宇宙で育つ幹細胞—ISSが再生医療の未来を拓く
国際宇宙ステーション（ISS）で培養された幹細胞が、将来のバイオセラピーや複雑な疾患治療の加速に寄与する可能性があることが、メイヨー・クリニックの研究者によって報告された。この研究分析は、フェイ・アブドゥル・ガニ氏（Fay Abdul Ghani）とアッバ・ズベア博士（Abba Zubair, MD, PhD）によって行われ、2024年8月21日付の npj Microgravity に掲載された。本研究によると、微小重力環境が幹細胞の再生能力を強化する可能性があるという。
微小重力環境がもたらす新たな発見
「宇宙で幹細胞を研究することで、地上では観察できない細胞のメカニズムを発見できました。この知見は、臨床応用の可能性を示すものです。」とズベア博士は述べる。
博士はこれまでに3回の宇宙実験を実施し、宇宙空間が大量の幹細胞を培養するのに適した環境かどうか、また帰還後もその機能が維持されるかという重要な疑問を探求してきた。
特に、宇宙で培養された幹細胞が老化関連疾患の治療に役立つ可能性が注目されている。
地上での幹細胞培養の課題
骨髄や脂肪組織に存在する成人幹細胞は、分裂や分化が制限されており、臨床研究や治療に必要な細胞数を確保するのが困難である。そのため、大量培養が必要だが、コストが高く、時間がかかるうえ、結果も一定しない。
一方、ISSでの研究により、微小重力環境では幹細胞の増殖や分化に関する新たな知見が得られ、より効率的な培養が可能であることが示された。
「宇宙環境では、幹細胞が三次元的に成長しやすく、人体内の自然な成長環境に近づきます。地上の二次元培養系よりも組織の再現性が高い。」とズベア博士は説明する。
宇宙で育てた幹細胞の臨床応用
宇宙で培養された幹細胞は、疾患モデル作成や新規治療法の開発に役立つ可能性がある。以下の細胞種に関して、特に有望な結果が得られている：
1. 間葉系幹細胞（MSC）
成長因子を分泌し、組織修復を促進する。
宇宙で増殖したMSCは、地上で培養したものより強力な免疫抑制能力を持つことが確認された。
2. 造血幹細胞（HSC）
血液の再生能力を持ち、感染防御や止血、酸素運搬に関与。
ISSで増殖したHSCは、赤血球や白血球への分化能力が向上しており、血液がんの治療への応用が期待される。
3. 心血管前駆細胞
血管や心筋組織の修復に関与。
宇宙で培養した前駆細胞は、心筋梗塞後の組織再生に有望な候補となる可能性がある。
4. 神経幹細胞
中枢神経系の発達や維持、修復に重要。
微小重力環境で増殖した神経細胞は、地上でも再生能力を維持しており、脳神経疾患への応用が期待される。
課題と今後の展望
宇宙空間での幹細胞研究には多くの課題もある。例えば、長期間の微小重力暴露による細胞の機能低下や、宇宙放射線の影響によるDNA損傷のリスクが挙げられる。しかし、ズベア博士の研究では、微小重力環境で培養された間葉系幹細胞において、発がん性変異の兆候は確認されなかった。
「宇宙での研究はまだ始まったばかりですが、再生医療の可能性を広げる重要なステップです」とズベア博士は述べている。今後、さらなる科学的データや資金提供が必要であり、宇宙環境を活用した再生医療の発展が期待される。
この研究は、NASA（アメリカ航空宇宙局）およびメイヨー・クリニック再生医療センターの資金提供を受けて実施された。
