根據今天發表在《自然》雜誌上的一項研究，插入一個基因可以抑制導致唐氏綜合徵的額外 21 號染色體副本。該方法可以幫助研究人員識別該疾病症狀背後的細胞通路，並設計靶向治療方法。
“這是一種可以以多種方式應用的策略，我認為現在就可以發揮作用，”馬薩諸塞大學醫學院位於伍斯特分校的細胞生物學家，同時也是該研究的主要作者珍妮·勞倫斯說。
勞倫斯和她的團隊設計了一種方法來模擬自然過程，該過程沉默了所有雌性哺乳動物攜帶的兩條 X 染色體之一。兩條染色體都包含一個名為XIST（X 染色體失活基因）的基因，當該基因被啟用時，會產生一個 RNA 分子，像毯子一樣覆蓋染色體表面，阻止其他基因表達。在雌性哺乳動物中，XIST 基因的一個副本會被啟用——沉默它所在的 X 染色體。
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勞倫斯的研究團隊將XIST基因剪接到唐氏綜合徵患者細胞中 21 號染色體的三個副本之一中。該團隊還插入了一個基因“開關”，使他們能夠透過用抗生素強力黴素處理細胞來啟用XIST。這樣做抑制了 21 號染色體上各個基因的表達，這些基因被認為與構成唐氏綜合徵的普遍發育問題有關。
第一步
該實驗使用了誘導多能幹細胞，這種幹細胞可以發育成多種型別的成熟細胞，因此研究人員希望有一天他們能夠研究唐氏綜合徵對不同器官和組織型別的影響。這項工作可能帶來針對唐氏綜合徵退行性症狀的治療方法，例如該疾病患者易患早發性痴呆症的傾向。
耶路撒冷希伯來大學的幹細胞研究員尼西姆·本維尼斯特說：“關閉整個染色體的想法在唐氏綜合徵研究中非常有趣”。他預計未來的研究會將改變後的細胞分成兩批——一批額外的 21 號染色體處於開啟狀態，另一批處於關閉狀態——以比較它們的功能以及對治療的反應。
研究人員之前曾使用不同型別的基因改造技術，從唐氏綜合徵患者的細胞中去除了額外的染色體。該技術依賴於誘導多能幹細胞偶爾會自然排出攜帶的第三個 21 號染色體——但“這很麻煩”，費城兒童醫院的幹細胞研究員米切爾·韋斯說。“你無法控制它。”
然而，韋斯說，最新的方法也有其自身的缺點：啟用XIST可能無法阻止額外染色體中的所有基因表達，這可能會混淆實驗結果。
儘管如此，韋斯認為，這種方法可能會為唐氏綜合徵帶來新的治療方法——並證明對研究其他染色體疾病（如帕陶綜合徵，一種由第三個 13 號染色體引起的發育障礙）有用。