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美国大学神经科学研究室寻求科研合作
jellyfish1 2015-1-5 11:17
乔治城大学(Georgetown University)位于美国首都华盛顿哥伦比亚特区,是一所世界闻名的国际研究型大学。该大学建立于1789年,是美国最古老的耶稣会和天主教大学,本科生和研究生人数超过12000人。2014年全美大学综合排名第20位。 本人在乔治城大学医学中心工作,本研究室的研究方向是基因治疗和神经退行性疾病(例如帕金森病、老年性痴呆、海绵状脑病等)。本研究室承担了美国国家科学基金(NationalScience Foundation),美国国家健康科学研究所(National Institutes ofHealth)等多个机构的科研项目。 本室拥有制备基因治疗载体副腺病毒(AAV)、慢病毒(Lentivirus)等的AKTA 纯化仪,超速离心机,以及用于分子克隆和细胞学研究,如共聚焦显微镜等大型研究设备。我们希望和国内的医药研发机构合作共同申报基因治疗方面的科研及基因奥药物的课题。联系邮件: bin.li@georgetown.edu
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POWER of TALEN and CRISPER-Cas9——科学研究与基因治疗
AndrewZHOU 2014-5-5 03:41
POWER of TALEN and CRISPER-Cas9——科学研究与基因治疗 2007年,著名神经科学家 饶毅教授(前北京大学生科院院长) 在其个人博客中曾经如此总结基因治疗领域那时(2007年之前)的研究现状: 迄今做的多的是遗传病的体细胞基因疗法。已知一些遗传病是单个基因变化所造成。如果是功能缺乏性的变化,就可用基因疗法,人为地引入一个正常的基因,从而治疗疾病。这种治疗已有临床实验了。这种用途有几个局限因素。 不是所有基因变化可以用引入正常基因所纠正。比如一个基因变化后,不是简单的失去功能,而是起了一个新的功能而造成疾病的话,单靠引入正常基因是不能治病的,这时需要的是要去掉原来的坏基因,换上好基因。这种基因置换型的基因疗法,在人类尚无成功进行。 然而到了2014年,伟大的 CRISPER-Cas9 等新技术的出现“似乎”正在改变着这一领域的研究现状。 CRISPER-Cas9 等新技术引发的“基因治疗”话题,在过去的一年犹如在科学研究领域造成的轰动效应一样,也在“基因治疗”领域大放异彩。 基因治疗的概念科研界及医学界早就有,早期这一概念对于临床的应用价值诚如饶教授所说是不大的,基因打靶技术曾经让很多的科学家、企业似乎看到了基因治疗的春天,但事实证明还有很多困难需要克服。许多因为达不到百分之百的疗效,这些技术用于基因治疗的指导意义不大。科学家越来越多的明确了很多遗传性疾病在DNA水平上的病因,特别是中国的科学家、医生在祖国如此丰富的遗传样本库中研究清楚了越来越多的各种遗传性疾病分子机制或者染色体变异的机制,也分析了生理病理的机制,但彻底的治疗往往变得束手无策。从ES细胞打靶技术到ZFN技术,从ZNF技术到TALEN技术,再到现在的 CRISPER-Cas9 , 尤其是 CRISPER-Cas9 ,从2013年初出现至今,“基因治疗”已经是星火燎原之势在发展,不管是在科学研究领域还是在企业应用领域。 附件中第一篇文章 nature ZFN 治疗血友病 2011.pdf 是2011年Katherine A. High实验室nature ZFN治疗血友病的文章。而就在去年12月7号,Katherine A. High实验室又发表了Blood 文章,报道了ZFN高效基因治疗成体血友病小鼠肝脏实现(附件第二篇文章)。 blood ZFN 高效治疗成鼠肝脏血友病 2013.pdf 去年12月5号, 自 去年 CRISPER-Cas9 技术出来后,荷兰Hubrecht研究所Hans Clevers研究组,利用 CRISPER-Cas9 在人类干细胞中纠正了与囊性纤维化有关的缺陷。 CSC CRISPER-Cas9 治疗囊性纤维化缺陷-荷兰.pdf 文章发表在Cell Stem Cell。国内这方面,上海生化所李劲松研究组也在 同一天同期 发表了Cell Stem Cell 文章,报道了 CRISPER-Cas9 基因治疗白内障小鼠(附件第三、第四篇文章,有兴趣的科友可以下载阅读)。 CSC CRISPR-Cas9 治疗白内障 2013 生化所李劲松.pdf 荷兰和上海两个课题组同一天在线发表简报(Brief Report),其意义不言而喻。期间强劲的新闻报道采访李劲松教授时,李教授说,33%的注射的突变体受精卵长成了无白内障疾病的小鼠,当时那周五晚上的上海东方卫视还特别报道了这项小鼠基因治疗成果。不管是将现有的ES细胞基因打靶技术(同源重组)、TALEN技术, CRISPER-Cas9 技术应用在基因工程 小鼠模型制备用于科学研究 ,还是将这些技术应用在 小鼠基因治疗用于临床研究 ,在未来,笔者相信基因治疗领域将是一片繁荣。换言之,一场新的战役已经开始打响。从受精卵开始治疗,到有细胞增殖功能的肝细胞治疗,再到将来不增殖的细胞如何治疗,亦或许结合近十年左右火热的胚胎干细胞,iPS细胞技术,笔者相信“基因治疗”的梦想已然不远。 以上是最有前景的“基因治疗”领域,在科学研究发展到今天,尤其是中国的生命医学研究发展到今天,CRISPER-Cas9技术的强大力量已经在科学研究领域,特别是在实验动物、植物、微生物等等研究领域越来越热火朝天!不管你是研究哪一个生命医学研究领域的科学家,这项技术绝对值得你好好阅读了解一下。详细可首先下载如下中文综述附件阅读。 靶向基因修饰新技术—TALEN和CRISPR-Cas9 基因疗法概况 2007-6-7 饶毅 分子生物学在过去半个世纪的发展,对人类健康和医学发展产生了质的推动。其成果之一是带动过去十几年医学分子生物学的成长,已经形成一门新的学科分子医学。基因疗法就是其中一个令人兴奋的领域。它的应用范围较广,不只限于传统概念中的遗传疾病,对肿瘤、传染病等都提供了新的治疗或预防途径。   基因疗法是基于对遗传物质即核酸的应用。广义而言,人为地有目的地对人体DNA或RNA进行处理,都是基因疗法。实际应用上,目前主要在于三个方面。一是跟踪体内细胞,二是治疗疾病,三是预防疾病。   体内细胞跟踪,是将特定的示踪基因,导入一定细胞内, 以后可以靠追踪这个基因来观察这些细胞到身体什么部位,命运如何等。严格地说,这只是帮助一些研究工作,不是治疗。但这种方法,可以用来辅助一些真正的治疗,比如看疗效或帮助跟踪肿瘤转移情况。   治疗疾病,是通常人们最容易想到的基因疗法的用途。理论上,可以有体细胞基因治疗和性细胞基因治疗二种。前者是对个体基因治疗,不影响其后代。后者是对个体的遗传系统进行改造,以至影响其后代的基因。这样,性细胞基因疗法将影响人类将来,有广泛社会后果,因此,社会和伦理的重要课题没有达到人类人类共识前,现在不能进行人类性细胞的基因疗法方面的研究。这个情况主要不是技术上的问题,因为在老鼠里,科学家们已经做了大量的性细胞基因改造的工作。对人类进行的基因疗法, 现在都是体细胞治疗。迄今做的多的是遗传病的体细胞基因疗法。已知一些遗传病是单个基因变化所造成。如果是功能缺乏性的变化,就可用基因疗法,人为地引入一个正常的基因,从而治疗疾病。这种治疗已有临床实验了。这种用途有几个局限因素。不是所有基因变化可以用引入正常基因所纠正。比如一个基因变化后,不是简单的失去功能,而是起了一个新的功能而造成疾病的话,单靠引入正常基因是不能治病的,这时需要的是要去掉原来的坏基因,换上好基因。这种基因置换型的基因疗法,在人类尚无成功进行。非遗传病的基因疗法有多方面。一个是可以作为给药系统,比如肾透析的病人血中红细胞会下降,常规对策是用红细胞生成素。这种药价格昂贵,长期注射给药也不方便。理论上,可以把红细胞生成素的基因导入体内,让人体细胞自行造药。基因疗法也可用于许多肿瘤的治疗。比如很多肿瘤是因一个叫p53的基因变化所致。将正常的p53导入肿瘤细胞,在有些肿瘤中有治疗作用。基因疗法应用于传染病方面的研究,也有很多科学家重视。特别是病毒类的疾病,常规疗法很少有效。人们寄希望于基因疗法。目前做的最多的自然是爱滋病。   基因疗法的第三大主要应用是预防疾病。这项应用是近几年特别才重视起来的。从其趋势来看有可能是最快能成熟起来的技术。因为制造基因疫苗来防病,用的是基因技术中最简易和可行的部分:表达基因产物。这个产物如果是可以引起保护性免疫的合适的旦白质,就可以有疫苗作用。基因长期表达产物,是多数基因疗法需解决的问题,但这一问题对疫苗最容易解决,因为疫苗不要求长期产生旦白质,只要短期有足量旦白质产生就可以了。已经有成功的例子,显示可以用基因疫苗替代卡介苗对付结核病。对其它一起常见传染病,比如在中国威害大的肝炎, 基因疫苗的前景也很吸引人。   对基因疗法研究最多的是美国,六年前批准第一次进入人体以来,到现在已有一百多个临床实验,美国国立卫生研究院,每年提供约二亿美元用于基因疗法有关的研究。而且产业界也兴趣日增,目前产业界对基因疗法的投资,已经超过国家投资。各方面来的信心使基因疗法这个年轻的领域充满活力。在基因载体的完善,转导能力的改进、表达水平的提高,临床应用和观察,疗效判断等多方面,都有科学家和临床医生在进行不断的努力。   美国科学家重视的,首先自然是美国常见的疾病。这样,给中国科学家和临床工作者留下了一片需进行研究的领域:中国常见或特有的疾病。对这些病的治疗和预防进行探讨,也是中国人群对中国科学家和临床医生的要求。
