从唐氏综合症细胞系中移除额外的21号染色体

华欧宝娱乐地址盛顿大学的科学家们成功地从唐氏综合症患者的细胞培养中去除了额外的21号染色体副本。唐氏综合症患者的身体细胞含有3个21号染色体副本，而不是通常的一对。

任何染色体的三倍复制都是严重的基因异常称为三染色体细胞。三体症占了近四分之一妊娠丢失根据研究小组的说法。除了唐氏综合征(21三体)，其他一些人类三体是额外的Y或X染色体，爱德华兹综合征(18三体)和帕托综合征(13三体)，这两种疾病的新生儿数量都极高死亡率。

在11月2日的报道中细胞干细胞，一个由华盛顿大学医学系李伯利博士领导的团队描述了他们如何纠正在实验室中培养的人类细胞系中的21三体。参与该项目的资深科学家是基因治疗研究人员大卫·w·罗素博士(Dr. David W. Russell)，医学和生物化学教授，以及医学教授塔利亚·帕帕扬诺普洛博士(Dr. Thalia Papayannopoulou)。

他们指出，有针对性地去除人体三体可以有临床和研究应用。

在活产唐氏综合征是最常见的三体症。这种疾病具有典型的眼部、面部和手部特征，并可能导致许多医疗问题，包括心脏缺陷例如智力受损、过早衰老和痴呆，以及某些形式的白血病血癌。

“我们当然不是在提议我们描述的方法会导致唐氏综合症的治疗，”罗素说。“我们正在研究的是，医学科学家有可能为伴随唐氏综合症的一些血液形成障碍创造细胞疗法。”

例如，他说，有一天，唐氏综合症白血病患者可能患有干细胞获得了自己的细胞，并在实验室里纠正了三体培养细胞。然后他们可以接受自身干细胞的移植——减去多余的染色体——或者从他们的固定干细胞中产生的健康血细胞，因此不会促进白血病，这是他们癌症治疗的一部分。

他补充说，从同一个人身上产生21三体或不产生21三体干细胞的能力，可以让我们更好地理解唐氏综合症的病因。除了额外的染色体外，这些细胞系在基因上是相同的。研究人员可以对比这两种细胞系是如何形成大脑神经细胞的，从而了解21三体对神经元发育的影响，这可能为唐氏综合症终身认知障碍和成年期智力衰退提供见解。类似的比较方法可以寻找这种遗传条件下过早老化或有缺陷的心脏组织的基础。

三体的形成也是利用干细胞进行再生医学研究的一个问题。Russell和他的团队观察到，他们的方法也可以用来恢复在创造茎的过程中经常出现的不需要的三体细胞培养。

弄清楚移除多余染色体的精确技术是很棘手的，Russell说，但是他的同事Li在他第一次尝试获得工程细胞系时努力解决了几个挑战。

“李博士的成就是一项绝技，”罗素说。

研究人员使用一种腺相关病毒作为载体，将一种名为TKNEO的外来基因导入一个特定的位点21号染色体在染色体的长臂上，有一个叫做APP的基因。我们选择了TKNEO转基因，因为它预测了在特定的实验室生长培养基中对阳性和阴性选择的响应。当在反对TKNEO的条件下生长时，细胞存活的最常见原因是携带转移基因的21号染色体的自然丢失。其他的生存策略是点突变，即DNA碱基对的单个微小改变;基因沉默，这意味着TKNEO被细胞“关闭”;或删除TKNEO。

Russell解释了这一技术的一个关键优势，它可以摆脱整个额外染色体一旦它走了，就什么也不留下了。

“基因治疗研究人员必须小心，他们的方法不会引起基因毒性，”他说。这意味着，例如，染色体的移除不能破坏或重新排列剩余的遗传密码。这个方法不应该这样做。”

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