ノースウェスタンメディシンの研究者が、患者の脳脊髄液（CSF）内に自閉症の1つのタイプのバイオマーカーを発見したと発表した。2021年12月17日にNeuron誌にオンライン掲載されたこの研究論文は、「CSFで検出される Shed CNTNAP2 Ectodomain はPMCA2/ATP2B2を介してCa2+の恒常性とネットワークの同期を制御する。（Shed CNTNAP2 Ectodomain Is Detectable in CSF and Regulates Ca2+ Homeostasis and Network Synchrony Via PMCA2/ATP2B2）」と題されている。
ノースウェスタン大学のRuth and Evelyn Dunbar教授（精神医学・行動科学）、Peter Penzes博士（神経科学・薬理学）は、このバイオマーカーの存在により、自閉症とてんかんの関連性を明らかにすることができると述べている。ノースウェスタン大学医学部の自閉症・神経発達研究センター長でもあるPenzes博士（写真）は、「脳内では興奮が強すぎ、抑制が弱すぎることが、自閉症とてんかんの両方に影響を与える可能性がある」「脳脊髄液に自閉症のバイオマーカーがあるという報告は今回が初めてだ。」と述べている。
自閉症の患者の中には、てんかんを併発する人もおり、特にCNTNAP2（contactin-associated protein-like 2）という遺伝子の変異と自閉症が関連している患者は、てんかんを併発することがある。最新の基準ヒトゲノムGRCh38以来、CNTNAP2はヒトゲノムの中で最も長い遺伝子である。この遺伝子は通常、神経細胞が互いにつながるのを助ける細胞接着タンパク質を作り出すが、機能喪失変異が自閉症とてんかんの両方に関連している。
今回の研究で、Penzes博士とその共同研究者らは、自閉症患者と健常対照者の髄液を分析した。その結果、自閉症患者では、髄液中に自由に浮遊するCNTNAP2の分子が少ないことが判明した。
Penzes博士によると、CNTNAP2が自由に浮遊しているとき、それは細胞接着剤というよりもホルモンのように機能し、ニューロンに結合して興奮性神経伝達を低下させる。したがって、CNTNAP2は興奮性活性の調節因子として二次的な役割を担っているのかもしれない。
「脳が興奮しすぎると、CNTNAP2が切断され、一種のフィードバックスイッチとして脳細胞に付着するのだ。」「もし、CNTNAP2がなければ、自閉症を引き起こす可能性のあるニューロン間の過接続が起こり、発作を引き起こす可能性のあるニューロンの過剰な興奮が起こるのだ」とPenzes博士は述べた。
興奮を制御するCNTNAP2の役割は、これまで知られていなかったが、将来、患者の体内で生成できないものを補うためにCNTNAP2を投与する治療法の可能性を示唆している。しかし、CSFにおけるCNTNAP2の存在は、バイオマーカーとしての新たな可能性も開くとPenzes博士は述べている。
「自閉症患者の行動的健康の指標は非常に主観的なものだが、もしCNTNAP2のレベルを実際に測定して、治療効果の程度と相関させることができれば、治療の実施は本当に改善されるだろう」とPenzes博士は述べた。
さらに、Penzes博士は、CSF中に自閉症に関連する他のバイオマーカーがあることを発見し、今後の優先課題としている。
「おそらく、これらの他の因子もバイオマーカーとして使用できるだろうし、CNTNAP2がそうであったように、未知の生物学的メカニズムについて教えてくれるかもしれない」とPenzes博士は述べている。
M. Dolores Martin-de-Saavedra博士（Universidad Complutense、スペイン、マドリッド）助教授、Penzes研究室の元ポストドク研究員）が本研究の主執筆者である。ノースウェスタン大学医学部のKen and Ruth Davee神経科の助教授で、行動神経科のJeffrey Savas博士は、この研究の共著者である。
[News release] [Neuron abstract]
BioQuick News：New Autism Biomarker Discovered in Cerebrospinal Fluid; First Report of a Biomarker for Autism in CSF