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[转载]细胞移植、基因疗法或开辟艾滋病治疗新途径
nooney1986 2012-8-3 15:34
2007年, 蒂莫西·布朗在经过造血干细胞移植治疗 白血病 时 ,意外地治愈了艾滋病,成为世界首例艾滋病治愈患者,因为他幸运地移植到了非常罕见的携带CCR5基因突变的造血干细胞——科学家希望通过细胞移植或基因疗法研究,开辟艾滋病治疗新途径。那么,布朗的艾滋病是如何治好的,这样的病例能否复制呢?从目前来看,布朗的奇迹很难复制。带有这种基因突变的人群极少,据了解,只有10%的欧洲人群中带有CCR5变异基因加上造血干细胞移植还要进行配型,能够像布朗一样幸运的几率极低。 据报道,布朗首先通过一般的抗艾滋病药物将血液内的HIV含量降低到一个很低的标准,然后在手术前再通过放疗杀死患者体内大多数的淋巴细胞,之后医生再将带有CCR5突变基因的骨髓移植到了布朗体内。手术成功后,移植的骨髓持续产生生成大量的带有CCR5突变的造血干细胞,这些造血干细胞分化再生成各种血细胞如红细胞、白细胞、血小板、淋巴细胞等。于是经过一段时间的更新,布朗体内的血细胞,淋巴细胞都具有了抵御HIV侵入的能力,无处藏身的HIV自然就被彻底清除了。 造血干细胞移植与艾滋病治疗 艾滋病与造血干细胞移植看似跨界,实则有交集,艾滋病患者是严重免疫缺陷,容易严重感染,而造血干细胞移植恰好可以重建患者免疫系统。因此,从理论上讲,造血干细胞移植是通过重建免疫治疗艾滋病,如果新的免疫系统又不会被艾滋病病毒侵害,那么就能治愈艾滋病。 CCR5受体与HIV 实际上,并不是所有健康人群的干细胞移植都能够抵抗艾滋病,布朗的治愈是因为他幸运地移植到了一种非常罕见的携带CCR5 基因突变的造血干细胞。CCR5 基因是艾滋病病毒感染人体的“一扇门”,如果这个基因发生突变,就能将艾滋病病毒拒之门外。 人类细胞上的一个细胞受体CCR5,是艾滋病毒的结合受体,通过这个受体艾滋病毒才能结合到人类细胞上,当CCR5受体发生变异时,HIV病毒则无法进入细胞进行复制,长期在细胞外将死亡。 2010年,干细胞治疗艾滋病的研究成果称,科学家们首先在模式动物上进行试验,他们往小鼠体内注入小RNA分子(短链发夹结构的RNA,shRNA),通过RNAi干扰机制阻断小鼠体内的人体血液干细胞CCR5受体的表达。令人欣喜的是,CCR5受体表达受阻的小鼠对艾滋病表现出稳定的抵抗力。
个人分类: 生物实验室|2051 次阅读|0 个评论
[转载]用“纳米机器人”彻底消灭丙肝病毒-PNAS
王忠良 2012-7-22 21:02
据物理学家组织网7月16日报道,美国佛罗里达大学研究人员开发出一种微小的“纳米机器人”,可经过编程关闭基因生产线上产出的疾病相关蛋白质,将细胞水平治疗疾病向前推进了一步。相关论文发表在美国《国家科学院学报》上。 纳米粒子可作为诊断、监控、治疗疾病的应用基础工具而出现,如基因测试设备、基因标记等。开发出一种具有精确选择性的载体,令其只进入疾病细胞瞄准其中特定的疾病进程而不伤害健康细胞,是纳米治疗领域的圣杯。 新研究由佛罗里达大学化学副教授Charles Cao和医学院胃肠道及肝脏研究主席、病理学教授Chen Liu领导。他们扩展了病毒基因物质介入的理念,开发出一种瞄准肝脏中C型肝炎病毒的纳米机器人,称为“纳米酶”。其由金纳米粒子作主支架,表面主要是两种生物成分:一种能破坏有“基因传令官”之称的mRNA(信使核糖核酸)的酶,而mRNA可制造导致疾病的蛋白质;另一种是DNA(脱氧核糖核酸)低核苷酸大分子,能识别目标遗传物质,并通知它的酶伙伴来执行任务。“纳米酶”还可通过剪裁来匹配攻击目标的遗传物质,并利用身体固有的防御机制潜入细胞内而不被觉察。 实验中,这种新式纳米粒子几乎能根除C型肝炎病毒感染,可编程性还让它们有可能抵抗多种疾病,如癌症及其他病毒感染。 目前,治疗C型肝炎病毒的药主要是攻击病毒复制机器,但据许多论文显示,药物只对不到50%的病人有效,且不同药物副作用差异很大。而新疗法将C型肝炎病毒水平降低了近100%,还不会触动机体的防御机制,减少了发生副作用的机会。 研究人员指出,这种纳米机器人还需要进一步实验以确定其安全性,将来可能采用口服药丸的形式。“如果该技术在临床应用上能进一步发展,将会有效遏制C型肝炎病毒感染。”刘晨说,这种有着广泛潜在应用的新奇技术,能从根本上瞄准任何基因,为更多的新实验打开大门。 文章链接:http://www.pnas.org/content/early/2012/07/09/1207766109.abstract (Title: nanoparticle-based artificial RNA silencing machinery for antiviral therapy)
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纽约时报:大型制药公司对RNA干扰的热情降温
热度 4 phenome 2011-2-11 10:10
Drugmakers’ Fever for the Power of RNA Interference Has Cooled 主要原因是目前的 给药方式或手段 不给力: "But the biggest challenge has been delivery. RNA is quickly broken down in the bloodstream. And even if it gets to the cells in the body where it is needed, it has trouble entering the cells. "
个人分类: 生物技术|4495 次阅读|5 个评论
让DNA开口说话:基因体检靠谱吗?
cherrylu1960 2010-10-30 00:22
如今,基因科学看起来已经成为一个非常时髦的科学词汇。就连自认为先天科学营养不足的中医学,也十分青睐于与基因科学有关的新词儿。听说一位老中医,研制了一种中医制剂,号称能发挥基因治疗的神奇功效,哈! 时代发展到今天,似乎到了不需要深入细致追索科学的本源的地步,而时时兴起的是一场场将所谓科学发现变成现实利益的角逐。关于基因科学也是一样。当 2003 年,当世界第一张人类基因组序列图诞生,科学家或者更确切地说是那些吃基因科学饭的商人们,便热衷于吸引一些客户寄来唾液样本,从中提取DNA,进行基因分析。继而让这些 DNA 大分子开口说话,告诉你有关你身体想知道的一些事情,比如,能长多高?长多重?寿命有多长?吃什么比较有利?罹患哪些疾病。 这的确提供了很好的商业良机,因为它确实建立了基础研究与公众需求之间前所未有的关联,前沿研究从而回到了与普通人生活息息相关的轨道。在基因研究的推动下,似乎诞生了一种新的体检方式基因体检,号称 一滴血或者唾液就能让你知道自己将来会不会受糖尿病、高血压、胃癌、老年痴呆、肥胖、乙肝的困扰 ,听起来就像一种很神奇的算命方式,可未卜先知。 无疑 ,, 关于我们的身体 , 我们最想知道的还是有关罹患某种疾病的机率。然而,关于这些, DNA 真能开口说话?这个口开得有多大。 并不想怀疑像美国 23AndMe 公司这样的公司 , 在提供 DNA 测序服务方面的能力 , 实际上 , 在中国 , 的一些机构提供这类服务也不算什么难事。关键的问题是,从已经得到的测序数据中,能得出多少人们想知道的信息? 测序得出的数据需要与足够多的样本数据做比对,即使如此,偏差仍然在所难免。甚至不同的测序公司得出的结论会有相当大的差异。人类是个复杂的群体,不同种族间的同种疾病的遗传背景差异显而易见。基于同一个数据分析的结论,当超出数据原先的应用范围之后,其准确性便值得商榷。 这让人想起了许多关于遗传进化方面的结论,也许都会找到足以推翻它的个例。无意中看到这样一条消息: 一种控制死亡的基因 BAK1 ,在体细胞和血液细胞中竟然有不同的版本,这实在是一个令人惊奇的发现,如果真的如此,我们过去在教科书上所学的:同一生命体的所有细胞都拥有同样的遗传基因,岂不成了错误的结论。