美國加州聖地牙哥的索爾克研究所（Salk Institute）研究團隊於表示，他們透過 CRISPR-Cas9 基因編輯技術，來標靶基因，進行表觀遺傳（epigenetic）修飾，此技術能不使雙股 DNA 斷裂（DNA double-strand breaks，簡稱 DSBs），就能影響基因表現。該研究團隊更進一步利用此技術，來治療小鼠的第一型糖尿病、杜氏肌肉萎縮症（Duchenne muscular dystrophy）以及急性腎臟病等，此項研究結果於 12 月 7 日（美國時間），刊登於《細胞》（Cell）期刊。
目前大部分的 CRISPR-Cas9 技術，仍需 DSBs 再進行編輯 ，但會常常因脫靶而影響到治療的療效，然而，該研究團隊創造一個全新系統，此系統主要是透過許多種單鏈導引 RNA（single-guide RNAs，簡稱 sgRNA）來標靶特定的基因座（loci），進行反式表觀修飾（trans-epigenetic remodeling），進而來活化活體內（in vivo）內生性標靶基因。
該研究團隊指出，目前所有第二代 CRISPR-Case 9 標靶基因活化（target gene activation，簡稱 TGA）系統，會與失去活性的 Case9 （dead Cas9，簡稱 dCas9）相互結合形成一個轉錄活化複合物，但是編碼系列常常超過單一個腺相關病毒（Adeno-associated virus，簡稱 AAV）載體的容量。所以他們從 dCas9 分離出轉錄活化子，選擇較短鏈的 sgRNA 來標靶基因座，通常是 14 – 15 個鹼基對（base pairs），並非選擇 20 個鹼基對的 sgRNA 與 Case9 結合來標靶基因座。，活化的 Case9 會導致標靶基因DSBs，而這些較短鏈的 sgRNA 能避免此狀況的發生。
該研究團隊將 Cas9 複合物植入 AAVs 內，並將這些 AAVs 直接注射進入 Cas9 表現的小鼠腦內，然後發現 CRISPR-Cas9 TGA 系統能增加活體內的報導基因（reporter gene）轉錄作用。接著他們先建立急性腎臟損傷、糖尿病、肌肉萎縮症等疾病的小鼠模組，來分析 CRISPR-Cas9 TGA 系統的介入，是否有治療的效果。
研究團隊指出，在急性腎臟損傷小鼠中，藉由 CRISPR-Cas9 TGA 系統標靶 klotho 和 interleukin 10 這二個基因之後，其表現量大幅增加，分別增加 2253 倍與 158 倍，也發現能治療 cisplatin 所造成小鼠的急性損傷。在糖尿病的小鼠中，他們同樣藉由此系統，標靶小鼠的胰臟和十二指腸同源盒基因 1，pancreatic and duodenal homeobox gene 1，簡稱 Pdx1），其基因表現量也明顯增加，進而治療第一型糖尿病。最後他們也成功標靶 utrophin 基因，促使它表現量增加，進而治療杜氏肌肉萎縮症（Duchenne muscular dystrophy）。
未來，AAV-CRISPR-Cas9 TGA 系統若要應用於人體試驗，需考慮人類本身的免疫反應，可能會有對抗此系統的現象，但是此項 CRISPR 表觀遺傳修飾技術，已經為基因治療開啟另外一片天地！
延伸閱讀：CRISPR，將跨入表觀遺傳的修飾參考文獻：
1. https://www.genomeweb.com/gene-silencinggene-editing/researchers-use-crispr-epigenetically-alter-disease-phenotypes-mice
2. Liao et al. In Vivo Target Gene Activation via CRISPR/Cas9-Mediated Trans-epigenetic Modulation, Cell (2017). DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.10.025
