自閉症スペクトラム障害（ASD）に関連するミトコンドリアの欠損が小児の血小板で明らかになったが、高気圧酸素療法では改善されなかった

Autism spectrum disorder (ASD)-associated mitochondrial deficits are revealed in children's platelets but unimproved by hyperbaric oxygen therapy.

抄録

ミトコンドリアと免疫の機能不全は、しばしば自閉症スペクトラム障害（ASD）の病因に関与している。ここでわれわれは、ASDの重症度指標と、新鮮な単離血小板におけるミトコンドリア呼吸速度、および単離好中球におけるニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）オキシダーゼ（NOX）活性との関係を初めて調べた。また、高気圧酸素療法（HBOT）がミトコンドリアや免疫機能、ASD重症度測定に及ぼす影響も検証した。年齢をマッチさせた3つの男性グループ（対照（Norm-N）、自閉症（Aut-N）、自閉症＋HBOT（Aut-H）；各グループ10名）から血液サンプルを採取した。高分解能呼吸測定法を用いて、日常的な基礎呼吸、複合体I-および複合体I+II依存性の酸化的リン酸化速度が、自閉症-Nの血小板で有意に障害されていることを見いだした。同様に、好中球の免疫反応の障害は、酸素消費速度の低下と、食細胞NOXによる活性酸素種（ROS）産生によって証明された。ASDに関連した行動の転帰は、血小板のミトコンドリア生体エネルギーパラメーターおよび好中球のNOX媒介活性と中程度の相関があることがわかった。HBOTは、ミトコンドリア機能障害を改善することも、ASDに関連した行動障害を打ち消すこともできなかった。HBOTは免疫反応の1つの指標、すなわちNOXを介したスーパーオキシドバーストを改善したが、これはグループ間の感染症再発傾向の有意な変化とは関連していなかった。これらのデータを総合すると、ASDに関連したミトコンドリアと免疫不全は血小板と好中球で検出可能であることが示唆された。また、HBOTがASDに関連した生理学的、行動学的表現型の有意な改善をもたらすという証拠は見いだせなかった。

Mitochondrial and immune dysfunctions are often implicated in the aetiology of autism spectrum disorder (ASD). Here, we studied for the first time the relationship between ASD severity measures and mitochondrial respiratory rates in freshly isolated platelets as well as the activity of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase (NOX) in isolated neutrophils. We also verified the impact of hyperbaric oxygen therapy (HBOT) on mitochondrial and immune functions as well as on ASD severity measures. Blood samples were collected from three age-matched male groups (Control (Norm-N), autistic (Aut-N), and autistic + HBOT (Aut-H); =10 per group). Using high resolution respirometry, we found that routine basal respiration, complex I- and complex I + II-dependent oxidative phosphorylation rate were significantly impaired in Aut-N platelets. Similarly, deficits in immune response of neutrophils were evidenced through lower rates of oxygen consumption and reactive oxygen species (ROS) production by phagocytic NOX. ASD-related behavioural outcomes were found to moderately correlate with platelets' mitochondrial bioenergetic parameters as well as with NOX-mediated activity in neutrophils. HBOT was not able to improve mitochondrial dysfunctions or to counteract ASD-related behavioral deficits. Although HBOT improved one measure of the immune response; namely, NOX-mediated superoxide burst, this was not associated with significant changes in trends of recurrent infections between groups. Taken together, our data suggest that ASD-associated mitochondria and immune deficits are detectable in platelets and neutrophils. We also found no evidence that HBOT confers any significant improvement of ASD-associated physiological or behavioural phenotypes.