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宇宙飛行士の骨の減少をメラトニンで抑制

金沢大学、東京医科歯科大学、岡山大学、富山大学の共同研究グループは、長期間宇宙空間に滞在した宇宙飛行士の骨の減少をメラトニンで抑えることができることを明らかにしました。メラトニン は体内時計、サーカディアンリズムを調節する物質です。

骨は常に新陳代謝しており、古くなった骨の細胞は破骨細胞によって溶かされて吸収され、吸収された部分を補修するように骨芽細胞が新しい骨を形成し、この骨吸収と骨形成が全身の骨で常に繰り返されています。破骨細胞と骨芽細胞の働きにバランスがとれている場合は骨は健康な状態にありますが、加齢や病気などで骨芽細胞よりも破骨細胞が優勢になると骨の量が減って骨がもろくなります。骨粗しょう症も同様の状態です。

宇宙空間は重力が小さく、骨で体を強く支える必要がなくなることから、地球上で暮らすようにデザインされた骨の量では過剰な骨量となり、宇宙飛行士の身体では破骨細胞の活性化による骨量の低下が発生します。これは、今後人類が一般人まで宇宙に出ていく時代を考えると解決策を用意しておく必要があります。

これまでの研究で、骨のモデルとしてキンギョのウロコを用いた実験でメラトニンが破骨細胞の活性化による骨量の減少を抑える作用がある可能性が示唆されていました。キンギョのウロコには骨同様に破骨細胞と骨芽細胞が存在して新陳代謝をいます。そこで、国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」において、同様にキンギョのウロコを用いた宇宙実験を行いました。

メラトニンを添加した培地と無添加の培地でウロコを無重力状態で培養して比較したところ、メラトニン無添加の培地では、わずか3 日間の培養でいくつもの破骨細胞が融合して多核化の活性型の破骨細胞になり、その破骨細胞がウロコの骨吸収を促進していることが分かりました。他方、メラトニンを添加した培地で培養すると、それが抑制されることが明らかになりました。

宇宙飛行士の骨の減少をメラトニンで抑制

これらの知見から将来、メラトニンが宇宙飛行士の骨量低下の予防・治療薬に活用されることが期待されます。宇宙飛行士が国際宇宙ステーションで長期滞在する時代を迎え、この問題を解決するために、骨芽細胞と破骨細胞が微小重力下でどのような挙動を示すのかを明らかにするとともに、その治療薬に関する研究が求められています。人間ではメラトニンそのものを処方しても効果がほとんどないことがわかっており、米国ではメラトニンは医薬品ではなくサプリメント扱いになっています。そのため、人間が服用しても効果が出るようなメラトニンの誘導体を今回のような実験で開発していく必要があります。


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2019-08-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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