1年間の宇宙生活で染色体に異変、双子で実験、最新研究

2019年04月16日
宇宙飛行士と脳脊髄液の関連
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宇宙滞在と地上で暮らす双子の兄弟の人体に起きた変化を比べた実験。
その結果、DNAが損傷の異常、遺伝子発現の変化。
遺伝子への影響以外にも、網膜と頸動脈の厚さの変化
腸の微生物叢(マイクロバイオーム)の変化
認知能力の変化があることもわかった。

2019.04.16 ナショナル ジオグラフィック日本版
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/041200226/

ISS滞在で人体に起きた変化を双子の兄弟と比べた、認知力にも変化
宇宙で暮らしたら人体に何が起きるのかを知るのは、簡単ではない。
その人物が地上にいたらどうなっていたかがわからないからだ。
だが、双子の兄弟が地上で普通の暮らしを送っていたらどうだろう? 
そんな研究の成果が、4月12日付け学術誌「サイエンス」に掲載された。

医学の分野では双子の研究が盛んに行われている。
身体的にも遺伝的にもほぼ完全に一致しており、
環境の変化に人がどう反応するか比較対照する理想的な条件が備わっている。
(参考記事:「双子研究、安藤寿康氏 全5回:研究室に行ってみた」)

だから、米国の宇宙飛行士スコット・ケリー氏が、一卵性双生児の兄弟であるマーク氏と共に、
宇宙飛行の影響を調べる実験の被験者になろうと提案すると、
NASAは喜んでこれに応じた。

こうして、他に類を見ない研究が計画された。
スコット氏が国際宇宙ステーション(ISS)へ行き、
1年間、微小重力の条件下で宇宙飛行士として働き、生活する。
この実験は、2015年3月27日から2016年3月2日まで行われた。

この1年間の前、期間中、そして後まで、多くの分野の科学者チームが、
分子、生理学、行動の点から2人を継続的に調査。
その成果をまとめた今回の論文は、
月や火星、さらにはその先へと人類が向かう際に役立つ情報となるかもしれない。

宇宙滞在で、本当にスコット・ケリー氏に長期的な変化が起こったのか?
私たち人間が地球を離れて長く生活すると、
どのような運命が待っているのだろうか? 
わかったことを見てみよう。

宇宙での1年間で、スコット氏の体はどうなったのか?
ISSにいる間、スコット氏の全般的な健康状態はずっと良好だった。
だが、彼とマーク氏を比べた科学者たちは、
いくつか小さな変化が起きていることに気づいた。

変化の1つは、染色体の末端を保護するテロメア(末端小粒)に見られた。
論文の共著者で、米コロラド州立大学の医療研究者スーザン・ベイリー氏は、
こうした遺伝物質は、加齢や潜在的な健康リスクを示す指標だと話す。
ISSに滞在中、スコット氏のテロメアは長くなった。
だが、それによる影響はあるのか、あるとすれば何か、
現時点で知ることは難しい。

加えて、スコット氏の染色体の一部で逆位や転座が起こったり、
DNAが損傷しているといった異常、そして遺伝子発現の変化も見つかった。
遺伝子への影響以外にも、網膜と頸動脈の厚さの変化も見られた。
さらに、スコット氏の腸の微生物叢(マイクロバイオーム)も、
地球にいるマーク氏とは違うものになっていた。
(参考記事:「宇宙飛行士の視覚障害の謎解明か、障害は不可避?」)

地球に帰還して、すべて元に戻ったのか?
すべてとは言えない。
スコット氏の遺伝子の90%以上が正常な発現レベルに戻ったが、
小さな変化の中には元に戻らないものもあった。
そして、長くなったテロメアの大部分は帰還して間もなく通常の長さに戻ったが、
一部は出発前よりもかなり短くなった。
この現象は、ほかの宇宙飛行士たちでさらに研究すべきかもしれないと、
ベイリー氏は述べている。
テロメアの短さは、認知症や心血管疾患、一部のがんに加えて
「生殖能力の低下と関連が指摘されているため」とのことだ。
(参考記事:「「宇宙精子」使い健康な「宇宙マウス」が誕生」)

とはいえ、これはまだ何かを証明したわけではないと注意を促すのは、
ノーベル賞を受賞した分子生物学者、キャロル・グライダー氏だ。
なお、同氏は今回の研究には関わっていない。
「地球上での双子のテロメアの長さの相関関係や変動はわかっていません」と、
グライダー氏はEメールでコメントした。
「ですから、これから何が分かるかは予想がつきません」

