PNAS Nexus：突破！科学家有望利用CRISPR-Cas9基因编辑技术剪掉唐氏综合征患者多余的染色体

引起唐氏综合征（Down syndrome）的人类21三体综合征是导致机体认知功能障碍最普遍的遗传性原因，也是产前和植入前诊断的关键焦点。然而，针对消除三体细胞中多余染色体的研究非常有限。

近日，一篇发表在国际杂志PNAS Nexus上题为“Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells”的研究报告中，来自日本国立三重大学等机构的科学家们进行了一项体外概念验证研究，结果表明，利用基因编辑技术或能最终在细胞水平上治疗人类21三体综合征。

唐氏综合征是由第21条染色体的第三个拷贝所引起的，这种情况发生在大约每700个活产婴儿中就有1例。在发育的早期阶段相对容易进行诊断，然而目前针对唐氏综合征并没有有效的治疗方法。

在这项研究中，Ryotaro Hashizume及其同事利用CRISPR-Cas9基因编辑系统，在此前由多能细胞和皮肤成纤维细胞所产生的21三体细胞系中成功切割了第三条染色体。这项技术能够识别出哪条染色体被复制了，这对于确保在移除第三条染色体后，细胞不会有两个完全一样的拷贝，而是含有来自两个亲本各一条染色体是非常必要的。

研究人员现在能够从诱导多能干细胞（iPSCs）和成纤维细胞中移除重复的染色体。抑制染色体DNA的修复能力则会增加重复染色体的消除率。Hashizume解释说：“染色体的挽救不仅能可逆地恢复基因表达和细胞表型，但这种方法目前还没有准备好进行体内应用，部分原因是当前的技术也可能改变保留的染色体。”

据研究者介绍，类似的方法最终或许也能用于神经元和神经胶质细胞，并能为开发针对唐氏综合征患者的新型疗法奠定基础。最后，研究者表示，DNA损伤反应的短暂敲低（knockdown）会增加染色体的损失率，而染色体的挽救则会可逆地恢复基因特征并改善细胞表型。此外，研究人员提出的新型策略在已经分化的未分裂细胞中被证实是有效的。他们推测，这种新型等位基因特异性的方法或许能为靶向治疗21三体综合征奠定一定的基础。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Ryotaro Hashizume,Sachiko Wakita,Hirofumi Sawada, et al. Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells, PNAS Nexus (2025). DOI:10.1093/pnasnexus/pgaf022