宇宙旅行は身体に対する過酷な影響があることが知られています。
宇宙飛行は宇宙飛行士の骨密度を低下させ、脳や目の神経が腫れ、遺伝子の発現が変化することが研究で示されています。
研究によると、宇宙での時間は加齢を早めるような影響を及ぼすとされています。
NASAの同一双子宇宙飛行士、マーク・ケリーとスコット・ケリーの画期的な研究では、マークは地球に留まり、スコットは340日間宇宙に滞在しました。
2019年に「双子研究」として発表されたこの研究では、スコットの身体に起きた変化、例えばDNA損傷、認知機能の低下、染色体を保護するテロメアの短縮が、宇宙滞在後6か月経っても持続していたことが明らかになりました。
最近、831月に『Cell Stem Cell』に発表された新たな研究では、宇宙飛行中に幹細胞も老化の兆候を示すことが判明しました。
実際、幹細胞は地上での10倍の速さで宇宙で老化するとのことです。
この研究の筆頭著者であり、カリフォルニア大学サンディエゴ校のサンフォード幹細胞研究所のディレクターであるキャトリオナ・ジャミソン博士は、宇宙飛行が幹細胞に与える影響について警鐘を鳴らしています。
幹細胞はさまざまな種類の組織に発展できる特別な細胞であり、幹細胞の老化は組織や臓器の自然な修復能力を低下させるため、癌や神経変性疾患、心臓問題などの加齢に伴う慢性疾患を引き起こす可能性があります。
この新しい研究は、宇宙飛行への関心が高まっている時期に発表されました。
各国の政府は月への長期ミッションを計画しており、民間企業は一般の人々や有名人を宇宙へ送り込んでいます。
宇宙旅行に伴う健康リスクを理解することは、安全な宇宙旅行の実現に不可欠です。
細胞の老化の加速を理解することは、地球上でも生物のプロセスがどのように進行しているかを理解する手助けにもなります。
研究者たちは、股関節置換手術を受けた人々から提供された骨髄の幹細胞を収集しました。
これらの細胞は、「ナノバイオリアクター」と呼ばれる透明な血液バッグの中で飼育されました。
ナノバイオリアクターは、iPhoneと同じくらいの大きさで、生物学的プロセスが進行することができます。
研究者たちは、地上での対照実験と比較するために、各患者の標本を2つのCubeLabに分けました。
1つは宇宙行き、もう1つは地球に留まることになりました。
宇宙行きのサンプルは、SpaceXによる4回の商業補給ミッションで国際宇宙ステーションに送り出されました。
合計で、サンプルはSpaceXの宇宙船内で32日から45日間を過ごし、微重力の状態で1か月以上を過ごしました。
研究者たちは、地上でのセルの動きを観察するためにCubeLabを用いました。
宇宙での幹細胞が地球に戻った後、研究者たちはそれらのサンプルを「地上対照」と比較し、ゲノムをシーケンシングしたり、その他のテストを行いました。
研究者たちは、幹細胞の7つの老化の特徴を調べ、その中に宇宙に行ったものから明らかな老化の兆候を発見しました。
それには、炎症シグナルが増加し、テロメアの維持が少なくなることが含まれます。
また、DNAの破損を防ぐ役割を持つ染色体の末端が短くなることも観察されました。
さらに、遺伝的コードの複製エラーが増加することによって、ゲノム不安定性が増したことも確認されました。
「これは、宇宙飛行の変異シグネチャの非常に詳細な調査になるでしょう」と、ニューヨークのウィール・コーネル・メディスンの遺伝学者で、双子研究にも関与したクリストファー・メイソンが語りました。
彼は、今回の研究がケリー双子の研究の内容を拡張し、宇宙飛行が分子レベルで急速な免疫反応を引き起こすことに関する証拠を示すものであると指摘しました。
この新しい研究は、将来的には宇宙飛行士や地球に留まる人々に利益をもたらす治療法の開発につながる可能性があります。
ジャミソン博士は、「ストレスや炎症の条件下での幹細胞の老化を予測、予防、逆転することが私たちの目標です」と述べました。
これは、世界の人口が高齢化し、出生率が低下する現代において非常に重要です。
画像の出所：nbcnews