唐氏综合征是一种染色体21三体引起的疾病。在美国,约三百分之一的新生儿携带非整倍体染色体,而其中一半是21三体。唐氏综合征是导致儿童智力缺陷的主要遗传因素,此外,这类患者还面临其他健康问题:先天性心脏病、造血功能紊乱、早发型阿尔茨海默病。关于唐氏综合征的研究力图寻找到与唐氏综合征最相关的21号染色体上的基因,但这项工作最终变得非常困难,主要是由于唐氏综合征基因的高度复杂性和表型的高度变异,并且被个体间的正常变异所混淆。虽然关于唐氏综合征的小鼠模型取得了一些进步,但目前仍然需要更好的方式来了解唐氏综合征的细胞和病理机制。
美国马萨诸塞大学医学院细胞与发育生物学系的Jun Jiang等假设,额外染色体中的基因不平衡能够通过操纵XIST基因(X失活基因)而得以修正。研究人员利用锌指核酸酶在唐氏综合征多能干细胞中的21号染色体DYRKIA区域插入了一个大的XIST基因。XIST非编码RNA包裹21号染色体,并激发了稳定的异染色质修饰、全基因组转录沉默和DNA甲基化,从而形成了一个21号染色体巴氏小体。这为研究染色体失活提供了一个模型,并建立了研究基因表达改变和21三体病理过程的系统。值得注意的是,增殖以及神经丛形成不足能够通过沉默21号染色体得到迅速逆转。对体外21三体的成功沉默,使得我们在“染色体”疗法的发展中迈出了重要的一步。(作者:贺利军)
参考文献:《Nature》2013;500:296-300