ハーバード大学医学部の科学者らは、驚くべき結果をもたらす研究を発表しました。彼らは異常に寿命の短いマウスの系統を、エベレストのベースキャンプとほぼ同じ酸素濃度の低い環境に置いたところ、予想に反して50％も長生きすることが判明しました。この驚くべき研究結果は、PLoS Biology誌に2023年5月23日付けで掲載されました。
この研究は、動物モデルにおいて寿命を延ばすことが示された新たなアプローチを提供し、また、酸素制限が老化モデルマウスの寿命を延ばすことを初めて実証しました。この研究のオープンアクセス論文のタイトルは「Hypoxia Extends Lifespan and Neurological Function in a Mouse Model of Aging（低酸素は老化モデルマウスの寿命と神経機能を延長する）」です。
疫学的観察からは、高地に住む人々が長生きする傾向があることや、特定の病気になりにくいことが明らかになっています。これは不思議な現象であり、興味深い手がかりとなっています。今回の研究では、この驚くべき現象が動物でも再現できるかどうかを調査しました。
「標高の高い地域に住む集団は、年をとっても長寿で健康な傾向があることが、疫学的な研究から示唆されています。」ハーバード大学医学部ブラヴァトニク研究所のシステム生物学教授であり、この研究の主要な著者であるヴァムシ・ムータ博士は、「私たちは、より制御された環境で酸素を制限することが、私たちの老化モデルマウスにおいて同様の効果をもたらすのかどうかを確認したかったのです」と語りました。
ムータ研究室のポスドク研究員であり、この研究の筆頭著者であるロバート・ロジャース博士は、「人間は古代から、寿命を延ばし、あるいは少なくとも死を遅らせるために努力してきました」と述べました。
過去数十年にわたる研究の積み重ねにより、細胞、線虫、果蠅、マウスなど、一般的な実験動物の寿命を大幅に延ばす方法が数多く発見され、この探求はますます現実的なものになってきました。
これらの戦略には、カロリー制限、糖尿病治療薬であるメトホルミン、免疫抑制薬であるラパマイシン、そしてアスピリンの使用などが含まれます。これらの戦略は、動物モデルや人間においてさまざまな段階での試験が行われています。
一部の研究では、酸素制限（周囲の酸素濃度を海面よりも低いレベルに制限すること）によって、果蠅、ミミズ、酵母、培養皿中の哺乳類細胞などのさまざまなモデルにおいて寿命が延びる可能性が示唆されています。ただし、これまでには哺乳類の老化における酸素制限のメカニズムは解明されていません。
この仮説を検証するため、ムータ博士とロジャース博士らは、早老マウスを使用しました。この系統のマウスは生後3〜4ヵ月で加齢に関連した病気に罹患します。通常の「野生型」マウスの寿命は約2年ほどです。
研究者たちは、生後約4週間で離乳したマウスをわずか11％の酸素濃度の低酸素チャンバーに移しました。
低酸素環境が生じる原因は、高地において酸素濃度が低くなることではなく、窒素ガスによる希釈であることが判明しました。
通常、酸素濃度21％の環境下で生活していたマウスの寿命の中央値は約16週間でした。しかし、低酸素チャンバーに収容されたマウスは平均して約24週間生存しました。
さらに、これらのマウスの最大寿命も、低酸素条件下では通常の酸素濃度で生活していたマウスの26週齢に比べて約30％延び、31週齢に達しました。
ロジャース博士によれば、低酸素環境で生活する動物は、寿命だけでなく神経機能も長期間にわたって維持されるように変化したとのことです。
効果の背後にあるメカニズムを理解するために、研究者たちは動物が摂取する食物量が減少しているかどうかを調査しました。カロリー制限は、多くの動物モデルにおいて強力な寿命延長効果があることが証明されているため、食物摂取量の調査が行われました。
驚くべきことに、低酸素環境下で生活しているマウスは、通常の酸素濃度下で生活しているマウスよりもわずかに多くの餌を摂取していました。酸素制限下のマウスで異常な遺伝子活性、DNA損傷、シグナル伝達経路の変化を探索した結果、いくつかの興味深い手がかりが得られましたが、明確な答えはまだ得られていません、とロジャース博士はコメントしました。
今後の研究では、酸素制限によって通常の野生型マウスの寿命が同様に延長されるかどうかを検証し、酸素制限による寿命延長のメカニズムを明らかにし、これらのメカニズムがすべての臓器にどのような影響を与えるかを明確にする必要がありますと、ロジャース博士は付け加えました。
