NASA双子研究とはどのような研究ですか。

一卵性双生児の宇宙飛行士のうち一人が国際宇宙ステーションで約1年間のミッションに参加し、遺伝的にほぼ同じもう一人を地上の対照として、飛行前・中・後に分子・生理・行動のさまざまな指標を比べた研究です。結果は2019年に Science 誌で報告されました。

宇宙に行くとテロメアが伸びて若返るのですか。

そうとは言えません。宇宙滞在中にテロメアが長くなる変化が観察されましたが、平均の長さは帰還後6か月以内に飛行前に近い水準へ戻り、短いテロメアの数はむしろ増えていました。テロメアの長さだけで若返りや老化を判断することはできず、この変化の健康上の意味はまだ分かっていません。

この研究の結果は宇宙飛行士全般に当てはまりますか。

そのままは当てはまりません。対象は1組の双子で、観察された変化を宇宙環境による効果と断定したり、ほかの人へ一般化したりすることには限界があります。その後、11人の宇宙飛行士を対象にした研究でも滞在中のテロメアの延長が報告されていますが、全体像を描くにはさらに多くの研究が必要です。

NASA双子研究：1年間の宇宙滞在でからだの何が変わり、何が戻ったのか

「同じ遺伝子を持つ二人」を比べるという発想

宇宙滞在が人体に何をもたらすかを調べるとき、いちばん難しいのは「比べる相手」です。宇宙飛行士は人数が少なく、年齢も体質も一人ひとり違います。滞在中に何かが変化しても、それが宇宙環境のせいなのか、その人がもともと持っている性質のせいなのかを切り分けにくいのです。

2019年に Science に報告された NASA 双子研究は、この問題に独特の方法で取り組みました [1]。一卵性双生児の宇宙飛行士のうち一人が国際宇宙ステーション（ISS）で約1年間のミッションに参加し、遺伝的にほぼ同じもう一人が地上の対照となりました。飛行前・滞在中・帰還後にわたって、分子レベルから生理、行動までのさまざまな指標が繰り返し測定されました [1]。

本稿では、この研究で何が変化し、何が帰還後に戻ったのかを整理します。あわせて、1組の双子という設計から言えることと言えないことを区別します。

宇宙滞在で観察された変化

研究で宇宙滞在に特有の変化として報告されたのは、体重の減少、テロメアの延長、ゲノムの不安定性、頸動脈の拡張と血管壁（内膜・中膜）の厚みの増加、眼の構造の変化、遺伝子発現と代謝の変化、免疫や酸化ストレスに関わる経路での DNA メチル化の変化、腸内細菌叢の変化、そして帰還後の認知機能の一部の低下です [1]。

分子から行動まで、これほど多くの層を同じ人について同時に追った記録は、宇宙滞在が人体のさまざまな仕組みに影響しうることを具体的に示しています。

テロメア：伸びて、戻り、短いものが増えた

最も広く報じられたのが、染色体の末端を保護するテロメアの変化です。宇宙に滞在していた側では、滞在中にテロメアが長くなる変化が観察されました [1]。テロメアは一般に加齢とともに短くなるため、この結果は「宇宙で若返る」という見出しで語られることがありました。

しかし、研究の全体を見ると話は単純ではありません。平均のテロメア長は帰還後6か月以内に飛行前に近い水準まで戻り、一方で短いテロメアの数は増えていました [1]。その後、11人の宇宙飛行士を対象にした研究でも、長期滞在中のテロメアの延長と、DNA損傷への応答に関わる変化が報告されています [2]。この変化がどのような仕組みで起き、健康にどのような意味を持つのかは、まだ確定していません。

テロメアの長さは老化に関わる多くの指標の一つにすぎず、一時的に長くなったことを若返りと読むことはできません。テロメアの基本的な働きと老化との関係は、テロメア短縮の機序の記事で整理しています。

戻ったもの、戻らなかったもの

帰還後の経過も重要な情報です。平均のテロメア長に加えて、遺伝子発現全体と腸内細菌叢の変化も、帰還後6か月以内に飛行前に近い水準へ戻りました [1]。一方で、短いテロメアの数の増加は残り、一部の遺伝子では発現の乱れが続いていました [1]。

宇宙滞在による変化の多くが地上に戻ると元に近づくこと、しかしすべてが戻るわけではないこと。この二つを合わせて読むことが、この研究を理解するうえでの要点です。

宇宙生物学の「基本的な特徴」として整理すると

双子研究を含む複数の宇宙生物学研究をまとめた2020年の総説は、宇宙滞在に伴って繰り返し観察される生物学的な変化として、酸化ストレス、DNA損傷、ミトコンドリアの機能変化、エピジェネティックな変化、テロメア長の変化、マイクロバイオームの変化の6つを挙げています [3]。

これらの多くは、地上の老化研究で「老化のホールマーク」として整理されている現象と重なります。ただし、重なるからといって、宇宙滞在が老化を加速させると結論づけることはできません。双子研究で見られた変化の多くは帰還後に戻っており、時間とともに不可逆に蓄積していく老化とは性質が異なる部分があります。宇宙環境は、地上では長い時間をかけて起きる変化の一部を短期間で観察できる条件として、老化研究の視点からも関心を持たれています。

1組の双子から言えること、言えないこと

この研究の価値は、遺伝的背景をそろえたうえで、約1年という長期の宇宙滞在が人体のさまざまな層に与える変化を、同じ人について時間を追って多層的に記録した点にあります。研究者らはこのデータを、今後の有人宇宙飛行で想定される健康上のリスクを考えるための「地図」と位置づけています [1]。

一方で、対象は1組の双子です。二人は遺伝的にはほぼ同じでも、生活歴などは異なります。観察された変化を宇宙環境による因果的な効果と断定したり、ほかの宇宙飛行士へ一般化したりすることには限界があります。その後の研究で別の宇宙飛行士群でも一部の所見が確認されつつありますが [2]、宇宙滞在の影響の全体像を描くには、より多くの人を対象にした研究が必要です。

Space Seed Holdings は宇宙×発酵・宇宙×医学を編集の柱に置き、関連会社のリジェネソーム株式会社を通じて老化の根本原因の解明と改善を目指す立場から、宇宙環境が人体に与える影響の研究を継続的に取り上げます。

まとめ

NASA双子研究は、一卵性双生児の一人が約1年間ISSに滞在し、もう一人が地上で対照となる設計で、体重、テロメア、ゲノム、血管、眼、遺伝子発現、DNAメチル化、腸内細菌、認知機能などを多層的に比較しました [1]。テロメアは滞在中に長くなりましたが、平均の長さは帰還後6か月以内に飛行前に近い水準へ戻り、短いテロメアの数は増えていました。遺伝子発現全体や腸内細菌叢も戻った一方、一部の遺伝子では変化が続きました。宇宙滞在に伴う変化は、酸化ストレスやDNA損傷などの6つの特徴として整理されています [3]。ただし、1組の双子という設計の限界から、宇宙滞在が老化を加速させるといった一般化はできません。

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