我们靠查血细胞来确定诸如腹部主动脉瘤,不是白作无用功了吗?因为因病改变的恰恰是体细胞 BAK1 的啊。这实在是对现有医学和生物学的巨大挑战。 无论是对于生物进化论,还是基因与人类,实在有许多的未解之谜。如果让我花费数万元去进行所谓的基因体检,去查 DNA 序列,我首先想到它会告诉我什么,相信拿着印满密密麻麻基因数据的体检结果去问临床医生,他们除了告诉你适当运动,合理饮食,注意个人卫生之外,不会有更多的忠告,因为医生们并不擅长分析基因与疾病的关系。而那些熟悉基因测试特性的病人,无疑最适合做此测试,而往往他们对此并无兴趣。 基因测序能辨识的也许只是那些靠常规手段很容易也能辨识的一般性疾病,而对于一些复杂的疑难疾病,基因诊断仍然无能为力。可能麻烦正在于此。 基因与人类疾病的关系复杂无比,目前能完全对上号的只是少数。基因与基因之间、基因与环境之间的复杂作用,种族、个体间的不确定因素,更加大了所谓基因体检的难度。 明白基因,明白健康,成为自己健康的参与者,目前也只是一种美好的期望,在我们没有弄清楚更多关于人类基因的问题之前,关于基因体验,可能只能作为少数人的一种算命娱乐项目。至于基于病变基因修复的基因治疗,也是长时间停留在美好的想法罢了。不过,还是希望有些美好的想法能快些变成现实,那就是,通过基因检测,真正能做到防患于未然。 我想,如果有一天你走在大街上有人拉你花上一笔不小的钱去做什么基因体检,或者向你推销一种有基因治疗效果的神药,还是慎重为好。 DNA 芯片可以对散布于整个人类基因组上的 DNA较 小片段 SNP(single nocleotide polymorphisms, 单核苷酸多肽性 ) 进行分析。实际上, SNP 也是人类基因变异中最常见的一种,指由单个核苷酸变异引起的DNA多态性。由大约30亿个碱基对参与构成的人类基因组,大约包含1000万个SNP,,而其中90%无关紧要,并不会引起明显的生理变化。个体间的差异表现在碱基对上大约是千分之一。SNP作为遗传标记尤为重要。
个人分类: 科普文章|4628 次阅读|3 个评论
[转载]基因技术 生物银行
crter 2010-8-17 10:29
在伦敦西部的英国生物银行,许多志愿者在参与一项可能有益于自己的子孙後代的实验。他们自愿捐出自己的DNA和医疗档案,并接受跟踪检测,直至死亡。 这些志愿者的年龄在40岁到69岁之间。研究者之所以选定这个年龄层进行研究,是因为这个年龄阶段的人用不了太长时间就可能患上癌症、关节炎、糖尿病、心脏病和痴呆。 如今已有约45万名英国人自愿通过英国国民健康服务体系(NHS),接受匿名的DNA测序和健康情况跟踪检测。 主要研究人员罗里.柯林斯(Rory Collins)说,只有通过调查大规模的样本,科学家才能知道生活方式因素是如何与众多稀有的基因变异相互作用,导致常见病的发生。 中国和瑞典等国家也成立了生物银行,但将各种因素进行最全面考量的当属英国生物银行 人类拥有的基因数相对较少,只有2.05万,而老鼠拥有3万个,水稻则拥有5万个。对人类来说,多数最重要的信息都保存在此前被称作垃圾DNA的基因代码中。这些垃圾DNA占到人类基因代码总数的三分之二。 一项基于基因的测试能搜索到患者血液中肿瘤细胞的DNA踪迹,这项技术也许很快就能起到给医生预警的效果。 约翰.霍普金斯大学的波特.福格斯坦(Bert Vogelstein)博士说:这只能通过所谓的新一代(基因)测序技术实现。 这种测试方法利用了全基因排序技术的最新成果。Illumina Inc (ILMN.O: 行情) 和Life Technologies Corp (LIFE.O: 行情)等公司的机器如今可以在几个星期的时间里绘制出患者的全部DNA图谱,花费只要5,000美金,与耗资30亿美元、历经13年完成的首个人类基因图谱不可同日而语。 福格斯坦说,成本的下降意味着,在两年内,一般人就可能支付得起这种血液测试。而耶鲁大学医学院的基因学专家理查德?里夫顿(Richard Lifton)预计,在未来两年内,科学家就能把所有主要的人类癌症基因排序工作完成。
个人分类: 中医药及针灸疗法与神经再生|1292 次阅读|1 个评论
[转载]贫穷中国人为何青睐高风险的基因治疗?
xupeiyang 2010-8-2 11:37
详细报道见 http://www.bioon.com/industry/reviews/449211.shtml 来源 南方都市报 2010-7-28 17:54:31 贫穷中国人为何青睐高风险的基因治疗? 尽管基因治疗是当今热点,但全球范围内进入临床试验的药物只有数十种。 我想基因治疗现在还只是一个想法。传统的疾病,例如心脏病、癌症等,目前最好还是使用传统安全的治疗方法。 诺奖得主、美国科学家彼得阿格雷博士 在中国的互联网上 搜索 我的名字,发现有些中国商家正在推销的治疗方法和产品,假装和我的研究有关,这里面甚至有矿泉水的广告。 7月5日,2003年诺贝尔化学奖得主、美国科学家彼得阿格雷博士(PeterC .A gre)在欧洲科学开放论坛(ESO F,EuroScienceO penForum )上接受南方都市报记者专访时说。 在都灵举行的E SO F,是一次欧洲乃至全球的科学界盛会。阿格雷博士获诺奖,是因为分离出了一种人体内负责运送水分子的膜蛋白质,这种蛋白质被俗称为水通道。如今,他在中国的矿泉水广告中被成为了推荐人。 在阿格雷看来,中国在国际科学界中已不可缺席,但对于一些目前尚停留在概念阶段的新型治疗方法和药物,却过早地把它们市场化,比如基因疗法。对于这些新技术在中国的应用,他持保守看法。传统的疾病,例如心脏病、癌症等,目前最好还是使用传统安全的治疗方法。 中国有很好的机会,也有一些很大的问题。曾任美国科学促进会的会长(A A A S,世界最大的非营利性综合性科学组织,旗下有《科学》杂志),阿格雷对于中国的学术规范有更高的期望。 宣传出来的市场 去年开始以猛烈广告攻势占据市场的无量藏泉,是打着阿格雷博士名号做宣传的产品之一。无量藏泉的宣传多处引用了阿格雷博士的说法:真正的健康好水首先应该是一种生命力极强的活水,也是细胞要喝的水,这种活水由大约6个水分子组成,它们具有很强的渗透力和溶解性,能够自由穿越细胞壁。 水怎么会有健康好坏之分?阿格雷博士向南都记者表示,自己从没下过类似判断。 在商家的宣传中,无量藏泉除了是来自香格里拉的健康好水、全球唯一的天然小分子活水,还有不少医疗方面的效果:能护肤,能缓解 前列腺炎 ,加强排毒,能降低血黏度等。 有了诺奖得主的推荐,一瓶400m l的水被卖到了28元,云南昆明市的销点,零售价高达56元,北京有的地方甚至卖到100多元一瓶。据央视财经频道调查,云南香格里拉无量藏泉水开发有限公司副总经理吕掌军承认,有些功效是吹的,广告是为了销售的需要,而价格高主要是因为营销费用,水本身的成本差不多2元。 据我国《食品广告发布暂行规定》第七条规定:食品广告不得出现与药品相混淆的用语,不得直接或者间接地宣传治疗作用,也不得借助宣传某些成分的作用明示或者暗示该食品的治疗作用。在中国,食疗同源的说法颇有历史,但前一阵子的张悟本神医风波也引起了许多人的反思:食疗同源说法是否有坚实的科学背景?中医的原理本身是否能得到基础医学的理论支撑? 我们一直都对中医很感兴趣。医生出身的阿格雷博士近年来重回一线岗位,一直在赞比亚等非洲国家从事疟疾的治疗和研究。在西方历史上,我们曾经使用金鸡纳树提炼的奎宁对抗疟疾,但到了上世纪80年代,有的病人开始对奎宁产生抗药性。后来我们重新查资料,发现中国人在古代就知道从苦艾里提炼苦艾素用来治疗疟疾,而苦艾素目前是对抗疟疾的最有效方法之一。 阿格雷对于一些中国科研人员持有反对中医的看法感到吃惊,最有效的药物其实在你们国家,现在中医越来越现代,只要能被证明安全有效,我们应该对中医持乐观态度。 卫生部医学伦理专家委员会委员、生命伦理学家邱仁宗教授在此前接受南都采访时表示,正因为超前、夸大的宣传,最后会让老百姓对新产品或者新疗法完全失去信心,甚至对科学都产生怀疑。 中国人对健康有强烈的需求,这个不可否认,但对于某些产品或新型疗法,市场怎么来的?就是商家宣传出来的。邱仁宗说。 幸运的基因药物 在本届E SO F论坛上,基因治疗也是各国科学家讨论的热门话题。无论是治疗绝症,还是延长人类寿命,欧洲科学界普遍认为基因治疗会是很多问题的答案。所谓基因治疗,是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,达到治疗目的。 德国癌症研究中心的鲁道夫卡斯博士(R udolf K aaks)表示,虽然近年来不断发现与疾病相关的基因,但这些基因到底在多大程度上影响了疾病的诱发和进程尚待求证。我们需要在更大的人口规模上测试这些数据的准确性。 卡斯另外指出,环境对基因变化的影响不可忽视。他在E SO F上展示了一组对比实验:通过跟踪一群日本人移民到夏威夷后的身体情况发现,原本亚洲人中胃癌的发病率较高,而西方人(如美国、欧洲人)的结肠癌发病率较高。