哺乳動物のサイズや寿命が大きく異なることは、誰もがよく知っています。体重が 1 オンス未満のマウスの寿命は、わずか 12 ～ 18 か月です。オスのゾウの体重は最大 13,000 ポンドで、平均寿命は 60 ～ 70 年です。シロナガスクジラはゾウよりも小さく、体重は 40 万ポンドを超え、80 ～ 90 年生きることができます。

すべての動物は、大小を問わず、人間だけでなく、生物の生涯を通じて発生する体細胞変異として知られるものを定期的に獲得します。これらの体細胞変異は、動物の生殖細胞以外の細胞における遺伝的変化であり、人間はこれらの変異を年間約 20 ～ 50 蓄積します。

これらの変異の大部分は無害ですが、一部の変異は細胞の正常な機能に影響を与えたり、細胞が癌化するきっかけとなることさえあります。何十年もの間、研究者たちは、これらの変異が何らかの形で老化にも関与しているに違いないと信じてきましたが、それらを研究するための技術的手段を持っていませんでした.現在、科学者が正常な細胞でこれらの体細胞変異を観察できるようにする技術が整っています。

ペトのパラドックス

しかし、老化における体細胞変異の役割の可能性に加えて、研究者たちは、ペトのパラドックスとして知られる、がんの発生に関する別の未解決の問題も抱えていました.

逆説は次のようになります。がんは単一細胞から発生します。したがって、ゾウなどの大型動物は、マウスなどの小型動物よりも多くの細胞を持っているため、理論的にはがんのリスクが高くなるはずです。

彼らだけがしません。さまざまな動物のがんの発生率は、体の大きさとはまったく無関係です。科学者たちは、どういうわけか、より大きな動物はある種のメカニズムを進化させて、そのサイズだけから予想される速度で癌を発症しないようにしていると推測しています.これを説明する可能性のある理論の 1 つは、より大きな動物は細胞内の体細胞変異の蓄積率が低いということですが、これまでこれをテストすることはできませんでした。

2022 年 4 月 13 日に権威あるジャーナルである Nature に掲載された新しい研究では、科学者は 16 種類の異なる種の細胞を調べました。ライオン、ネズミ、ハダカデバネズミ、ウサギ、ネズミ、ワオキツネザル、トラ。研究者たちは、体の大きさや寿命に大きな違いがあるにもかかわらず、動物の種類が異なれば、自然な寿命を迎えるとき、体細胞変異の数もほぼ同じであることを発見しました。

研究者はまた、寿命に関連する何かを発見し、以前の疑惑を確認しました.動物の寿命が長くなればなるほど、これらの体細胞変異の発生速度は遅くなります。これは、老化プロセスに関与する体細胞変異に関する科学者の数十年にわたる推測が正しいことを示唆しています。

しかし、科学者が寿命を説明した後、動物のサイズと体細胞変異率との間に関連性は見られなかったため、研究者は、体の大きさに比べて大型の動物のがんリスクの低下には他の要因が関与していると理論化しました.

加齢と遺伝子変化

老化は複雑で多因子的な生物学的プロセスであり、体細胞突然変異の形での遺伝的変化の蓄積だけが起こっているわけではありません.細胞や体組織は、細胞内外での誤って折り畳まれたタンパク質の蓄積や、環境の影響の結果として起こるエピジェネティックな変化など、他の多くの方法で損傷を受ける可能性があります。

エピジェネティックな変化は、実際には細胞の DNA に変化をもたらすわけではありませんが、体が特定の DNA 配列を「読み取る」方法を変更することで、遺伝子の働きに影響を与える可能性があります。他のエピジェネティックな変化により、遺伝子の発現が妨げられ、その結果、それらの遺伝子によってコードされるタンパク質が作られなくなります。

がんと遺伝子変化

2018 年 10 月にこの同じ研究者グループによって発表された以前の研究は、ウェルカム サンガー インスティテュート とMRCがんユニット、ケンブリッジ大学は、病気の徴候や症状のない健康な人の食道細胞を調べました.科学者たちは、健康な細胞が体細胞変異を蓄積することをすでに知っていたため、食道細胞に興味を持ちました。

