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Nature頭條:沉默致病染色體

日期:2013-07-22 09:34:21

唐氏綜合癥患者攜帶著一條額外的21號(hào)染色體拷貝,造成了他們的全面發(fā)育延遲。根據(jù)發(fā)表在717日《自然》(Nature)雜志上的一項(xiàng)新研究,插入一個(gè)基因可以沉默掉這一額外的21號(hào)染色體。這一方法可以幫助研究人員找出這一疾病癥狀背后的細(xì)胞信號(hào)通路,并設(shè)計(jì)出靶向性治療。

 

研究的主要作者、麻省大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)家Jeanne Lawrence說(shuō):“這一策略可以應(yīng)用于多個(gè)方面,我認(rèn)為它可能現(xiàn)在就有用處?!?/SPAN>

 

Lawrence和她的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一種方法,模擬所有雌性哺乳動(dòng)物沉默一條X染色體的自然過(guò)程。兩條X染色體都包含有一個(gè)稱(chēng)作為XIST的基因,當(dāng)XIST激活時(shí)會(huì)生成一種RNA分子,這一分子會(huì)像毯子一樣覆蓋在染色體的表面,阻止其他的基因表達(dá)。在雌性哺乳動(dòng)物中,一個(gè)XIST基因拷貝激活,會(huì)導(dǎo)致它所在的X染色體沉默。

                     

Lawrence研究小組將XIST基因整合到唐氏綜合癥患者細(xì)胞其中的一條21號(hào)染色體中。研究小組還插入了一個(gè)遺傳“開(kāi)關(guān)”,這使得他們能夠通過(guò)定量給予細(xì)胞多西環(huán)素,開(kāi)啟XIST。這樣做抑制住了額外的那條致病21號(hào)染色體上個(gè)別基因的表達(dá)。

 

第一步

 

該實(shí)驗(yàn)采用的是誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,研究人員希望有一天他們將能夠在不同的器官和組織類(lèi)型中研究唐氏綜合癥的影響。這一研究工作將促成新的治療應(yīng)對(duì)唐氏綜合癥退化癥狀,例如唐氏綜合癥患者有形成早期癡呆的傾向。

 

希伯來(lái)大學(xué)干細(xì)胞研究人員Nissim Benvenisty說(shuō):“在唐氏綜合癥研究中關(guān)閉整條染色體的想法非常的有趣?!彼A(yù)計(jì)在未來(lái)的研究中,研究人員將會(huì)把細(xì)胞分成兩組,一組中額外的21號(hào)染色體開(kāi)啟,而另一組額外的21號(hào)染色體被關(guān)閉,從而來(lái)比較它們的功能機(jī)制,以及對(duì)于治療的反應(yīng)。

 

研究人員以往曾采用不同類(lèi)型的遺傳修飾方法除去唐氏綜合癥患者細(xì)胞中的額外染色體。該技術(shù)是基于這一事實(shí):攜帶三個(gè)21號(hào)染色體拷貝的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞有時(shí)會(huì)自然地將額外的染色體踢出去?!暗屓祟^疼的是,你不能控制它,”賓夕法尼亞費(fèi)城兒童醫(yī)院干細(xì)胞研究人員Mitchell Weiss說(shuō)。

 

不過(guò),Weiss說(shuō)最方法也有自身的缺陷:開(kāi)啟XIST或許不能阻斷額外染色體上所有的基因表達(dá),這有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果混亂。

 

不過(guò),Weiss仍然認(rèn)為這一方法可為唐氏綜合癥提供新的治療,并可應(yīng)用于研究其他的染色體疾病,例如有13號(hào)染色體三體引起的Patau綜合征。

 


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