转基因技术医学论文
论文常用来指在各个学术领域开展研究,描述学术研究成果的文章。以下是我整理的关于转基因技术的医学论文。欢迎参考他们!
1转基因技术和转基因疾病动物模型在医药研究中的应用特点及前景
1.1应用于制作动物模型的主要基因改造技术的优缺点
1.1.1转基因技术该技术将含有体外构建的基因表达框架的DNA直接注入受精卵的雄性原核中,使其在基因组DNA扩增过程中随机插入基因组。其中,BAC转基因具有能完整保留基因表达的调控元件,基因的上下游序列大大降低了插入位点周围序列的影响,插入基因组的拷贝数低且传代稳定,这些都是传统转基因所不具备的。这种技术可以利用强驱动子来过表达基因,可以用来模拟和复制一些基因扩增引起的疾病,比如很多肿瘤就是由癌基因的扩增引起的。还可以利用转基因技术,在体内表达针对一种或某种mRNA的微小核糖核酸,并关闭或敲除这些基因的表达,从而再现这些基因表达缺失导致的疾病。该技术的主要缺点是:第一,插入的随机性可能导致外源转基因的表达不完全遵循原有的内源基因表达模式,还可能干扰内源基因的表达;第二,效率低。
1.1.2基于同源重组的基因改造技术。这种技术通过同源重组将原来的序列替换为修饰后的序列,从而达到基因修饰的目的。这项技术需要经过es细胞培养、ES细胞重组筛选、囊胚注射、子宫移植等阶段获得嵌合小鼠,然后从嵌合小鼠的后代中获得第一只转基因稳定的小鼠。该技术可用于基因的定点突变、导致基因功能丧失的全部或部分序列替换,并可实现传统的敲除,特定基因的常规敲除可通过结合Cre-loxp和Flp-Frt系统实现,包括组织特征和发育阶段特异性敲除。该技术可以模拟和再现基因点突变导致的人类或动物疾病,可以关闭特定组织细胞和特定发育阶段中一个或部分基因的表达,从而模拟和再现与这些组织细胞或发育阶段相关的特定疾病的发生发展过程。该技术的主要缺点是:受限于es细胞的培养技术(目前仅有几种小鼠和大鼠的ES细胞系),初建小鼠获得率低,周期长等。
1.1.3基于人工核酸内切酶的遗传修饰技术近年来,许多学者从微生物中发现了几种能特异性识别某些碱基序列的核酸内切酶并对其进行了改进,将其发展成为人工核酸内切酶。利用该技术,可以准确识别、组合并特异性切除某些特定的DNA序列,从而促进外源DNA序列插入缺口,达到切除或替换原有序列的目的,实现基因改造。近年来,人工核酸内切酶技术发展迅速,包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9技术,具有操作简单、修饰精度高、效率高、周期短、不受es细胞限制、可转化多种细胞内基因等优点。其中CRISPR/Cas9技术已经在南京大学模式动物研究所得到了很好的发展和应用。通过使用该技术,黄行许等人成功地在包括人类es细胞在内的各种物种和生殖系细胞系中实现了基因转化,并成功地在小鼠、大鼠和猴子中实现了基因转化,包括条件性敲除转化。CRISPR/Cas9等新技术的开发和利用,提高了转基因的成功率,使构建各种属、品系的转基因疾病动物模型成为可能。
1.2转基因疾病动物模型在医药研究中的应用及特点
1.2.1在西医研究中的应用特点及前景基于对小鼠遗传信息的深入研究和人、鼠疾病的遗传学研究成果,通过遗传转化技术构建了多种可复制人、鼠疾病的小鼠模型,并被广泛用于研究和揭示疾病发生发展所涉及的信号通路、基因及其调控。由于肿瘤的发生发展本质上是体细胞或生殖细胞的基因突变和积累的过程,通过基因修饰技术构建的肿瘤疾病模型可以再现多种肿瘤的发生发展,因此在肿瘤医学研究和抗肿瘤药物开发中具有很大的应用价值,并取得了很大的成果。目前,已经知道肿瘤发生和发展的过程是其中信号通路如Ras通路、WNT通路或PI3K/AKT通路被激活,而抑制细胞增殖的信号通路如p53通路或Rb通路被破坏的过程。在对这些分子机制有了深入和充分了解的基础上,多种抗肿瘤药物被开发出来。例如,EGFR靶向药物已经用于临床抗肿瘤治疗。对p53通路调控方式的认识和对相关分子结构的了解,促成了MDM2抑制剂RG7112的出现,在一定程度上对某些肿瘤有较好的疗效。近年来,基于对小鼠肿瘤转移过程中所涉及的分子机制的深刻理解,为开发能广泛抑制肿瘤转移的药物提供了理论基础。目前,由于胚胎干细胞培养困难等技术限制,转基因疾病的动物模型大多来自小鼠。CRISPR/Cas9技术在多种模式动物中的成功应用,使得开展更广泛的动物转基因成为可能,从而为构建除小鼠以外的转基因疾病动物模型扫清了技术障碍。
1.2.2在中医研究中的应用特点及前景由于中医症状的标准化和量化在理论和方法上的不统一和不确定性,中医症状的描述和表征存在争议,使得根据中医理论构建的疾病动物模型非常有限。尽快制定统一的中医症状诊断标准,探索符合中医理论的量化方法,探索和揭示中医症状与基因表达调控的关系及其功能,有助于中医实践和理论的进一步发展。中医理论的整体观和辩证观强调机体的整体性、个体的特异性和致病辩证法在疾病诊断、病因病机探索和疾病治疗中的关键作用,提示有必要用功能基因组学、转录组学、蛋白质基因组学、代谢组学等基因组学的概念和方法来认识中医症状的病因病机。因此,从遗传学的角度来看,对中医症状的解释更多地体现在某一基因所主导的多个基因之间的相关性和功能性(整体性和辩证性),更多地表现为表观遗传变化(个体性)所导致的症状的发生发展。现代基因改造技术的巨大进步和CRISPR/Cas9等新技术的出现,使得经济快速地改造1个个体中的多个基因,人工模拟自然调控成为可能。随着中医症状的标准化和量化在理论上的统一和确定,方法的不断完善和广泛认可,相信通过基因改造技术构建的中医症状动物模型将在不久的将来问世,这将为中医研究提供一个新的平台,有望将中医实践和理论发展推向一个新的高度。
2摘要
任何表型,包括疾病表型,都可以追溯到相关基因的功能、调控和变化。从这个角度来看,通过基因转化构建的疾病动物模型,抓住了疾病发生发展问题的根源,有助于学者从根本上了解疾病发生发展的规律,也为新型、安全、有效的药物开发提供了极好的实验平台。随着对医学和遗传学本质认识的深入,以CRISPR/Cas9技术为代表的现代基因修饰技术有望更广泛地应用于疾病动物模型的构建,这将有力地推动现代医学的发展。
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