以前の研究では、人の正常な皮膚の細胞の約 4 分の 1 が癌による変異を持っていることが明らかになりました。しかし、人間の皮膚は日光にさらされており、そこに含まれる紫外線ががんの発生を促進することが知られているため、研究者は、日光がまったく浸透しない食道の内側からサンプルを採取しました。

この研究では、20 代の人々の場合、食道の健康な細胞の各細胞にはすでに少なくとも数百の変異があることが明らかになりました。この数は、高齢者の細胞あたり 2,000 を超える突然変異に劇的に増加します。

しかし、この研究の魅力的で予想外の発見は次のとおりです。顕微鏡で調べたところ、研究参加者の食道細胞はすべて健康で、病気の症状がなく、完全に正常に見えました。しかし、科学者がそれらの同じ細胞の遺伝子構成を調べたところ、食道組織が突然変異で完全に相互侵入していることを発見したので、中年の研究対象者では、突然変異細胞が実際には正常細胞よりも数が多かったのです!

これらの特定の突然変異は食道がんと関連しており、研究対象者では、これらの突然変異が細胞に競争上の優位性を与え、周囲の組織を乗っ取って突然変異細胞の密集したパッチワークを形成することを可能にしたようです.s.

これらの研究は、体細胞変異などの遺伝的変化がどのようにがんの発生を促進するか、およびこれらの変異が老化プロセスでどのような役割を果たすかを理解するための始まりにすぎません。食道がんは治療が難しいことで有名で、診断後 5 年以上生存している患者はわずか 20% です。

これらの体細胞変異がどのように発生し、それらを運ぶ食道内の細胞の競争上の優位性を可能にするかを理解することは、病気をはるかに早期に発見できる診断テストにつながり、生存率を大幅に改善する可能性があります.

アルツハイマー病と遺伝的変化

細胞は、影響に対処するための修復経路を持っているため、常に DNA 損傷に屈するわけではありませんが、アルツハイマー病などの疾患では、ニューロン (脳細胞) は、行われている損傷の量に追いつくことができません.実際、アルツハイマー病患者のニューロンは、病気のない人よりもはるかに早く変異を蓄積します。

これらの突然変異は、活性酸素種の産生を誘発するアミロイドβおよびタウとして知られるタンパク質の蓄積をもたらし、脳細胞の死に寄与します. 2022 年 4 月に発表された研究では、研究者は、アルツハイマー病患者の脳細胞に多数の新たに獲得された突然変異があり、脳機能に重要な遺伝子を実際に無効にするのに十分な量であることを発見しました。

この研究があなたの健康にとって何を意味するか

長寿と老化の科学、およびがんの発症に関する洞察は、これらの初期の基礎的な遺伝子研究に依存しています。それまでの間、個人として、栄養を組み合わせて健康を最適化する必要があります。ターゲットを絞った補給、運動、質の高い睡眠、およびストレス管理により、これらの避けられない突然変異の影響を抑制します。

参考文献 :

1.Cagan、A.、Baez-Ortega、A.、Brzozowska、N.ら。体細胞突然変異率は、哺乳類全体の寿命に比例します。自然 604、517524 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04618-zz

2. Martincorena I、Fowler JC、Wabik A、Lawson ARJ、Abascal F、Hall MWJ、Cagan A、Murai K、Mahbubani K、Stratton MR、Fitzgerald RC、Handford PA、Campbell PJ、Saeb-Parsy K、Jones PH.体細胞変異クローンは、年齢とともにヒトの食道にコロニーを形成します。化学。 2018 年 11 月 23 日;362(6417):911-917.ドイ: 10.1126/science.aau3879. Epub 2018 10 月 18 日。 PMID: 30337457; PMCID: PMC6298579。

3. Miller, M.B., Huang, A.Y., Kim, J. et al.単一のアルツハイマー病ニューロンにおける体細胞ゲノムの変化。自然（2022）。 https://doi.org/10.1038/s41586-022-04640-1