宇宙空間での筋力低下を防止する分子医学、寝たきり患者への応用も

宇宙空間での滞在は、筋肉の萎縮を引き起こす。国際宇宙ステーションの住人は、筋肉の萎縮を防ぐために定期的に運動をしているが、別の方法があるかもしれない。科学者たちは今、宇宙飛行士のマウスにある特定の分子を投与すると、筋肉を維持するだけでなく、少しだけ膨張することを発見した。

この治療法はまた、微小重力下でのもう一つの問題である骨密度を維持し、高めたと研究者たちは9月7日、米国科学アカデミー紀要（PNAS）に報告した。

この研究は、月や火星への旅行を視野に入れた宇宙飛行士のためだけでなく、年齢、怪我や病気による筋肉の減少に苦労している地球人のためにもなるかもしれない。この研究から生まれる可能性のある薬は、寝たきりや車椅子に乗っている人だけでなく、がん、慢性閉塞性肺疾患、または筋肉の衰えの他の原因を持つ人にも役立つかもしれない、とコネチカット州ファーミントンのゲノム医学のためのジャクソン研究所の遺伝学者で、論文の著者のセジン・リーは論文の中で指摘している。

リーは何十年もの間、自分のマウスを宇宙に送りたいと切望してきた。1990年代に、彼はマウスからミオスタチンという遺伝子を除去した。ミオスタチンというタンパク質は通常、筋肉の成長を阻害するので、それがなければ、マウスは通常のマウスの2倍の筋肉量を持つ、かなりの肉付きに成長した。

リーは2019年12月5日、40匹のマウスをフロリダ州ケープカナベラルのケネディ宇宙センターからSpaceXの宇宙船に乗せて打ち上げたときにチャンスを得た。これにより、リーは「マイティマウス（むきむきマウス）」の筋肉が33日間の宇宙環境にどのように反応したかをテストすることができた。彼と彼の同僚は、通常のマウスが筋肉量を失う一方で、マイティマウスは筋肉を失わなかった。

筋肉の減少に苦しむ人々のミオスタチン遺伝子を排除することは、もちろん現実的ではないだろう。そこでリーらは、正常なマウスの筋肉を保存する方法もテストした。通常、ミオスタチンは、筋肉細胞の表面に張り付いている受容体に付着することで、成長を止める働きをする。リーらはこの受容体の断片を送り出し、ISSの宇宙飛行士が動物の血流に注入した。この「おとり」受容体（デコイ受容体）は、動物のミオスタチン分子を捕らえ、筋肉組織から遠ざけた。

このデコイには、骨だけでなく筋肉の成長を妨げるアクチビンAと呼ばれる第二のタンパク質を捕捉するという別の効果もある。案の定、このデコイ受容体を注射した宇宙マウスは、筋肉を維持し、骨密度を高く保つという二重の効果を得た。骨と筋肉はさらに成長し、治療を受けたマウスは、治療を受けていないマウスを地上に置いておいた場合よりも多くの組織に触れることができたのである。

研究チームはまた、すでに起こってしまった筋肉の衰えや骨の減少を治療によって逆にすることができるかどうかもテストした。そのために、2020年1月7日に太平洋に飛沫を上げてサンディエゴに着陸した後、ISSで筋肉と骨量を失った通常のマウスにデコイ受容体を与えた。これらの動物はすぐに骨と筋肉の両方を回復し、筋肉は離陸前よりも大きくなっていた。

この結果は、筋肉と骨の損失から宇宙飛行士を保護するための薬を使用する方法があるかもしれないことを示唆している、とニューヨーク州タリータウンにあるバイオ医薬品企業、リジェネロン・ファーマシューティカルズ社の老化と加齢に関連する障害の研究のヴァイスプレジデントのデビッド・グラスは言う。しかし、宇宙での萎縮は地球上のものとは異なるとグラスは警告している。

しかし、ミョスタチンとアクチビンＡのブロッカーが地上の人々の筋肉を維持したり、回復させたりすることができるのではないかとリーは期待している。彼は、人のミオスタチンをブロックするだけでは十分ではないと考えており、アクチビンAに関与するデコイ受容体のような化合物が、以前の化合物よりも効果的であることが証明されるかもしれないと期待しているのである。グラスは、副作用を避けるためには、が可能なように、ミオスタチンとアクチビンA以外の分子と相互作用する可能性が低い薬を設計することが重要であると述べている。

そして、有人宇宙旅行を支援することはリー氏の主な目標ではないが、このような分子は、おそらく、NASAの関心を引く可能性があり、機関は、おそらく、大規模なジムの機器のためのスペースを持っていないであろうより長い宇宙ミッションに適合する可能性がある。

Image by NASA