根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据，唐氏综合征每年影响约5,775名美国新生儿，是该国最常见的染色体疾病。20世纪50年代，科学家确定了其病因，发现当存在额外的21号染色体拷贝时，就会发展出这种疾病。如今，数十年后，研究人员正在探索基因编辑技术CRISPR的潜力，该技术通过移除基因并插入新基因来修改基因组，有点像分子剪刀。
过去两年中已发表了两项概念验证研究——一项研究表明，有可能在不损害剩余细胞的情况下，从人类21三体细胞中移除额外的染色体；另一项研究则使用X染色体失活基因(XIST)使21号染色体的第三个拷贝沉默。
尽管研究仍处于早期阶段，但这些研究可能为医学干预铺平道路，从而造福那些患有唐氏综合征的人群。根据美国心脏协会的数据，唐氏综合征患者面临更高的心血管疾病风险；根据国家老龄化研究所的数据，他们也更容易发展出阿尔茨海默病。
利用CRISPR移除第三条染色体
日本三重大学的研究人员已经证明，有可能在不损害剩余两条染色体的情况下移除整条染色体。
在发表于《PNAS Nexus》杂志的一项研究中，研究团队描述了一种使用CRISPR-Cas9基因编辑系统的技巧。首先，通过捕捉微妙的遗传线索，该系统识别出三条染色体中的重复拷贝。然后，通过几次切割，它能够移除一个拷贝，留下两条完整的染色体，一条来自每个亲本。通过暂时抑制通常修复DNA的生物机制，研究团队阻止了细胞修复第三条染色体，从而提高了染色体消除的效率。
专家成功地在唐氏综合征患者的干细胞和皮肤细胞中进行了该操作，并表明采用更精确的（等位基因特异性）方法，专门针对单个等位基因是可行的。这与先前采用更广泛方法、敲除非目标染色体的策略形成对比。
该研究的作者表示，这些发现"为更复杂的医学干预奠定了基础"，但它们仅是概念验证。仍有许多重大障碍需要克服，尤其是消除影响剩余染色体的风险。
研究人员写道："总之，本研究展示了采用[等位基因特异性]CRISPR/Cas9方法的有效性，该方法通过选择性地移除21号染色体的额外拷贝，有效纠正人类21三体细胞中的染色体异常，证明了这种策略作为[唐氏综合征]治疗干预的可行性和有效性。"
利用CRISPR使第三条染色体沉默
第二项方法描述在发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的一篇论文中，研究了如何利用XIST使人类21三体细胞中的第三条染色体沉默。这并非首次探索XIST在此情境下的应用，但技术限制阻碍了进展。这种新技术使用了改良版的CRISPR-Cas9，贝斯以色列女执事医疗中心和哈佛医学院的研究人员报告称："为唐氏综合征的治疗开辟了一条道路。"
该方法基于长非编码RNA XIST，它在生物女性中自然表达，使其中一条X染色体失活，以防止拥有两条X染色体的人接收到双倍的X连锁蛋白。该技术涉及将XIST插入21号染色体的第三个拷贝以使其沉默。与之前的研究一样，这项研究在实验室中进行，涉及人类干细胞。需要进一步研究来证明该方法的安全性和有效性。
本文不提供医疗建议，仅用于信息目的。
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