但在移民身上明显出现了倒置的情况。导致胃癌和直肠癌的T p53 基因发生了变化。 尽管基因治疗是当今生物医药领域的一个热点,全球范围内已经开展的1500多个基因治疗临床试验,但大多处在一期和二期。其中,进入三期,即新药审批前最后阶段临床试验的,只有数十种。 2 0 0 8年6月,美国得州的Introgen公司根据其三期临床试验结果,向美国FD A提交了其p53基因治疗药物用于治疗头颈部鳞状细胞癌的上市申请,但遭到驳回,原因是申请材料和数据不完备。由于没有获得FD A批准,又缺乏后续的研发投入,Introgen公司陷入困境,申请了破产保护。 在外国科学家依然停留在数据收集或者动物试验的阶段之时,中国早已经有各式各样的基因治疗方法在市面上流传,包括由中国政府批准上市的全球第一个基因抗癌药物今又生。 2004年1月,重组人p53腺病毒注射液获得了国家食品药品监督管理局的生产批文,其注册商标名为今又生。今又生研发者的彭朝晖博士认为今又生的安全问题已经被讨论多年,如今无可争议。我们做了十年以上的动物毒性试验,再加上多年的临床案例收集,今又生的疗效安全是被国内业界所肯定的。 彭朝晖告诉南都记者,2003年参与今又生上市评审的共有39位专家,其中包括10位中国科学院院士。专家还建议他扩大适应症,推广临床运用方案。今又生的问世,被一些媒体描述为中国在基因治疗领域的里程碑。作为今又生的产地管理者,深圳市政府各级部门先后投入了5000多万元人民币,而在其总结材料中也将其视为政府支持药物创新的一个典范。 但对于今又生的出生资格,多位国内外医药界人士却抱有疑问。毕竟,衡量一个新药物能否上市的最重要依据,是大规模随机对照临床试验的结果,而不是专家评审团的豪华程度。 据《财经》杂志报道,美国Tufts大学的SheldonK rim sky曾撰文表示,今又生向药监局提交的申报材料中,仅有100余个临床试验病例,比美国食品药品监督管理局(FD A )审批某种新药所需的临床试验病例少得多。《科学》杂志在其新闻报道中也指出,药监局在没有标准的三期临床试验数据的情况下,就批准了今又生的生产。 有观点认为,今又生在缺乏足够临床试验数据证明其功效的情况下,就被药监局批准上市是非常幸运的。但彭朝晖不这么认为,当时在北京几家医院进行临床试验的时候,有政府高官主动要求为自己的亲属进行试验,最后得出来的效果也是让人满意的。 一位不愿透露姓名的中山大学肿瘤医院医生表示,虽然病人迫切地想尝试新型药物,但是由于医院缺乏熟悉瘤内注射的医护人员,再加上无法提供大量的临床案例证明,在选用今又生时,许多三甲大医院都会持谨慎态度。 今又生目前陷入了一场 知识产权 官司,彭朝晖正与今又生的生产公司深圳市赛百诺基因技术有限公司对簿公堂。而两者之间的纠纷,此前曾导致今又生的G M P证书(药品安全及生产认证证书)被国家食品药品监督管理局吊销。 而对于基因疗法,阿格雷博士说,我想现在还只是一个想法,不排除一些中国医院或者药厂在将它过早地市场化。 焦虑的患者 今年2月,南都记者报道了干细胞治疗在中国的流行。在随后的半年里,记者陆续接到一些病人家属的电话,他们都迫切地想知道,文中提到的干细胞治疗半身不遂、脑瘫等疾病是否真有疗效。有一位在东莞打工的父亲,经济条件并不好,但是为了脑瘫的小女儿,一直希望能从记者口中获取信心,你是不是真的看到有病人在他们那里得到好转?多少钱我都愿意试试看。 这或许可以解释为什么这么多未经国际医学界认可的新型治疗方法,在中国大有市场。在中国,医疗保险体制尚不完善,很容易出现一人得病,全家赤贫的情况,如果一些新型疗法宣称可以快速得到疗效,许多家庭往往趋之若鹜。 在本届E SO F论坛上,关于医学伦理的讨论也不在少数。阿格雷博士表示,无论采取什么样的治疗方法,首先要对病人诚实,如实告知其病情情况,以及采取各种治疗方式可能引发的后果,而不能只宣传该治疗好的一面。 生命伦理学家邱仁宗在和大量病人交谈之后,发现有些病人虽然了解这个情况,但他觉得我这个病本来就没法治了,死马当活马医,碰个运气。 邱仁宗认为,创新性治疗也是可以的,这只能以个案形式出现,不能像现在那样大批量出现。在个案之中,也要完全按照合乎伦理的方法,比如要说清楚这个疗法可能出现什么问题,疗效能不能确定,要得到家属和病人的同意。治疗过程中要严密观察,数据要好好记录下来。做得好,可以做成案例报告,如果发现有苗头,马上转入正规的临床试。 对病人的伤害,不只是身体上的伤害,他们花了几十万、三年五年治下来没有任何疗效,经济上、心理上也是受到伤害的。邱仁宗说,我们不应该鼓励病人这种周瑜打黄盖的心态。( 生物谷 Bioon.com)
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[转载]基因并不决定一切
crter 2010-7-18 14:57
  英国《自然》杂志是一本刊登科学论文的学术刊物。4月29日出版的《自然》杂志的封面是两名女性的剪影,一人站着而另一人坐在轮椅上。封面论文讲的是这对基因完全相同的同卵双胞胎姐妹不同的生命故事:她们一人罹患多发性硬化症,而另一人完全健康。论文得出的结论是,基因并不决定一切。      参与这项研究的科学家赛尔吉奥巴兰兹尼说,虽然这对双胞胎的基因组相同,但由于后天不同的环境因素等原因,导致了两人完全不同的结果。      近年,全球基因科学发展迅速,但公众对于基因的认识有走向偏颇的势头。此次研究,恰好是对这种偏颇敲响了警钟。   今年是首个人类基因组草图公布十周年。十年来,基因测序技术飞速发展。绘制首份基因组草图需要多国科学家联手,耗时十年、耗资数十亿美元。现在,一个小规模的研究小组可以在几个月之内以一两万美元的成本测出一份基因组。   技术的巨大进步导致基因研究工作在全球迅速铺开。目前这方面研究以发现某种疾病的致病基因为主。如去年澳大利亚和新西兰研究人员在《自然遗传学》上报告发现了两个与多发性硬化症有关的基因。   但是这类研究经常受到大众的错误解读。如《自然遗传学》曾刊登与吸烟有关的基因研究报告,随后大众媒体上出现了诸如吸烟易上瘾都是基因惹的祸、戒不掉烟,可怪基因之类的标题。这种论调否定了后天环境和个人生活习惯对健康的影响。本次研究及时揭示了问题的另一面:虽然基因对人类健康影响重大,但并不决定一切。
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[转载]认识基因治疗
crter 2010-7-18 14:56
  生物体的一切生命活动,从出生成长、出现疾病、衰老直至死亡都与基因有关,基因调控着细胞的各种功能生长、分化、老化、死亡。现代医学研究证明,几乎所有的疾病都和基因有关系。目前已发现,人类与疾病相关的基因约有5000多个。基因治疗就是通过基因工程技术,用基因去改变病人的遗传物质,以达到治病和防病的目的。基因治疗目前已取得不少成果,基因治疗不仅可对多种遗传性疾病进行有效防治,而且对癌症、艾滋病、糖尿病等严重危害人类健康的疾病的治疗,也有希望在不久的将来获得突破。   世界上第一例成功的基因治疗病例发生在1990年。一名4岁儿童患有一种极具破坏性的遗传性疾病腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症,导致免疫系统严重缺陷。这种疾病是由有缺陷的基因造成的。美国科学家运用基因疗法,从患儿身上提取T淋巴细胞,把校正后的腺苷脱氨酶基因植入细胞中,然后注入这个儿童的血液中。经过18个月的治疗,儿童免疫力大大提高,在水痘流传时安然无恙。   此后,科学家们致力于将基因疗法应用在越来越多的疾病治疗上。在心血管疾病的治疗方面,美国科学家对重症心血管患者注入一种名叫管内皮生长素因子(VEGF)的基因,使患者长出了新的心血管,大部分患者的病情得到好转。最近,基因疗法甚至用来治疗由RPE65基因变异引起的先天性失明。科学家将能正常工作的RPE65基因导入病人视网膜,使病人得见光明。   长寿基因的发现使基因疗法获得更广泛的应用。目前科学家已发现几段与老化及疾病相关的基因,如SOD基因能产生抗氧化物的SOD,有效消除自由基,防止衰老和疾病的发生;HDL基因能产生大量高密度脂蛋白,避免血管粥样硬化;DAF基因可缓慢代谢,延年益寿。   利用基因疗法治疗肿瘤是目前研究的最大热点。科学家们已发现基因疗法可以通过多种机制达到抗肿瘤的效果。基因治疗公司Novartis将有能力杀死肿瘤细胞的基因,嵌入肿瘤块中而保护正常的脑细胞。   中国的基因治疗也走在世界前列。p53基因药物今又生,是国际上第一个获准上市的基因治疗药物,对肺癌、头颈肿瘤、口腔鳞状上皮癌等多种恶性肿瘤均有较好疗效。   到目前为止,基因治疗的成果令人鼓舞,其应用前景充满希望。为了使基因治疗更广泛地应用到临床,科学家们正致力于技术上的更多突破。研究热点之一就是寻找更加安全有效的转移载体和方法。将所需的基因转移到病人体内的方法分为两种:一种是体内转基因,就是通过脂质体(脂肪颗粒)或不起作用的病毒把基因直接转入病人体内细胞。