「マウスを強制的に冬眠させる」実験に成功、人間の人工冬眠実現に一歩前進

by Eddy Van 3000

筑波大学の研究グループが、マウスの脳を刺激して冬眠に近い状態にすることに成功したと発表しました。本来は冬眠しない動物を、人為的に冬眠させるこの実験の成功により、人間でも冬眠できる「人工冬眠」が実現し、宇宙開発や医療、老化を遅らせる技術などに応用できると期待されています。

A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2163-6

冬眠様状態を誘導する新規神経回路の発見　～人工冬眠の実現へ大きな前進～ - TSUKUBA JOURNAL
https://www.tsukuba.ac.jp/journal/medicine-health/20200611180052.html

Scientists trigger hibernation in mice, astronauts could be next - UPI.com
https://www.upi.com/Science_News/2020/06/12/Scientists-trigger-hibernation-in-mice-astronauts-could-be-next/1061591973094/

ヘビやカメといったは虫類や、クマなどの一部の哺乳類は、エサが少なくなる冬が到来すると冬眠に入ります。冬眠中は生存に必要なエネルギーや酸素量が大きく減少するため、もし人間の人工冬眠が実現すれば、有人宇宙飛行船の積み荷を減らして星間飛行を可能にするといったSF的な用途のほか、外傷や疾病により救急搬送中の患者の生存率を高めたり、老化や病気の進行を遅らせたりするといった医療面での活用も見込めます。

しかし、動物が冬眠をするメカニズムは、これまでほとんど分かっていませんでした。その理由の1つが、実験動物であるマウスやラットは冬眠をしないため、冬眠中の動物の観察が非常に難しいという点。そんな中、筑波大学医学医療系の医学博士で、睡眠研究の第一人者である櫻井武教授らの研究グループが、マウスを冬眠に似た状態に誘導できる新しい神経回路の特定に成功しました。

研究グループがマウスの脳にある視床下部という部位にある神経細胞群を刺激したところ、マウスの体温は数日間にわたって大きく低下し、代謝も非常に少なくなりました。研究グループは、この神経細胞群をQ神経(Quiescence-inducing neurons：休眠誘導神経)、Q神経を刺激することにより発生した冬眠のような状態をQIH(Q neuron-induced hypometabolism)と名付けました。

QIHになったマウス(右)は数日間にわたり動きがほとんどなくなり、体温も著しく低下しましたが、繰り返しQIHから復帰しても体に異常は見られませんでした。このことから研究グループは、「QIHは野生動物が自然の中で行っている安全な冬眠に近い状態」だと考えています。

by 筑波大学

研究グループが神経科学的な手法などを用いてQIHのメカニズムを調べたところ、「QIHは、Q神経が視床下部背内側核に神経伝達物質であるグルタミン酸を送ることで引き起こされている」ということが分かりました。

by 筑波大学

さらに、研究グループがマウスより10倍も体が大きく、またマウスと同様に冬眠しない動物であるラットのQ神経を刺激したところ、ラットも同様にQIHの状態になったとのことです。マウスやラットのQ神経が興奮するメカニズムは、人間を含む多くの哺乳類で共通しているため、研究グループは「人間を含む多くの生き物にQ神経が存在し、同じように機能しているのではないか」と推測しています。

by 筑波大学

論文の共著者である砂川玄志郎氏は、自身のサイトで「人工冬眠が最も有効活用できる点は医療だと思っています。時間とともに予後が悪くなる患者を人工冬眠によって時間を稼ぐことで救うことができると思います。私たちの成果が人工冬眠の研究開発を前進させてくれることを願ってやみません」と述べました。

また、櫻井氏はアメリカのニュースメディアUPI通信社の取材に対し、「将来的には、火星やその先を目指すミッションのために、人間の宇宙飛行士を冬眠状態にできるかもしれません」と話しました。