1、基因工程在人类健康中的应用基因工程在人类健康中的应用 目录目录基因工程与人类疾病 基因工程与医疗药物 基因工程与癌症治疗基因工程与模式生物基因工程与长生不老基因工程与人类疾病基因工程与人类疾病从基因组学到疾病与健康从基因组学到疾病与健康 基因可归味入药;基因可断疾切脉;基因可治病救人;基因可延年益寿;基因可返老还童;基因可起死回生。基因组计划的目的把基因组学的科学成果用到生物学其他领域里，用到人的健康上，最后到社会的应用。目前，人类面对很多慢性疾病，如高血压、癌症等，对此，研发新药也有新的突破，中国科学家生产出来第一个用基因重组的药，是基因治疗药物基因治疗药物，第一个在市场上应用。在基因检测和
2、治疗基因检测和治疗方面，分类很详细，有着临床诊断、出生前诊断等等。正常状态下的基因检测和健康检测可以预测疾病发生的可能性基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗 运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。基因诊断基因诊断（gene diagnosis）就是利用就是利用DNADNA分析技术在分子水平上分析技术在分子水平上检测人类遗传病的基因缺陷以诊断疾检测人类遗传病的基因缺陷以诊断疾病。病。19781978年简悦威（年简悦威（YW KanYW Kan）首次用）首次用DNADNA重组技
3、术进行镰刀型贫血病的产前重组技术进行镰刀型贫血病的产前诊断，开创了基因诊断的先例。诊断，开创了基因诊断的先例。基因治疗（基因治疗（GenetherapyGenetherapy）指应用指应用DNADNA重组技术，将重组技术，将外源正常基因外源正常基因导入导入靶靶细胞细胞，以，以纠正纠正或或补偿补偿因基因缺陷和异常引因基因缺陷和异常引起的疾病起的疾病,以达到治疗的目的。以达到治疗的目的。途途 径径:就基因转移的就基因转移的受体细胞受体细胞不同，不同，基因治疗有两种途径：基因治疗有两种途径：1、生殖细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗2、体细胞基因治疗、体细胞基因治疗基因治疗的分类基因治疗的分类 按治疗的
4、靶细胞（受体细胞）的不同，按治疗的靶细胞（受体细胞）的不同，基因治疗分为：基因治疗分为：生殖细胞基因治疗：生殖细胞基因治疗：将正常基因转移到患者的生殖细胞（精子将正常基因转移到患者的生殖细胞（精子、卵子或受精卵）中而使其发育成一个正、卵子或受精卵）中而使其发育成一个正常的个体。常的个体。为为理想理想的治疗方法，从的治疗方法，从根本根本上治疗遗传病上治疗遗传病，使其有害基因不能在人群中散播。，使其有害基因不能在人群中散播。体细胞基因治疗：体细胞基因治疗：指将正常基因转移到特定的体细胞指将正常基因转移到特定的体细胞 中，以纠正致病基因的缺陷，并使之中，以纠正致病基因的缺陷，并使之 表达，以达到治疗
5、疾病的目的。常用表达，以达到治疗疾病的目的。常用 的靶细胞主要有：的靶细胞主要有：a a、造血干细胞、造血干细胞 b b、成纤维细胞、成纤维细胞 c c、肌细胞、肾细胞、肝细胞、淋巴、肌细胞、肾细胞、肝细胞、淋巴 组织组织等。等。基因疗法基因疗法SCID的基因工程治疗的基因工程治疗 重症联合免疫缺陷重症联合免疫缺陷（SCID）患者）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。这个病这个病的机理是细胞的一个常染的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称（简称ADA）的基因（）的基因（ada）发生了突变。）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗
