宇宙飛行がマウスの肝臓に与える影響の一因を特定しました!

宇宙飛行がマウスの肝臓に与える影響の一因を特定しました!

2021年9月、アメリカのスペースX社がついに民間宇宙飛行を達成しました。

驚くべきことに、今回の宇宙飛行を達成した宇宙船『クルードラゴン』は、わずか半年ほどの訓練を経ただけの民間人4名のみをクルーとし、3日間の宇宙飛行ののち地球に帰還しました。

クルードラゴンがISSにドッキングする様子(©NASA)

もはや宇宙飛行は我々民間人にとっても夢物語ではなく、生きているうちに人類が宇宙に移住する未来も見えてきているのです。

一方で、そうはいってもまだまだ本格的な宇宙移住に向けて解決するべき課題も山済みです。

特にわかっていないのが宇宙空間が生物に与える影響です。

宇宙空間は、あらゆる意味で地球上とは異なる環境です。大気が違うのはもちろんのこと、無重力環境や高線量な宇宙放射線の照射、数百℃に及ぶ寒暖差など、生物にとって過酷な要素がいくつもあります。

これらによって、宇宙飛行を行った生物はしばしば原因不明な体調不良を訴えることが知られています。

もっともよく試験されるマウスでは、特に肝機能に肝臓の線維化や非アルコール性脂肪肝などのいくつかの障害が見いだされることがわかっています。これらは、いずれも重症化することで肝臓がんへと派生する疾患であり、その原因の特定・対策の開発が望まれます。

株式会社ユーグレナではこの度、独自の解析手法『サルファーインデックス解析』によって、宇宙飛行がマウスの肝臓に悪影響を与える一因を特定いたしました!

サルファーインデックス解析は、筑波大学の大津巌生 准教授によって開発された解析手法です。

生体内の酸化還元反応の中核を担う硫黄化合物を網羅的に解析することで、生体内が酸化的なのか還元的なのか、それらは何によって引き起こされているのかなどを明らかにすることができます。

(サルファーインデックスの紹介ページ: https://tech.euglab.jp/projects/sulfur/ )

当社では、大津先生と特別共同研究を進め、JAXAから譲り受けた宇宙飛行を行ったマウスの肝臓をサルファーインデックス解析によって調べました。

研究の概略図

結果として、宇宙で飼育したマウスは、人工重力のあるなしに関わらず肝臓にある還元的な硫黄化合物が減少していることがわかりました。

これらの硫黄化合物は体内で抗酸化物質として働くため、宇宙での生活によって酸化ストレスを受けた結果、そのストレスを打ち消すために消費された可能性が考えられます

宇宙飛行によって、減少した抗酸化物質

また、宇宙飛行を行ったマウスの肝臓での遺伝子発現を確認したところ、酸化ストレスや硫黄化合物代謝に関する遺伝子が多く発現していることが確認されました。

これも、強い酸化ストレスを受け、それにより減少した硫黄化合物を補うために起きたことだと解釈できます。

これらの結果は、当社研究開発部と筑波大学との共著によって、英国の科学学術誌Scientific Reports誌に掲載されました。

(掲載論文リンク : https://www.nature.com/articles/s41598-021-01129-1)

本研究成果は、宇宙での活動が活発化する近未来に向けて、人類が宇宙で健康的に活動するための重要な手掛かりとなることが期待されます。

具体的には、以下のような研究発展を見せる可能性が考えられます。

本研究によって、生体内の抗酸化物質が、宇宙で発生する酸化ストレスを緩和しうることが示唆されました。

このことは、宇宙での健康維持に硫黄系抗酸化物質の摂取が有効である可能性をも示します。

特に重要なのが、本研究により宇宙飛行によってエルゴチオネインの量が地上での生活時の半分ほどまで減ってしまうことが明らかとなったことです。

(エルゴチオネインの紹介ページ: https://tech.euglab.jp/projects/ergothioneine/ )

エルゴチオネインは哺乳類の体で合成することができず、一部のキノコなどから微量に摂取するしかない物質です。

通常の宇宙生活において、減少したエルゴチオネインを既存の宇宙食のみで摂取することは難しく、従って、新たな宇宙食の開発指針となることが期待されます。