東京大学医科学研究所

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発表論文解説

宇宙滞在による免疫機能低下の機構を解明 -無重力環境が引き起こす胸腺の萎縮と人工重力による軽減-

Scientific Reports DOI 10.1038/s41598-019-56432-9
Kenta Horie, Tamotsu Kato, Takashi Kudo, Hiroki Sasanuma, Maki Miyauchi, Nobuko Akiyama, Takahisa Miyao, Takao Seki, Tatsuya Ishikawa, Yuki Takakura, Masaki Shirakawa, Dai Shiba, Michito Hamada, Hyojung Jeon, Nobuaki Yoshida, Jun-ichiro Inoue, Masafumi Muratani, Satoru Takahashi, Hiroshi Ohno, Taishin Akiyama
Impact of spaceflight on the murine thymus and mitigation by exposure to artificial gravity during spaceflight

理化学研究所(理研)生命医科学研究センター免疫恒常性研究チームの秋山泰身チームリーダー、粘膜システム研究チームの大野博司チームリーダー、筑波大学の高橋智教授、宇宙航空研究開発機構の白川正輝グループ長、東京大学の井上 純一郎教授らの共同研究グループは、宇宙の無重力環境を経験することにより、リンパ器官である「胸腺」が萎縮すること、その萎縮は人工的な重力負荷で軽減されること、また、胸腺細胞の増殖が抑制されることによって萎縮が起きるという仕組みを発見しました。
これまで、宇宙滞在による免疫機能の低下が報告されてきましたが、その機構については多くが分かっていません。本研究成果は、免疫機能に関与する胸腺と重力の関係を明らかにするもので、将来の月・火星有人探査や民間の宇宙旅行などの際に必要な健康管理や、免疫系異常の予防に貢献すると期待できます。
 今回、共同研究グループは、国際宇宙ステーション(ISS)の日本実験棟「きぼう」でマウスを約1カ月間飼育し、無重力環境が胸腺へどのように影響するのかを調べました。その際、一部のマウスは、遠心力を利用して地球上と同じ重力を受けるように(人工1G)飼育しました。無重力の宇宙環境で飼育したマウスの胸腺は、地上で飼育したマウスより萎縮しますが、ISS内で人工的に1Gを負荷すると、胸腺萎縮はかなり軽減されることが分かりました。また、各マウスの胸腺内で発現する遺伝子を網羅的に解析し、宇宙滞在による胸腺萎縮が、どのような機構で起きるのかを調べました。その結果、無重力で飼育したマウスの胸腺では、細胞増殖に関わる遺伝子が減少したことが分かりました。このことから、宇宙環境で無重力状態を経験すると、胸腺細胞の増殖が抑制され、胸腺萎縮が起きると考えられます。
本研究は、英国の科学雑誌『Scientific Reports』のオンライン版(12月27日付)に掲載されます。