ベイリー氏によると、一部の染色体の逆位も長く続いたという。
「このことは、がんの発症リスクを高める可能性がある
ゲノム不安定性の一因になるかもしれません」。
また、地球帰還から数カ月後、スコット氏の認知能力が下がったままであることもわかった。
(参考記事:「宇宙旅行、脳に永続的な影響か 最新研究」)

「悪化はしませんでしたが、良くなることもありませんでした」
論文の共著者で、米ペンシルベニア大学睡眠・精神科のマサイアス・バスナー氏はこう話す。

宇宙にいると病気になりやすくなり、認知能力が低下するということ?
決してそうではない。
そもそも、この研究にはサンプル数が極めて小さいという欠点があることは、
研究チームの全員が強調している。

「大きな注意点は、サンプル数が1の研究にすぎないということです」とバスナー氏。
スコット氏の体に出た影響が、彼の生理機能に特有のものか、
同様の条件下に置かれた人の大部分に共通するのか、
それを正確に知るためには、さらに多くの人を対象に研究しなければならない。

「長く続いた変化はどれも非常に小さいものです。
それが宇宙飛行のせいなのか、正常な変化なのか判断するには、
ほかの宇宙飛行士たちで再現される必要があります」。
論文の共著者で、米ジョンズ・ホプキンス大学のアンディ・ファインバーグ氏はこう話している。

今回の研究の限界は?
この研究は、長期の宇宙滞在で起こりうるリスクを垣間見せてくれるものの、
宇宙飛行士が火星ミッションをどうこなしていくべきかという点についてはあまり教えてくれない。
その理由の一つは、ISSが地球の低軌道上にあるためだ。
そこはまだ地球の磁場に包まれていて、最も有害な宇宙線から守られている。
(参考記事:「宇宙線の“ホットスポット”を発見」)

もう一つの課題は、サンプルの輸送だ。
研究には新鮮な血液サンプルが必要だったため、スコット氏は宇宙にいる間、
定期の補給物資がISSに到着する日に採血をしなければならなかった。
血液は地球に戻る補給船に積まれてロシアに送られ、
地球上のさまざまな研究機関に速やかに届けられた。
(参考記事:「ソユーズ打ち上げ失敗でISS滞在の飛行士」)

各サンプルの量がわずかで、研究の範囲が限定されたことも課題だとファインバーグ氏は話す。
「スコット氏から採取することを認められた血液の量は、
入院中の子どもから採血してよい量よりも少ないものでした。
理由は物流面や、スコット氏自身の安全などです」

宇宙旅行の本当のリスクを知るには何が必要か?
長期の宇宙飛行が人体に与える影響をさらに解き明かすため、
NASAは地上での研究に加え、1年にわたるISSでのミッションを計画している。
月面やさらに遠い宇宙など、低軌道よりも遠くで働く宇宙飛行士が、
こうした今後の研究に参加するのが理想だろう。
また研究チームは、ミッション中に自分のDNAを処理する能力と技術を、
将来の宇宙飛行士に身につけさせることができればと考えている。

そして、そんな将来の宇宙飛行士の中にたまたま双子がいても問題はない。
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のぞみ
この記事を書いた人: のぞみ
<発症原因>
中学時にいたずらによる椅子引きで
尾骨を骨折する
原因不明の多彩な症状が現れ
寝たきり車椅子生活となる
ドクターショッピングを重ね
脳脊髄液減少症だと
診断確定したのは発症から10年後

