许多遗传性疾病具有明确的与致病基因中特定突变相关的临床表型。然而，在某些形式的肌营养不良症中，在确定病理基因突变和理解疾病病理生理学背后的分子途径之间仍然存在巨大的知识鸿沟，而这对于开发靶向疗法至关重要。阐明这种联系过程极具挑战性，特别是对于罕见疾病而言，可能需要数十年的基础科学研究才能描述分子途径和确定药物靶标。

面肩肱型肌营养不良(facioscapulohumeral muscular dystrophy, FSHD) 是一种基因复杂的肌营养不良，目前尚无治疗方法。FSHD中，遗传和表观遗传的改变都会导致DUX4的错误表达，DUX4是FSHD的致病基因，编码高细胞毒性的DUX4蛋白。

来自美国的研究者Angela Lek等，进行了一项全基因组CRISPR-Cas9筛选，以识别当DUX4在肌肉细胞中表达时，哪些基因功能缺失导致了存活。该研究展示了全基因组CRISPR-Cas9功能缺失库用于识别FSHD的治疗靶点。

研究者假设，系统地敲除FSHD中的每个人类基因，并对其进行无偏CRISPR-Cas9筛选，可以用于识别参与促成DUX4介导的细胞死亡的基因。初步筛选结果表明，在患者细胞和斑马鱼疾病模型中，缺氧信号通路的干扰是防止DUX4诱导的细胞死亡和FSHD相关病理的有效治疗靶点。低氧信号抑制剂的应用导致DUX4蛋白周转增加，进而降低细胞的低氧反应和细胞死亡。此外，进一步证实这些化合物可成功减少患者成肌细胞系中的FSHD疾病生物标记，并改善两种FSHD斑马鱼模型的结构和功能特性。在全基因组范围内干扰DUX4表达的影响途径，为了解DUX4诱导的发病机制的关键驱动因素提供了线索，并确定了对FSHD有潜在疗效的现有化合物。

使用这种方法筛选FSHD候选治疗方案的成功，表明该方法可以推广到其他可量化细胞表型的疾病，以加速罕见疾病的治疗药物的发现过程。

（编译：贾盛崧）

参考文献：Science Translational Medicine 2020;17:eaay0271