月面重力下では筋の質が変わる──宇宙マウス実験の恩恵は一般の人にも？

研究チームは、マウスの宇宙飼育ミッションを３回行いました。MARSの設定を１回目は微小重力（マイクロG）および人工地球重力（1G）、2、3回目は月面重力（1/6G）に調整して、それぞれ約１カ月間飼育して得られたマウスのヒラメ筋の量的および質的変化を解析しました。また実際に地球上でも実験して、人工地球重力下と比較しました。

その結果、以下のことが分かりました。

①量的変化を見ると、微小重力下では、地球上や人工地球重力下（1G）と比べて筋重量や筋線維断面積が減少して筋萎縮が見られた。対して月面重力下では、1Gの場合と同程度で筋萎縮は引き起こされていなかった。
②質的変化を見ると、微小重力下で起きている速筋化と比べて、月面重力下ではその程度が低かった。しかし、地球上や人工地球重力下（1G）と比べれば速筋化が生じていた。

つまり、月の重力は筋の量的変化（萎縮）を起こさない働きはありますが、質的変化（速筋化）を抑制するには不十分であることを示唆しています。実際にヒラメ筋の遺伝子発現パターンを次世代シーケンサーで可視化したところ、微小重力下と月面重力下では似たパターンを示しますが、微小重力下でのみ地球上や人工地球重力下と異なる遺伝子発現量が観察される部分もありました。

したがって、ヒラメ筋の筋量と筋線維タイプが維持される重力の境界値（閾値）は異なることが世界で初めて明らかになりました。

創薬につながる？ 一般層にも恩恵

今回の研究結果は、月面重力(1/6G)が骨格筋に与える影響の知見を得るものです。将来の月面での活動や、さらに火星（1/3G）での探査や移住に役立つものですが、一般の人は「自分が宇宙飛行士になったり月に移住したりするとは思えないから、関係がない研究だ」と思うかもしれません。

けれど、宇宙空間での筋の変化の研究は、私たちに普遍的な「加齢に伴う筋機能の低下」の仕組みを解明し、予防や改善に貢献することが期待されています。

微小重力の宇宙空間では、1日のふくらはぎの筋肉の減少が寝たきりの人の2日分、高齢者の半年分という速さで進行するといいます。もっとも、その現象が分かってから、宇宙飛行士は毎日十分な運動をして筋機能の低下を防いでいますが、マウスやラットなどのモデル動物は宇宙で運動しないように設定できるので、高齢者に見られる変化を加速して観察することができます。重力環境による遺伝子発現の違いを見ることで、加齢による機能低下に関連する遺伝子を見つけて創薬につなげられる可能性もあります。

宇宙での実験の成果は、目新しいだけでなく、私たちの健康維持にも応用できる意外と実用的なものなのです。