自閉症に結びついた遺伝的変化

新しい研究は、遺伝的変異がどのように脳を変え、行動を変えるかを解明しています。

調査結果は、遺伝的変異が自閉症のリスクをどのように増加させることができるかについての新しい洞察を与えます。

科学者たちは、脳の画像と遺伝子探偵の研究を組み合わせて、遺伝的変異がどのように脳を再配線するかを学びました。

UCLAとSemel Institute for Neuroscience and Human Behaviorの研究者による研究は、オンライン版で公開されています。 サイエンストランスレーショナルメディシン.

「これは私たちが探し求めてきたパズルの重要な部分です」と共同主任研究員のダニエルゲシュウィンド博士は述べた。

「これで、遺伝子が自閉症だけでなく、多くの関連する神経障害で脳の回路を再配置する方法の謎を解明し始めることができます。」

UCLAチームは、CNTNAP2遺伝子の2つの形態から生じる脳の接続性と機能の違いを精査しました。その1つは自閉症のリスクを高めます。

Geschwindや他の研究者らによる以前の研究では、この遺伝子が前頭葉の脳の発達中に最も活発であることが示されました。この地域は学習に深く関わっており、自閉症の子供ではしばしば中断されます。

研究者らは、CNTNAP2が脳活動に影響を与える可能性があると疑い、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を使用して、32人の子供の脳をスキャンし、学習関連のタスクを実行しました。

子供たちの半分は自閉症を持っていました、そして、半分はそうではありませんでした。

チームの目標は、脳のさまざまな領域が互いに接続しているときのさまざまなコミュニケーション経路の強さを測定することでした。

fMRI画像は科学者を興奮させ、その疑いを確認しました。

診断に関係なく、リスクバリアントを所持している子供たちは脳のバラバラを示しました。前頭葉はそれ自体に過剰に接続されており、脳の他の部分には不十分に接続されていました。脳の後部とのコミュニケーションは特に減少しました。

「リスク遺伝子を持っている子供では、脳の前部はほとんどそれ自身と話しているように見えます」と最初の著者アシュリースコットヴァンゼーランドは説明しました。

「脳の他の部分とはあまりコミュニケーションが取れておらず、脳の後部への長距離接続がありません。」

子供が運ぶCNTNAP2バージョンに応じて、研究者たちは脳の左側と右側の間の接続性の違いも観察しました。ほとんどの人では、左側は言語や言語などの機能を処理します。

非リスク遺伝子を持つ子供では、前頭葉のコミュニケーション経路が脳の左側により強くリンクしていました。

リスクバリアントのある子供では、前頭葉のコミュニケーション経路がより広く脳の両側に接続されています。異常な対称性は、遺伝子バリアントが脳内の接続を再配線していることを示唆しており、おそらくこのバージョンのCNTNAP2が発話遅延に関連付けられている理由を説明している可能性があります。

「リスクバリアントがあると、自閉症スペクトラムで診断されたかどうかに関係なく、脳が活性化パターンの混乱を示したことがわかりました」と共同主任研究者のスーザンブックハイマーは説明しました。

「CNTNAP2は脳の前部でニューロンを配線する際に重要な役割を果たしており、リスクバリアントがそのプロセスを妨害していると考えています。」

遺伝子、脳、行動の関係の理解を深めることにより、UCLAの発見は自閉症の早期発見と、前頭葉と脳の左側とのつながりを強化する新しい介入につながる可能性があります。

「CNTNAP2バリアントが言語障害の一貫した予測因子であると私たちが判断した場合、脳のバランスを取り直し、より正常な発達の経路に向けるのに役立つターゲット療法の設計を始めることができます。」

研究者たちは、特定の治療法が実際に脳機能を変化させるかどうかを、治療前後の患者の接続性を測定することでテストできると彼女は付け加えた。

著者らは、この研究で見つかった接続性のパターンは、依然として正常な遺伝子変異のスペクトルに沿っていると強調しました。

「人口の3分の1は、そのDNAにこの変異体を持っています」とGeschwindは述べています。 「遺伝子変異のみが自閉症を引き起こすのではなく、単にリスクを高めることを覚えておくことは重要です。」

出典：UCLA