药物基因组学ppt课件.ppt
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,基因(,Gene,):,生物体的遗传单位,由脱氧,核糖核酸(,DNA,)组成。,DNA,由,4,种核苷酸,(,A,、,T,、,C,、,G,)组成。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,人类基因组的,23,对染色体,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,从,DNA,到蛋白质,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,From DNA to Human,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿
2、;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,人类基因组计划,(,human genome project,HGP,),?,1985,年,美,国,科,学,家,诺,贝,尔,奖,获,得,者,Renato,Dulbecco,率先提出,?,1990,年正式启动,?,美、英、法、德、日、中,?,2000,年,6,月,26,日人类基因组工作草图完成。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,我国,94,年启动“中华民族基因组若干位点基因,研究”“重大疾病相关基因研究”课题,,99,年,承担了人类基因组,1%,序列的测序任务,负责,第,3,号染色体,3,千万核苷酸的序列
3、测定工作。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,在人类基因组计划中,还包括对五种生物基因,组的研究:,大肠杆菌,、,酵母,、,线虫、果蝇,和小,鼠,称之为人类的五种“,模式生物,”。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,什么是,基因组,(Genome)?,基因组就是一个物种,中所有基因的整体组成。,?,人类基因组有两层意义:,遗传信息和遗传物质,。,?,要揭开生命的奥秘,就需要从整体水平研究基因,的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关,系。,?,HGP,:为,30,多亿个碱基对构成的人类基因组精
4、,确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上,的位置,破译人类全部遗传信息。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,HGP,的目的,是解码生命、了解生命的起源、了,解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个,体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制,以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提,供科学依据。,人类基因组计划,(,human genome project,HGP,),文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,后基因组时代,?,人类后基因组计划是由序列(结构)基,因,组,学,向,功,能,基,因,组,学,的
5、,转,移,。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,前基因组时代的“钓鱼”和后基因组时代的“捞鱼”,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,人类后基因组时代的特点,?,人类首次了解了自身的基因序列,了解了很多,远亲生物的基因序列,?,人类正在面对指数扩增的基因序列资料和各种,数据库,?,人类面临的挑战是如何将基因序列资料转变为,有用的知识,进而让这些知识服务于人类,使,之能够造福于人类的健康。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,人类功能基因组学研究,以全基因组为背景,
6、开展人类基因及其,编码蛋白的功能研究。,目前虽然完成了绝大部分基因的序列分析,,但约,60%,的人类基因的功能未知。,目前认为人类有,3.2,万个基因,其中,1.5,万,已知功能,,1.7,万未知功能。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,人类功能基因组学研究涉及众多的新技,术,包括生物信息学技术、生物芯片技,术、转基因和基因敲除技术、酵母双杂,交技术、基因表达谱系分析、蛋白质组,学技术、高通量细胞筛选技术等。,?,人类功能基因组学必须多学科协作,?,生物信息学是人类功能基因组学研究的,必要工具,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当
7、之处,请联系网站或本人删除。,人类功能基因组,计算机科学家,生物化学家,细胞生物学家,结构生物学家,生理学家,遗传学家,临床和病理学家,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,功能基因组学,是基因组时代的核心和焦点。其所要解决的问,题包括如何识别基因组组成元素及注释重要元,素的功能。,?,比较基因组学,基因组的各个基因及其产物之间互相关联,互,相作用。对同一物种不同个体的基因组进行比,较,以及对不同物种的基因组进行比较,不仅,可以揭示生命的起源、进化等重大生物学问题,,还具有潜在的实用价值。,后基因组时代研究的重要方向,文档仅供参考,不能作为科学依据
8、,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,结构基因组学,即借助计算机技术,模拟出未知基因的蛋白质产,物的立体结构,从而根据结构与功能的关系进行,预测,还可以深入探求蛋白质为何具有特定的生,物学功能。,?,蛋白质组学,蛋白质随发育阶段、特定组织甚至所处环境的变,迁而变化,反映了蛋白质后加工等作用,蕴藏着,巨大的动态的生命活动信息量。基因序列分析难,以处理的没有任何可比较序列的,孤儿,基因,有望,从蛋白质组的表达变化规律中找到其生物学功能,的线索,进而揭示出其在整个功能网络中的地位,。,后基因组时代研究的重要方向,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
9、删除。,?,药物基因组学,这是后基因组提出的一项重要课题。研究的主,要内容是人的基因多型性或变异性是如何影响,药物效果和安全性的。,?,代谢组学,研究生命个体对外源性物质,(,药物或毒物,),的刺,激、环境变化或遗传修饰所做出的所有代谢应,答的全貌和动态变化过程,。研究机体代谢产物,谱变化,广泛地应用于新药研制从早期发现到,临床开发的全过程。,后基因组时代研究的重要方向,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,药物疗效和毒副作用的个体间差异一直是困扰,临床治疗的一个重大问题,?,研究表明除了病因、病情、药物相互作用、年,龄、营养状况、肝肾功能等原因外