6、。基因治疗基因治疗SCID的过程的过程基因工程与医疗药物基因工程与医疗药物 基因工程在医药上的应用：基因工程在医药上的应用：在临床上有应用在临床上有应用：A、放射性探针在诊断上的应用：如乙型肝炎病毒、大肠杆菌肠毒素、轮状病毒等，均可以基因DNA片段标明以同位素作探针，用于诊断。B、产前诊断：如对血红蛋白病的诊断。从组织、血、羊水中抽提DNA，从放射自显影术中可获得基因图谱，经分析比较可助诊断。用微生物合成药物制品用微生物合成药物制品：应用DNA重组技术，已有多种药物可用于大肠杆菌合成。例如生长抑制素、生长激素、胰岛素、干扰素、胸腺素、酶和蛋白质等。用微生物制造的疫苗用微生物制造的疫苗：乙型肝炎
7、病毒、流感病毒、口蹄病毒等疫苗。用基因工程微生物生产的药物及斯用基因工程微生物生产的药物及斯所控制的疾病：所控制的疾病：胰岛素胰岛素糖尿病。干扰素干扰素病素疾病（流行性感冒、肝炎、疱疹、脊髓灰质炎等）干扰素干扰素乳房癌、何杰金氏病、白血病等。人生长激素人生长激素侏儒症等。红血球生成素红血球生成素贫血。尿激酶尿激酶血栓。血清白蛋白血清白蛋白休克等。基因工程药物过程示意图基因工程药物过程示意图我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从是从生物组织生物组织中提取中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂
8、贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基将生物合成相应药物成分的基因因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知格之高可想而知将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导
9、入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每2000L2000L培养液培养液就能产生就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%!30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直是干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵万能灵药药”！过去从人血中提取，！过去从人血中提取，300L血才提血才提取取1mg！其！其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。人造血液、白细胞介素、人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。水平发挥了重大的作用。人
10、造血液及其生产人造血液及其生产乙肝疫苗乙肝疫苗我国生产的部分基因工程药物和疫苗我国生产的部分基因工程药物和疫苗我国生产的部分胰岛素产品我国生产的部分胰岛素产品基因工程与癌症治疗基因工程与癌症治疗 癌症（癌症（Cancer），亦称恶性肿瘤（亦称恶性肿瘤（Malignant neoplasm），为由控制细胞生），为由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。长增殖机制失常而引起的疾病。癌细胞除了生长失控外，还会局部侵入周遭正常组织甚至经由体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分。癌症的诱发癌症的诱发 医学家指出癌症病因是：医学家指出癌症病因是：机体在环境污染机体在环境污染、化学污染（化学毒素）、电离辐