<診断・検査・治療病院>
国際医療福祉大学熱海病院

<検査結果>
画像診断より
腰椎から複数の髄液ダダ漏れ
脳下垂・硬膜肥厚・静脈拡張
髄圧一桁・残存率一桁の所見あり
脳脊髄液減少症と診断確定

<再検査>
先進医療が実施され再検査の結果
胸椎からの髄液漏れ有り
診断基準に該当
脳脊髄液(漏出症)と診断確定

<病歴20年・治療後10年・男性>
ブラッドパッチ療法2回
アートセレブ(人工髄液)髄注1回

<治療経過>
発症から20年、治療から10年経過
診断前後の7年間は介助が必要な
寝たきり車椅子生活となりましたが
治療+自己流リハビリを重ねて
多彩な症状は消失しましたが
僅かな頭痛・倦怠感の残存症状があり
共存しながらも社会復帰に至りました
全完治まであと一歩です
新ガイドライン策定news(2018年12月~) (4)
ブラッドパッチ療法保険適用決定(2016年) (3)
┗  ブラッドパッチ療法保険適用 (2)
先進医療実施 診断基準(2012年) (1)
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石灰化上皮腫 (1)
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動悸・手の振るえ(振戦)チック症状  (2)
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高血圧 (3)
微熱・悪寒・高熱 (1)
冷え性・体温調節機能・汗腺機能 (6)
疲労・倦怠感・易疲労 (5)
脳疲労・ブレインフォグ (9)
睡眠障害 (9)
睡眠相後退(前進)症候群 (1)
不眠・過眠・ナルコレプシー(オレキシン) (9)
むずむず脚症候群 (1)
高次脳・視空間認知力低下 (1)
めまい・吐き気・動悸 (4)
眼前暗黒感のめまい (1)
光過敏・複視・霧視・残像・視力低下 (2)
緑内障 (6)
加齢黄斑変性 (2)
目の不調は脳が原因 (12)
┣  眼瞼・顔面けいれん (1)
┣  眼球使用困難症 (2)
┣  中枢性羞明 (3)
┗  アーレン症候群 (2)
聴覚過敏・車酔いとめまい (1)
耳鳴り (4)
耳菅開放症 (2)
外リンパ瘻 (2)
メニエール病 「中耳加圧治療」 (2)
APD・聴覚情報処理障害 (1)
鼻詰まり (1)
味覚 (1)
嚥下障害 (1)
非歯原性歯痛 (1)
口内炎・ヘルペス・口角炎・味覚障害 (2)
歯肉炎・親知らず抜歯・ドライマウス (1)
顔のしびれ (1)
顎関節症・三叉神経痛・噛み締め (2)
慢性上咽頭炎・EAT(上咽頭擦過療法) (2)
咽頭痛・異物感・息苦しさ・期外収縮不整脈 (1)
リンパ扁桃腺の腫れ・下顎と首のしこり (1)
長引く咳・むせる咳・咳喘息との関連 (2)
甲状腺機能亢進症(別名バセドウ病) (1)
帯状疱疹 (1)
座位・起立・労作不耐・末梢神経障害 (1)
胸郭出口症候群 (3)
梨状筋症候群 (2)
頚椎症・ストレートネック (1)
肩・肩甲骨・背中・手足の痛み (4)
トゥレット症候群と不随意運動 (1)
血糖値上昇 (2)
反応性低血糖症 (1)
副腎疲労/副腎疲労症候群 (1)
IgG抗体検査に関する注意喚起 (1)
胃痛・胃液逆流・下痢 (1)
機能性ディスペプシア (2)
過敏性腸症候群(IBS) (2)
潰瘍性大腸炎(UC) (3)
頻尿・膀胱炎 (3)
┣  ED症状 (1)
┗  女性化乳房症(男性) (1)
無痛分娩・帝王切開(硬膜外麻酔) (4)
┣  月経前不快気分障害「PMDD」 (1)
┣  PTSDと腸内細菌 (1)
┗  HPVワクチン (1)
パニック障害 (1)
うつ病・抑うつ状態 (6)
経頭蓋磁場刺激法(TMS) (3)
反復経頭蓋磁気刺激(rTMS) (5)
経頭蓋直流刺激(tDCS) (1)
むち打ち症 (3)
高次脳機能障害 (6)
軽度外傷性脳損傷 (12)
外傷性脳損傷 (4)
遅発性脳障害 (1)
筋痛性脳脊髄炎/慢性疲労症候群 (55)
小児の慢性疲労症候群 (1)
カルニチン欠乏症 (2)
筋痛性脳脊髄炎/線維筋痛症 (42)
慢性疼痛 (10)
腰痛(慢性痛) (2)
神経障害性疼痛 (7)
複合性局所疼痛症候群(CRPS) (2)
神経疾患(脊磁計) (1)
脊髄刺激療法(SCS) (2)
筋筋膜性疼痛症候群(MPS) (1)
強直性脊椎炎(AS) (10)
筋萎縮性側索硬化症(ALS) (3)
椎間板ヘルニア (1)
パーキンソン病 (3)
認知症・認知障害・アルツハイマー病 (8)
ヘルプマーク (3)
不定愁訴 (5)
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ドクターショッピング(一部のみ) (8)
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