生物学前沿讲座课件(模板).ppt

1、生物学前沿讲座生物学前沿讲座生物学前沿讲座美国国立卫生研究院（美国国立卫生研究院（NIH）发表的一份题为发表的一份题为什么是当今科研领域的热门话题？的调查报告中指出，什么是当今科研领域的热门话题？的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是：目前全球研究最热门的是：三种疾病：三种疾病：癌症（癌症（cancer）心血管病（心血管病（cardiovascular diseases）爱滋病和肝炎等传染病爱滋病和肝炎等传染病 （infectious diseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：五大研究方向：细胞周期调控（细胞周期调控（cell cycle control）细胞凋亡（细胞凋

2、亡（cell apoptosis）细胞衰老（细胞衰老（cellular senescence）信号转导（信号转导（signal transduction）DNA的损伤与修复（的损伤与修复（DNA damage and repair）美国科学情报研究所（美国科学情报研究所（ISI）SCI（ScienceCitation Index）收录及引用论文检索，全世界自然收录及引用论文检索，全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：细胞信号转导（细胞信号转导（signal transduction）细胞凋亡（细胞凋亡（cell apoptosis）基因组

3、与后基因组学研究（基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）Dolly with her first born lamb 克隆羊多利克隆羊多利（1996-2003）EMBRYO COLONING克隆羊制备原理克隆羊制备原理我们是我们是“多利四羊组多利四羊组”2002年 入选science年度十大科学发现之首临床表现艾滋病期：病毒感染人疱疹病毒6/8型转基因或病毒RNA（外源）链球菌、肺炎链球菌和流感嗜血杆菌导致细菌性肺炎 结核病miRNA形成RISC复合体后可与特定的靶mRNA结合，这种结合不要求严格的互补配对。是广泛存在于真核生物中的一组短小的

4、、不编码蛋白质的RNA家族，它们是由19-23个核苷酸组成的单链RNA（3端可有12个碱基长度的变化）miRNA独有的特征：其5端第一个碱基对U有强烈的倾向性，而对G却有抗性，但第二到第四个碱基缺乏U，一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏CRegulatory RNAs血液中可见非典型的单核细胞，提示急性病毒活动期Pre-miRNA在Exportin5介导作用下转运出胞核至胞质中进行下一步加工头痛、肌痛、关节痛等非特异性症状一、HIV的发现与命名国际化研究项目AIDS全球重要的公共卫生问题microRNA相关研究持续1月以上的发热、盗汗、腹泻、乏力The first paper t

5、o show that the deregulation of a single miRNA gene can lead to cancer.临床表现艾滋病期：真菌感染(20-20000nt)1998年年7 月月 克隆牛克隆牛（日本）（日本）2000年年1月月 克隆猴克隆猴（英国）（英国）for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent iPS(iPS(诱导多能干细胞诱导多能干细胞)Induced Pluripotent Stem Cells 通过采用导入外源基因的方法使体细胞去分化为多能

6、干细胞，通过采用导入外源基因的方法使体细胞去分化为多能干细胞，对于这类干细胞我们称之为诱导多能干细胞。对于这类干细胞我们称之为诱导多能干细胞。20102010年来自美国，年来自美国，日本的三个研究小日本的三个研究小组分别实现了将人组分别实现了将人体血细胞转化为体血细胞转化为iPSiPS细胞的重要研究突细胞的重要研究突破。破。我科学家在世界上首次利用我科学家在世界上首次利用iPS细细胞培育出健康小鼠（胞培育出健康小鼠（2009年）年）STAP cells1986年由美国生物学家杜伯克首次提出年由美国生物学家杜伯克首次提出1990年年10月美国投资月美国投资30亿美元启动计划亿美元启动计划 预计预