11、射、自、化学污染（化学毒素）、电离辐射、自由基毒素、微生物（细菌、真菌、病毒等由基毒素、微生物（细菌、真菌、病毒等）及其代谢毒素、遗传特性、内分泌失衡）及其代谢毒素、遗传特性、内分泌失衡、免疫功能紊乱等等各种致癌物质、致癌、免疫功能紊乱等等各种致癌物质、致癌因素的作用下导致身体正常细胞发生癌变因素的作用下导致身体正常细胞发生癌变的结果的结果，常表现为：局部组织的细胞异常增生而形成的局部肿块。癌症是机体正常细胞在多原因、多阶段与多次突变所引起的一大类疾病。癌症与基因癌症与基因 正常人体内的基因中，有一类叫原癌基因正常人体内的基因中，有一类叫原癌基因，另一类叫抑癌基因。，另一类叫抑癌基因。原癌基因
12、也可叫作原癌基因也可叫作癌基因，如果发生突变，可以导致遗传失癌基因，如果发生突变，可以导致遗传失调，在内外因素的作用下，使正常细胞变调，在内外因素的作用下，使正常细胞变成癌细胞。抑癌基因能抑制、拮抗癌基因成癌细胞。抑癌基因能抑制、拮抗癌基因的功能、作用，或直接抑制癌细胞的生长的功能、作用，或直接抑制癌细胞的生长，对人体有利。如果抑癌基因发生突变，对人体有利。如果抑癌基因发生突变，也可导致细胞生长失调而发生癌变。也可导致细胞生长失调而发生癌变。原癌基因和抑癌基因可以说是对立统一的，如果原癌基因或者抑癌基因两者之一发生突变就有可能发生癌症。癌症治疗癌症治疗 癌症治疗癌症治疗主要以外科手术，放射线疗
13、及化学治疗外科手术，放射线疗及化学治疗但常规治疗治愈率低，复发率和病死率高治愈率低，复发率和病死率高，预后差造成治疗效果不理想，疾病无法有效根治等情形。1，放射治疗，放射治疗利用放射线同位素如利用放射线同位素如60Co以照射的方式对癌以照射的方式对癌细胞的基因造成破坏使细胞死亡细胞的基因造成破坏使细胞死亡。如今放射线疗法发展很快甚至对某些癌症而言采用放射线疗法的生存率要高于手术疗法所以放射线治疗可以成为根治治疗的选择疗法之一，它和手术被同等认可。因为放射线同时也会对正常的细因为放射线同时也会对正常的细胞造成伤害所以目前以研发利用单株抗体结合放射线同位胞造成伤害所以目前以研发利用单株抗体结合放射
14、线同位素或癌症化学药物直接攻击癌细胞避免正常细胞遭受伤害素或癌症化学药物直接攻击癌细胞避免正常细胞遭受伤害。放射线治疗的最大优点是在保存脏器的形态和机能的情况下以达到治疗目的但是放疗效果的差异非常显著放射性疗法只对早期或对放射线感受性强烈的癌症才有效。2，化学药物治疗：，化学药物治疗：肿瘤的发生发展与细胞调亡有关已经证明。多种化疗药物是通过诱导其调亡而发挥作用多种化疗药物是通过诱导其调亡而发挥作用的每类药物都有其相应的作用靶点这些药物靶点大多数是的每类药物都有其相应的作用靶点这些药物靶点大多数是控制细胞增殖过程的关键酶化疗药物通过对关键酶的作用控制细胞增殖过程的关键酶化疗药物通过对关键酶的作用
15、阻碍癌细胞的增殖以达到治疗的目的。阻碍癌细胞的增殖以达到治疗的目的。化学疗法如同放射线疗法对某些正常细胞如毛囊细胞或骨髓细胞等生长快速的细胞会大幅造成伤害导致免疫系统受损脱发及呕吐等可能严重危及生命的不良反应。传统癌症化学药物的研发传统癌症化学药物的研发是利用化学有机合成小分子药物配合药物筛选技术取得具有潜力的候选药物然而寻找到具有上市潜力的药物机率实在太低目前以寻找极地深海南北极的生物体内提取小分子化合物配合组合化学技术来提高寻找潜力药几率。因此如何找出找出一种高效的治疗癌症的方法，是因此如何找出找出一种高效的治疗癌症的方法，是目前癌症研究的关键，而基因疗法的诞生让科学家们看到目前癌症研究的
