認識を覆せ！私たちの体の中で最も神秘的な細胞は私たちのものではない

リヴァイアサンプレス:

記事で言及されているJ・リー・ネルソン博士は2012年に実験を行った。彼女と彼女のチームは死亡した女性59人の脳の検死サンプルを収集した。 Y染色体に特有の遺伝子を検査したところ、これらの女性の63%の脳に男性DNAがあり、その男性DNAは脳のさまざまな部位に分布していることが明らかになった（研究者らは妊娠データを持っていなかった）。

いくつかの研究では、妊娠回数が増えるとアルツハイマー病のリスクが高まることが示されているため、アルツハイマー病の兆候を見つけるために、この研究チームは脳の検査も行い、アルツハイマー病が母体胎児微小キメリズムと関連しているかどうかを調べました。 59人の女性のうち33人がアルツハイマー病を患っていたが、結果は研究チームの予想とは大きく異なっていた。アルツハイマー病の女性たちの脳内の男性DNAは、病気のない26人の女性たちと比べて著しく少なかった。

(journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0045592)

しかし、男性胎児の DNA が女性のアルツハイマー病のリスクを軽減するかどうかは不明のままです。

約24年前、ダイアナ・ビアンキは顕微鏡で人間の甲状腺組織の切片を覗き込み、見たものに鳥肌が立った。このサンプルはXX染色体を持つ女性から採取されたものです。しかし、レンズを通して、ビアンキは数十、あるいはそれ以上の異なるY染色体を確認した。「どうやら、彼女の甲状腺の一部は完全に男性の物質でできているようです」とビアンキは私に語った[1]。

ビアンキ氏はその理由は妊娠かもしれないと疑った。

数年前、患者は男の胎児を妊娠していたが、その細胞はある時点で子宮外に流れ出てしまった。それらは最終的に母親の甲状腺に行き着き、そしてほぼ確実に他の臓器にも入り、連携して働くために周囲の女性細胞の特徴と機能を引き継いだ。現在、ユーニス・ケネディ・シュライバー国立小児保健・人間発達研究所所長を務めるビアンキ氏は驚いた。 「彼女の甲状腺は息子の細胞によって完全に変化していたのです。」

この女性のケースは特異なものではない。

胚が着床して成長し始めるたびに、胚は自身の一部を受精した宿主に送り込みます。これは少なくとも妊娠4～5週目から始まります[2]。科学者が調べた心臓、肺、乳房、結腸、腎臓、肝臓、脳など、私たちの体のほぼすべての部分に細胞が組み込まれています。細胞はそこに存在し、何十年も成長し分裂するか、あるいは多くの科学者が疑っているように、生涯にわたって、細胞を生み出した宿主に組み込まれていることもあります[3]。

それらは進化の原初の臓器移植とも言える、とフレッド・ハッチンソンがんセンターのJ・リー・ネルソン氏は私に語った。マイクロキメリズムは、遺伝的に同一の細胞が 2 つの体内で同時に成熟し発達する最も一般的な方法であると考えられます。

こうした世代間の移転は双方向で行われます。胎児細胞が胎盤を通過して母体組織に入ると、少数の母体細胞も胎児組織に移行し、成人期まで残存する可能性があります。したがって、遺伝子の交換は生涯にわたって複数回発生する可能性があります。一部の研究者は、人間は妊娠の連鎖[4]を通じて受け継がれた多くの親族のミニチュア版である可能性があると示唆しています。その親族とは、兄弟、母方の祖母[5]、あるいは母親が生まれる前に祖母が妊娠していた叔母や叔父などです。

「まるで家族全員が自分の中にいるようだ」とロンドンのロイヤル・ホロウェイ大学の進化生物学者フランシスコ・ウベダ・デ・トーレス氏は語った。

こうしたことから、マイクロキメリズム（上半身がライオン、中半身がヤギ、下半身がドラゴンのギリシャ神話の生き物キメラにちなんで名付けられた）は妊娠そのものよりも一般的である。たとえ短時間でも胎児を身ごもったことのある人、そして子宮内に存在したことのあるすべての生命が、その影響を受けると信じられています。

ネズミ、牛、犬、そして私たちに最も近い霊長類などの他の哺乳類も、これらの細胞遺伝を持っているようです。しかし、借りたセルは常に同じ番号や同じ場所に表示されるとは限りません。多くの場合、マイクロキメラ細胞は細胞100万個あたり約1個の濃度で存在すると考えられており、「これは多くの生物学的検査の検出限界に近いか、その限界です」とシンシナティ小児病院の免疫学者で小児科医のシン・シン・ウェイ氏は私に語った。

