子宮内での過剰な脳の成長が自閉症の重症度と関連している

自閉症の子どもの中には、発達の遅れ、社会性の問題、さらには言語能力の欠如など、生涯にわたる深刻な困難を抱える子どももいます。一方、症状が軽度で、時間の経過とともに改善していく子どももいます。

この結果の違いは長い間科学者を悩ませてきましたが、カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らがMolecular Autism誌に発表した新たな研究によって、この問題に光が当てられました。その研究結果の一つは、これら2つの自閉症のサブタイプの生物学的基盤が子宮内で発達するというものです。

研究者らは、特発性自閉症（単一遺伝子による原因が特定されていない）の1歳から4歳までの幼児10人の血液から採取した幹細胞を用いて、胎児大脳皮質のモデルである脳皮質オルガノイド（BCO）を作製した。また、神経学的に正常な幼児6人からもBCOを作製した。

大脳皮質は、しばしば灰白質とも呼ばれ、脳の外側を覆っています。数百億個の神経細胞が集まり、意識、思考、推論、学習、記憶、感情、感覚機能といった重要な機能を担っています。

研究者らは、自閉症児のBCOが、神経学的特徴のない対照群と比較して有意に（約40%）大きい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回の研究によって確認されました。各研究において、各患者から数百個のオルガノイドが作製されました。

研究者らはまた、自閉症の幼児におけるBCOの異常な成長が、その障害の発現と相関していることを発見した。BCOが大きいほど、その後の社会性および言語症状がより重篤であり、MRI画像上で脳構造が大きく見えることが示された。異常に大きなBCOを持つ幼児は、神経学的に正常な同年代の幼児と比較して、脳の社会性、言語、感覚領域の容積が正常よりも大きかった。

「脳に関しては、大きい方が必ずしも良いとは限りません」と、同大学のサンフォード幹細胞研究所（SSCI）所長、アリソン・マ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、そして時にはより多くのニューロンが存在することが分かりました。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、重症度に関わらず、神経学的特徴のない児の約3倍の速さで成長しました。最も重度で持続的な自閉症の症例を対象とした、最も大きな脳オルガノイドの一部では、ニューロン生成の加速も見られました。自閉症の重症度が高いほど、BCOの成長速度は速く、場合によっては過剰な数のニューロンを形成するほどでした。

医学部神経学科の教授で、ミュトリー氏と共に本研究の共同リーダーを務めたエリック・コーシェーン氏は、この研究を「他に類を見ない」と評した。自閉症児のデータ（IQ、症状の重症度、MRI検査結果など）と、それに対応するBCOや類似の幹細胞モデルを照合することは非常に有効だとコーシェーン氏は指摘した。しかし驚くべきことに、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。

「自閉症の中核症状は、社会情緒面とコミュニケーション能力の問題です」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所長も務めるコーシェーン氏は述べた。「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いに取り組む自閉症の幹細胞研究を初めて開発しました。」