16、关键，而基因疗法的诞生让科学家们看到了希望。了希望。癌症的基因疗法癌症的基因疗法 癌基因疗法癌基因疗法就是针对性地去除引起细胞恶性转化的主要就是针对性地去除引起细胞恶性转化的主要癌症基因激活基因的表达或是增强抑癌基因的功能即如何癌症基因激活基因的表达或是增强抑癌基因的功能即如何封闭被激活治疗如何恢复基因的功能。封闭被激活治疗如何恢复基因的功能。治疗包括两个方面治疗包括两个方面，1化学干预性治疗（维甲酸等）化学干预性治疗（维甲酸等）生物学疗法细胞因子使突变的癌细胞逆转为正常细胞（即目的基因）取代致病的癌基因即去除被激活的癌基因表达。2将目的基因抑癌细将目的基因抑癌细胞直接导入宿主癌细胞以替代致病
17、基因发挥功能或使致病胞直接导入宿主癌细胞以替代致病基因发挥功能或使致病基因失去活性（基因打靶）将癌细胞消灭在萌芽。基因失去活性（基因打靶）将癌细胞消灭在萌芽。基因治疗基因治疗属于一种生物治疗手段，是一大类治疗策略的总称。根据治疗机理不同目前可以分为以下几方面：1免疫基因治疗免疫基因治疗，指通过基因修饰的瘤苗或抗原呈递细胞体外回输，或者免疫基因的直接体内导入，激发或增强人体的抗肿瘤免疫功能，达到治疗肿瘤的目的，它也是一大类治疗的总称。2抑癌基因治疗抑癌基因治疗：研究表明，体内导入研究较为深入的抑癌基因治疗主要应用p53、p16、RB基因等，其中又以p53基因应用最广泛，许多治疗方案已进入临床试验
18、阶段反义癌基因治疗。基因工程在癌症治疗方面的发展基因工程在癌症治疗方面的发展 癌症癌症已经公认是一种分子疾病所有癌细胞都来自单克隆细胞.癌症的诊断和治疗最终必须从分子水平加以解决。癌症的诊断和治疗最终必须从分子水平加以解决。上世纪中下叶科学家们相继发现不少直接与癌症发生相关的癌基因与抑癌基因为人类揭开癌症发生发展之谜及癌症的防治开辟了崭新的途径。许多癌症的发生是由于癌基因的激活而过度表达或是抑癌基因表达受抑制突变丢失失活所造成。治疗肿瘤的传统方法包括手术化疗放疗，虽然取得了治疗肿瘤的传统方法包括手术化疗放疗，虽然取得了一定的成效但是距离彻底根治肿瘤还很遥远。过去的余年一定的成效但是距离彻底根治
19、肿瘤还很遥远。过去的余年间人们将彻底根治肿瘤的希望寄托于基因治疗，但肿瘤的间人们将彻底根治肿瘤的希望寄托于基因治疗，但肿瘤的基因治疗尚处于探索阶段，相对于成熟的方案也只是处于基因治疗尚处于探索阶段，相对于成熟的方案也只是处于临床试验期欲用于临床仍有很多的工作要做临床试验期欲用于临床仍有很多的工作要做。基因工程与模式生物基因工程与模式生物模式生物模式生物-果蝇果蝇 模式生物斑马鱼模式生物模式生物定义及简介定义及简介利用基因工程制备及模式生物应用利用基因工程制备及模式生物应用利用模式生物进行基因组研究的意义利用模式生物进行基因组研究的意义定义定义 中文名称：模式生物 英文名称：model orga
20、nism 定义：作为实验模型以研究特定生物学现象的作为实验模型以研究特定生物学现象的动物、植物和微生物。从研究模式生物得动物、植物和微生物。从研究模式生物得到的结论，通常可适用于其他生物到的结论，通常可适用于其他生物。应用学科：遗传学（一级学科）；发育遗传学（二级学科）简介简介生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物示某种具有普遍规律的生命现象，此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。物种就是模式生物。比如，孟德尔在揭示生物界遗传规律时选用豌豆作为实验材料，而摩根选用果蝇作为实验材料，在