另一种方法是体外转基因,是在体外将需要的基因导入细胞,筛选获得带转基因的细胞,在体外大量繁殖后,再输回到病人的体内。这种体外转基因法有着许多优势。因为没有将病毒颗粒或DNA复合物直接注射到体内,所以比体内转基因更安全。而且体外转基因可以准确控制基因转入的靶细胞,经筛选和体外扩增后,基因的转导会更加高效。   采用这种体外转基因的治疗方法,黑色素瘤的基因治疗取得了很好成果。研究人员从病人体内取出在肿瘤部位持续存在而无副作用的一种淋巴细胞(肿瘤浸润淋巴细胞),将白介素2基因和肿瘤坏死因子基因转入细胞,体外繁殖后,注射回病人体内。由于肿瘤浸润淋巴细胞可以积累于肿瘤处,其携带的白介素2基因和肿瘤坏死因子基因在肿瘤部位持续表达,提高了对肿瘤的杀伤作用。   体外转基因方法的另一个优势是可以将基因治疗与细胞治疗相结合。干细胞因为具有自我增殖和多分化潜能的特性,成为这种方法的理想选择。比如,人类第一个基因治疗成功的疾病,ADA缺乏症的基因治疗又取得最新成果。美国、意大利和奥地利的科学家们联合公布,对10名有严重联合性免疫缺陷症的ADA缺乏症患者进行了基因治疗。他们将携带有ADA基因的逆转录病毒转导至患者的骨髓干细胞,并将这些细胞重新输回患者体内。在经过平均4年的随访后,所有转导的细胞均稳定存在于血液中并分化成含有ADA的骨髓细胞和淋巴细胞。   脐带间充质干细胞也是作为基因治疗载体的常用选择。比如,脐带间充质干细胞本身就具有分化成血管上皮细胞的能力,可用于糖尿病引起的下肢缺血性疾病的治疗,再将血管内皮细胞生长因子(VEGF)基因转入脐带间充质干细胞后,注射进病人体内,分泌的血管内皮细胞生长因子既可以加强间充质干细胞向血管内皮分化的能力,又可以直接促进局部血管的形成。另有研究表明,将胰岛素基因转入脐带间充质干细胞后,再注射入体内,脐带间充质干细胞既可以直接分化为胰岛细胞分泌胰岛素,又可以作为细胞载体,表达植入的胰岛素基因,以治疗糖尿病。   基因治疗作为现代医学研究的热点,其发展突飞猛进,虽然许多研究目前还处于临床初期阶段,但可以预测,在不久的将来,将会越来越多地应用于各种疾病的根本治疗。
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[转载]帕金森病:从药物到基因的治疗
crter 2010-6-28 14:43
非经典途径药物被发掘 由于多巴胺(DA)在帕金森病的发病过程中是关键点,所以目前已在临床应用的药物大多是围绕着多巴胺做文章,如多巴胺替代剂、多巴胺释放剂、多巴胺保留剂,后者包括单胺氧化酶B(MAO-B)抑制剂、儿茶酚胺邻甲基转移酶(cOMT)抑制剂等。但是除了这些经典的与多巴胺途径有关的药物,还有一些其他类的药物研究也受到了重视。例如,钠通道抑制剂、肾上腺素受体拮抗剂、中枢烟酸受体激动剂。 基因治疗   由于帕金森病患者的脑中病变的部位范围小,易于局部移植治疗,因此帕金森病一直是神经系统疾病中进行基因治疗研究的热门病种。在美国,以腺相关病毒为载体、以谷氨酸脱羧酶为靶标、以立体定向局部脑注射为移植途径的基因治疗帕金森病患者的试验正在进行当中。   帕金森病基因治疗面临的首要问题是靶标的选择。第一类靶标为多种参与DA代谢的酶,包括:酪氨酸羟化酶(TH),TH是DA合成通路上的限速酶,但作为蛋白,它不能直接被细胞所吸收;GTP环化水解酶(GTPcHI),6-四氢蝶呤(BH4)是TH的辅助因子,而GT鄄PcHI是合成BH4过程中的限速酶;左旋芳香氨基酸脱羧酶(AADc),在DA合成过程中,需由酪氨酸经TH催化形成L-DOPA,再经AADc对之脱羧而形成神经递质DA。   第二类靶标是各种神经生长因子,主要包括胶质源性神经生长因子(GDNF)和脑源性神经生长因子(BD鄄NF)。由于这些神经营养因子具有营养保护作用,这种策略主要针对是早期帕金森病患者,期望能够延缓他们病情的进展。第三类靶标则为基因转导阻断凋亡的发生过程,有多重环节可干预。   目前,基因移植途径包括向黑质纹状体导入治疗基因,通过间接体内和直接体内两种方法。前者是在体外用携带治疗基因的表达载体转染培养细胞后再移植于脑内,比较热门的是将目标基因转致各种干细胞后再移植,期望兼顾到基因治疗和干细胞治疗;后者是将携带治疗基因的表达载体直接注射于脑内,以达到治疗PD的目的。   转运工具即载体的选择也是一个重要问题。腺相关病毒和慢病毒被认为有临床实用前景。因为它们对不分裂的细胞(神经元属不分裂的细胞)也具有很好的转染效率,且表达时间长。   研究者将谷氨酸脱羧酶(GAD)基因导入,在动物模型(大鼠和猴)实验研究中取得初步成果,于2003年进入人类PD患者的I期临床实验。这是世界上第一个进入临床试验阶段的帕金森病基因治疗方案。2007年6月,其I期临床研究结果被公布,在实施基因治疗后的3个月,患者的治疗侧(研究选择一侧治疗,而另一侧做对比)出现了明显好转,疗效一直持续12个月。   几乎与此同时,美国另外两家公司联合宣布,将共同研发帕金森氏病新型治疗药物CERE-120。CERE-120是由腺相关病毒(AAV)作为表达载体,表达neurturin(NTN)基因,其产物是一种人体蛋白,能够修复损伤和濒临死亡的多巴胺分泌型神经元。
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[转载]基因治疗帕金森病
crter 2010-6-28 14:42
  基因治疗的出现避免了长期服用外源性PD药物带来的不良反应,它可以直接调节大脑的化学信号,使副作用更小。已经证明,PD被认为是中枢神经系统疾病基因治疗的最佳模型,提出的方法有移植基因工程细胞或直接用载体介导的基因转染方法以及用特异性的促多巴胺能神经生长因子(NGF)等,遗传修饰细胞移植治疗PD,除转染TH基因外,还发现了一种选择性作用于PD系统的营养因子,即胶质细胞衍生的神经营养因子(GDNF),它是目前发现的特异性最强的DA 能神经营养因子。   另外有报道显示来自康奈大学的研究小组,利用腺病毒将谷氨酸脱羧酶基因输入到患者的丘脑部位。这种基因使患者脑细胞产生了神经传导物质枷马一氨基丁酸,它可以增强大脑对运动系统的控制。此项临床试验表明,患者症状改善程度都在25%以上,其中部分患者改善了40%至67% 。来自加州大学旧金山的一个研究小组把编码神经营养因子的基因通过腺病毒输人到患者脑部。这一物质与另一种被称为胶质细胞源性神经营养因子的蛋白质有密切关系,后者可以保护和修复大脑中的多巴胺能神经元。此项临床试验表明,患者症状改善了40%至50%。在不久的未来,随着科学家们的不断努力及生物工程技术和医疗技术的不断发展,基因治疗会为广大的PD患者带来更多福音。
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什么是基因重组?二评香港分子病毒学家的流感病毒“重组“或“重配”论
chengm2002 2010-3-11 12:02
什么是基因重组? 二评香港分子病毒学家的流感病毒重组或重配论 在当前基因治疗、转基因食物等名词充斥于公众媒体的基因时代,很多人不一定明确什么是自然界真正的基因重组、为什么要基因重组、人工基因重组已经或可能发展到什么程度等等,因此引发人们对有关基因话题的一些不必要的争议、担忧或期盼。流感病毒的基因重配论,实质上也是一种基因重组,到底是某些人的推测还是自然界确实存在呢?! 基因重组一般指的是DNA重组,但病毒中有一些病毒是以RNA为基因的,如我们熟知的流感病毒、爱滋病毒、冠状病毒、丙型和丁型肝炎病毒等,RNA重组确实少有见闻。虽然基因学是一门比较基础的学科,但科学是有普遍意义的,是绝大部分人都能懂的,我尽力以通俗的语言介绍基因重组的概念,基因已经深入人们的日常生活,不应该被部分人用羞涩模糊的词汇所垄断。遗憾的是公众媒体 南方周末2010-3-4还在向普通公众宣传病毒基因重组论;人流感病毒与禽流感病毒存在多少年了,两种流感病毒如果能够重组,需要等到今天这位病毒学家来预言吗!看来无视生物学、基因学与遗传学一些基本原则而发言是多么让人无奈。 阐述基因重组先明确基因重组的概念,不然容易混淆是非。基因重组因词义简单,很易被人随意引伸,实质上应该是指一个物种基因组的大小、分布、排列或基因种类重新组合的意思;可分为同源基因重组与异源基因重组;同源基因重组源于有性繁殖,是自然界的常态,是物种进化的重要机制之一;异源基因重组源于病毒的转染,存在于生命起源的早期,目前可能残留于一些简单的物种,是自然界的非常态。杂交水稻是同源基因重组,马驴杂交与狮虎杂交也是同源基因重组,如同源基因的差异大到一定程度,后代就不能延续;转基因物种是将异源基因用病毒(质粒)转入细胞,这种方式转入的基因目前还不能参与细胞基因组,所以还不是真正的异源基因重组,转入的基因也不能长期延续。现行生命世界中真正的人工基因重组物种(指插入细胞基因组并保持功能的外源基因)并没有成功的报道。 