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多くの反響をいただいた
心疾患 の治療改善につながる『 ミトコンドリア移殖 』
の続きです。
臓器移植ではなく細胞小器官の ミトコンドリア移植 の全容をナショジオからのエントリーで紹介します。
細胞内で独自の機能を持つ構造体の総称です。真核細胞では、ミトコンドリアや小胞体などの膜構造を持つ細胞小器官が発達しています。これらの細胞小器官は、細胞の活動に必要な様々な役割を担っています。
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— 困ったカラダ (@Troubled_Body) September 13, 2025
脳卒中 脳疾患 心疾患 心臓病 アンチエイジング に効果のある ミトコンドリア移植 の現場の声をお伝えします。
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他の疾患や アンチエイジング にも効果がある ミトコンドリア移植
今日、ダンス教室で踊る6歳のエイブリーちゃんを見た人は、少女がかつて心臓の問題で死にかけていたとは思いもよらないだろう。彼女は生後すぐに1回目の開胸手術を受けたが、その際、心臓の大部分に損傷を負ってしまった。エイブリーちゃんは2カ月入院した後に退院したが、数週間後、再び入院した。心臓から送り出される血液の量は半分まで低下しており、再手術が必要だった。
医師たちはエイブリーちゃんを体外式膜型人工肺ECMO（エクモ）につないで心臓移植の準備を始めたが、管を洗浄するために少しだけECMOを外したときに、彼女の心臓が予想よりわずかに良く機能していることに気づいた。
そこで、米ボストン小児病院の心臓血管外科医で診療科長のシタラム・エマニ氏が、エイブリーちゃんの母親に、ミトコンドリア移植という実験的な治療によって少女の命を救いたいと申し出た。
この治療法では、患者自身の ミトコンドリア を集めて、損傷した組織に注入する。
うまくいけば、健康な ミトコンドリア が損傷した細胞に吸収され、細胞の回復を内部から助けることになる。
エイブリーちゃんを救う方法はほかになく、母親はその申し出にすがった。
治療は予想以上にうまくいった。エイブリーちゃんの心臓は日に日に強くなり、退院することができた。彼女はこの6年間に6回の心臓手術を受け、定期的な治療は必要だが、現在の様子だけ見たら、心臓に問題があるとは誰も思わないだろう。
科学者たちは今、細胞に ミトコンドリア を注入して、薬では治せなかった傷ついた心臓や脳などを治療しようと取り組んでいる。動物実験や、人での実験的な治療から得られた結果は有望そうだ。傷の治癒から アンチエイジング まで、さまざまな分野に ミトコンドリア の力を応用しようとするバイオテクノロジー企業も設立されている。
しかし、この種の研究にはまだ多くの課題が残っており、現段階では政府からの資金援助もほとんどない。科学者たちはそれでも、 ミトコンドリア移植 が創傷から脳卒中や心臓発作まで、幅広い疾患の治療に革命をもたらすと信じている。
ミトコンドリア の機能と異常
ミトコンドリア がしばしば「細胞の発電所」と呼ばれるのは、先に述べたように、細胞内でエネルギーを供給する器官だからだ。呼吸した酸素を使って ミトコンドリア はアデノシン三リン酸（ATP）という、細胞の燃料となる分子を作る。
病や 老化 は ミトコンドリア異常 が原因
ミトコンドリア の異常が生物の体に混乱を引き起こすことは以前から知られていた。米アラバマ大学バーミンガム校の ミトコンドリア 研究者で、米国とインドで ミトコンドリア 研究・医学協会を設立したケシャブ・シン氏によると、病気は、 ミトコンドリア の異常が関与していることが多いという。
2000年代初頭から ミトコンドリア の機能に着目していたシン氏らは、 ミトコンドリア の産生量が少ない遺伝子改変マウスを開発した。これらのマウスでは、皮膚のしわや脱毛などの老化の兆候が早くから見られたが、マウスの遺伝子を再活性化させて ミトコンドリア の数を増やすと、体に毛が生えてきてシワもなくなったという研究成果を2018年に学術誌「Cell Death & Disease」に発表した。これは、減った ミトコンドリア を補うと、生きている動物の組織の機能を回復させられることを明確に示している。
心疾患 患者の希望
ミトコンドリア移植 に最も期待されているのは、損傷した心臓の治療だ。心臓そのものも含めて、臓器への血流が断たれて損傷が起きてしまったら、それを修復するために医師にできることは限られている。
損傷した ミトコンドリア は老化細胞のように周囲に悪影響
ボストン小児病院で ミトコンドリア と心臓手術の研究をしているジェームズ・マッカリー氏は、13年前、虚血により損傷を負った心臓組織では、どんな薬を投与しても、機能不全に陥った ミトコンドリア を救えないことに気がついた。