科学者の中には、これほどまばらで一貫性のない細胞が意味のある影響を与えることは不可能だと主張する者もいる。マイクロキメリズム研究の分野内においてさえ、これらの細胞が何らかの役割を果たしているという仮説は「非常に議論の余地がある」とウェイ氏は述べた。

しかし、多くの専門家は、マイクロキメラ細胞は他人の遺伝子の海を漂う受動的な乗客に過ぎないと考えている。これらは、独自の進化の動機を持ち、宿主と衝突する可能性のある、異質な環境における別個の遺伝的実体です。それらは、感染症や自己免疫疾患への感受性、妊娠の可能性、さらには日常の行動など、健康の多くの側面に影響を及ぼす可能性があります[6]。これらの細胞が一部の科学者が考えるほど重要であることが証明されれば、それらは人間の生命の設計者の中で最も過小評価されているものの一つとなるかもしれない。

研究者たちは、これらのさまよう細胞の目的についての手がかりを発見した。例えば、ウェイ博士のマウスを使った研究では、妊娠中に赤ちゃんに受け継がれたマイクロキメリズムが免疫システムの微調整に役立ち、新生児の体がウイルス感染と戦えるようになる可能性があることが示唆されています[7]。げっ歯類が年をとるにつれて、母親の細胞は部分的に異質なDNAでできた胎児を未知の脅威ではなく良性として認識し始め、妊娠を満期まで継続するのに役立つ可能性がある[8]。

同様に、いくつかの研究[9]では、遺伝的マイクロキメリズムが、人々が父親よりも母親から臓器を移植される可能性が高い理由を説明するのに役立つ可能性があることがわかったと、ウィスコンシン大学マディソン校の移植専門家ウィリアム・バーリンガム氏は言う。 1990年代初頭、バーリンガム氏は腎臓移植患者を治療したが、その患者は免疫抑制剤の服用を突然やめてしまった。この行動は、本来であれば患者の体が新しい臓器を拒絶するきっかけとなるはずだった。しかし、「彼は良い状態だ」とバーリンガムは私に言った。患者の腎臓は母親から提供されたもので、母親の細胞は今も患者の血液と皮膚の中に循環している。彼の体は移植された組織に遭遇すると、新しい部分を自分のものとして認識した。

妊娠中に母親の体内に漂う胎児細胞でさえ、赤ちゃんの健康に貢献する可能性があります。ハーバード大学の進化生物学者デイビッド・ヘイグは、これらの細胞が母親から資源を最適に引き出すために自らを配置しているのではないかと示唆している[10] 。脳ではより多くの注意を引くために、乳房では、より多くの乳汁の分泌を刺激します。甲状腺で体温をさらに上昇させます。

デイビッド・ヘイグ氏は、これらの細胞は母親の生殖能力を調整し、出産の間隔を長くしたり、赤ちゃんをより継続的にケアしたりする可能性があると語った。ウベダ・デ・トーレス氏は、胎児細胞は同じ子宮に住む将来の子孫にとって情報源となる可能性があると述べた。将来の胎児が兄弟姉妹との血縁関係を感じていない場合、母親から栄養を取る際に貪欲になり、血縁関係がそれほど深くない将来の兄弟姉妹に余分な栄養を残さなくなる可能性がある[11]。

母親にとって、マイクロキメリズムの利点を判断することはより困難である[12]。一つの可能性としては、胚細胞が母親の体内に徹底的に浸透すればするほど、母親が胎児組織をよりよく許容できるようになり、流産や高リスク出産の可能性が減るということだ。「私はこれを母親のための保険だと考えています」とカリフォルニア大学サンタバーバラ校の生物人類学者エイミー・ボディ氏は私に語った。「まるで『おい、私を攻撃しないで』と言っているようなものだ」。出産後、母親の体内に残った細胞は、将来の妊娠（少なくとも同じ父親との妊娠）にも影響を及ぼす可能性がある。

同じパートナーとの妊娠回数が増えるほど、妊娠中毒症などの妊娠合併症は稀になります。そして、母親が赤ちゃんに細胞を送ると、赤ちゃんの眠気を増したり、不機嫌さを抑えたりすることで、母親自身が休息をとることができるかもしれない。

マイクロキメリズムは必ずしも母親にとって有益とは限りません。

ネルソン氏と他の研究者らは、胎児細胞の多い女性は長期的には特定の種類の自己免疫疾患を発症する可能性が高いことを発見しました[13]。これはおそらく、娘の細胞が産後の体の一部で誤って歓迎されない侵入者として再評価されるためです[14]。

ネルソン研究所の博士研究員で、現在はフランス国立保健医学研究所に所属するナタリー・ランバート氏は、マウスを使った研究で、胎児のマイクロキメラ細胞も抗体を生成し、母体細胞への攻撃を促す可能性があることを発見した。