基因如何发展:(重复与变异) 任何一种生物为保持物种的稳定性,基因组必定是完整而稳定的,不然无法保证龙生龙、凤生凤、老鼠的儿子会打洞,物种延续的基础就是基因的复制,即核酸(DNA)的复制,在DNA复制中基因是不能重组的,因为重组就无法保证基因组的原样和物种的稳定性。自从自然界有复制功能的核酸发生,打开了生命起源之门,只有忠实于自我复制的核酸才能在竞争中胜出,基因精确复制这一生命最基本的法则恐怕没有人会怀疑。 在基因复制过程中, DNA序列有时会发生重复复制,也就是基因组中出现基因重复现象,基因重复不至于使物种性能发生明显变化,但使物种基因组扩大,这是基因发展的物质基础之一。但DNA在复制过程中会发生突变,突变导致原先相同的重复基因的序列发生差异,这种差异有可能使基因功能发生改变,造成新基因的产生,使物种获得新的特征或功能,自然选择使带有生存优势变化的新个体得到更好的发展,带有新基因的个体更易延续,这就是物种的进化;但这种进化机制是非常缓慢的,核酸的变异率大约是每百万年百分之一,因此物种的进化是缓慢而渐进的,这就是达尔文理论的物质基础。基因组的发展是物种进化的基础与内因,自然选择是物种进化的外因,决定了物种进化的方向。物种进化本质是基因组的进化,所以有人总结生物之争实质是DNA之争。基因的发展使物种基因组不断地庞大,发展到人类约有4万个基因,三十亿对核苷酸之巨,这些基因分布在46条染色体上。 同源基因的重组:(有性繁殖) 物种延续必须保证基因组的完整性,因此核酸在复制过程中是不会也不能随意短缺或重新排列(重组)的;虽然人类的4万个基因仅占用三十亿对核苷酸序列的1%,但每次细胞分裂时庞大的基因组如数复制,46条染色体完整进入子代细胞,自然界任何物种都是如此,这是物种延续的基本法则,决无例外。由于核酸复制存在突变,而突变是随机的,可能是有利的,也可能是有害的,而核酸又没有自我清除有害变异的机制,有害变异积累到一定程度最终有可能毁掉整条染色体,导致细胞的消亡,这对物种的延续是很不利的。 因此必须有一个将染色体上有利突变与有害变分开的机制,物种的有性繁殖由此而生,有性繁殖中同源基因的重组提供了上述机制,保证了物种的进化。有性繁殖物种细胞的基因来自于同种而不同的个体(父本与母本),父本与母本基因组的分布与排列是相同的,但染色体上各类突变因是随机发生的,分布不同。来源父本与母本的基因组组成姐妹染色体,在生殖细胞的减数分裂中由四倍体成两倍体时,有一条父本与一条母本的染色体可发生交会与重组,通过重组使有利的和不利的突变分开;当然重组也是随机的,通过自然选择,集中了有利突变染色体的个体得到发展,集中了有害突变染色体的个体被淘汰,对物种整体来说,有害的核酸突变被消除;这是物种得以进化的重大机制。也是自然界基因重组真正的含义。 但是自然界基因重组是有严格限制的,为了保证物种基因的完整性,重组并不随意发生,只能发生在姊妹染色体的等位基因上,等位基因的概念是不仅在染色体上的位置相同,功能也是相同的,只是因突变功能上有差异,所以也称同源基因。染色体的交会并不仅仅依靠单链DNA的互补性,还需要两条染色体相对应的序列高度相似时,交换才能在精确到每一碱基对的程度上进行。只有这样的等位基因交换而形成的基因重组才能保障子代基因的完整性,这个过程没有新基因的参与,只是给染色体上有利或有害突变分离的机会,由自然选择保留有利突变占优势的个体,物种就此得到生存机能的进化。等位基因的重组也会有错配的现象,但可以通过姐妹染色体提供遗传信息而纠正,因此有性繁殖中基因组复制是完善的,有核酸序列配对与染色体信息识别双重机制的保护。在染色体中只有Y染色体无法用染色体信息识别重组来清除有害突变,所以只有通过精子相对卵子的超巨量生成来选择优秀的Y染色体,这些内容已超出本文所要阐述的了。 异源基因的干扰:(病毒入侵) 异源基因的入侵也可导致基因重组,由于病毒可以入侵细胞,因此这类重组是由病毒带来的,生物学家是通过细菌的质粒和噬菌体认识自然界的这种规律的。异源基因的加入,使细胞基因组发生改变,细胞特征或性能发生相应变化;但异源基因的加入将干扰物种的原有特性或稳定性,并不是自然界生命运动的常态,要有特殊的机制和特定的发生条件。在免疫系统发生前的生命物种发展早期,病毒作为基因使者可以将自身基因带入细胞基因组,产生基因融合重组的新物种,这种进化速度比因内源基因变异分化造成的速度要快几个数量级,我在病毒是寒武纪物种大爆发的重要参与者一文中已详细地叙述了这一重要的物种进化机制。由于达尔文无法先知在他身后一百多年来络绎发展起来的病毒学与基因学,感受到自然界这类进化机制,因此原创的达尔文理论是有缺憾的,它无法解释物种进化史中的跃进现象;但这并不影响达尔文主义的伟大与真理性,只是需要完善与发展。 在高等真核生物细胞中保守的基因组修复系统发生和免疫系统发展后,这种进化机制被极大地限制了,已经成为一种自然界的非常态,仅在一些上述系统功能不完善的简单物种中可能还残留类似现象,由于DNA复制的保守性,病毒与细胞基因的原始关系残存于细胞核酸序列中,目前细胞核酸中大量的非功能性的沉寂的序列只是作为一种基因化石用于遗传学基础研究。这种现象据基因学内容介绍在人类中已沉寂几千万年,所以要在人类基因组中插入有功能的并能稳定遗传的基因研究,我一直是高度怀疑其可能性的,即使成功了也可能会被沉默掉或修整掉。 人造基因重组:(转基因和基因治疗) 是现在最前沿的生物科技领域之一,现代分子生物学、基因工程学就是利用上述机制,用病毒(包括类病毒结构质粒)作载体将外源基因带入细胞的基因重组研究。目前的研究应用主要是两大领域,转基因物种和基因治疗,基因重组一词也因此得到了泛用:但是我们一定要清醒认识到:第一现在国内外媒体报道的基因重组并不是真正的基因重组,即将外源基因真正地插入细胞基因组,仅仅是将外源基因带入细胞暂时使细胞获得新的机能;有的只是基因调节,如RNA干扰技术。第二所有的基因载体都是经历人工改造的,带有人为的目的基因,自然界是不会自然发生的。转基因不是基因重组,不会带来新的物种。第三高等生物的细胞基因组是保守的,自稳系统是非常完善,并不轻易接受外来基因的加入;虽然细胞对核酸是宽容的,但病毒载体带入的外来基因往往游离在细胞基因组外,随细胞的分裂会逐渐丢失。而插入细胞基因组的DNA序列要受细胞的基因调节系统控制或被修正,这套系统科学家们已经感受到了,但尚未真正控制。因此目前所有的人造物种是无法稳定延续并与自然同类物种竞争的,只是为人类的利益而生,离开人的专利(人的技术)将不复存在,我们有必要为此而担忧吗! 在人造基因重组这个领域,人类还没有踏进门槛,只是小打小闹,转基因物种的出现标志人类已经掌握了基因这个工具,由于人造物种的产生,生命的自然规律被打破,但离人类真正全面掌握与控制这门技术还很遥远,目前连对自身基因缺陷的修补都还做不到,基因治疗的信息已经满世界飞,这是人类急功近利、过度操作、盲目自信的表现;转基因物种对人类有利被认为是优秀的物种,并不是自然界的优势物种,有人为此担忧怕失去自然品种是杞人忧天,媒体上为转基因物种争议说明科普在当今是多么迫切。如果我们国家现在不搞转基因物种,转基因物种是不能传代的,将来整个农业都要靠国外提供种子,那才是真正要担心的事。 所以转基因并不是真正的基因重组,但随人类对基因与基因调节机制不断深入探索与进展,我相信在遥远的将来,终会有一天人类会做到基因修补,进而改造发明基因,进而实现真正的基因重组,甚至出现阿凡达,其规模与程度将由人类的理性来控制了,阿凡达出现之时那将是自然人消亡之始。 病毒基因能重组(重配)吗! 病毒是细胞的附属物,离开细胞病毒无以存在,从生命的起源与生命运动的要素分析,细胞与病毒是同源的;从核酸运动的基本规律看,两者更是共同的。在病毒复制的生命周期分析,病毒不可能具有染色体样的重组机制;如病毒是在自我进化中产生核酸重组机制,获得优化重组机会,那细胞的核酸也早就可走此捷径来代替有性繁殖机制,物种进化中有性繁殖的发生说明核酸没有重组(重配)机制,以至于用有性繁殖的染色体重组来清除有害突变,优化基因组合。 病毒特有的是通过丢失核苷酸的方式优化基因组,最终凡是能借用细胞的基因病毒基本都丢失了,形成病毒结构的短小精干;由于短小精干,并具备独立的不受细胞基因组控制的复制机制,与细胞相比增殖很快,又缺乏核酸复制纠正系统,突变频率很高,因此在细胞内病毒是以准种的形式存在,形成最适应生存的准种谱,因此病毒能很快在长期宿主细胞内处于最佳生存结构,别的物种的病毒入侵是无法与其竞争的,还有必要或机制去发生重组而失去最佳生存状态吗? 所以说流感病毒的病毒基因重组(重配)理论依据不足,我们在人流感病毒中发现猪流感的病毒序列,只能说明这株流感病毒历史上是从猪流感病毒演化而来,而不应该得出人流感病毒与猪流感病毒杂交或基因重组(重配)的结论。
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[转载]哪些靶细胞和神经营养因子可用于周围神经损伤修复的基因治疗?