21、他们的研究中，豌豆和果蝇就是研究生物体遗传规律的模式生物。由于进化的原因，许多生命活动的基本方式在地球上的各种由于进化的原因，许多生命活动的基本方式在地球上的各种生物物种中是保守的，这是模式生物研究策略能够成功的基生物物种中是保守的，这是模式生物研究策略能够成功的基本基础。本基础。选择什么样的生物作为模式生物首先依赖于研究者要解决什么科学问题，然后寻找能最有利于解决这个问题的物种。19世纪末20世纪初，人们就发现，如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育现象的难题可以得到部分解答。因为这些生物更容易被观察和实验操作，如线虫、果蝇、非洲爪蟾、蝾螈、小鼠等。人类疾病基因工程动物模型的研究人类疾
22、病基因工程动物模型的研究 人类疾病动物模型是生物医学研究中建立的具 有人类疾病模拟性表现的动物实验对象和材料，目前，人类疾病动人类疾病动物模型获得方法有自发性动物模物模型获得方法有自发性动物模 型、诱发性动物模型和型、诱发性动物模型和基因工程动物模型基因工程动物模型。传统的 自发性动物模型的种类和数量远远不能满足医学研 究和应用的需要，常规诱发性动物模型与人类疾病 在其疾病的发生、发展表现方面有很大出入，并不能 全面反映人类疾病的本质，难以深入到分子水平进 行研究。基因工程动物模型基因工程动物模型克服了上述传统动物模 型研究中的不足，能从动物整体水平研究目的基因 的生物学特性。在新基因的功能鉴
23、定及人类疾病的在新基因的功能鉴定及人类疾病的 研研究中展现出不可估量的应用前景，为究中展现出不可估量的应用前景，为21世纪人类世纪人类 疾病研疾病研究的理想动物模型究的理想动物模型，近年来两大类基 因工程动物模型，即转基因动物模型基因动物模型和基因剔除动因剔除动 物模型。随着随着人类基因组计划人类基因组计划的完成和后基因组研究时代的完成和后基因组研究时代的到来，模式生物研究策略得到了更加的重视。的到来，模式生物研究策略得到了更加的重视。基因的结构和功能可以在其它合适的生物中去研基因的结构和功能可以在其它合适的生物中去研究，同样究，同样人类的生理和病理过程人类的生理和病理过程也可以选择合适也可以
24、选择合适的生物来模拟。的生物来模拟。目前在目前在人口与健康领域人口与健康领域应用最广的模式生物包括，应用最广的模式生物包括，噬菌体、噬菌体、大肠杆菌大肠杆菌、酿酒酵母酿酒酵母、秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫、海胆海胆、果蝇果蝇、斑马鱼斑马鱼、爪蟾和、爪蟾和小鼠小鼠。在植物学研。在植物学研究中比较常用的有，拟南芥、水稻等究中比较常用的有，拟南芥、水稻等 随着生命科学研究的发展，还会有新的物种被人随着生命科学研究的发展，还会有新的物种被人们用来作为模式生物。但它们会有一些基本共同们用来作为模式生物。但它们会有一些基本共同点：点：1）有利于回答研究者关注的问题，能够代表生）有利于回答研究者关注的问题，能够
25、代表生物界的某一大类群；物界的某一大类群；2）对人体和环境无害，容易获得并易于在实验）对人体和环境无害，容易获得并易于在实验室内饲养和繁殖；室内饲养和繁殖；3）世代短、）世代短、子代子代多、多、遗传背景遗传背景清楚；清楚；4）容易进行实验操作，特别是具有）容易进行实验操作，特别是具有遗传操作遗传操作的的手段和表型分析的方法。手段和表型分析的方法。转基因动物模型转基因动物模型 是通过是通过 实验手段将新的遗传物质导入到胚胎实验手段将新的遗传物质导入到胚胎细胞中，并获细胞中，并获 得稳定遗传的一类动物。得稳定遗传的一类动物。其原理是将目的基因或基 因组片段经体外加工、修饰与可表达的载体连接后，用显
26、微注射、胚胎干细胞或显微注射、胚胎干细胞或逆转录病毒载体逆转录病毒载体等方法 注入实验动物的受精卵或着床前胚胎细胞，然后将 此受精卵或着床前胚胎再植入受体动物的输卵管或 子宫中，使其发育成携带有外源目的基因的转基因 动物。当外源基因在转基因动物体内表达，并培育出 其表型与人类疾病症状相似的动物模型，则称其为转基因动物模型。基因剔除动物模型基因剔除动物模型 在制作单基因缺陷 所致人类疾病模型时，选择特定基因的突变较为复 杂，而基因灭活或破坏是最易造成的缺陷。基于这一原理，用基因工程的方法去除动物的某种特定基 因，可制作由基因缺陷所致人类疾病模型。通过基因剔除技术基因剔除技术，已建 立起近千种的基
