引起唐氏綜合徵（Down syndrome）的人類21三體綜合徵是導致機體認知功能障礙最普遍的遺傳性原因，也是產前和植入前診斷的關鍵焦點。然而，針對消除三體細胞中多餘染色體的研究非常有限。
近日，一篇發表在國際雜誌PNAS Nexus上題為“Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells”的研究報告中，來自日本國立三重大學等機構的科學家們進行了一項體外概念驗證研究，結果表明，利用基因編輯技術或能最終在細胞水平上治療人類21三體綜合徵。
唐氏綜合徵是由第21條染色體的第三個複製所引起的，這種情況發生在大約每700個活產嬰兒中就有1例。在發育的早期階段相對容易進行診斷，然而目前針對唐氏綜合徵並沒有有效的治療方法。
在這項研究中，Ryotaro Hashizume及其同事利用CRISPR-Cas9基因編輯系統，在此前由多能細胞和皮膚成纖維細胞所產生的21三體細胞系中成功切割了第三條染色體。這項技術能夠識別出哪條染色體被複制了，這對於確保在移除第三條染色體後，細胞不會有兩個完全一樣的複製，而是含有來自兩個親本各一條染色體是非常必要的。
研究人員現在能夠從誘導多能幹細胞（iPSCs）和成纖維細胞中移除重複的染色體。抑制染色體DNA的修復能力則會增加重複染色體的消除率。Hashizume解釋說：“染色體的挽救不僅能可逆地恢復基因表達和細胞表型，但這種方法目前還沒有準備好進行體內應用，部分原因是當前的技術也可能改變保留的染色體。”
據研究者介紹，類似的方法最終或許也能用於神經元和神經膠質細胞，並能為開發針對唐氏綜合徵患者的新型療法奠定基礎。最後，研究者表示，DNA損傷反應的短暫敲低（knockdown）會增加染色體的損失率，而染色體的挽救則會可逆地恢復基因特徵並改善細胞表型。此外，研究人員提出的新型策略在已經分化的未分裂細胞中被證實是有效的。他們推測，這種新型等位基因特異性的方法或許能為靶向治療21三體綜合徵奠定一定的基礎。
參考文獻：
Ryotaro Hashizume,Sachiko Wakita,Hirofumi Sawada, et al. Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells, PNAS Nexus (2025). DOI:10.1093/pnasnexus/pgaf022
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