しかし、状況はそれよりも複雑かもしれません。ネルソン氏は、侵入した胎児細胞について「彼らは悪者ではないと思う」と語った。彼女と同僚らはまた、胎児細胞が自己免疫に対する保護的役割を果たし、関節リウマチなどのいくつかの疾患を引き起こす可能性があることも発見した。これらの疾患は実際には妊娠中および妊娠後間もなく軽減される。

他のシナリオでは、胎児細胞は母親にとって有益かつ有害である可能性があり、あるいはまったく役に立たない可能性もあります。胎児由来のマイクロキメラ細胞は、妊娠中期に心臓発作を起こしたマウスの心臓組織に入り込み、新たに糖尿病を発症したマウスの母親の膵臓に定着し、さらに人間の腫瘍や帝王切開の傷跡の中に潜んでいることがわかった。しかし、科学者たちは、これらの異物細胞が損傷を引き起こしているのか、損傷を修復しているのか、あるいは単にこれらの場所にたまたま存在する傍観者であるのかは確信が持てていない。[15]

魏教授は、マイクロキメラ細胞の研究は非常に難しいため、これらの質問に答えるのは難しいと語った。これらは私たち全員に存在するかもしれませんが、稀であり、アクセスしにくい内部組織に隠れていることがよくあります。研究者たちは、これらの細胞が事前に決められた場所に積極的に配置されているのか、母体細胞によって特定の臓器に引き込まれているのか、それとも単に川底の堆積物のように血流を通じて自然に流れているだけなのかはまだわかっていません[16]。

身体がどの程度のマイクロキメリズムを許容できるかについては合意が得られていません。証拠がないことから、マイクロキメリズムの研究者でさえ失望の可能性を覚悟している。「私の心の声は、マイクロキメリズムの大部分は完全に無害だということです」とアリゾナ州立大学の計算進化生物学者メリッサ・ウィルソンは私に語った。

しかし、マイクロキメラ細胞が自己免疫や生殖の成功に役割を果たしているのであれば、治療の可能性は非常に大きいものとなる可能性がある。バーリンガム氏が私に語ったところによると、選択肢の一つは、臓器移植患者に母親の細胞を注入することかもしれない。この細胞は小さなメッセンジャーのような働きをして、身体に新しい組織を受け入れるよう促すことができるかもしれない。ボディ氏は、マイクロキメリズムにヒントを得た治療法は、多くの場合母親の免疫反応が不適切に攻撃的になることによって引き起こされると思われる高リスク妊娠の負担を軽減するのに役立つ可能性があると語った。

©ジョセフ・ダニエル・フィードラー/NPR

代理母は高血圧、早産、妊娠糖尿病などの妊娠合併症を経験する可能性が高いため、代理出産の経験も改善される可能性があります。これらの細胞の幹細胞特性は、研究者が子宮内の遺伝性疾患に対するより優れた治療法を設計するのに役立つ可能性もあります。カリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究チームは、このアイデアをサラセミアの治療に応用している[17]。

これらのアイデアを実践する前に、まだ解決しなければならない問題がいくつかあります。研究者らは、異なる起源のマイクロキメラ細胞が優位性をめぐって互いに競合したり、さらには互いに置き換わったりすることもあることを発見した[18]。将来の治療法でも同じことが起こるとすれば、医師はどの細胞をいつ体内に導入するかを慎重に選択する必要があるかもしれない。そして、おそらく最も根本的な点として、科学者たちは、特定の人の健康に影響を与えるのにどれだけのマイクロキメラ細胞が必要か、つまり、これらの理論上の治療法がどれだけ有効かを決定する閾値をまだ決定していない、と生物人類学者クリスティン・チュア氏は私に語った。

こうした不確実性がある中でも、専門家はマイクロキメリズムの重要性を主張している。「これらの細胞は非常に持続性があり、非常に一般的で、非常に古いものなので、効果があるに違いありません」とボディ氏は私に語った。それらが成長し、発達し、変化しながら何十年も体内に留まることが許されているという単純な事実は、免疫システムと私たち自身について多くのことを教えてくれるかもしれません。

「私から見れば、自分自身に対する考え方が本当に変わりました」と息子を出産したビアンキさんは私に語った。彼らの息子はもう成長しているが、彼らは実際には別れていない。

参考文献:

[1]www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(01)07099-4/fulltext

[2]journals.sagepub.com/doi/10.1177/1753495X19884484

[3]www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC40117/

[4]pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35700729/

[5]www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(21)00515-6/fulltext

[6]www.nature.com/articles/s41467-022-32230-2

[7]www.nature.com/articles/nri.2017.38

[8]www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(15)00843-0

[9]www.nejm.org/doi/full/10.1056/nejm199812033392302

[10]www.tandfonline.com/doi/full/10.4161/chim.29122