基因剪刀的突破：CRISPR精准修复唐氏综合征细胞
利用CRISPR-Cas9技术，研究团队成功从唐氏综合征细胞中精准移除多余的21号染色体，恢复基因表达，改善细胞功能，为未来治疗提供新希望。
唐氏综合征是人类最常见的染色体异常疾病，因多出一条21号染色体而引发，影响约每700名新生儿中的一人。这种遗传异常导致认知障碍和其他健康问题，长期以来是产前诊断的重点。然而，科学家们一直在探索如何从细胞层面根治这一问题。近日，一项突破性研究利用CRISPR-Cas9技术，成功从唐氏综合征的诱导多能干细胞和成纤维细胞中移除多余的染色体，为未来治疗开辟了新路径。
这项研究的独特之处在于其“等位基因特异性”策略。传统的CRISPR方法可能随机切割所有21号染色体，而研究团队开发了一种精准定位单一染色体的方法。他们通过全基因组测序和单体型分型，识别出目标染色体的独特序列，确保只移除特定的21号染色体副本，避免影响其他染色体。比如，他们发现21号染色体上某些基因，如DS细胞粘附分子，会因父母来源不同而表达差异，因此精准选择目标尤为重要。
实验中，研究人员在唐氏综合征的诱导多能干细胞中引入了CRISPR-Cas9系统，通过在目标染色体上制造多个双链断裂，诱导其丢失。他们还临时抑制了DNA修复基因，如LIG4和POLQ，显著提高了染色体移除效率，最高达到13.9%。更令人振奋的是，这种方法不仅适用于干细胞，还在非分裂的成熟成纤维细胞中有效，显示出广泛的应用潜力。
通过荧光原位杂交技术，研究团队验证了染色体移除的成功率，发现精准切割的细胞中，约37.5%恢复了正常染色体数目。基因表达分析进一步揭示，移除多余染色体后，细胞的基因特征得到显著改善，与神经系统发育相关的基因上调，代谢相关的基因下调，提示可能逆转唐氏综合征的某些表型特征。例如，恢复正常染色体数目的细胞显示出更快的增殖速度和更低的活性氧水平，表明细胞健康状况得到改善。
这项技术并非没有挑战。研究发现，切割过程中可能在剩余染色体上引入小的基因变异，这需要进一步优化以提高安全性。此外，当前实验仅在单一细胞系中进行，未来需在更多细胞类型，如神经元中验证其效果。尽管如此，这项研究为唐氏综合征的治疗提供了全新视角。相比过去通过插入抑制基因或沉默染色体的方法，CRISPR的精准切割更为直接，且无需永久改变基因组。
展望未来，研究团队计划探索更安全的非切割方法，如表观遗传学手段，以避免潜在的基因损伤。同时，他们希望开发体内递送系统，让这一技术更接近临床应用。唐氏综合征的复杂性在于其基因表达的个体差异，但通过精准移除多余染色体，科学家们正一步步揭开治疗的希望之门，为患者带来更光明的未来。
