心筋梗塞などで一度傷つくと、人間の心臓が完全に元通りになることはありません。しかし、もし心臓が自ら再生する力を持っていたらどうでしょうか？そんな夢のような能力を持つ生物がいます。小さな魚、ゼブラフィッシュです。この度、カリフォルニア工科大学とカリフォルニア大学バークレー校の研究チームが、この魚の驚異的な心臓再生能力の秘密を解き明かし、将来の人間の心臓治療に繋がるかもしれない重要な手がかりを発見しました。
ゼブラフィッシュは、損傷後に心臓を再生・修復するという、驚くべき稀な能力を持っています。カリフォルニア工科大学（Caltech）とカリフォルニア大学バークレー校（UC Berkeley）による新しい研究は、この能力を制御する遺伝子の回路を特定し、心臓発作などの損傷後や先天性心疾患の場合に、いつか人間の心臓を修復する方法についての手がかりを提供しています。この研究は、Caltechのエドワード・B・ルイス生物学教授であり、ベックマン研究所所長であるマリアン・ブロナー博士（Marianne Bronner, PhD）と、UC Berkeleyの発達生物学者であるメーガン・マーティク博士（Megan Martik, PhD）の研究室による共同研究です。この研究を記述した論文は、2025年6月18日に「PNAS」誌に掲載されました。論文のタイトルは「Reactivation of an Embryonic Cardiac Neural Crest Transcriptional Profile During Zebrafish Heart Regeneration（ゼブラフィッシュの心臓再生時における胚性心臓神経堤転写プロファイルの再活性化）」です。
心臓は、筋肉細胞、神経細胞、血管細胞など、多くの異なる種類の細胞で構成されています。ゼブラフィッシュでは、これらの細胞の約12〜15パーセントが、神経堤細胞（neural crest cells）と呼ばれる特定の幹細胞集団に由来します。ブロナー博士とマーティク博士の研究室は、ゼブラフィッシュやヤツメウナギなど、多くの実験動物モデルにおいて、神経堤細胞とその発生における重要な役割を研究してきました。人間にも同様の神経堤細胞が存在し、顔の骨格の細胞から神経系の細胞まで、体のほぼすべての器官で多様な細胞タイプを生み出します。
新しい研究で、研究チームは、神経堤細胞に由来する心臓細胞が、損傷したゼブラフィッシュの心臓における再構築プロセスを指揮する役割を担っていることを発見しました。実験でこれらの神経堤由来の心臓細胞を除去すると、心臓は損傷後の再生能力を失いました。重要なことに、この研究は再生中に活性化される複雑な遺伝子回路を特定しました。研究者たちによると、これらの遺伝子は、正常な胚発生に不可欠であり、成体期には不活性化されますが、組織の再生を可能にするために再活性化されるのです。
次に、研究チームは、これらの細胞がどのようにしてそのような遺伝子プログラムを再活性化するのかを研究し、「損傷後にこれらの遺伝子の活性化を引き起こすシグナルは何か？」という問いに答えることを目指しています。最終的に、この研究は、もし同じシグナルが与えられれば、人間が同様の遺伝子を活性化できるかどうかを明らかにする可能性があります。マーティク博士のチームは現在、一般的な遺伝子編集技術であるCRISPR技術（CRISPR technology）を実験皿内の人間の心臓細胞に用い、これらの遺伝子が再活性化できるかどうかを判断しようとしています。
論文の筆頭著者は、UC Berkeleyのレカ・M・ディロン＝リチャードソン氏（Rekha M. Dhillon-Richardson）とアレクサンドラ・K・ホーガン氏（Alexandra K. Haugan）です。ブロナー博士とマーティク博士に加え、UC Berkeleyのルーク・W・ライオンズ氏（Luke W. Lyons）とジョセフ・K・マッケンナ氏（Joseph K. McKenna）が共著者として名を連ねています。