crter 2010-1-30 15:44
随着分子生物学研究的飞速发展,基因治疗在基础和临床得到了广泛的应用,在周围神经损伤修复领域表现出尤为广阔的前景。目前,基因治疗修复周围神经损伤的基本策略是利用载体工具将编码神经营养因子的基因转入靶细胞,使之在体内持续表达,进而达到治疗效果。 基因治疗与靶细胞 基因治疗的途径有两种,一是0B C6CD 法,称在体转移,即选择适当的靶细胞在体外进行基因修饰和培养,筛选出有目的基因转入并表达的细胞,再输入病人体内;二是62 C6CD法,称活体直接转移,即通过载体将目的基因直接转入靶细胞、组织,使其在体内表达。0B C6CD 法比较安全,效果易控制,对基因转移效率要求不高,但步骤多、技术复杂、难度大;62 C6CD 法操作简便,但对基因转移技术要求高,存在疗效短、免疫排斥及安全性问题。62 C6CD 法虽尚未成熟,但它是基因治疗研究的方向。 雪旺细胞(SC)对再生轴突有趋化作用,在周围神经损伤、再生与修复中起着关键作用,其具体机制有:周围神经损伤后,SC分裂增殖、形成Bungner氏带,SC及SCI基底膜管一起共同为再生轴突提供一个生长通道;SC可分泌神经营养因子,维持神经元存活,促进轴突生长;SC膜表面可以表达多种粘附因子与一些膜受体,并产生促突起生长因子,为轴突提供良好的再生环境,支持和引导再生轴突;与再生轴突形成缝隙连接和紧密连接,直接与再生轴突进行物质交换;SC还在神经肌肉接口处引导轴突芽生而利于神经再支配。不少学者对SC进行了广泛的实验研究,将体外培养的SC(粗制品)或体内增殖的SC(粗制品)引入或种植于血管、骨骼肌或骨骼肌基底膜、羊膜基底膜卷、硅胶管等内,多数结果发现植入SC 后,轴突再生数目、直径、髓鞘厚度、神经传导速度、动作电位幅值或面积、肌肉收缩力有一定程度增加,或延长了非神经移植体桥接神经缺损的长度,但植入的SC分泌的神经营养因子量少,不能满足整个神经再生过程的需要。因此,SC是表达外源基因的良好的受体细胞。另外,成纤维细胞、卫星细胞、神经元也是应用基因治疗修复周围神经损伤的有效靶细胞。 基因治疗与神经营养因子 神经营养因子是一类特殊的蛋白质,它具有特异的神经营养活性作用。实验证实,神经营养因子能阻断由神经损伤引起的立早基因的表达。神经营养因子强有力的促生长作用提示在周围神经损伤中可将其用来防止或减少神经元丧失功能或死亡,促进轴突再生。所有的神经营养因子都是通过与靶细胞表面特定类别的酪氨酸激酶受体结合而发挥作用,每种受体一旦被配体受体结合物激活,将通过细胞内信号通道产生蛋白质磷酸化作用,随后激活基因。目前,根据受体的不同将神经营养因子分为:神经营养因子:包括神经生长因子、脑源性神经生长因子、神经营养素和神经营养素、神经营养素、神经营养素;神经细胞分裂素:包括睫状节神经营养因子和白细胞介素;成纤维细胞生长因子:如酸性成纤维细胞生长因子、碱性成纤维细胞生长因子。此外,还有其它的神经营养因子,如白细胞抑制因子、类胰岛素生长因子、表皮生长因子、胶质源性神经营养因子、血小板源性生长因子、转化生长因子等。 来源:张泽华,阮怀珍.基因治疗在周围神经损伤修复中的应用 .创伤外科杂志,2002,4(6):377-379
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[转载]中枢神经系统疾病基因治疗的病毒载体有哪些优缺点?
crter 2010-1-30 15:30
近年来,由于神经遗传学研究的进展,中枢神经系统疾病发病机制的进一步阐明、导入外源性基因载体的改进及其基因转移技求的进步,使通过外源基因介导cNS疾病的治疗越来越趋近现实,重组病毒载体因其自然感染途径而成为有效的基因转移手段,理想的基因转移载体是基因治疗能够进入临床的关键之一,因而始终是基因治疗研究的重点和热点。迄今为止,许多病毒载体,包括逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹病毒、腺相关病毒、慢病毒及多种杂交型病毒载体等,已应用于cNs基因治疗的基础和临床研究。 RNA病毒载体 逆转录病毒载体是迄今为止研究最多、最成熟的一类RNA病毒载体。常用的逆转录病毒载体主要来自Moloney小鼠白血病病毒。它具有以下优点:宿主范围广,能感染包括胶质细胞、胚胎神经前体细胞在内的各种分裂细胞,感染效率高:在正常生埋状态下能以单拷贝形式整合入宿主细胞基因组,可随宿主细胞的分裂而增殖;病毒与细胞结合后,病毒表面的糖蛋白即结合于细胞表面的受体,故细胞不会被同种病毒重复感染。但仍存在一些令人担忧的问题,如病毒基因在宿主细胞染色体上的随机整合可能引起插入突变;载体在包装细胞中有可能发生同源重组,产生具有致瘤性的野生型病毒:不能直接对有丝分裂后细胞实施基因转移,不能直接用于神经元细胞的转染,而且能得到的重组病毒滴度较低。 慢病毒载体 慢病毒属逆转录病毒亚属,是一类非鼠源性逆转录病毒.以人类免疫缺陷病毒为代表。慢病毒源性载体最主要的优点是它能将外源基因整合入非分裂细胞的基因组内,对有丝分裂后神经元转基凶治疗提供了一个潜在的传递系统,它的出现扩展了逆转录病毒载体在转基治疗中的作用。但其严格的宿土范围、滴度低及HIV-1独特的致病原件,限制了它作为cNs转基的应用。目前通过对慢病毒源性载体进行遗传修饰,保留其有用的基因成分,使之变成了一种多用途的、安全的转基因载体。 DNA病毒载体 I单纯疱疹病毒载体 I型单纯疱疹病毒(HSV)是一种常见的人类病原微生物.含有152Kb双链DNA,基因组包含80个以上基因,HSV来源载体有重组子裁体(HSV-Rv)和扩增子载体两种类型:Hsv-Rv含有全部病毒基因组,其中一个或多个基因已突变,以降低其毒性和提供转基因空间。 此外,HSV载体感染神经元时,可沿着神经元突起向其胞体快速逆向运输.故可提供一种间接的靶向性基因转移途径,但HSV存在神经细胞毒性作用和免疫反应,可引起较明显的局部炎症和坏死,故HSV作为中枢神经系统转基因载休还有待于进一步研究和改进。 腺病毒 腺病毒同前被广泛使用的一类DNA病毒载体,其基因组长约36 kb,从左至右可分为4个基因功能区即El-E4区。 腺相关病毒 腺相关病毒(adeno.associated vims。AAv)是一种缺陷型lI:病原性人类细小病毒。也是日前发现的最小、结构最简单的DNA病毒.含有一条线状单链DNA.其复制依赖于辅助病毒(腺病毒或单纯疱疹病毒)。野生型AAv能选择性整合入人类19号染色体的特定部位,建立溶源性感染。用辅助病毒超感染后,AAv基因组可从宿主染色体上获得拯救进人裂解循环。产生具有感染力的AAv病毒颗粒。与其它基因载体系统相比较,重组AAv(rAAv)鼓体上要优点有:(1)它是一种非病原性的人类病毒,与人类疾病无关:(2)AAv能感染的细胞类型范围较广,可感染非分裂细胞或静止期细胞,转染敞率极高;(3)AAv载体中仅保存AAv的lTRs,而ITRs基本上又是转录中性的,不干扰外源基因的表达和调控;(4)rAAV缺乏病毒基因.对超感染没有免疫原性.故可以向同一细胞引入两种不同的基因.或对同一细胞反复感染;(5)转基因可获得长期稳定的表达。新的包装技术已明显提高rAAv载体滴度,而且可排除辅助腺病毒的污染,此外,可调控基因表达载体及针对不同细胞的靶向性载体的成功丌发,使其应用前景更加广泛。 杂交型病毒载体 由于目前的病毒载体系统不能自主复制,无法达到稳定的cNs转基因表达,而反复向脑内注射载体会给患者带来较高的危险.为了使cNs转基因获得长期、稳定的表达,根据现有病毒载体的优点,将其不同的病毒元件组合而产生的杂交型病毒载体,目前正在研究、开发。 来源:张旺明,王晓民,徐如祥.中枢神经系统基因治疗的病毒载体 .中华神经医学杂志,2003,2(6):456-458
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[转载]用免疫细胞对治癌症
helmholtz 2009-12-20 19:52
2009年11月17日 世界一流的免疫治疗以及人体免疫缺陷的专家将参加本月19-20日在德国癌症研究中心召开的国际研讨会并进行学术交流。 实验早已证明,人体自身免疫系统可以消灭癌细胞。科研人员已就此试验了多年,想通过特殊的刺激引导免疫细胞攻击癌症。但由于免疫系统的复杂性,由于牵涉多种类型的细胞、信号分子和调节机制,很难找出一套简单的解决方案。为了成功地开发出免疫疗法,必须准确地理解免疫系统复杂的游戏规则。在德国癌症研究中心举办的 “免疫治疗和免疫缺陷” 国际研讨会上,50来位世界一流的专家将一起交流最新成果,这对癌症的免疫细胞疗法的下一步发展具有至关重要的意义。 免疫系统中有一类特殊的T细胞,专门负责免疫细胞在正常情况下不会攻击人体自身结构。日本京都大学坂口西蒙(Shimon Sakaguchi)发现,这种所谓调节T细胞(Tregs)也同样负责免疫系统是否对一个肿瘤发起攻击或“忽略”其存在。 德国癌症研究中心的菲利普.贝克胡佛(Philipp Beckhove)总结了调节T细胞的特点:假如这类细胞被肿瘤的蛋白标志物激活,它们将阻挡其他免疫细胞攻击癌细胞。贝克胡佛从直肠癌发现,这些调节T细胞仅能被癌细胞的某几个特定蛋白质单元所激活。相反,那些攻击肿瘤的免疫细胞对于癌症蛋白质相当宽泛的结构部分都有反应。这位免疫学家建议,为了防止调节T细胞在免疫治疗的萌芽阶段破坏其疗效,要利用癌症细胞蛋白质的这些特点,激活免疫细胞而避免激活调节T细胞。 细胞免疫疗法非常昂贵:每位病人自身所拥有的肿瘤特异性的免疫细胞极少。它们在提取出来之后,必须再在组织培养皿中为治疗癌症而进行人工增殖。来自西雅图的弗雷德.哈钦森癌症研究中心的菲利普.格林伯格(Philip Greenberg)因此试图通过基因疗法的方式,改造病人身上普通T细胞其受体分子,使之具有针对肿瘤蛋白标志物的特异性。这样便可以节省寻找可消灭病人身上癌症的免疫细胞的极其耗时的程序。 许多基因疗法都是试图改变免疫系统的功能。在海德堡国家肿瘤中心(NCT)和德国癌症研究中心工作的克里斯托夫.冯.卡勒(Christof von Kalle)逐个检查了每位参加效疗试验的受试者,查看究竟有哪些免疫细胞介入了治疗,从长远来看对免疫系统又有什么影响。这些知识有助于使目前正进行以及未来将开展的治疗变得更有效和更安全。 来自纽约斯隆.凯特林癌症中心的理查德.奥赖利(Richard O’Reilly)希望帮助白血病患者,在做了骨髓移植手术之后,他们经常受到真菌或病毒感染的致命威胁:他在培养皿中制造了具有病原体特异识别能力的T细胞。早期临床研究表明,这些具有病原体针对性的免疫细胞可以有效抑制感染。 本次由亥姆霍兹“癌症免疫疗法”科研联盟与海德堡国家肿瘤中心(NCT)联合举办的研讨会将于2009年11月19-20日在德国癌症研究中心举行。热烈欢迎记者们到会。 _____________________________________________________ 德国癌症研究中心(DKFZ)是德国最大的生物医学研究机构,它是德国亥姆霍兹国家研究中心联合会的成员之一。它有2000多名工作人员,其中包括850科学家,主要研究癌症产生的机制以及总结癌症的危险因素。由此开发新的预防、诊断和治疗癌症的方法。此外,癌症信息服务办公室(KID)的工作人员们还向病人、病人家属以及感兴趣的民众提供有关癌症的各种知识。该中心的主体经费百分之九十来自联邦教育和研究部,百分之十来自巴登符腾堡州政府。
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[转载]艾滋病病毒无法感染的区域
helmholtz 2009-12-20 19:49
