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1、基因治疗的经典例子：-血红蛋白病的基因治疗浙江省医学遗传学重点实验室血红蛋白的构成正常成年人血红蛋白-HbA（a2b2）血红蛋白病血红蛋白病是由于珠蛋白基因异常导致珠蛋白肽链结构异常或合成异常所引起的遗传性血液病。结构异常： 异常血红蛋白（镰状细胞贫血） 合成异常： a-地中海贫血b-地中海贫血 血红蛋白病的世界分布中国血红蛋白疾病发病调查在中国遗传学会领导下，79 年成立了全国血红蛋白研究协作组，并开展了世界上最大规模（包括 28 个省、市、自治区，42 个民族，共100 多万人口）的血红蛋白病的普查工作，阐明了该病在中国的发病情况、种类和地理分布等。Zeng YT, Huang SZ. D
2、isorders of hemoglobin in China. J Med Genet. 1987; 24: 578-583中国异常血红蛋白调查Zeng YT, Huang SZ. J Med Genet. 1987; 24: 578-583ResidueSubstitution Name 2(A2)LeuArgHb Chongqing 11(A9)LysGlnHb Wuming-Wenchang 16(A14)LysAsnHb Beijing LysMetHb Harbin 19(AB1)AlaGluHb Tashikuergan 26(B7)AlaGluHb Shenyang 27(B8
3、)GluLysHb Shuanfeng GluAlaHb Xuchang 42(C7)TyrAspHb Huaxi 64(E13)TyrAspHb Guangzhou 75(EF4)AspAlaHb Duan 77(EF7)ProArgHb Guizhoua 链变异Zeng YT, Huang SZ. J Med Genet. 1987; 24: 578-583ResidueSubstitution Nameb链变异8(A5)LysGlnHb J Luhe78(EF2)LeuArgHb Quinhai120(GH3)LysIleHb Jianghua131(H9)GlnProHb Shangh
4、ai链变异22(B4)AspGly(GI)Hb F Urumqi25(B7)GlyArg(AI)Hb F Xinjiang66(E10)LysArg(GI)Hb F Shanghai73(E17)AspHis(AI)Hb F Xin-Sub 链与 链变异Zeng YT, Huang SZ. J Med Genet. 1987; 24: 578-583Areas surveyedTotal No.No. of cases%Guangxi3014514.95Guangdong43011774.11Jiangxi769202.60 Sichuan4007771.92Zhejiang1000121.2
5、0Xinjiang85940.47Shanghai157540.25Total128213392.64中国a地中海贫血发病情况Zeng YT, Huang SZ. J Med Genet. 1987; 24: 578-583Areas surveyedTotal No.No. of cases% Guizhou86551912.21Sichuan75251642.18Guangxi524718001.52Guangdong10235611101.08Hunan5178190.37Liaoning34610.29Yunnan Jiangxi Fujian Hubei Shanghai Xinji
6、ang370 31590 1276 21603 12017 1179511 56 2 19 8 290.27 0.18 0.16 0.09 0.07 0.02 Total36133824000.66中国b地中海贫血发病情况Zeng YT, Huang SZ. J Med Genet. 1987; 24: 578-583b地中海贫血（简称b地贫）是由于b珠蛋白减少或缺乏而导致的遗传性血液病。b 地 中 海 贫 血b-地中海贫血分类b0地贫：b 珠蛋白基因突变导致b珠蛋白肽链不能合成。b+地贫：b 珠蛋白基因突变导致b珠蛋白肽链合成减少。b-地贫可以区分为两大类EXON-IIVS-IEXON-II
7、IVS-IIEXON-III-29 (AG) -28 (AG) Codons 14-15 (+G)Codons 17 (AT)IVS-I nt 1 (GT)IVS-I nt 5 (GC)Codons 41-42 (-4bp)Codons 43 (GT)Codons 71-72 (+A)IVS-II nt 654 (GT)0.1%6.5%0.6%11.8%0.6%5.3%0.1%17.0 %Huang SZ, Zhou XD, Zhu H, Ren ZR, Zeng YT. Detection of b- thalassemia mutations in the Chinese using am
8、plified DNA from dried blood specimens. Hum Genet. 1990, 84 (2):129-31. 中国人b地贫突变位点与频率31.8%14.1%b654突变 ( IVS-II-nt654 CT ) 在b珠蛋白基因第2内含子第654位核苷酸CT突变（IVS-II-654 CT ，简称b654），是中国人所特有的，而且是最常见的b地贫基因突变之一，占人b地贫总数的17 %。IVS IIVS II654 b654突变最早是由Kazazian, H.H., Jr.在一名侨居美国纽约的华人中发现。因未见患者有任何b-珠蛋白RNA，故鉴定为 b0 地中海贫血。