7、计15年完成年完成 国际化研究项目国际化研究项目 美国、日本、英国、加拿大、瑞典美国、日本、英国、加拿大、瑞典1999年年7月我国承担人类基因组月我国承担人类基因组1%测序任务测序任务2000年年3月我国科学家完成月我国科学家完成3号染色体测序号染色体测序2000年年5月人类基因组草图完成月人类基因组草图完成l基因组测序基因组测序 l甲基化研究甲基化研究 l突变鉴定（突变鉴定（SNP检测）检测）Protein function modulatorsmicroRNA的加工成熟microRNA的作用机制siRNA (small interfering RNA)艾滋病认识上的常见误区病变轻微，持续3

8、14日，无需特异性治疗可自行缓解Completed in April 2003HIV-1和HIV-2两个亚型巨细胞病毒（cytomegalovirus,CMV）AIDS全球重要的公共卫生问题miRNA的加工成熟过程与RNAi技术中常用的siRNA有许多相似之处均经过Dicer酶对双链RNA的识别加工而形成单链RNA分子。突变鉴定（SNP检测）果蝇和线虫：12,000-14,000microRNA作用机制艾滋病机会性感染的相关检查体征，直至发展成典型艾滋病的一段时期出现带状疱疹常是AIDS发病的前兆出现带状疱疹常是AIDS发病的前兆少数患者表现为淋巴结炎Completed in April 20

9、03microRNA序列数据库饶子和饶子和中国科学家解析电子传递链复合物中国科学家解析电子传递链复合物IIII三维结构三维结构for their discoveries of machinery regulating vesicle traffic,a major transport system in our cellsJames E.Rothman Randy W.SchekmanThomas C.Sdhof“发现细胞内的主要运输系统发现细胞内的主要运输系统囊泡运输的调节机制囊泡运输的调节机制”vesicle trafficfor their discoveries of cells th

10、at constitute a positioning system in the brainJohn OKeefeMay-Britt MoserEdvard I.Moser“发现构成大脑定位系统的细胞发现构成大脑定位系统的细胞”for the development of super-resolved fluorescence microscopy研制出超分辨率荧光显微镜研制出超分辨率荧光显微镜卡氏肺孢子菌肺炎（Pneumocystis carinii pneumonia，持续1月以上的发热、盗汗、腹泻、乏力miRNA Disease Analysis体征，直至发展成典型艾滋病的一段时期mi

11、RNA Functional Analysis Multiple SclerosisReduce target protein美国国立卫生研究院（NIH）发表的一份题为美国疾病控制中心科学家发现获得性免疫缺陷综合征microRNA序列数据库3%）出现在蛋白质编码基因中。microRNA作用机制Post-transcriptional regulatorsProtein function modulators（infectious diseases：AIDS，hepatitis）HIV主要侵犯CD4+T淋巴细胞，及富含CD4+T淋巴细胞的组织microRNAs 有可能成为新型的疾病标志物我国的艾

12、滋病/HIV感染人数被夸大了，因为平时见不到多少患者当前我们所面临的挑战是：这些miRNA到底具有何种功能？它们是如何识别潜在的靶mRNA的？这些miRNA间相互调节作用的结果是什么？Telomerase Activity MiscellaneousHIV感染引起CD4+T细胞功能损失及耗竭；出现带状疱疹常是AIDS发病的前兆5%)of miR genes are in cancer-associated genomic regions or in fragile sites其余还有约25%的miRNA定位于功能基因内含子，随基因转录表达。与靶mRNA 3-UTR结合，序列特异性的在转录后水平

13、调控基因的翻译表达，在生物发育、脂肪代谢、细胞的分化、增殖和凋亡等过程中发挥着重要作用microRNA序列数据库克隆羊多利（1996-2003）研制出超分辨率荧光显微镜Rnase P RNAThe first study to report on miRNA profiling using an oligonucleotide microchip.mdc-berlin.for their discoveries of cells that constitute a positioning system in the brain有些小RNA分子能直接调控某些基因的开关从而控制细胞的生长发育并决定