2009年11月12日 HIV艾滋病毒在受其感染的细胞中复制自己的遗传基因。德国癌症研究中心的科学家首次发现,这些病原体却几乎绝不侵犯人类基因的某些特定地方。这项发现将有可能促进新的、特定的艾滋病药物的研发。 附着在细胞膜上的艾滋病病毒的电镜照片 摄像师:德国癌症研究中心汉斯瓦尔特.岑特格拉夫(Hanswalter Zentgraf)教授 正如所有的逆转录酶病毒,艾滋病病原体HIV病毒会将自己的基因复制到寄主细胞的基因组上。原则上HIV所选择的切入点都是活跃的、会被经常读取的基因。由此给病毒带来的好处是,由于总能在那些地方找到大量负责读取基因的酶,从而可以利用寄主细胞的机能实现复制自身的目的。 在德国癌症研究中心工作的高级讲师斯蒂芬妮.劳夫斯(Stephanie Laufs)博士和弗兰克.佐丹奴(Frank Giordano)博士,就艾滋病毒是否可以做为用于进行基因治疗的基因载体开展了研究。对她们而言,最关键的问题是艾滋病毒可以在宿主细胞的什么位置插入自己的遗传物质。对于基因疗法而言,这是一个非常关键的环节,因为根据插入位置的不同,这个过程或者会永久地激活癌基因或者引发其他损伤。研究人员需要知道确切答案,因而对46,000多个艾滋病毒载体可用的已知的整合位点进行了分析。这些整合位点或者来自于各种不同的基因治疗研究或者来自于基因数据库。 迄今为止,研究人员一直认为艾滋病毒以及艾滋病毒载体尤其偏爱那些开始读取基因的地方。这里可以找到过量的、所有病毒都需要的酶。数据库的分析却给了一个全然不同的结果:尽管许多的HIV病毒确实整合在基因读取点的附近,当研究人员仔细检验时发现,就在最临近艾滋病病毒切入点的地方,换言之在1000个DNA结构单元的“左边”或“右边”,几乎都找不到基因的端点。 “我们因此第一次也是非常准确地找出了人类基因组中那些艾滋病病毒不会或极少切入的位点”,佐丹奴说。科学家们都为此结果而震惊,因为艾滋病毒避讳这些地方必定是有原因的。 “我们推测这里一定是有个特别机制,阻止了病毒的通路”,佐丹奴说并且继续补充道:“反过来当然也可能是这些地方缺少了某个必要的能辅助艾滋病毒切入的因素。”研究人员已然知道,这绝非是一个非特定的道路阻断:“其他反转录病毒甚至会专选读取端点插入自己的遗传基因”,劳夫斯说道。“因此我们可以推断,有某种机制防止了艾滋病毒基因组切入到活跃基因的读取端点,并阻止了艾滋病毒的融合。”这种作用机制有可能抑制所谓的整合过程,这个过程会把病毒DNS安装到细胞基因组中去。 这种酶是目前寻找一种更理想的艾滋病疗法的核心。目前现有的高活性的疗法可以通过不同的药物从各个方面攻击病毒:逆转录酶抑制剂可以阻断病毒遗传物质的复制。蛋白酶抑制剂可以压制新的病毒蛋白发育成熟。作为治疗严重免疫缺陷的理想的办法,是阻断病毒基因组安装到细胞的DNS中。具有如此效果的成份 - 所谓的整合酶抑制剂 – 也才刚刚只用了数年,但是通过突变在某种程度上如今的病毒已经使效果降低。因此,病毒研究人员正在抓紧寻找可以关断病原体的关键酶的新措施。阻止艾滋病毒从读取端点切入的机制,极有可能成为开发这类作用成份的分子学样版。 原始文献:Frank A. Giordano, Jens-Uwe Appelt, Manuela Zucknick, Mohammed Abba, W. Jens Zeller, Stefan Fruehauf, Heike Allgayer and Stephanie Laufs: Cold spots in hot spots: transcription start sites of active genes are spared from HIV vector integration. AIDS 2009, DOI: 10.1097/QAD.0b013e3283336432
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基因治疗色盲研究动态信息分析
xupeiyang 2009-9-19 10:22
http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/9/223460.shtm 动物实验显示可用基因手段治疗色盲 英国《自然》杂志网站9月16日发布的一项最新研究成果说,雄性松鼠猴由于基因缺陷是天然的红绿色盲,但如果向其眼部细胞注入所缺少的基因,就变得可以识别红色和绿色。这表明将来可用基因手段治疗色盲。 来自美国华盛顿大学等机构的研究人员介绍说,松鼠猴控制识别红色和绿色的基因分别位于两条X染色体上,雄性松鼠猴因为只有一条X染色体,所以就成了天生的红绿色盲。 研究人员培养了能指导合成红色视蛋白的基因,并利用病毒载体将其注入到两只雄性松鼠猴的视网膜。之后进行的色盲测试结果显示,它们辨别颜色的能力大大提高,可以分辨红色和绿色。目前两只松鼠猴已经保持这种能力超过2年,并且没出现明显的副作用。 此前曾有理论认为,如果是先天色盲,那么大脑神经中可能缺少识别新颜色的能力。而这次动物实验显示,只需要在眼睛中加入所缺少的视蛋白基因,神经系统就可以分辨并处理新的颜色。研究人员下一步将进行临床试验。 更多阅读 《自然》相关报道(英文) Published online | Nature | doi:10.1038/news.2009.921 | Nature | doi:10.1038/news.2009.921 News Colour blindness corrected by gene therapy Treated monkeys can now see in technicolour. Elie Dolgin Dalton, a squirrel monkey treated with gene therapy, enjoys his new colour sense. Neitz Laboratory Researchers have used gene therapy to restore colour vision in two adult monkeys that have been unable to distinguish between red and green hues since birth raising the hope of curing colour blindness and other visual disorders in humans. This is a truly amazing study, says Andrs Komromy, a vision researcher and veterinary ophthalmologist at the University of Pennsylvania in Philadelphia, who was not involved in the research. If we can target gene expression specifically to cones then this has a tremendous implication. About 1 in 12 men lack either the red- or the green-sensitive photoreceptor proteins that are normally present in the colour-sensing cells, or cones, of the retina, and so have redgreen colour blindness. A similar condition affects all male squirrel monkeys ( Saimiri sciureus ), which naturally see the world in just two tones. The colour blindness in the monkeys arises because full colour vision requires two versions of the opsin gene, which is carried on the X chromosome. One version codes for a red-detecting photoreceptor, the other for a green-detecting photoreceptor. As male monkeys have only one X chromosome, they carry only one version of the gene and are inevitably redgreen colour blind. A similar deficiency accounts for the most common form of dichromatic color blindness in humans. Fewer female monkeys suffer from the condition as they have two X chromosomes, and often carry both versions of the opsin gene. Here is an animal that is a perfect model for the human condition, says Jay Neitz of the University of Washington in Seattle, a member of the team that carried out the experiment. The monkeys were trained to touch a screen when they saw coloured patches. Neitz Laboratory Neitz and his colleagues introduced the human form of the red-detecting opsin gene into a viral vector, and injected the virus behind the retina of two male squirrel monkeys one named Dalton in honour of the British chemist, John Dalton, who was the first to describe his own colour blindness in 1794, and the other named Sam. The researchers then assessed the monkeys' ability to find coloured patches of dots on a background of grey dots by training them to touch coloured patches on a screen with their heads, and then rewarding them with grape juice. The test is a modified version of the standard 'Cambridge Colour Test' where people must identify numbers or other specific patterns in a field of coloured dots. Colour coded After 20 weeks, the monkeys' colour skills improved dramatically, indicating that Dalton and Sam had acquired the ability to see in three shades (see video ). Both monkeys have retained this skill for more than two years with no apparent side effects, the researchers report in Nature 1 . Adding the missing gene was sufficient to restore full colour vision without further rewiring of the brain even though the monkeys had been colour blind since birth. There is this plasticity still in the brain and it is possible to treat cone defects with gene therapy, says Alexander Smith, a molecular biologist and vision researcher at University College London, who did not contribute to the study. It doesn't seem like new neural connections have to be formed, says Komromy. You can add an additional cone opsin pigment and the neural circuitry and visual pathways can deal with it. ADVERTISEMENT