華盛頓大學的科學家們成功在源自唐氏綜合癥患者的細胞系中移除了21號染色體的多余拷貝。唐氏綜合癥患者的細胞中本含有三個拷貝的21號染色體。在新生兒中，唐氏綜合癥是最常見的三體綜合癥，這一疾病會導致心臟缺陷、智力缺陷、早老癥和癡呆、特殊白血病等等。

如果任何染色體有三份拷貝，都是一種嚴重的遺傳學異常，被稱為三體trisomy。有研究指出，近四分之一的自然流產(chǎn)都是由于三體綜合癥造成的。除了唐氏綜合癥（21三體）以外，還有包括X染色體或Y染色體在內(nèi)的其他人類三體綜合癥，例如Edwards綜合癥（18三體）和Patau綜合癥（13三體），這兩種疾病的新生兒死亡率都特別高。

華盛頓大學醫(yī)學院Dr. Li B. Li領導的團隊在Cell Stem Cell雜志上發(fā)表了一項研究，他們用唐氏綜合癥患者的成纖維細胞生成了多能干細胞iPSC，并將TKNEO基因?qū)氲郊毎械?/SPAN>21號染色體上，成功去除了21號染色體的多余拷貝。

研究人員指出，不論是在臨床治療還是研究領域，靶向性移除人體細胞中的多余染色體都具有廣泛的應用。當然他們并不主張直接用這一技術能夠治療唐氏綜合癥，不過這一技術有望幫助人們開發(fā)新細胞療法來治療唐氏綜合癥的一些并發(fā)癥。例如，可以用唐氏綜合癥白血病患者的細胞生成干細胞，并在體外校正這些細胞的染色體拷貝數(shù)。隨后將這些干細胞或者干細胞所形成的健康血細胞移植到患者體內(nèi)，用以治療這類白血病。

這些經(jīng)過校正的干細胞也有助于科學家們對唐氏綜合癥相關疾病的而研究。在遺傳學上，這些經(jīng)校正的細胞與患者自身細胞是相同的，唯一的差異是缺少了多余染色體。研究人員可以進行比對，分析兩種細胞系形成大腦神經(jīng)細胞有何異同，從而了解21三體對神經(jīng)元發(fā)育的影響，研究唐氏綜合癥中終身認知障礙和智力衰退的形成機制。同理，還可以研究唐氏綜合癥中早老或心臟組織缺陷的相關機制。

此外，在使用干細胞的再生醫(yī)學中三體現(xiàn)象也是個重要問題。而利用這一技術就可以修復干細胞培養(yǎng)時出現(xiàn)的三體現(xiàn)象。

研究人員使用腺相關病毒作為載體，將TKNEO基因轉(zhuǎn)入染色體21的特殊位點（在APP基因內(nèi)）。選擇TKNEO基因的原因是，在特殊的體外培養(yǎng)基中可以進行正向和負向選擇。當利用培養(yǎng)條件進行負向選擇時，細胞為了生存會自發(fā)失去含有該基因的21號染色體。

Russell解釋道，這一技術的關鍵優(yōu)勢在于完全去除了整個多余的染色體，并且他們經(jīng)過精心設計并未使細胞的遺傳學密碼受到破壞或發(fā)生重排。