損傷した ミトコンドリア は膨れ上がったり中身が漏れ出したりして、細胞のエネルギーや栄養を枯渇させたり、アポトーシス（細胞死）を誘発するシグナルを送ったりする。そうなると腐ったリンゴ状態になり心臓はうまく鼓動できなくなる。
集団の中で悪影響を及ぼす人を指す比喩的な表現です。英語では「rotten apple」や「bad apple」と言い、「腐ったリンゴが隣を腐らせる」という慣用句のように、問題のある一人の人物が集団全体の士気や生産性を低下させることがあります。
老化細胞 とは▶老化細胞▶セノリティクス▶テロメア▶老化細胞除去薬▶フィセチン▶ケルセチン▶老化▶炎症下記の記事でも紹介しました 老化 の原因となっている 老化細胞 は健康寿命を語る上で欠かせない根本的な存在で世界中で注目が[…]
そこでマッカリー氏は健康な ミトコンドリア を30分で分離する方法を開発し、それをペトリ皿の中の損傷した組織に移してから、生きたマウスやブタに移植する実験を行った。
マッカリー氏が実験室でこうした研究をしていた頃、エマニ氏はすぐ近くの病院で心臓に障害のある新生児の手術をしていた。マッカリー氏の研究について耳にしたエマニ氏は、ぜひ協力したいと思った。
エマニ氏が行っていた冠動脈修復手術は大きな危険を伴うもので、赤ちゃんの心臓への血流を阻害してしまうおそれがある。そのときにエマニ氏にできるのは、赤ちゃんをECMOにつないで酸素を含む血液を体内に送り込み、心臓の組織が自然に治癒するのを待つことだけだった。しかし多くの場合、心臓の組織は治癒しなかった。
そこでエマニ氏はマッカリー氏と協力して、ECMOを使用している乳児を治療する方法を探りはじめた。「よく言えば勇気ある、悪く言えば無謀な賭けでした」とエマニ氏は言う。「けれども、ほかに選択肢はありませんでした。死を待つだけだったのです」
エマニ氏らのチームによる治療は、次のような手順で行われた。ECMOにつながれた患者は、胸部を切開され、心臓が露出した状態のまま、マッカリー氏が腹筋から小さな組織標本を採取する。次に、筋肉細胞中の ミトコンドリア を速やかに取り出して、約10億個の ミトコンドリア を患者の冠動脈から心臓に戻すか、損傷部位の近くに直接注入するのだ。
2015年の最初の患者は助からなかったが、科学者たちは時間がかかりすぎたからだと考えている。 ミトコンドリア移植 では時間がカギとなる。なぜなら、注入された健康な ミトコンドリア は、損傷した細胞は救えても、死んでしまった細胞を生き返らせることはできないからだ。続く11人の患者のうち、エイブリーちゃんを含む8人が生き延びた。2018年には「ニューヨーク・タイムズ」紙が、この成果を大きく報道した。
最後の砦
世界では毎年多くの人が心停止状態に陥っている。米ファインスタイン医学研究所のランス・ベッカー氏と林田敬氏は、エイブリーちゃんが受けたような ミトコンドリア移植 手術で、こうした人々の命を救えるかもしれないと考えている。
ベッカー氏は、心停止した人の体を冷やして組織の損傷を遅らせる低体温療法を開発した医師で、死の淵をさまよう人々を救うことを目標としている。氏は今 ミトコンドリア移植 が蘇生医療に同じような革命を起こすと期待している。
林田氏は、未発表の研究において、33匹のラットを心停止状態にして心肺蘇生を行った後、マッカリー氏の手法を用いてラットの脚の静脈に約10億個の ミトコンドリア を注入した。その結果、90％のラットが生き残ったのに対し、 ミトコンドリア を注入しなかった対照群では40％しか生き残らなかったという。
脳疾患 への期待
林田氏は、実験中に別のことにも気がついた。注入された ミトコンドリア は心臓の損傷を回復させただけでなく、それ以上の働きもしていたかもしれない。
心臓が停止すると、頭部への血流が低下するため、脳も損傷を受ける可能性がある。研究チームは特殊な色素を使い、ラットに移植された ミトコンドリア の一部を追跡した。その結果、ラットの脳に色素が現れたのだ。
ラットの大腿動脈に注入した ミトコンドリア の一部が脳に到達していたことは「とても意外でした」と林田氏は言う。脚から注入された ミトコンドリア は、心臓と脳の両方を治癒させる可能性があるのだ。
ミトコンドリア が脳の治療に役立つかもしれないと期待しているのは林田氏だけではない。林田氏の研究の噂が広まると、マッカリー氏は ミトコンドリア を組織治癒に役立てようとするほかの研究者たちに技術を教えはじめた。米ワシントン大学の臨床脳神経外科教授のメラニー・ウォーカー氏もその1人だ。氏は、 ミトコンドリア が虚血後の心臓を回復できるなら、虚血性脳卒中後の脳も回復させられるのではないかと考えていた。
心臓の虚血と同じように、脳卒中も脳の血流を阻害する。脳血管の梗塞を取り除いても、脳は大きな損傷を受ける可能性がある。ワシントン大学の脳神経外科医であるマイケル・レビット准教授は、「脳卒中に関しては、私たちがやっていることは基本的に配管工の仕事と同じです」と言う。「詰まりを除去して流れを回復させるだけなんです。脳への損傷をコントロールすることはできません」