10、,药物转运蛋,白、药物代谢酶、药物作用靶标,等药物效应基,因的多态性是影响药物代谢与疗效的关键因素,。,?,在此基础上,提出了,药物基因组学,的概念,药物基因组学的产生,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,药物基因组学的产生,?,20,世,纪,50,年,代,遗,传,药,理,学,(pharmcogenetics),被正式提出,主要,研究药物代谢酶的基因多态性及其对药,物作用的影响等。,?,80,年代,发现基因序列的差异对药物效,应有不同的影响。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,遗传药理学,(,Pharma
11、cogenetics,),药物基因组学,(,Pharmacogenomics,),药物不良反,应候选基因,疾病候选基因,功能性多态,临床试验设计,临床标识,药物代谢和,作用体内实验,发现作用靶点,体外毒理学实验,药物代谢和,作用体外实验,体内毒理学实验,基因组序,列数据库,蛋白表达,数据库,表达序列,数据库,SNP,数据库,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,药物基因组学的产生,?,1997,年,6,月,Abbott-Geneset,两大制药公司,共,同,发,起,了,药,物,基,因,组,计,划,Abbott-,Geneset,Alliance,的诞生
12、,标志着药物基因组,学时代的到来。,?,1998,年,6,月,美国国立普通医学科学研究所,(NIGMS),建议启动药物基因组学计划,即从表,现型到基因型药物反应的个体多样性的研究,重,点研究对药物反应表现型相关的基因型。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,药物基因组学,基础,遗传多态性,药物代谢酶,药物转运体,药物受体,药物靶标,内容,揭示差异的遗传特征,鉴别基因序列的差异,研究药物作用的差异,研究基因突变与药效,及安全性的关系,目的,改善病人用药,提高用药安全性有,效性,减少药物不良反应,基因多态性,药物作用多样性,个体差异,基因水平,个体化用药
13、,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,药物基因组学的概念,?,药物基因组学,是以提高药物的疗效及安全性为,目标,研究影响药物吸收、转运、代谢、消除等,个体差异的基因特性,以及基因变异所致的不同,病人对药物的不同反应,并由此为平台开发新药,、指导合理用药,提高药物作用有效性、安全性,和经济性的科学。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,基因多态性,是药物基因组学的基础和,重要研究内容,?,药物代谢酶,?,药物转运蛋白,?,药物作用靶点,药物基因组学的研究内容,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有
14、不当之处,请联系网站或本人删除。,?,药物代谢酶多态性,由同一基因位点上具有多个等,位基因引起,其多态性决定表型多态性和药物代,谢酶的活性,并呈显著的基因剂量,-,效应关系,造成,不同个体间药物代谢反应的差异,是产生药物毒,副作用、降低或丧失药效的主要原因之一。,药物基因组学的研究内容,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,转运蛋白,在药物的吸收、排泄、分布、转运等,方面起重要作用,其变异对药物吸收和消除具有,重要意义,?,大多数药物与其特异性,靶蛋白,相互作用产生效,应,药物作用靶点的基因多态性使靶蛋白对特定,药物有不同亲和力,导致药物疗效的不同
15、。,药物基因组学的研究内容,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,内外源性物质代谢的单加氧酶,人体内有,35,种,CYP450,基因,分为,14,个家族,1,3,家族与外源性物质代谢有关,个体,CYP450,表型的不同会影响到,CYP450,代,谢药物在体内的清除率,许多因素会影响,CYPP450,的活性,:基因型、,种族、环境、疾病等,CYP450,酶系,药物代谢酶的多态性,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,2020/3/19,29,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人
16、删除。,影响,CYP3A,表达的,SNP,对,药物代谢产生,不同作用,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP450,阐明分子结构与分布,提高用药安全性、有效性,预测药物作用强弱,根据病人基因型选择药物,药物筛选,调整用药剂量,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,?,药物基因组学研究的,主要策略,包括选择药物,起效、活化、排泄等过程相关的候选基因,寻,找变异基因序列,确定基因对药物效应的多态,性。,?,方法学上依赖于药理学、生物化学、遗传学,及基因组学,其中特别需要,高效的基因变异检,测方法,即从众多的个
17、体中获得某等位基因产,物,检查其变异,并确定变异基因的序列变化,。,CYP450,基因多态性研究方法,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,基因型,代谢表型(探针药物),CYP450,基因多态性研究方法,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,基因型的测定,?,基因芯片法,?,等位基因特异性,PCR,扩增法,?,PCR-RFLP,法,?,DNA,测序法,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP2D6*10W/2M,杂交区域,基因芯片法,文档仅供参考,不能作为科学依据,
18、请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,等位基因特异性,PCR,扩增法,合成特异性引物,PCR,凝胶电泳,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,PCR-RFLP,法,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,DNA,测序法,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP1A2,的基因多态性,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP2C9,的基因
19、多态性,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP2D6,的基因多态性,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,CYP2C19,的基因多态性,文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系网站或本人删除。,70,多种突变基因,种族差异,CYP2D6*4,、,CYP2D6*5,、,CYP2D6*6,和,CYP2D6*3,西方人弱代谢,CYP2D6*17,非洲人弱代谢,CYP2D6*2,、,CYP2D6*10,亚洲人,近百种底物,:抗心律失常药、受体阻滞剂、,抗高血压药、抗抑郁药以及抗精神病药,CY
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