粒線體號稱細胞發電機，是供應生物體所需能量的重要胞器，一旦粒線體功能損傷，許多高度仰賴能量供給的器官如心臟、大腦都會受到影響。更麻煩的是，粒線體疾病難以診斷，臨床特徵涵蓋發育遲緩、行動不便、失明、代謝疾病等相當廣泛，加深了粒線體疾病的治療難度。
雌激素治療心臟代謝疾病，但男女效果大不同？（基因線上國際版）英國劍橋大學（University of Cambridge）團隊發佈《Cell》研究，提出以基因編輯修復粒線體異常的小鼠模型，能將粒線體異常的 DNA 鹼基 C 替換為 T，未來可能改良為治療粒線體疾病的一次性療法。
mtDNA 異常的實驗基因編輯療法
粒線體 DNA（mitochondria DNA, mtDNA）為生物體內獨立的母系遺傳 DNA，每個細胞中約有 1,000 組 mtDNA，其損傷或突變比率將影響是否導致粒線體疾病。一般而言，超過 60% 損傷會產生臨床症狀，疾病盛行率約為 1/5,000。
這項由劍橋大學團隊提出的療法，是運用一種來自雙股 DNA 脫氨酶（double-stranded DNA deaminase, DddA）的胸嘧啶（cytosine）鹼基編輯器：DdCBE。實驗團隊透過腺相關病毒（AAV）載體將 DdCBE 傳送至小鼠血液中，顯示此編輯器能被動物體順利吸收，並更改異常的粒線體鹼基。
這是第一個活體內的粒線體基因編輯工具，不過需注意的是，DdCBE 只能用於修復有部份基因缺陷的粒線體，對基因組全部異常的粒線體將失效。
「三親試管嬰兒」預防粒線體疾病仍處瓶頸？
近年許多科學家與醫學研究都積極探討粒線體疾病療法，英國政府更率先於 2014 年頒布《粒線體捐贈》（Mitochondrial Donation）草案，法案允許以三親試管嬰兒（three-person IVF）技術，將有缺陷的 mtDNA 以捐贈者的正常粒線體取代，避免嬰兒罹患相關疾病。
這項法案儘管前衛，但技術上仍有相當限制，因為一般的試管嬰兒都很難在三個週期以內成功，更不論「訂製嬰兒」技術引發的倫理爭議也還未獲得大眾支持。劍橋大學以小幅度更改 mtDNA 的基因編輯治療，也許會是未來可取代置換完整粒線體的新興療法。
延伸閱讀：解開幹細胞排斥之謎！粒線體 DNA 突變是主因參考資料：
1. https://www.cam.ac.uk/research/news/study-in-mice-shows-potential-for-gene-editing-to-tackle-mitochondrial-disorders
2. Nature Communications, 2022; https://www.nature.com/articles/s41467-022-28358-w
3. https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/285251/mitochondrial_donation_consultation_document_24_02_14_Accessible_V0.4.pdf
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