レビット氏は ミトコンドリア移植 の効果に懐疑的だったので、 ミトコンドリア の採取のしかたを学んだウォーカー氏が脳卒中のモデルマウスで実験を始め、それがうまくいっているのを見て非常に驚いたという。
この手法を人間の患者に応用するため、ウォーカー氏はワシントン大学の ミトコンドリア 研究者のヤセミン・サンカク氏の協力を仰いだ。サンカク氏は、当初は絶対にうまくいくはずがないと思ったが、外科医たちに会い、その研究論文を読むと、夢中になってしまったと打ち明ける。
以来、サンカク氏はウォーカー氏と一緒に手術室に入り、患者から ミトコンドリア を分離・精製する役割を担っている。外科医たちは、ウォーカー氏が手際よく ミトコンドリア を採取するのを待ち、それを患者の脳に注入する。
このチームはこれまでに3人の 脳卒中 患者に ミトコンドリア移植 を行った。現段階で確実に言えるのは、この治療法が安全であるということだけだ。しかし彼らは、何らかの効果があったのではないかと考えている。
レビット氏によれば、2人の患者は「脳卒中の重症度からすれば、それなりに回復している」という。3人目の患者はあまり回復しなかったが、以前にも数回脳卒中を起こしていることが予後を悪化させたのではないかと推測している。
ミトコンドリア移植 の効果を客観的に評価する方法はないものの、ウォーカー氏は、脳のスキャン画像には良い兆候が見られると言う。脳卒中患者のスキャン画像では、通常、脳の損傷を示す、ぼんやりした雲のような「贅沢灌流（ぜいたくかんりゅう）」と呼ばれる現象が見られ、患者が一命をとりとめた後も消えることはない。しかし、このチームの研究内容を全く知らない放射線科医が治療後の患者のスキャン画像を見て、贅沢灌流が減少しているのは極めて珍しいと言ったのだ。論文を書けるほど厳密な話ではないが、その言葉を聞いたとき、チームの全員の心に、 ミトコンドリア移植 の効果への小さな希望が灯ったという。
再生治療への規制
これまでのところ、 ミトコンドリア移植 はヒトでも実験動物でも安全であるようだ。「炎症反応も副作用もありません」とマッカリー氏は言う。しかしエマニ氏は、注入する ミトコンドリア が壊れていたり不純物が入っていたりしたら、結果は違ってくるかもしれないと指摘する。
現時点では、移植される ミトコンドリア は患者自身の組織から採取され、1回の手術の中で採取と注入が行われるため、米食品医薬品局（FDA）は臨床試験や事前承認を要求していない。しかし、ドナーの組織や実験室の細胞から ミトコンドリア を採取する場合には、ほかの薬と同様の規制を受けることになる。
足の静脈に ミトコンドリア を注入しても心臓に十分な量が届くのか、それとも、胸や頭蓋骨を開き、損傷した組織のすぐ近くに直接注入する方が良いのかなど、未解決の問題も多い。
エクアドルのサンフランシスコ・デ・キト大学で ミトコンドリア の研究をしているアンドレス・カイセド教授は、 ミトコンドリア をどこから採取するかで移植結果にどのような違いが出るかを探っている。氏は、 ミトコンドリア を創傷治癒に使いたいと考えており、筋肉のような成熟した組織から抽出した ミトコンドリア よりも、幹細胞の ミトコンドリア の方が皮膚の再生には適しているのではないかと考えている。
もう1つの大きな疑問は、移植には何個の ミトコンドリア が必要かだ。マッカリー氏は動物実験で、心臓の重さに応じた数の ミトコンドリア を移植すると最良の結果が得られることを発見している。しかし、この比率はすべての組織に適用できるわけではない。例えば、骨格筋に注入する場合、筋肉組織1グラムあたりに注入する必要のある ミトコンドリア の数は、もっと多くなる。
一部の研究者は、ドナーの ミトコンドリア を使った治療も試してみるべきだ、あるいは、 ミトコンドリア を保存し、必要なときにすぐに使えるようにするために、 ミトコンドリア を採取するための細胞株を開発するべきだと主張している。
多くの病院では、マッカリー氏やサンカク氏のような科学者を待機させておいて、すぐに ミトコンドリア を分離できるわけではない。移植用 ミトコンドリア の供給源があれば、緊急時の処置が迅速化、標準化されるだけでなく、 ミトコンドリア の働きが低下する病気の患者も治療できるようになるかもしれない。
「そろそろ ミトコンドリア移植 に本気で向き合う時期に来ていると思います」と、米ミシガン州立大学で虚血時の ミトコンドリア 損傷を研究しているジェイソン・ベイジル氏は言う。「この現象に注目し、解明し、できるだけ多くの命を救わなければなりません」
追記
困ったカラダ では アンチエイジング について様々な要素を取り上げてきましたが、私達生き物にとって根本的な細胞へのアプローチが最も最短で確実なのかもしれないと痛感しています。
まだまだ ミトコンドリア の可能性と重要性は日本のメディアでは大きく取り上げられていませんが、 困ったカラダ では今後も ミトコンドリア にフォーカスしていきたいと思います。
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