14、细胞分化的组织类型头痛、性格改变、记忆力减退、表情淡漠、乃至痴呆属于逆转录病毒科中的慢病毒属HIV感染者的抗病毒治疗是越早越好对感染没有过度的易感性，也能从普通的或季节性感 染中很快恢复microRNA Expression AnalysisHIV感染引起CD4+T细胞功能损失及耗竭；Alzheimers约15%miRNA为成簇存在而共同转录；中心法则中心法则补充补充蛋白质编码基因数量蛋白质编码基因数量人：人：30,000果蝇和线虫：果蝇和线虫：12,000-14,000酿酒酵母：酿酒酵母：6,200假单孢菌：假单孢菌：5,500人和鼠的蛋白质编码基因人和鼠的蛋白质编码基因99%是共同的。是共

15、同的。人个体间单倍体基因组的碱基差异人个体间单倍体基因组的碱基差异300万个，其中万个，其中1万万个（个（0.3%）出现在蛋白质编码基因中。）出现在蛋白质编码基因中。tRNA rRNA snRNA tmRNA Rnase P RNA vRNAs gRNAs MRP RNA SRP RNAs Telomerase RNA Transcription/chromatin structure regulators Post-transcriptional regulators Protein function modulators RNA/protein localization regulator

16、sRNA Transcripts miRNAsiRNApiRNAlncRNAProtein-coding mRNA Non-coding RNA Transcripts snoRNAsHousekeeping RNAs Regulatory RNAs Transcription/chromatin structure regulators Post-transcriptional regulators Protein function modulators RNA/protein localization regulatorsmiRNAsiRNApiRNAlncRNARegulatory RN

17、As Types of RNAnon-coding RNA (20-20000nt)small non-coding RNA(sncRNA)(20-500nt)long non-coding RNA(lncRNA)(500-20000nt)有些小有些小RNA分子能直接调控某些基因的开关从而控制细胞的分子能直接调控某些基因的开关从而控制细胞的生长发育并决定细胞分化的组织类型生长发育并决定细胞分化的组织类型 小小RNA分子本身又包含了若干类分子本身又包含了若干类RNA，根据小，根据小RNA 的生成、的生成、结构和功能大约可分为以下几类：结构和功能大约可分为以下几类：miRNA （microRNA)

18、siRNA (small interfering RNA)piRNA (Piwi-interacting RNAs)qiRNA小小RNADNARNA蛋白质蛋白质基因组学基因组学RNA组学组学蛋白质组学蛋白质组学micoRNA(miRNA)是广泛存在于真核生物中的一组短小的、不编码蛋白质的是广泛存在于真核生物中的一组短小的、不编码蛋白质的RNA家族，它们是由家族，它们是由19-23个核苷酸组成的单链个核苷酸组成的单链RNA（3端可有端可有12个个碱基长度的变化）碱基长度的变化）表达具有组织特异性和阶段特异性。即：在不同组织中表达有表达具有组织特异性和阶段特异性。即：在不同组织中表达有不同类型的不

19、同类型的miRNA；在生物发育的不同阶段里有不同的；在生物发育的不同阶段里有不同的miRNA表达表达 与靶与靶mRNA 3-UTR结合，序列特异性的在转录后水平调控基因结合，序列特异性的在转录后水平调控基因的翻译表达的翻译表达，在生物发育、脂肪代谢、细胞的分化、增殖和凋，在生物发育、脂肪代谢、细胞的分化、增殖和凋亡等过程中发挥着重要作用亡等过程中发挥着重要作用 miRNA具有高度保守性，即各种miRNA都能在其他种系中找到同源体；miRNA独有的特征：其5端第一个碱基对U有强烈的倾向性，而对G却有抗性，但第二到第四个碱基缺乏U，一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏C miRNA执行

20、一定的生物学功能：执行一定的生物学功能：对与其互补的对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用；表达水平具有调节作用；一些偏大的一些偏大的miRNA(27nt)可能参与了基因组的重组装可能参与了基因组的重组装参与生物的发育与多种生理、病理过程参与生物的发育与多种生理、病理过程为什么miRNAs非常重要?microRNAs 是一类新的基因调控因子某些miRNAs控制了动植物的发育 理解miRNA 的功能将有助于现在流行的siRNAmicroRNAs 有可能成为新型的疾病标志物microRNAs 可能具有重要临床应用价值实验结果：实验结果：RNA干扰基因沉默干扰基因沉默199320002001200

