哺乳類にも「骨格を組み直す」治し方が眠っていた——マウス実験が示した再生の手順

トカゲやサンショウウオは、失った足や尻尾をまるごと生やし直せます。でも哺乳類にはそれができず、切り落とした指はもう戻らない——これが長いあいだの常識でした。「なぜ再生できる動物とできない動物がいるのか」は、アリストテレスの時代から問われてきた大きな謎です。

ところが、哺乳類の体にも、失った骨格を組み直していく一連の“治し方”がまだ眠っているのかもしれません。テキサスA&M大学の研究チームが、マウスを使った実験でその手がかりを見つけた、という話です。仕上がりは完璧ではないものの、骨や関節、じん帯といった構造をひととおり作り直すことに成功しました。

哺乳類が再生を苦手としてきた背景

そもそも、なぜ哺乳類は体を作り直せないのか。カギは、傷ができたときの体の反応にあります。

哺乳類がケガをすると、「線維芽細胞（せんいがさいぼう）」という細胞が急いで傷口をふさぎ、かたい瘢痕（はんこん）＝いわゆる傷あとを作ります。感染や出血をすばやく止めて生き延びるための反応で、これはこれで理にかなっています。ただしそのぶん、失われた部分を組み立て直す作業には向きません。

いっぽう、手足を生やし直せるサンショウウオなどでは、同じ線維芽細胞が「再生芽（さいせいが／ブラステーマ）」と呼ばれる一時的な細胞のかたまりに集まり、これが新しい組織を作る土台になります。研究チームのケン・ムネオカ博士は、細胞は傷あとを作る方向にも、再生芽を作る方向にも進みうる、と説明しています。今回の研究は、傷口にもともといる線維芽細胞の“ふるまい”を、後者の方向へ向け直すことに絞ったものでした。

骨格を組み直す二段階の手順

チームが用意したのは、よく研究されている2つの「成長因子（せいちょういんし＝細胞のはたらきを促すタンパク質）」を、順番に使う治療でした。

まず、傷がいったんふさがったあとに、1つ目の成長因子「FGF2」を効かせます。ふつうの治り方をひととおり終わらせてから、その先で起きることを切り替える、という狙いです。すると、マウスでは通常は起きないはずの、再生芽に似た構造ができました。ただしこの段階では細胞が新しい皮膚や骨へと育ちきらず、そのままでは自然にしぼんでしまいます。

そこで数日後、2つ目の成長因子「BMP2」を含ませた小さなビーズを置きます。すると、集まっていた細胞が実際に新しい構造を作り始めました。ムネオカ博士は、まず細胞を傷あと作りから引き離し、次に「何を作るか」を指示する信号を与える二段構えだ、と表現しています。

細胞の進路を切り替える仕組み

この研究がおもしろいのは、外から幹細胞を持ち込まなくてよかった点です。再生医療の多くは、別に用意した幹細胞を移植する発想ですが、今回は傷口にもとからいる細胞をやりくりしただけで再生が進みました。「細胞はもうそこにいる。あとは思いどおりに動いてもらう方法を学べばいい」とムネオカ博士は言います。

いっしょに研究したラリー・スーヴァ博士は、プログラムし直せないと思われていた細胞が、実はし直せた、と述べています。再生する力は失われたのではなく、覆い隠されているだけだ、という見方です。

さらにチームは、細胞が本来の担当とは違う構造まで作れることも確かめました。これは体ができていく過程（発生）で重要な「位置情報の再指定」と呼ばれる現象で、ある部分を作るはずだった細胞に、別の構造を作らせられる、ということです。

できあがった組織は、元どおりそっくりというわけではありませんでした。それでも、切断で失われた骨・けん（腱）・じん帯・関節といった構造が、自然な並び方に近い形でひととおりそろっていました。つまり、哺乳類の体にも「失った骨格を組み直す手順」自体はちゃんと備わっていて、ただふだんは瘢痕づくりに隠れて表に出てこないだけだった——というのが、この実験の見せどころです。