27、因剔除鼠模型。这些疾病模型在探 讨人类各种疾病的发病机制、疾病诊断、预防及基因 治疗等方面有重大意义。模式小鼠制备模式小鼠制备基本程序1、目的基因克隆和体外重组 1）人工合成 2）互补DNA（cDNA）的克隆 3）DNA克隆2、外源基因的导入 将目的基因转入培养产下后代3、外源DNA整合、转录及表达的分子检测 是否是转基因动物从细胞中分从细胞中分离出离出DNA从大肠杆菌从大肠杆菌中提取质粒中提取质粒限制限制 酶酶提取目的基因提取目的基因限制酶限制酶目的基因与目的基因与运载体结合运载体结合DNA连连 接酶接酶目的基因导目的基因导入受体细胞入受体细胞目的基因的目的基因的表达与检测表达与检测基因工程
28、操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤通过病毒载体导入通过病毒载体导入ESES细胞建立转基因小鼠的技术路线细胞建立转基因小鼠的技术路线基因敲除基本原理基因敲除基本原理应用应用 在人类基因组研究中十分注重模式生物的研究，这是由于要认识人体基因的功能，无法直接用人体作为实验对象。但是，生物是从共同祖先演化而来的，所以对生命活动有重要功能的基因在进化上是保守的，也就是说，这些基因的结构和功能，在低等生物和高等生物中是相似的。因此，可以用比较容易研究的生物作为模型来研究其基因的结构和生物学功能，由此获得的信息可以使用于其他比较难以研究的生物，特别是推测相似的人体基因的功能。应用：果蝇、大肠杆菌、斑马鱼、
29、小鼠、酵母果蝇、大肠杆菌、斑马鱼、小鼠、酵母 疾病机制研究方面的应用疾病机制研究方面的应用：几乎所有人类疾 病都与基因有关，利用基因工程动物的方法研究基 因的表达调控与疾病发生的关系，建立各种人类疾 病的动物模型，为人类疾病发病机制的研究提供了 十分有用的材料。基因功能研究方面的应用基因功能研究方面的应用：人类基因组 计划已完成，越来越多的 新基因被克隆，但对这些新基因在体内的具体功能 却很少了解。转基因技术具有能在个体水平从时间 和空问角度同时观察基因表达功能和表型效应的独 特优点，可通过建立高效表达转基因动物，观察基因 功能；还可通过构建含有不同报道基因的小基因的 转基因动物研究基因调控
30、基因治疗研究方面的应用基因治疗研究方面的应用：通过基因剔除技术基因剔除技术可将正常基因或有治作用 的基因引人病变细胞中，取代原来异常的基因或对 缺陷基因进行精确改正，使修复后的细胞表达正常 蛋白，不再表达错误产物；还可通过基因剔除技术去 除多余的、过量表达的、影响正常生理功能的基因以 达到治疗目的。药学研究方面的应用药学研究方面的应用:应用实验动物进行药 物筛选，是现代医药学发现药物的主要途径,尤其是 整体动物的病理模型。建立重大疾病，疑难疾病以 及与中医“病证”相对应的动物模型是药物筛选的长 期重要任务。然而传统的动物模型由于选用与人类 某种疾病有着相似症状的动物，其致病原因、机制常 不尽相
31、同，因此导致筛选结果有时具有不确定性，试 验结果与临床结果不一致，且价格昂贵。生物转基 因技术和基因剔除技术的发展，为建立动物病理模 型提供了有利的条件，可建立敏感动物品系及与人 类疾病相同的动物模型用于药物筛选，可以从整体 水平直观反映出药物的治疗作用、不良反应及毒性 作用，真正体现目的基因的活动特征。避免了传统 动物模型上述缺点。人类器官移植方面的应用:众所周知，器官移 植已成为许多终末期疾病首选的治疗方法。导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠克隆猪，器官移植克隆猪，器官移植 克隆猴，研究疾病的克隆猴，研究疾病的模型模型利用模式生物研究的意义利用模式生物研究的意义1
