メタボロミクス研究で新生児の自閉症を予測するバイオマーカーが発見される

ジャーナル Communications Biology に掲載された最近の研究では、新生児のメタボロミクスを使用して、自閉症スペクトラム障害 (ASD) の発達を予測できるマーカーを特定しています。

ASD のバイオマーカー

ASD の子供は、社会的交流、言語、および興味や行動パターンの制限や反復に問題を抱えています。治療を受けても、小児期に ASD と診断された後、成人として自立して生活している人はわずか 20% です。

これまでの研究では、年齢、性別、症状の重症度に応じて異なる、小児および成人の ASD の代謝マーカーおよび生化学マーカーが特定されています。これらのマーカーの多くは、脳の構造と機能、免疫系、自律神経系、およびマイクロバイオームに関連しています。ただし、単一の遺伝的または環境的要因で小児の ASD のすべてのケースを説明できるわけではありません。

細胞危険反応 (CDR) モデル

細胞危険反応 (CDR) モデルは、環境的および遺伝的ストレス要因と発達の変化および ASD を結び付ける代謝経路を説明します。CDR は、これらの傷害またはストレスに対する代謝、炎症、自律神経、内分泌、および神経学的反応のさまざまな変化に続いて、ストレス要因にさらされた時点から外側に広がります。

胎児期または幼児期にストレス要因が発生した場合、ASD は CDR に続いて発生する可能性が高くなります。これらのストレス要因は、CDR の一部であるミトコンドリア、酸化ストレス、自然免疫、マイクロバイオームの 4 つの領域に影響を及ぼします。細胞外アデノシン三リン酸 (eATP) は、すべての CDR 経路の基本的な調節因子です。

シグナル伝達分子としての ATP

ATP は地球上のすべての生物のエネルギー通貨です。ATP の約 90% はミトコンドリア内で生成され、すべての代謝経路で使用されます。細胞外では、eATP はメッセンジャー分子として機能し、細胞上のプリン応答性受容体に結合して危険を警告し、一般的な CDR 応答を引き起こします。

ASD における代謝における ATP

ATP に反応するプリン代謝とプリン作動性シグナル伝達の調節不全は、実験研究とヒト研究で特定されており、マルチオミクス解析によって裏付けられています。eATP の役割は、肥満細胞とミクログリア、神経感作、神経可塑性など、ASD で変化する神経発達の複数の側面の鍵となります。

研究結果

ASD 前のグループと通常発達 (TD) グループの乳児は、妊娠中および乳児期の環境要因への曝露に違いはありませんでした。 ASD 発症前群の子供の約 50% が発達退行を示したのに対し、TD 群では 2% でした。ASD 診断時の平均年齢は 3.3 歳でした。

代謝物は ASD 新生児コホートで平均より高く、新生児コホートと比較して 5 歳時点でも半分以上増加し続けました。これらの代謝物には、ストレス分子と、新しく形成された mRNA を覆うプリン 7-メチルグアニンが含まれていました。

研究結果により、ASD は、年齢、性別、病気の重症度によって異なる、通常発達中の子供の代謝プロファイルとは異なることが確認されました。これらの変化は、ASD の異常な神経生物学に反映されています。

総合すると、データは、正常なプリン ネットワークの反転の失敗が GABA ネットワークの反転の失敗を引き起こすことを示している可能性があります。抑制性結合の喪失により、自然な減衰が減少し、それによってカルシウムシグナル伝達が RAS ネットワーク内で過剰に興奮しやすくなります。

今後の研究では、これらの発見を利用して、新生児や乳児を対象に、ASD のリスクがある人を特定するためのより優れたスクリーニング ツールを開発できます。これにより、罹患した子供の早期発見と介入が可能になり、最終的には治療結果が改善され、ASD の有病率が低下します。