三重大学等的研究团队成功开发出了一种从唐氏综合征患者细胞中去除多余致病染色体的技术。研究人员通过基因组编辑技术改写基因,从培养自唐氏综合征患者的iPS细胞中去除了多余的染色体后,细胞活动恢复正常。由于现有技术尚无法直接应用于临床治疗,研究团队下一步将致力于开发无需切除染色体即可抑制其活性的新方法。

据估计,日本约有8万名唐氏综合征患者。患者在幼年期表现出智力障碍,40岁以后则多数患上阿尔茨海默病。此外,部分患者青春期后还可能突然出现能力退化的“退行性症状”。
唐氏综合征由于细胞核中DNA的染色体数量多了一条而导致的。正常人体细胞中有23对共46条染色体,而唐氏综合征患者第21号染色体数量天生多出一条,为3条。
研究团队首先锁定了该染色体独有的基因组序列,以识别增加的染色体。当使用基因组编辑技术以特定序列为标记切断染色体时,发现最高有37.5%的概率能够去除多余的染色体。
被切断的染色体碎片通过细胞自身机制排出细胞核外。实验证实去除多余染色体后的iPS细胞在基因状态和增殖速度等方面与正常细胞无异。
目前该研究成果很难直接应用于医学治疗。首要难题是基因组编辑无法100%去除多余染色体。如果染色体未被完全去除,细胞可能会自行修复,但修复过程中可能发生基因重复、缺失等变异,导致染色体序列不同于原本的状态。
三重大学桥诘令太郎讲师指出:“该技术可能会引起基因组的改变,因此风险较高。现阶段无法用于临床治疗。”而完全切除染色体也可能带来未知的副作用。“研究已证实如果能靶向多余的染色体序列,就可以高效去除它”(桥诘讲师),研究团队下一步目标是开发无需切除染色体而抑制其活性的新方法。
该研究成果已于2月18日发表在美国学术期刊《PNAS Nexus》上。
原文:《日本经济新闻》、2025/3/11
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:PNAS Nexus
论文:Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells
URL:https://academic.oup.com/pnasnexus/article/4/2/pgaf022/8016019