21、220032004200520062007microRNA的研究历史的研究历史Dr.Victor Ambros1993200020012002200320042005200620071993200020012002200320042005200620072001年 命名为microRNA1993200020012002200320042005200620072002年年 入选入选science年度年度十大科学发现之首十大科学发现之首对与其互补的mRNA表达水平具有调节作用；当前我们所面临的挑战是：这些miRNA到底具有何种功能？它们是如何识别潜在的靶mRNA的？这些miRNA间相互调节作用的结

22、果是什么？98%转录产物是非编码蛋白RNA。The first paper to show that the deregulation of a single miRNA gene can lead to cancer.miRNA Disease Analysis体征，直至发展成典型艾滋病的一段时期但是因窗口期的 存在，不能确定急性感染 Diabetes5end of the small RNA,28,known as the“seed region”双链，3端有2个非配对碱基，通常为UUmicroRNA的作用机制Cultured cells头痛、肌痛、关节痛等非特异性症状卡波西肉瘤（Kapo

23、sisarcoma）严重机会感染、恶性肿瘤http:/pictar.据体内外实验研究表明miRNA的生成需要两个步骤：（infectious diseases：AIDS，hepatitis）BladderHIV抗体快速检测：目前美国FDA批准上市了一批HIV抗体快速检测试剂盒，其特异性和敏感性均较高，我国尚未开展相应检查出现带状疱疹常是AIDS发病的前兆Luc Montagnier199320002001200220032004200520062007The first demonstration of a link between miRNA genes and cancer.1993200

24、02001200220032004200520062007miRNA controls some plant phenotype199320002001200220032004200520062007The first study to report on miRNA profiling using an oligonucleotide microchip.The first paper to explore,by using genome-wide miRNA profiling by microarray,the potential importance of miRNAs in the

25、diagnosis and prognosis of a human malignancy199320002001200220032004200520062007The first paper to show that the deregulation of a single miRNA gene can lead to cancer.199320002001200220032004200520062007Sanger Release 10.0 contains 5071 hairpin precursor miRNAs,expressing 4922 mature miRNA product

26、s,in primates,rodents,birds,fish,worms,flies,plants and viruses in August 2007microRNA的加工成熟与分布的加工成熟与分布据体内外实验研究表明据体内外实验研究表明miRNA的生成需要两个步骤：的生成需要两个步骤：1)由长的内源性转录本（由长的内源性转录本（pri-miRNA)经经Drosha酶作用生成酶作用生成70nt左右的左右的miRNA前体前体(pre-miRNA)，该过程发生在细胞核，该过程发生在细胞核2)将将pre-miRNA经经Dicer酶作用加工为成熟酶作用加工为成熟miRNA，该过程发生在细胞，该过

27、程发生在细胞质中。质中。microRNA的加工成熟的加工成熟microRNA是动、植物自身基因组编码形成的一类小分子是动、植物自身基因组编码形成的一类小分子首先由基因组转录形成长链首先由基因组转录形成长链RNA分子分子pri-miRNA约约60%的的microRNA为独立转录表达；约为独立转录表达；约15%miRNA为成簇为成簇存在而共同转录；其余还有约存在而共同转录；其余还有约25%的的miRNA定位于功能基定位于功能基因内含子，随基因转录表达。因内含子，随基因转录表达。Pri-miRNA经双链经双链RNA核酸酶核酸酶Drosha酶作用，加工形成酶作用，加工形成70-100nt长度的长度的p

28、re-miRNAPre-miRNA在在Exportin5介导作用下转运出胞核至胞质中进行下介导作用下转运出胞核至胞质中进行下一步加工一步加工Pre-miRNA在胞质中经双链在胞质中经双链RNA核酸酶核酸酶Dicer酶作用加工形成酶作用加工形成单链成熟单链成熟miRNA分子分子siRNA miRNA piRNAOverall,98 of 186(52.5%)of miR genes are in cancer-associated genomic regions or in fragile sitesmicroRNA的分布的分布microRNA的作用机制的作用机制miRNA发挥作用过程发挥作用过

