美国加州圣地牙哥的索尔克研究所（Salk Institute）研究团队于表示，他们透过 CRISPR-Cas9 基因编辑技术，来标靶基因，进行表观遗传（epigenetic）修饰，此技术能不使双股 DNA 断裂（DNA double-strand breaks，简称 DSBs），就能影响基因表现。该研究团队更进一步利用此技术，来治疗小鼠的第一型糖尿病、杜氏肌肉萎缩症（Duchenne muscular dystrophy）以及急性肾脏病等，此项研究结果于 12 月 7 日（美国时间），刊登于《细胞》（Cell）期刊。
目前大部分的 CRISPR-Cas9 技术，仍需 DSBs 再进行编辑 ，但会常常因脱靶而影响到治疗的疗效，然而，该研究团队创造一个全新系统，此系统主要是透过许多种单链导引 RNA（single-guide RNAs，简称 sgRNA）来标靶特定的基因座（loci），进行反式表观修饰（trans-epigenetic remodeling），进而来活化活体内（in vivo）内生性标靶基因。
该研究团队指出，目前所有第二代 CRISPR-Case 9 标靶基因活化（target gene activation，简称 TGA）系统，会与失去活性的 Case9 （dead Cas9，简称 dCas9）相互结合形成一个转录活化复合物，但是编码系列常常超过单一个腺相关病毒（Adeno-associated virus，简称 AAV）载体的容量。所以他们从 dCas9 分离出转录活化子，选择较短链的 sgRNA 来标靶基因座，通常是 14 – 15 个碱基对（base pairs），并非选择 20 个碱基对的 sgRNA 与 Case9 结合来标靶基因座。，活化的 Case9 会导致标靶基因DSBs，而这些较短链的 sgRNA 能避免此状况的发生。
该研究团队将 Cas9 复合物植入 AAVs 内，并将这些 AAVs 直接注射进入 Cas9 表现的小鼠脑内，然后发现 CRISPR-Cas9 TGA 系统能增加活体内的报导基因（reporter gene）转录作用。接着他们先建立急性肾脏损伤、糖尿病、肌肉萎缩症等疾病的小鼠模组，来分析 CRISPR-Cas9 TGA 系统的介入，是否有治疗的效果。
研究团队指出，在急性肾脏损伤小鼠中，借由 CRISPR-Cas9 TGA 系统标靶 klotho 和 interleukin 10 这二个基因之后，其表现量大幅增加，分别增加 2253 倍与 158 倍，也发现能治疗 cisplatin 所造成小鼠的急性损伤。在糖尿病的小鼠中，他们同样借由此系统，标靶小鼠的胰脏和十二指肠同源盒基因 1，pancreatic and duodenal homeobox gene 1，简称 Pdx1），其基因表现量也明显增加，进而治疗第一型糖尿病。最后他们也成功标靶 utrophin 基因，促使它表现量增加，进而治疗杜氏肌肉萎缩症（Duchenne muscular dystrophy）。
未来，AAV-CRISPR-Cas9 TGA 系统若要应用于人体试验，需考虑人类本身的免疫反应，可能会有对抗此系统的现象，但是此项 CRISPR 表观遗传修饰技术，已经为基因治疗开启另外一片天地！
延伸阅读：CRISPR，将跨入表观遗传的修饰参考文献：
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
