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劳伦斯教授曾花了很长时间对XIST基因的功能进行研究。而在平时，她又会为唐氏症患儿的家长提供咨询服务。受此影响，劳伦斯便萌生了利用XIST基因来“围歼”唐氏症的设想。很显然，这一策略颇具可行性。
4 C0 l& F. c, h6 b8 r# f6 \3 r: X 众所周知，女性细胞包含两条的X染色体，如果二者都处于激活状态，会造成很多麻烦，因此机体便要借助一定的机制使其中一条失活。这一机制中，XIST基因扮演了重要角色。它在转录时会产生一大堆RNA（核糖核酸）。这些RNA先是像毯子一样将待失活的X染色体覆盖起来，而后将其压缩捆绑。这种状态下的X染色体就像被锁在书柜里的书一样，其中的转录信息无法为机体转录系统读取，它造成的麻烦同时也一并烟消云散。
5 m$ [0 q( F5 `" W/ Q+ H想要让21号染色体也能成为XIST的作用对象，需使原本位于X染色体上的XIST基因同时也出现在这条染色体上。为了攻克这一障碍，研究者面临的第一个难题是解决XIST基因“个头”实在太大的问题。插入太长的DNA片段，不但大大增加插入的难度，而且稳定性也很难保证。此外，即便能将XIST插入到21号染色体上，能否在不影响细胞其他正常功能的情况下使之失活，研究者并没有十足的把握。其他两个21号染色体是否会受到影响？这些也没有答案。不过科学研究就是一场探索未知的旅程，权衡了风险以及可能带来的巨大益处后，研究启动了。% f, E9 O! \0 B
姜某和同事选择的研究对象是来自一名唐氏症患儿的细胞。研究者利用重编程的手段，将其诱导为多能干细胞（iPS细胞）。为了解决XIST“体格”过大的问题，她动用了锌指核酸酶。这种酶可以切割XIST的特异位点，并帮助“减肥”后XIST插入到21号染色体的预定位置。整整历时六年，试验终于有了结果，XIST在细胞学水平上的确发挥了作用。研究者通过精细调节XIST的数量，3条21号染色体中的一条被XIST包裹的“哑口无言”。; f( k8 `* a4 N+ x
随后，研究者们观察到，改造后的细胞生长的更快，产生的克隆也更大，而且源自自患儿神经细胞的iPS细胞经过转基因操作后，表现更加抢眼。这也从侧面证实唐氏症患者在生长发育过程出现的种种异常，在很大程度上与细胞生长分裂速度太慢有关。研究团队用这些扎实的工作和漂亮的结果确凿无误的证实，他们的想法是可行的。
; ]* x, u' b/ K6 t+ I 约翰霍普金斯大学的研究者罗杰·里夫认为，这是一项令人激动人心的研究，他对研究者数年一直埋头于这项探索尤为赞赏，不过他也指出，目前仍有一些难点有待克服。当务之急，研究者需要在试验动物身上再现细胞水平上的漂亮结果，另外，如何让试验小鼠也患上唐氏综合症也是开展后续研究的一个很大的难题。
2 C+ T4 X6 ]0 W& R, w5 v: V2 I劳伦斯同样也看到了这些困难。直接将XIST基因用于治疗的确障碍重重，将其真正付诸于临床应用还有很长的路要走，然而，对于特定情况，基于XIST的治疗措施或许能很好的发挥作用。比如很多唐氏症患儿往往患有骨髓增生性疾病，这会导致血细胞过多的产生，因此有罹患白血病的风险很高。对于这类情况，如果能将XIST插入到患儿的造血干细胞中，便可大幅降低癌症的发病风险。
1 O! Q2 ~0 R/ v% C" w" y* F 除此之外，这项成果还能带来不少立杆见影的益处。唐氏症患者常会患有智力障碍、心脏病、肾病、白血病等涉及机体多个器官的疾病。如何将疾病与相关基因匹配定位，使用常规放方法，这几乎是一项不可能完成的任务。借助XIST的力量，人们或许能离最终目标更进一步。劳伦斯举例称，我们可以使用XIST让唐氏症细胞的一条21号染色体失活，然后比较失活前后基因的表达状态与表达水平发生了哪些变化，这样就可以初步定位疾病相关基因。
0 M7 U* W# M* u$ F$ S" S) h 另外，XIST治疗唐氏症取得实验性成功也提示人们，它大展拳脚的舞台或许不只这一处。对于其他一些3体综合症，如13号染色体三体的帕坦综合症和18号染色体三体的爱德华综合症都可以用同样的思路展开治疗。 |
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发表于 2015-7-11 08:14