29、程19-23nt的成熟的成熟miRNA形成后与其他蛋白共同组成形成后与其他蛋白共同组成RNA介导介导的沉默复合体（的沉默复合体（RISC）参与）参与RNA干扰途径干扰途径miRNA形成形成RISC复合体后可与特定的靶复合体后可与特定的靶mRNA结合，这种结合，这种结合不要求严格的互补配对。结合后导致靶结合不要求严格的互补配对。结合后导致靶mRNA翻译的抑制翻译的抑制翻译抑制翻译抑制5end of the small RNA,28,known as the“seed region”do not have a complex secondary structure and are located

30、in accessible regions of the RNAmicroRNA识别靶位点识别靶位点microRNA作用机制作用机制植物植物The first paper to explore,by using genome-wide miRNA profiling by microarray,the potential importance of miRNAs in the diagnosis and prognosis of a human malignancy持续1月以上的发热、盗汗、腹泻、乏力艾滋病相关综合征期：开始出现与艾滋病有关的症状和Cultured cells美国Gallo等从

31、艾滋病患者中分离到相似的逆转录病毒，称之为人类嗜T淋巴细胞病毒型(HTLV-)microRNA Expression Analysis克隆羊多利（1996-2003）1)由长的内源性转录本（pri-miRNA)经Drosha酶作用生成70nt左右的miRNA前体(pre-miRNA)，该过程发生在细胞核microRNA Functional AnalysismicroRNA的分布例如：miR-273和lys-6编码的miRNA，参与线虫的神经系统发育过程；链球菌、肺炎链球菌和流感嗜血杆菌导致细菌性肺炎 结核病果蝇和线虫：12,000-14,000淋巴结肿大持续3个月以上果蝇和线虫：12,000

32、-14,000实验结果：RNA干扰基因沉默卡波西肉瘤（Kaposisarcoma）3%）出现在蛋白质编码基因中。巨噬细胞及树突状细胞(DCs)和滤泡状树突细胞(FDCs)在HIV感染所致的免疫缺陷中的作用。microRNA相关研究一般检查:WBC、RBC、Hb以及PLT都有不同程度的降低，常出现尿蛋白和肝功能或肾功能的异常动物动物酵母、植物、或动物酵母、植物、或动物每个每个miRNA可以有多个靶基因，而几个可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可也可以调节同一个基因。以调节同一个基因。这种复杂的调节网络既可以通过一个这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多来调控多个基因的表达，也可以

33、通过几个个基因的表达，也可以通过几个miRNAs的组合来精的组合来精细调控某个基因的表达。细调控某个基因的表达。随着随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入，将帮助调控基因表达的研究的逐步深入，将帮助我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基因表达调控网络。因表达调控网络。miRNA与与siRNA的联系：的联系：均为均为Dicer的产物的产物 长度均为长度均为22nt左右，左右，5端是磷酸基，端是磷酸基，3端是羟基端是羟基 均需均需Argonaute家族蛋白的存在家族蛋白的存在 同为同为RISC的组分的组分 二者进化关系上可能的两种推论：二者

34、进化关系上可能的两种推论：siRNA是是miRNA的补充的补充 miRNA在进化过程中替代了在进化过程中替代了siRNA沉默机制有重叠沉默机制有重叠miRNA的加工成熟过程与的加工成熟过程与RNAi技术中常用的技术中常用的siRNA有许多有许多相似之处相似之处均经过均经过Dicer酶对双链酶对双链RNA的识别加工而形成单的识别加工而形成单链链RNA分子。分子。miRNAsiRNA产生产生细胞内细胞内RNA的固有组分之一（的固有组分之一（正常）正常）RNAi的活性形式，病毒感染和人工插的活性形式，病毒感染和人工插入入dsRNA之后诱导而产生（异常）之后诱导而产生（异常）来源来源内源转录本内源转录

