「髪の毛の成長」と「傷の治り」。一見すると全く別の現象ですが、私たちの体の中では、この二つを天秤にかける賢い仕組みが働いていることをご存知でしょうか。栄養が足りない時や怪我をした時、私たちの体は限られたエネルギーをどこに優先的に使うべきか判断しています。その重要な判断を下しているのが、皮膚に存在する「幹細胞」です。ロックフェラー大学の研究により、普段は髪の毛を作ることに専念している幹細胞が、いざという時には「チーム」を乗り換え、傷ついた皮膚を治すために駆けつけることがわかっていました。では、これらの細胞は、いつ役割を切り替えるべきだと知るのでしょうか？
今回、その謎を解き明かす重要なシグナルが特定されました。それは、必須の仕事のためにエネルギーを節約するよう幹細胞に指示を出す、「統合的ストレス応答」という仕組みです。そして、その引き金となるのが、肉や穀物、牛乳などの食品に含まれる「セリン」というアミノ酸の不足でした。この研究成果は、2025年8月5日に『Cell Metabolism』誌で発表されたオープンアクセス論文「The Integrated Stress Response Fine-Tunes Stem Cell Fate Decisions Upon Serine Deprivation and Tissue Injury（統合的ストレス応答はセリン欠乏および組織損傷時における幹細胞の運命決定を微調整する）」で詳述されています。
「セリンの欠乏は、細胞の運命を髪から皮膚へと微調整する、非常に感度の高い細胞内の『ダイヤル』のスイッチを入れます」と、筆頭著者であり、ワイル・コーネル医科大学院のMD-PhD課程に在籍し、以前はロックフェラー大学で博士課程の学生だったジェシー・ノバック氏（Jesse Novak）は言います。この研究は、責任著者であるエレイン・ファックス博士（Elaine Fuchs, PhD）が率いる哺乳類細胞生物学・発生学研究室で行われました。「私たちの発見は、食事や薬剤を通じてセリンのレベルを操作することで、皮膚の傷の治癒を早められる可能性を示唆しています。」
幹細胞のもう一つの仕事
成人の組織には、細胞の増殖、分化、代謝回転のバランスを厳密に保ち、恒常性（正常な機能）を維持し、傷を修復するための幹細胞プールが存在します。しかし、それらの代謝上の要求については、まだ十分に理解されていませんでした。今回の研究で、ノバック氏は、日常業務の中で幹細胞を順調に機能させ続けている代謝因子を特定し、その後、怪我によって毛包幹細胞（HFSCs: hair follicle stem cells）が創傷回復という「副業」をせざるを得なくなった時に何が変化するのかを追跡することを目指しました。
「私たちが負う皮膚の傷のほとんどは擦り傷で、皮膚の上層部を破壊します。その領域には、通常は創傷修復を担当する幹細胞のプールがありますが、これらの細胞が破壊されると、毛包幹細胞が修復の主導権を握らざるを得なくなります」とノバック氏は説明します。「そのことを踏まえ、私たちは創傷治癒を通じてこれらの皮膚細胞を追跡することが、代謝産物がこのプロセス全体を調節しているかどうか、そしてどのように調節しているかを検証するための非常に良いモデルになると考えました。」
ファックス研究室の以前の研究では、前がん状態の皮膚幹細胞が体内のセリンに依存するようになり、食事中のセリンを制限することで、これらの細胞が完全ながん細胞になるのを防げる可能性が示されていました。これらの発見は、セリンが腫瘍形成の重要な調節因子であることを示し、がん治療としてセリンを含まない食事を導入する臨床試験のきっかけとなりました。しかし、食事によるセリン欠乏が正常な組織機能にどのように影響するかは、誰も理解していませんでした。そこで、ノバック氏はこのアミノ酸に焦点を当てて研究を進めました。
研究でわかったこと
研究チームは、マウスの食事からセリンを奪うか、遺伝子操作を用いて毛包幹細胞がセリンを自ら作れないようにすることで、毛包幹細胞に一連の代謝ストレス試験を行いました。その結果、セリンが、組織の状態が不安定になった時に活性化される引き金である統合的ストレス応答（ISR: integrated stress response）と、直接的かつ継続的にコミュニケーションを取っていることがわかりました。セリンのタンクが空になると、HFSCsは多くのエネルギーを必要とする発毛活動を抑制するのです。
次に別のストレス課題として、チームは創傷修復に焦点を当てました。彼らは、怪我の後にもISRがHFSCsで活性化することを発見しました。さらに、マウスがセリン欠乏と怪我の両方を経験すると、振り子はさらに大きく振れ、発毛を抑制し、創傷修復を優先するようになります。このようにして、ISRは組織全体のストレスレベルを測定し、それに応じて再生タスクの優先順位を決定しているのです。
「髪を失うのが好きな人はいませんが、ストレスの多い時期に生き残ることを考えると、表皮の修復が優先されます」とファックス博士は言います。「髪の毛が一部抜けても動物にとって脅威ではありませんが、治らない傷は脅威なのです。」
運命の分かれ道
セリンのレベルが低いことが、幹細胞の運命と行動に大きな影響を与えることは明らかでした。では、その逆はどうでしょうか？例えば、大量のセリンを投与すれば、発毛を強力に促進できるのでしょうか？
薄毛に悩む人にとっては残念なことですが、体は循環するセリンの量を厳密に調節していることがわかりました。ノバック氏がマウスに通常の6倍量のセリンを与えたところ、血中のセリンレベルは50%しか上昇しませんでした。
「しかし、幹細胞が自らセリンを作るのを妨げ、高セリン食でその損失を補給した場合、発毛を部分的に回復させることができました」とノバック氏は付け加えます。
今後の展望としては、食事からのセリン摂取を減らすか、セリンレベルやISRの活動に影響を与える薬剤を介して、創傷治癒を加速させる可能性を探ることが挙げられます。チームはまた、セリンの影響力が特有のものなのかどうかを調べるために、他のアミノ酸についても検証したいと考えています。「全体として、幹細胞が経験するストレスのレベルに基づいて細胞の運命を決定する能力は、資源が乏しい時期に組織が再生能力をどのように最適化するかについて、広範な意味を持つ可能性が高いでしょう」とファックス博士は述べています。
写真：エレイン・ファックス博士（Elaine Fuchs, PhD）
