2022年4月8日、カリフォルニア大学サンディエゴ校ヘルス、サンフォード再生医療コンソーシアムの研究者とスペースタンゴのパートナーが、NASAから3年間で約500万ドル（約6.3億円）を獲得したことで、国際宇宙ステーション（ISS）内に新しい統合宇宙幹細胞軌道研究室を開発し、その中で3つの共同研究プロジェクトが開始されることが発表された。
幹細胞は自己複製を行い、より多くの幹細胞を生成し、血液、脳、肝臓などの組織特異的な細胞に特化するため、地球資源から遠く離れた場所での生物学的研究には最適な細胞だ。この新しい取り組みの目的は、微小重力における幹細胞のこのようなユニークな性質を利用して、宇宙飛行が人体にどのような影響を与えるかをより深く理解することにある。この研究は、電離放射線や炎症性因子にさらされる機会が増える中で、老化、変性疾患、癌、その他の疾患がどのように発生するかについても情報を提供するものだ。これらの研究から得られた知見は、地球上のさまざまな変性疾患に対する新しい治療法の開発を加速させる可能性がある。
この賞の共同研究者であり、癌研究のコーマン・ファミリー大統領冠講座の教授、ムーア癌センター副所長、サンフォード幹細胞臨床センター所長、UCサンディエゴ・ヘルスのCIRMアルファ幹細胞クリニック所長であるキャトリオナ・ジェイミーソン医学博士は、「我々は、ISSにこれらの機能を確立することにより、商用幹細胞企業の次の繁栄のエコシステムとバイオテクノロジーの次の中心が、地上400キロメートルにつくれると想定している」と述べている。
写真（上）：2007年、スペースシャトル「ディスカバリー号」から見た国際宇宙ステーション（ISS） (Credit: NASA)
（写真）共同研究者のキャトリオナ・ジェイミーソン医学博士
このプロジェクトのISSへの初飛行は、2021年半ばに予定されている。ISSの幹細胞研究室は、2025年までに完全に稼働し、自立する予定だ。軌道上での研究・製造のための完全自動化・遠隔制御システムの開発企業であるスペースタンゴ社が設計したハードウェアを使用し、新しいラボの初期プロジェクトには以下のような調査が含まれる予定だ。
血液癌や免疫再活性化症候群プロジェクトは、サンフォード再生医療コンソーシアムのメンバーでもあるジェイミーソン博士と、カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部の家庭医学・公衆衛生学・感染症学臨床教授であるシェルドン・モリス医学博士（MPH）が主導する。
NASAの双子研究として知られているもので、全米の研究者が一卵性双生児の宇宙飛行士スコット・ケリーとマーク・ケリーを評価した。スコットは2015年と2016年に342日間ISSに搭乗し、一卵性双生児の弟であるマークは地球に残った。2019年初頭にScience誌に掲載された論文の中で、カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部のブリンダ・ラナ博士を含む研究者は、前癌の兆候など、微小重力下で過ごした時間によってスコットの身体がマークと異なる多くの点について説明した。
ジェイミーソン博士とモリス博士は、ISSの新しい研究室で、幹細胞由来の血液や免疫細胞を用いて、微小重力下で癌が発生したり免疫細胞が誤作動したりする際のバイオマーカー（指標となる分子の変化）を調べる予定だ。また、カリフォルニア大学サンディエゴ校のジェイコブス工学部およびスペースタンゴ社の専門家と協力して、ISSの実験室に適合する特殊な顕微鏡とバイオリアクターを製作し、画像をほぼリアルタイムで地球に送信する予定だ。
「ISSで癌の進行の早期予測因子を見つけることができれば、地上に戻ってサンフォード幹細胞臨床センターでの臨床試験に迅速に反映させることができる理想的な立場にある」とジェイミーソン博士は述べている。
脳幹細胞の再生・修復プロジェクトは、カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部小児科および細胞分子医学教授および幹細胞プログラムディレクターで、サンフォード再生医療コンソーシアムのメンバーであるアリソン・R・ムオトリ博士と、神経科学教授およびアーサー・C・クラーク人間想像力センターディレクターのエリック・ビアレ博士が率いる。
このプロジェクトは、2019年に幹細胞由来のヒト脳オルガノイドのペイロードをISSに送った前回の概念実証飛行を基に行われる。脳オルガノイド（ミニ脳とも呼ばれる）は、実験室で人間の脳の側面を表現する3D細胞モデルだ。脳オルガノイドは、研究者が人間の発達を追跡し、病気につながる分子事象を解明し、新しい治療法をテストするのに役立つ。
カリフォルニア大学サンディエゴ校のチームは、前回の宇宙旅行以来、脳オルガノイドの神経ネットワーク活動（複数の電極アレイで記録可能な電気インパルス）のレベルを大幅に向上させた。
ムオトリ博士は、この賞の共同研究者でもある。「現在、我々が実験皿の中で老化を研究するために使っている研究モデルはすべて、酸化ストレスを増やしたり、老化に関連する遺伝子を操作したりといった人工的なものに依存している」「ここでは、老化プロセスを加速させ、それが発達障害やアルツハイマー病などの神経変性疾患においてどのような役割を果たすかを研究するために、異なるアプローチを取っている」と、この賞の共同研究者でもあるムオトリ博士は述べている。
肝細胞の損傷と修復プロジェクトは、カリフォルニア大学サンディエゴ校健康科学部副学長のデビッド・A・ブレナー医学博士とカリフォルニア大学サンディエゴ校医学部外科准教授のタチアナ・キセバ医学博士が率いる。
ブレナー博士とキセバ博士は、地球上で肝線維症や脂肪肝の一種である脂肪性肝炎など、肝臓の病気を研究している。肝臓の病気は、飲酒、肥満、ウイルス感染など、さまざまな要因で引き起こされる。研究チームは、微小重力が肝機能に与える影響を調べることで、地上での病気や宇宙旅行中の潜在的な影響についての知見を得ることに興味を持っている。将来的には、微小重力が老化を模倣し、肝細胞の傷害につながる可能性のある新しいISSラボで、脂肪肝炎の治療法を試験する可能性がある。
「これらの洞察により、米国で約450万人が罹患している肝臓病や肝硬変の進行を食い止める新しい方法を開発できるかもしれない」とブレナー博士は述べている。
ISSの幹細胞研究室が検証されたら、研究チームは、地球上のサンフォード再生医療コンソーシアムを再現する予定だという。カリフォルニア大学サンディエゴ校、スクリップス研究所、ソーク生物学研究所、サンフォード・バーナム・プレビス医学発見研究所、ラ・ホーヤ免疫学研究所の5つの研究機関から専門家が集まっている。
新しいISS研究所の計画と初期プロジェクトは、NASA Research Opportunities for ISS Utilizationからの賞によって実現された。また、カリフォルニア大学サンディエゴ校のチームは、慈善家のT・デニー・サンフォード、レベッカ・ムーア財団、コーマン・ファミリー財団の支援、カリフォルニア大学サンディエゴ校のプラディープ・コスラ学長、カリフォルニア大学サンディエゴ校ヘルスCEOのパティ・メイセント、カリフォルニア大学サンディエゴ校ヘルス、ムーアがんセンター長のスコット・リップマン、国立衛生研究所、カリフォルニア再生医療研究所（CIRM）、ペダルザコーズ、白血病・リンパ腫協会からの以前の研究とインフラの資金提供を高く評価している。
