자폐증 심각도와 관련된 자궁 내 과도한 뇌 성장

자폐증이 있는 일부 어린이는 발달 지연, 사회적 문제, 심지어 말을 할 수 없는 것과 같은 심각하고 평생 지속되는 어려움을 겪습니다. 다른 어린이는 시간이 지남에 따라 개선되는 더 가벼운 증상을 겪습니다.

이러한 결과의 차이는 과학자들에게 오랫동안 미스터리였지만, 이제 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 연구자들이 저널 분자 자폐증에 발표한 새로운 연구에서 이 질문에 대한 조명이 비춰졌습니다. 그의 연구 결과 중 하나는 이 두 가지 자폐증 하위 유형의 생물학적 기초가 자궁에서 발달한다는 것입니다.

연구자들은 특발성 자폐증(단일 유전자 원인이 확인되지 않음)이 있는 1~4세 어린이 10명의 혈액에서 채취한 줄기 세포를 사용하여 태아 대뇌 피질의 모델인 뇌 피질 기관체(BCO)를 만들었습니다. 그들은 또한 6명의 신경형질 어린이로부터 BCO를 만들었습니다.

회백질이라고도 불리는 대뇌 피질은 뇌의 바깥쪽 표면을 덮고 있습니다. 여기에는 수천억 개의 신경 세포가 들어 있으며 의식, 사고, 추론, 학습, 기억, 감정 및 감각 기능과 같은 중요한 기능을 담당합니다.

연구원들은 발견 사항 중 자폐증이 있는 유아의 BCO가 신경형질질 통제군보다 상당히 크다는 것을 발견했습니다(약 40%). 이는 다른 해(2021년과 2022년)에 수행된 두 차례의 연구를 통해 확인되었습니다. 각 라운드에는 각 환자로부터 수백 개의 오르가노이드가 생성되었습니다.

연구원들은 또한 자폐증이 있는 어린이의 BCO가 비정상적으로 증가하는 것이 상태가 어떻게 나타나는지와 상관관계가 있다는 것을 발견했습니다. 아기의 BCO 크기가 클수록 나중에 사회적 및 언어적 증상이 더 심해지고 MRI에서 뇌 구조가 더 커졌습니다. BCO가 과도하게 확대된 유아는 신경형질적 동료에 비해 뇌의 사회적, 언어적, 감각적 영역에서 정상보다 더 큰 부피를 보였습니다.

"뇌에 관해서는 항상 더 큰 것이 더 나은 것은 아닙니다." 대학의 샌포드 줄기세포 연구소(SSCI) 소장인 앨리슨 무트리 박사가 말했습니다. "우리는 심각한 자폐증이 있는 어린이의 뇌 오르가노이드가 더 많은 세포와 때로는 더 많은 뉴런을 가지고 있다는 것을 발견했으며, 이는 항상 좋은 것은 아닙니다."

또한, 심각도에 관계없이 모든 자폐증 아동의 BCO는 신경형질적 아동보다 약 3배 더 빨리 성장했습니다. 가장 크고 지속적인 자폐증이 있는 아동의 뇌 오르가노이드 중 일부는 뉴런 형성이 가속화되는 것을 보였습니다. 아이의 자폐증이 심할수록 BCO가 더 빨리 성장했습니다. 때로는 신경 세포가 과도하게 발달하기도 했습니다.

의과대학 신경학과 교수이자 Moutry와 공동으로 연구를 주도한 Eric Courchesne은 이 연구를 "독특하다"고 불렀습니다. 그는 자폐증 아동의 데이터(IQ, 증상 심각도, MRI 결과 포함)를 해당 BCO 또는 유사한 줄기 세포 유래 모델과 매칭하는 것이 매우 중요하다고 지적했습니다. 하지만 이상하게도 이러한 연구는 그들의 연구 이전에는 수행되지 않았습니다.

UC San Diego Center for Autism Excellence의 공동 책임자이기도 한 Courchesne은 "자폐증의 핵심 증상은 사회적 정서적 문제와 의사소통 문제입니다."라고 말했습니다. "우리는 이러한 문제의 근본적인 신경생물학적 원인과 언제 발병하기 시작하는지 이해해야 합니다. 우리는 이 구체적이고 중심적인 질문을 다루는 자폐증에 대한 줄기세포 연구를 개발한 최초의 기업입니다."