常用的基因转移技术；基因转移中常用的靶细胞等，要求掌握以上的概念及其原理。

复

习

思

考

题

、

作

业

题

1. 什么是基因治疗？

2. 基因治疗的主要策略包括哪些？

3. 基因治疗的一般程序有哪些？

4. 常用于基因转移的病毒载体及特点？

5.在基因治疗中，常用的基因转移技术方法包括哪些？

6.在基因治疗中，常用的靶细胞有哪些？

下

次

课

预

习

要

点

实

施

情

况

及

分

析

本次课学习了基因治疗的各种方法及其原理等，通过动画、图片等方法使学生理解的更加深刻、形象，并且主要是需要掌握原理以及一些基本概念，并通过介绍我院有关基因治疗方面的课题申报情况让学生了解一下有关的科研动态。