35、本转基因或病毒转基因或病毒RNA（外源）（外源）直接来源直接来源发夹状发夹状pre-miRNA长长dsRNA结构结构单链单链双链，双链，3端有端有2个非配对碱基，通常为个非配对碱基，通常为UU互补性互补性不完全互补，存在错配现象不完全互补，存在错配现象完全互补完全互补对靶对靶RNA特异性特异性相对较低，一个突变不影响相对较低，一个突变不影响miRNA的效应的效应较高，一个突变即引起较高，一个突变即引起RNAi沉默效应沉默效应的改变的改变途径途径miRNA途径途径RNAi途径途径对对RNA的影响的影响在在RNA代谢的各个层面进行调代谢的各个层面进行调控控降解靶降解靶mRNA功能功能调节内源基因的

36、表达，在蛋白调节内源基因的表达，在蛋白质合成水平发挥作用，与质合成水平发挥作用，与mRNA的稳定性无关的稳定性无关抑制转座子活性和病毒感染，在转录抑制转座子活性和病毒感染，在转录后水平发挥作用后水平发挥作用,影响影响mRNA的稳定性的稳定性miRNA与与siRNA的区别的区别2006年诺贝尔生理或医学奖年诺贝尔生理或医学奖发现发现RNAi2008年拉斯克医学奖年拉斯克医学奖发现发现microRNA2011年拉斯克医学奖年拉斯克医学奖屠呦呦（发现青蒿素）屠呦呦（发现青蒿素）microRNA与肿瘤与肿瘤miRNA在正常生理过程中的作用例如：例如：miR-273和和lys-6编码的编码的miRNA，

37、参与线虫的神，参与线虫的神经系统发育过程；经系统发育过程；miR-430参与斑马鱼的大脑发育；参与斑马鱼的大脑发育；miR-181控制哺乳动物血细胞分化为控制哺乳动物血细胞分化为B细胞；细胞；另有研究人员发现许多神经系统的另有研究人员发现许多神经系统的miRNAs在大脑皮在大脑皮层培养中受到时序调节，表明其可能控制着区域化的层培养中受到时序调节，表明其可能控制着区域化的mRNA翻译。翻译。对于新的对于新的miRNA基因的分析，可能发现新的参与器官基因的分析，可能发现新的参与器官形成、胚胎发育和生长的调节因子，促进对癌症等人形成、胚胎发育和生长的调节因子，促进对癌症等人类疾病发病机制的理解。类疾

38、病发病机制的理解。Oncology Bladder Breast Cervical Colon Leukemia Lung Pancreas Prostate Thyroid Brain Alzheimers Multiple Sclerosis Prion Disease Stroke Miscellaneous Atherosclerosis Cardiac Hypertrophy Diabetes HIV/HPV Infection Lupus Cellular Process Angiogenesis Apoptosis Cell Cycle Neuronal Differentiat

39、ion Proliferation Telomerase Activity T-cell Activation Various Cell TreatmentmiRNA Disease AnalysismicroRNA相关研究相关研究microRNA Expression AnalysismicroRNA Functional AnalysismiRNA检测手段 Northern Blot 主要手段，敏感度低、耗时长、主要手段，敏感度低、耗时长、RNA 的用量较的用量较大。大。实时荧光定量实时荧光定量PCR：茎环结构的逆转录引物能与：茎环结构的逆转录引物能与miRNA 3端部端部分结合，在逆转录

40、酶的作用下进行逆转录反应，然后特异的正分结合，在逆转录酶的作用下进行逆转录反应，然后特异的正反向引物和反向引物和SYBRGreen荧光染料（或探针）共同参与的定量荧光染料（或探针）共同参与的定量PCR反应体系，实现对逆转录产物进行定量检测。反应体系，实现对逆转录产物进行定量检测。基因芯片技术基因芯片技术miRNA Functional AnalysisStrategy OverviewTarget gene IDGene functionCellular processPhenotypeLoss-of-function experimentCultured cellsIncrease targ

