日前，诺奖得主山中伸弥（Shinya Yamanaka）等人在《自然》（Nature）杂志上报告称，他们通过细胞重编程技术（iPS），使正常染色体成功替代环状染色体，校正了大规模的染色体缺陷。这样的新技术有望用来治疗，因染色体异常引起的先天畸形、智力障碍和生长迟缓。

文章的共同通讯作者、凯斯西储大学的 Anthony Wynshaw-Boris 教授表示：“未来也许可以通过这一途径，对携带染色体缺陷的患者细胞进行重编程，使正常染色体替代缺陷型染色体，让细胞恢复正常。”

环状染色体会引起多种先天性缺陷，不过由于细胞分裂出现问题，几乎所有的携带者都身材矮小。正常的染色体是末端受到保护的线性结构，而环状染色体的两端发生融合形成环状。这样的融合可能与染色体发生大范围的末端缺失有关，如果缺失的是细胞正常功能所需的基因，就会导致功能丧失型的疾病。

在此之前，人们一直未能找到有效解决染色体大规模缺失的办法。现在研究人员发现，在对患者细胞进行 iPS 重编程时，正常功能的染色体能够替代缺陷型染色体。他们将三位 Miller Dieker 综合症患者的皮肤细胞诱导成 iPSC（诱导多能干细胞），这一疾病是由 17 号染色体一端发生大规模缺失造成的，这种缺陷会影响患者的大脑发育。

这三位 Miller Dieker 综合症患者中，有一位携带环状染色体，另外两位的 17 号染色体没有成环。不过，三位患者都拥有一个正常的 17 号染色体。研究显示，环化的 17 号染色体在重编程之后彻底消失，被正常 17 号染色体的拷贝取代。而未成环的缺陷型染色体在重编程后依然存在。研究人员又对两个环状 13 号染色体携带者的细胞进行重编程，结果是细胞抛弃了环状染色体，选择了正常 13 号染色体的拷贝。这说明，重编程的校正能力，并不是环状 17 号染色体所独有的。

“研究显示，重编程时细胞的快速持续分裂，会使环状染色体丢失，”山中伸弥说。“而正常染色体的复制可以校正这一缺陷。”

“这样的事件在干细胞中以一定的频率发生，”文章的共同第一作者 Marina Bershteyn 博士解释道。“其他方法难以校正染色体中的大规模缺陷，而我们的技术为此提供了可能。”

“可以建立一个环将染色体缺陷包括在内，再利用细胞重编程将其丢弃，理论上可以由此校正染色体缺陷，” Wynshaw-Boris 教授说。“环状染色体很罕见，不过染色体异常就普遍得多，这些异常会引起许多严重的先天性缺陷。目前，我们的技术还只能在体外培养的细胞中进行染色体治疗，还不能直接用于人体。不过，这一技术可以用于再生医学领域，对具有相关染色体异常的患者进行组织修复。”

原文检索：

Marina Bershteyn, Yohei Hayashi, Guillaume Desachy, Edward C. Hsiao, Salma Sami, Kathryn M. Tsang, Lauren A. Weiss, Arnold R. Kriegstein, Shinya Yamanaka& Anthony Wynshaw-Boris. Cell-autonomous correction of ring chromosomes in human induced pluripotent stem cells. Nature, 12 January 2014; doi:10.1038/nature12923