子宮内での過剰な脳の成長は自閉症と関連している重症度

自閉症の子供の中には、発達の遅れ、社会的な問題、さらには話すことができないなど、深刻で生涯にわたる困難を経験する子供もいます。一方、時間の経過とともに改善する軽度の症状を経験する子供もいます。

この結果の違いは長い間科学者にとって謎でしたが、カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者がジャーナル Molecular Autism に発表した新しい研究により、この疑問が解明されました。彼の研究結果の 1 つは、自閉症のこれら 2 つのサブタイプの生物学的基礎は子宮内で発達するというものです。

研究者は、特発性自閉症 (単一遺伝子による原因は特定されていません) を患う 1 歳から 4 歳の子供 10 人の血液から採取した幹細胞を使用して、胎児大脳皮質のモデルである脳皮質オルガノイド (BCO) を作成しました。彼らはまた、神経学的に正常な6人の子供からBCOを作成しました。

大脳皮質は、しばしば灰白質と呼ばれ、脳の外側の表面を覆っています。そこには数百億の神経細胞が含まれており、意識、思考、推論、学習、記憶、感情、感覚機能などの重要な機能を担っています。

研究者らは、その調査結果の中で、自閉症の幼児のBCOが神経学的に正常な対照群よりも大幅に大きい（約40％）ことを発見しました。これは、異なる年（2021年と2022年）に実施された2ラウンドの研究によって確認されました。各ラウンドでは、各患者から数百のオルガノイドが作成されました。

研究者らはまた、自閉症の子供のBCOの異常な増加が、彼らの症状の現れ方と相関していることを発見しました。赤ちゃんのBCOのサイズが大きいほど、後に社会的および言語的症状がより重くなり、MRIで脳の構造が大きくなりました。 BCO が過度に肥大した幼児は、神経学的に正常な同年代の子どもと比べて、脳の社会的、言語的、感覚的領域の容積が正常より大きかった。

「脳に関しては、大きいことが常に良いというわけではありません」と、同大学のサンフォード幹細胞研究所 (SSCI) 所長アリソン・ムートリー博士は述べた。「重度の自閉症児の脳オルガノイドには、より多くの細胞、時にはより多くのニューロンがあることが分かりましたが、これは必ずしも良いことではありません。」

さらに、自閉症児の BCO は、重症度に関係なく、神経学的に正常な子どもの BCO よりも約 3 倍速く成長しました。最も大きな脳オルガノイドの一部、つまり最も重度で持続的な自閉症児の脳オルガノイドでは、ニューロン形成が加速していることも示されました。子どもの自閉症が重度であればあるほど、BCO の成長は速く、時には過剰な数のニューロンが発達するほどだった。

医学部神経学科の教授で、モートリー氏とともにこの研究の共同主任研究者であるエリック・コーシェン氏は、この研究を「ユニーク」と呼んだ。自閉症の子どものデータ（IQ、症状の重症度、MRI 所見など）を、対応する BCO または同様の幹細胞由来のモデルと照合することは非常に重要であると同氏は指摘した。しかし奇妙なことに、こうした研究は彼らの研究以前には行われていなかった。

「自閉症の中心的な症状は、社会的感情とコミュニケーションの問題です」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校自閉症研究センターの共同ディレクターでもあるコーシェン氏は述べた。 「これらの問題の根底にある神経生物学的原因と、いつ発症し始めるかを理解する必要があります。私たちは、この具体的かつ中心的な問題に取り組む自閉症の幹細胞研究を初めて開発しました。」