32、.生物的多样形式在进化过程中形成的，不同的生物生物的多样形式在进化过程中形成的，不同的生物有不同的形态结构和生理特征，但对生命活动有重要功能有不同的形态结构和生理特征，但对生命活动有重要功能的基因却是高度保守的。的基因却是高度保守的。因此，可从模式生物着手，先弄清楚低等生物的相对比较简单的基因组和生理功能，再以此为基础进一步研究人体这一复杂系统。比如，克隆低等生物的基因和阐明其功能后，将有助于克隆与该基因有同源序列的人体基因，并推测其可能的生理功能。2.在很多情况下不可能用人直接进行试验在很多情况下不可能用人直接进行试验。比如设法破坏某一个基因或转入某一个基因，观察这样做对生物体的发育、生长、
33、寿命和健康会产生什么样的后果，这只能在实验动物身上进行。因此也就的研究这些实验动物的基因组。百奥赛图百奥赛图 北京百奥赛图基因生物技术有限公司2013年1月12日晚7点多称基因敲出模式大鼠正式完成，可以进行咨询并订购所需模式大鼠。大鼠大鼠ACI大鼠大鼠Rat(Rattus Norvegicus)大鼠大鼠制备模式小鼠过程制备模式小鼠过程 设计一种打靶载体打靶载体，然后把打靶载体打靶载体引入到胚胎干细胞胚胎干细胞中对靶基因进行修饰（敲除或敲入），然后将基因“修饰”后的胚胎胚胎干细胞干细胞移植入小鼠的早期胚胎早期胚胎。再由嵌合体小鼠繁殖出带有基因“修饰”的子代小鼠。这些后代小鼠的“子子孙孙”将带有这
34、种修饰基因，就称之为“模式小鼠模式小鼠”。基因工程与长生不老基因工程与长生不老 衰老基因学说衰老基因学说 有人说细胞衰老是被激活的或在细胞增殖后期作用显著的基因控制的结果，由此认同了衰老基因的存在，缺失这些基因使细胞发生永生化。端粒学说端粒学说 端粒学说由端粒学说由Olovnikov提出提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞衰老死亡。不老基因不老基因 2000年初首次成 功的找到6种可延缓衰老基因衰老基因学说衰老基因学说 衰老基因与抗衰老基因衰老基因与抗衰老基因1.衰老基因衰老基因人类：载脂蛋白人类：
35、载脂蛋白E4基因、基因、淀粉样蛋白基因淀粉样蛋白基因 p16,p53 p21 RB基因基因.抗衰老基因抗衰老基因 WRN bcl-22基因工程与长生基因工程与长生 细胞衰老抑制基因细胞衰老抑制基因CSIG是自主克隆的衰老是自主克隆的衰老相关基因。相关基因。该基因随细胞增龄表达下降，该基因随细胞增龄表达下降，并通过抑制并通过抑制PTENp27Kipl衰老诱导途径衰老诱导途径延缓细胞衰老。延缓细胞衰老。设想设想：利用基因工程制备带有抗衰老基因的模式小鼠，小鼠是否会长生？进一步设想进一步设想：利用基因工程使人体也带有抗衰老基因如P16，人是否也会长生？资料荧光显示染色体两荧光显示染色体两端的端粒端的
36、端粒 stop端端 粒粒 长长 度度端粒酶的催端粒酶的催化延长作用化延长作用爬爬行行模模型型祝您祝您健康长寿健康长寿岁岁永葆青春年永葆青春年谢谢大家！谢谢大家！再设想再设想 根据端粒学说由于正常人细胞中端粒酶无根据端粒学说由于正常人细胞中端粒酶无活性，活性，不能使端粒延长，随复制次数增加DNA序列会减短或丢失，细胞会衰老。端粒酶活性受到多端粒酶活性受到多 环节的可逆调控。如，环节的可逆调控。如，端粒酶基因的表达调端粒酶基因的表达调 控控 假如：利用基因工程合成相关端粒酶基因 此基因可以表达出具有活性的端粒酶，那么细胞是否可永生？人是否也可永生？祝您健康长寿岁祝您健康长寿岁 永葆青春年永葆青春年