41、et proteinor reporter expressionIntroducemiRNA inhibitors(Anti-miR)Introduceprecursor miRNAs(Pre-miRTM)Reduce target proteinor reporter expressionCultured cellsGain-of-function experiment http:/pictar.mdc-berlin.de/microRNA序列数据库序列数据库 常用常用microRNA靶基因预测数据库靶基因预测数据库miRNA展望展望如果如果miRNAmiRNA基因正如所发现的基因正如所发现

42、的miRNAmiRNA一样多，那么它很一样多，那么它很可能在生命活动中具有十分广泛的调节功能，对基因可能在生命活动中具有十分广泛的调节功能，对基因表达、生长发育和行为等都具有十分深远和复杂的效表达、生长发育和行为等都具有十分深远和复杂的效应。应。当前我们所面临的挑战是：这些当前我们所面临的挑战是：这些miRNAmiRNA到底具有何种到底具有何种功能？它们是如何识别潜在的靶功能？它们是如何识别潜在的靶mRNAmRNA的？这些的？这些miRNAmiRNA间相互调节作用的结果是什么？间相互调节作用的结果是什么？Human Immunodeficiency Virus(HIV)番笳丛矮病毒番笳丛矮病毒

43、脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒猴空泡病毒猴空泡病毒40烟草坏死卫星病毒烟草坏死卫星病毒 HIV的发现与命名的发现与命名1HIV病毒形态与结构病毒形态与结构3病毒的复制和生命周期病毒的复制和生命周期24HIV的致病性的致病性5AIDS全球重要的公共卫生问题全球重要的公共卫生问题6AIDS的预防的预防一、一、HIV的发现与命名的发现与命名美国疾病控制中心科学家发现获得性免疫缺陷综合征美国疾病控制中心科学家发现获得性免疫缺陷综合征1981年年1983年年法国巴斯德研究所法国巴斯德研究所Montagnier等首次从一例慢性淋巴等首次从一例慢性淋巴腺病患者血液中分离到的一株新逆转录病毒，称为淋腺病患者血液

44、中分离到的一株新逆转录病毒，称为淋巴腺病相关病毒巴腺病相关病毒(LAV)1984年年美国美国Gallo等从艾滋病患者中分离到相似的逆转录病等从艾滋病患者中分离到相似的逆转录病毒，称之为人类嗜毒，称之为人类嗜T淋巴细胞病毒淋巴细胞病毒型型(HTLV-)1986年年国际病毒分类委员会将国际病毒分类委员会将LAV、HTLV-统一命名为统一命名为Luc Montagnier吕克吕克-蒙塔尼蒙塔尼 Franoise Barr-Sinoussi弗朗索瓦丝弗朗索瓦丝巴尔巴尔-西诺西西诺西2008年诺贝尔生理年诺贝尔生理 医学奖医学奖发现人类免疫缺陷病毒（即艾滋病病毒）发现人类免疫缺陷病毒（即艾滋病病毒）罗伯

45、特罗伯特盖洛盖洛（美国，（美国，NIH）吕克吕克-蒙塔尼蒙塔尼（法国，巴斯德研究所）（法国，巴斯德研究所）LAV，1983HTLV-，19841987HTLV-，1984LAIHIV 病毒包膜基质蛋白P17核衣壳核心脂质双层包膜糖蛋白gp120gp41P24P7逆转录酶RNA基因组二、二、HIV病毒病原学与结构病毒病原学与结构uHIV为单链为单链RNA病毒病毒u属于逆转录病毒科中的慢病毒属属于逆转录病毒科中的慢病毒属uHIV-1和和HIV-2两个亚型两个亚型 HIV的结构模式图的结构模式图gp120 外膜糖蛋白外膜糖蛋白gp41跨膜蛋白跨膜蛋白双层脂质膜双层脂质膜p17基质蛋白基质蛋白P24核

