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为探究 NOG 基因在 1F 型遗传性感觉神经病（HSN1F）中的作用，研究人员以两个伊朗家族患者为研究对象，运用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除 HeLa 细胞中的 ATL3 基因。结果显示，ATL3 突变会增加 NOG 表达，该研究为 HSN1F 的研究与治疗提供了新方向。
在人体的神经系统中，有一种神秘的疾病 ——1F 型遗传性感觉神经病（HSN1F），它就像一个隐藏在暗处的 “幽灵”，悄悄地破坏着患者的生活。HSN1F 是一种常染色体显性遗传疾病，患者常常会出现远端感觉功能障碍，比如手脚麻木、刺痛，仿佛有无数小针在扎，还会伴随着不舒服的感觉，严重影响生活质量。截至目前，文献中仅报道了 8 个携带 ATL3 致病突变的 HSN1F 家庭，对于这种疾病的研究还十分有限。而且，ATL3 基因编码的 Atl3 蛋白在维持感觉神经元的稳定和内环境平衡中起着关键作用，但突变后它是如何导致疾病发生的，背后的分子机制依然迷雾重重。更重要的是，Noggin（NOG）基因在 HSN1F 中的作用也不明确，这一系列的未知就像一道道难题，摆在科研人员面前。为了揭开这些谜团，来自伊朗设拉子医科大学（Shiraz University of Medical Sciences）的研究人员挺身而出，开展了一项意义重大的研究。他们利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，在 HeLa 细胞中敲除 ATL3 基因，试图探究 NOG 基因在 HSN1F 发病过程中的作用。最终，研究取得了重要成果，这一成果为深入理解 HSN1F 的发病机制奠定了基础，也为未来可能的治疗方案提供了新的思路，相关研究发表在《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》上。
研究人员开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先是生物信息学分析，利用 MutationTaster、PolyPhen 等多种预测工具评估 ATL3 变异的致病性，并借助 Pathway Commons 等网络工具识别相关基因和分子通路。接着采用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，设计针对 ATL3 基因外显子 2 和 3 的 gRNAs，构建质粒并转染 HeLa 细胞，通过荧光激活细胞分选（FACS）筛选阳性细胞。此外，还进行了基因组 DNA 提取、PCR 检测以及实时荧光定量 PCR（qPCR）分析基因表达情况。
下面来看具体的研究结果：
- CRISPR/Cas9 质粒构建成功：研究人员根据 ATL3 基因序列设计了 gRNA1 和 gRNA2，成功将其克隆到 pSpCas9 (BB)-2A-GFP (PX458) 载体中。通过菌落 PCR 和 Sanger 测序验证了 gRNA 的正确插入，这为后续实验的顺利开展提供了有力保障。
- 细胞模型构建完成：将构建好的质粒转染到 HeLa 细胞中，利用 GFP 标记筛选出阳性转染细胞，并进行单克隆扩增。提取细胞基因组 DNA 进行 PCR 检测，发现阳性转染细胞除了有野生型的 1834bp 条带外，还出现了 758bp 的条带，经 Sanger 测序证实 CRISPR/Cas9 系统有效切割了 ATL3 基因，成功构建了 HSN1F 的细胞模型。
- 基因表达发生变化：通过实时荧光定量 PCR 检测发现，ATL3 基因敲除（KO）的杂合子克隆中，ATL3 mRNA 的表达相较于野生型对照组降低了 50%。同时，NOG mRNA 的表达水平在 ATL3 KO 细胞中比野生型高出 32 倍。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次在细胞模型中引入 ATL3 基因突变，发现其导致 NOG 基因表达增加。ATL3 基因的突变对其正常表达产生了不利影响，而 NOG 基因表达的增加与 HSN1F 患者典型的表型特征相符，如对疼痛不敏感、骨骼损伤等。这表明 ATL3 和 NOG 基因之间存在着密切的联系，它们可能共同作用于 HSN1F 的发病过程。此外，研究还发现降低 NOG 基因的表达可以减轻有害影响，促进成骨细胞分化和骨再生。这一发现为 HSN1F 的治疗提供了新的潜在靶点和方向，虽然目前基因编辑技术在临床应用中还面临着诸多挑战，但随着研究的不断深入和技术的进步，未来有望为 HSN1F 患者带来有效的治疗方法，帮助他们摆脱疾病的困扰。
