東北大学大学院医学系研究科の鈴木隆史講師らの研究グループは宇宙航空研究開発機構(JAXA)と共同で、宇宙長期滞在により加齢変化が加速すること、また宇宙ストレス下でNrf2遺伝子が活性化し、加齢変化の加速を食い止めることを明らかにした。

 人類の宇宙進出には、宇宙放射線や微小重力環境などの宇宙環境ストレスによる健康リスクを克服する必要がある。Nrf2遺伝子は一群の生体防御遺伝子を活性化し、地上での様々なストレスに対して保護的に働くため、宇宙でも有効と考えられた。その検討・実証を行う本研究が、JAXAが公募した国際宇宙ステーション(ISS)「きぼう」利用フィジビリティスタディに採択。Nrf2遺伝子を無効化した遺伝子組み換えマウス(ノックアウトマウス)のISS長期滞在実験が行われた。

 2018年4月、野生型とNrf2遺伝子ノックアウトマウスの雄それぞれ6匹合計12匹をケネディ宇宙センターから打ち上げ、「きぼう」で飼育。約30日間の軌道上滞在を終え、12匹すべてが生存して帰還した。遺伝子ノックアウトマウスの宇宙滞在後の生存帰還は世界初。マウスの解析により、宇宙滞在によって様々な臓器でNrf2が活性化していることが分かった。また、Nrf2遺伝子ノックアウトマウスの各臓器での遺伝子発現や血中代謝物の変化も初めて確認され、その一部はヒトの加齢性変化と同じ変化だった。さらに、加齢変化でも見られる白色脂肪細胞サイズの肥大化が宇宙滞在マウスで観察された。

 今回の研究成果により、Nrf2が宇宙環境ストレスによる加齢変化の加速を食い止め、健康維持に働くことが分かった。今後、宇宙滞在中の健康リスク克服に加え、地上における様々な加齢性疾患の予防や治療への臨床応用が期待される。

論文情報:【Communications Biology】Nrf2 contributes to the weight gain of mice during space travel

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大学ジャーナルオンライン編集部

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