9、Cheng TC, Orkin SH, Antonarakis SE, Potter MJ, Sexton JP, Markham AF, Giardina PJ, Li A, Kazazian HH Jr. b-Thalassemia in Chinese: use of in vivo RNA analysis and oligonucleotide hybridization in systematic characterization of molecular defects. Proc Natl Acad Sci U S A. 1984, 81(9):2821-5.Huang SZ,
10、 Zeng FY, Ren ZR, Lu ZH, Rodgers GP, Schechter AN, Zeng YT. RNA transcripts of the beta-thalassaemia allele IVS-2-654 CT: a small amount of normally processed beta-globin mRNA is still produced from the mutant gene. Br J Haematol. 1994;88(3):541-6. 1,5-Normal; 2-Farther; 3-Patient; 4-MotherAberrant
11、CorrectHuang SZ, Zeng FY, Ren ZR, Lu ZH, Rodgers GP, Schechter AN, Zeng YT. RNA transcripts of the beta-thalassaemia allele IVS-2-654 CT: a small amount of normally processed beta-globin mRNA is still produced from the mutant gene. Br J Haematol. 1994;88(3):541-6. 上述实验结果在 mRNA 和蛋白质水平上，证实b654突变基因能产生少
12、量正常b珠蛋白肽链，首次证明b654导致 b+ 地中海贫血（而不是一直误以为的 b0 地中海贫血）。Huang SZ, Zeng FY, Ren ZR, Lu ZH, Rodgers GP, Schechter AN, Zeng YT. RNA transcripts of the beta-thalassaemia allele IVS-2-654 CT: a small amount of normally processed beta-globin mRNA is still produced from the mutant gene. Br J Haematol. 1994;88(3)
13、:541-6. b654 mRNA的剪接模式ABCb-globin genemRNA(N)mRNA(M)IVS IIVS IIVS II654* 579 73bpIVS IIVS IIVS II血红蛋白病的基因治疗 b654地中海贫血的研究1. 羟基脲（HU )调控 b 珠蛋白的表达2. 反义RNA纠正b654异常剪接3. RNAi 和反义RNA联合修复a/b平衡4. 正常b 珠蛋白基因补偿血红蛋白病的基因治疗 b654地中海贫血的研究1. 羟基脲（HU )调控 b 珠蛋白的表达2. 反义RNA纠正b654异常剪接3. RNAi 和反义RNA联合修复a/b平衡4. 正常b 珠蛋白基因补偿羟基脲
14、(HU)调控b-珠蛋白表达治疗b-地贫b/a0.301b/a0.574Zeng YT, Huang SZ, Ren ZR, Lu ZH, Zeng FY, Schechter AN, Rodgers GP. Hydroxyurea therapy in b-thalassaemia intermedia: improvement in haematological parameters due to enhanced b-globin synthesis. Br J Haematol. 1995;90(3):557-63 红细胞形态的变化治疗前治疗后Zeng YT, Huang SZ, Ren
15、 ZR, Lu ZH, Zeng FY, Schechter AN, Rodgers GP. Hydroxyurea therapy in b-thalassaemia intermedia: improvement in haematological parameters due to enhanced b-globin synthesis. Br J Haematol. 1995;90(3):557-63 羟基脲（HU）对b珠蛋白表达影响的机制尚未阐明，可能与DNA的甲基化等表观修饰有关，这为表观遗传的研究提供了良好的模型。血红蛋白病的基因治疗 b654地中海贫血的研究1. 羟基脲（HU
16、)调控 b 珠蛋白的表达2. 反义RNA纠正b654异常剪接3. RNAi 和反义RNA联合修复a/b平衡4. 正常b 珠蛋白基因补偿反义RNA纠正异常剪接治疗b654地贫v 反义RNA表达载体的构建v 体外转录/剪接系统的研究v Hela654细胞的基因治疗v b654 红系细胞的基因治疗v b654模式小鼠的基因治疗反义RNA纠正异常剪接治疗b654地贫v 反义RNA表达载体的构建v 体外转录/剪接系统的研究v Hela654细胞的基因治疗v b654 红系细胞的基因治疗v b654模式小鼠的基因治疗正常和突变的前体mRNA及其剪接途径A1: 141bp ( nt. 457-597 ) A2: 207bp ( nt. 457-663 )Gong L, Sun Q, Ren ZR, Huang SZ, Zeng YT. Reversal of a
