脳の発達障害である「自閉症」と、心臓の病気である「先天性心疾患」。一見すると全く関係ないように思えるこの二つの状態が、なぜか同じ子どもに併発することがあります。この長年の謎を解く鍵が、私たちの体のほぼすべての細胞に生えている、目に見えないほど小さな「毛」にあることがわかりました。カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の研究チームによるこの発見は、自閉症のリスクを早期に発見し、より適切な支援につなげるための、全く新しい道筋を示してくれるかもしれません。
自閉症スペクトラム障害は、世界の約100人に1人の子どもが罹患する複雑な神経発達障害です。早期に診断ができれば、発達を促し生活の質を向上させるためのタイムリーな介入が可能になります。科学者たちはこれまでに200以上の自閉症関連遺伝子を特定してきましたが、遺伝情報に基づいて自閉症の発症リスクを予測することは容易ではありません。
自閉症は、心臓の構造、成長、機能に影響を及ぼす先天性心疾患と併発することがあります。先天性心疾患は新生児期に容易に特定できるため、その診断は自閉症を発症するリスクが高い子どもをより早期に特定するのに役立つ可能性があります。科学者たちは、それぞれ脳と心臓の発達に影響を与えるこの二つの状態が、なぜ同時に起こるのかを解明しようと試みてきました。
この度、米国のカリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）に所属するヘレン・ウィルゼー医学博士（Helen Willsey, MD）が率いる科学者チームは、ほぼすべての細胞の表面に見られる繊毛（cilia）と呼ばれる微細な毛のような構造が、自閉症と先天性心疾患の共通の生物学的基盤となっていることを発見しました。これにより、私たちは自閉症発症のリスクがある子どもたちの早期予測に一歩近づくことになります。この研究は、2025年6月24日付の学術雑誌『Development』に掲載されました。論文タイトルは「Ciliary Biology Intersects Autism and Congenital Heart Disease（繊毛の生物学は自閉症と先天性心疾患と交差する）」です。
「自閉症と先天性心疾患が生物学的にどのように交差するのかを理解することは、両方の疾患に関与するリスク遺伝子の数が非常に多いため、技術的に困難でした」とウィルゼー博士は語ります。これまでの証拠から、361個の遺伝子の変異が、個人が自閉症、先天性心疾患、またはその両方を発症するリスクを高めることが示されていました。科学者たちは、神経細胞に直接影響を与える先天性心疾患関連遺伝子が、自閉症のリスクも高める遺伝子なのではないかと考えました。「今回、私たちはこれらのリスク遺伝子が脳と心臓の両方の発達においてどのように機能し、疾患に寄与するのかを調査しました」とウィルゼー博士は述べています。
この研究で実験の大部分を担当したニア・ティーリコルピ（Nia Teerikorpi）氏は、361個の重要な遺伝子のうちの1つを欠損するように変異させた未熟なヒトの神経細胞を研究室で培養し、その細胞がどれだけうまく成長するかを観察しました。その結果、彼女は神経細胞の成長に影響を与える45個の遺伝子を発見しました。さらに詳しく調べると、ティーリコルピ氏とチームは、これら45個の遺伝子がすべて、細胞から伸びる繊毛という微細な毛のような突起で機能していることを見出しました。繊毛は、細胞の運動、感覚、そして細胞間の情報伝達に関与しています。ウィルゼー博士は、このグループの中の一つの遺伝子、taok1がなぜ彼らの注目を集めたのかを次のように説明しています。「taok1遺伝子に変異を持つ患者さんは、自閉症を発症するリスクが高いように見えます。そして私たちは以前、taok1を先天性心疾患のリスク遺伝子として予測していましたが、それが心臓の発達で機能するかどうかはまだ検証していませんでした。ですから、二つの状態の共通の生物学を探るこの研究でこの遺伝子が再び現れたことで、私たちはより詳しく研究する意欲をかき立てられました。」
taok1が心臓と脳で果たす役割を研究するため、チームはカエルの胚でこの遺伝子を改変し、その成長と発達を観察しました。その結果、繊毛が細胞表面で正常に形成されなくなり、心臓と脳に欠陥が生じるのを観察しました。これは、今回特定された他の44個の遺伝子もまた、脳と心臓の発達に関連し、自閉症と先天性心疾患に寄与している可能性を示唆しています。
この研究を基に、チームは現在、繊毛に関わる遺伝子と、自閉症や先天性心疾患に関連する遺伝子とがどの程度重複するのかを積極的に追求しています。「私たちが発見したことは、自閉症と先天性心疾患の交差点における氷山の一角に過ぎません」とウィルゼー博士は言います。「私たちの発見は、両方の状態に関連する遺伝子を持つ人々を、早期のモニタリングと介入のために優先順位付けする機会を提供します。」
ヘレン・ウィルゼー博士は、UCSFの助教であり、チャン・ザッカーバーグ・バイオハブ – サンフランシスコの研究員でもあります。
カエルの胚の皮膚のイメージ。繊毛（マゼンタとシアンで表示）と細胞の輪郭（グレーで表示）が強調されています。(Credit: James Schmidt)