46、心蛋白核心蛋白逆转录酶逆转录酶RNAHIV的显微镜下结构的显微镜下结构HIV呈球形，直径呈球形，直径100120nmRNAmRNAdsDNA()DNARNA酶酶H 前病毒前病毒整合整合RNA/DNA逆转录酶逆转录酶子代子代RNA结构蛋白结构蛋白调节蛋白调节蛋白RNA三、病毒的复制和生命周期三、病毒的复制和生命周期逆转录病毒的生命周期逆转录病毒的生命周期 四、四、HIV的致病性的致病性CD4 cellsantibodyvirusHIV主要侵犯主要侵犯CD4+T淋巴细胞，及富含淋巴细胞，及富含CD4+T淋巴细胞的组织淋巴细胞的组织uHIVHIV感染所致的直接细胞病变感染所致的直接细胞病变效应所致的

47、效应所致的CD4+TCD4+T细胞减少；细胞减少；uHIVHIV感染引起感染引起CD4+TCD4+T细胞功能细胞功能损失及耗竭；损失及耗竭；u感染者在感染者在CD4+TCD4+T细胞的耗竭之细胞的耗竭之前免疫功能下降；前免疫功能下降；u巨噬细胞及树突状细胞巨噬细胞及树突状细胞(DCs)(DCs)和滤泡状树突细胞和滤泡状树突细胞(FDCs)(FDCs)在在HIVHIV感染所致的免疫缺陷中的感染所致的免疫缺陷中的作用。作用。HIV致病分子机制致病分子机制CD4感染感染HIV 数量减少数量减少功能障碍功能障碍严重机会感染、严重机会感染、恶性肿瘤恶性肿瘤AIDS感染感染HIVHIV病毒后的自然发展过程

48、病毒后的自然发展过程急性期急性期无症状期（潜伏期）无症状期（潜伏期）艾滋病相关艾滋病相关综合症综合症艾滋病艾滋病急性期急性期 75%80%的的HIV感染者有发热感染者有发热 60%的感染者可出现皮疹，伴随乏力、恶心、纳差、的感染者可出现皮疹，伴随乏力、恶心、纳差、头痛、肌痛、关节痛等非特异性症状头痛、肌痛、关节痛等非特异性症状全身广泛淋巴结的轻度肿大，较固定、有触痛，可活动全身广泛淋巴结的轻度肿大，较固定、有触痛，可活动 皮疹可以是斑疹、丘疹、或痤疮样等，特别是出现在皮疹可以是斑疹、丘疹、或痤疮样等，特别是出现在 上胸背部，一般没有疼痛和瘙痒上胸背部，一般没有疼痛和瘙痒 口腔和生殖器的皮损较为

49、常见口腔和生殖器的皮损较为常见 少数患者表现为淋巴结炎少数患者表现为淋巴结炎 血液中可见非典型的单核细胞，提示急性病毒活动期血液中可见非典型的单核细胞，提示急性病毒活动期 病变轻微，持续病变轻微，持续314日，无需特异性治疗可自行缓解日，无需特异性治疗可自行缓解急性原发性感染期的躯干斑丘疹急性原发性感染期的躯干斑丘疹无症状期无症状期 从从HIV急性感染期延伸而来，或是急性感染期缺如直急性感染期延伸而来，或是急性感染期缺如直 接进入本期接进入本期 一般情况较好，无临床症状一般情况较好，无临床症状 对感染没有过度的易感性，也能从普通的或季节性感对感染没有过度的易感性，也能从普通的或季节性感 染中很

50、快恢复染中很快恢复艾滋病期艾滋病期 艾滋病相关综合征期：开始出现与艾滋病有关的症状和艾滋病相关综合征期：开始出现与艾滋病有关的症状和 体征，直至发展成典型艾滋病的一段时期体征，直至发展成典型艾滋病的一段时期 具备艾滋病的最基本特点：细胞免疫缺陷具备艾滋病的最基本特点：细胞免疫缺陷 持续持续1月以上的发热、盗汗、腹泻、乏力月以上的发热、盗汗、腹泻、乏力 体重减轻体重减轻10%以上以上 头痛、性格改变、记忆力减退、表情淡漠、乃至痴呆头痛、性格改变、记忆力减退、表情淡漠、乃至痴呆 的神经精神症状的神经精神症状 全身广泛的持续淋巴结肿大，直径大于全身广泛的持续淋巴结肿大，直径大于1cm，无压痛、，无压