爬虫類・両生類の瞬き[01]

2016-10-02・・・日経より引用
●[生命の不思議]、イモリ、究極の再生術
    脚や心臓の一部を切り取っても元に戻る
    臓器修復など人へ応用の夢

  トカゲに似た両生類のイモリは脚やあごがちぎれても元に戻る。心臓や脳、目の一部を切り取っても再生する。この能力は他の動物と違って大人になっても低下しない。仕組みは長らく謎だったが、筑波大学など日本のチームの研究で少しずつ明らかになってきた。将来、人間に応用できるようになれば、事故や病気などで衰えた体の組織・臓器を修復できるようになると期待を集める。

  両生類の多くは子ども（幼生）のころは高い再生能力がある。しかし、変態して体の仕組みや姿形が変わると、その能力を失ってしまう。例えば、オタマジャクシは生えてきた脚を切っても元に戻るが、カエルになってしまうと、こぶのような肉の塊ができるだけだ。メキシコ原産のサンショウウオのアホロートル（ウーパールーパー）は大人になっても再生する。しかし、変態せず体の機能は子どものころと同じなので、特殊なケースとされる。イモリだけが変態後も何度も再生できる。筑波大の干葉親文准教授は「イモリの再生能力は特別だ」と話す。

  干葉准教授らは今春、大人のイモリが再生する仕組みを突き止めた。日本に広く生息するアカハライモリを調べたところ、変態後に新たな再生能力を獲得していた。イモリの脚を切ると、イボのような「再生芽（が）」がまずできる。そこから新しい脚がニョキニョキと生えてくる。外見の変化は大人も子どもも同じだが、その中で起きていることは違う。子どものイモリの体には、幹細胞と呼ぶ特殊な細胞があちこちに存在する。幹細胞にはいくつか種類があり、それぞれ筋肉や骨など決まった種類の細胞になる。これらの幹細胞が傷口付近に集まって筋肉や骨などの細胞に変わり、脚が再生する。

  オタマジャクシやアホロートルでもほぼ同じ仕組みだ。一方、大人のイモリでは幹細胞の役割は小さい。千葉准教授らは遺伝子改変技術で筋肉の細胞に目印をつけて調べた。動物の細胞は受精卵のときはあらゆる細胞に変化できるが、いったん筋肉などの細胞に成長するともう別の細胞にはなれない。切断部分付近では、多数の核を持ったチューブ状の筋肉の細胞が変化してバラバラになり、成熟しきっていない細胞に変化した。「脱分化」と呼ぶ現象だ。しばらくすると、脱分化した細胞が再生芽に移動して増殖し、これらを材料にチューブ状の筋肉の細胞ができていった。切断という刺激をきっかけに遺伝子の働きが変化し、脱分化が起きたとみている。

  iPS細胞は複数の遺伝子を導入することで脱分化を起こし、あらゆる組織や臓器に変化できる能力を持つ。大人のイモリの体内ではこれと似た現象が起きているようだ。ただ、脱分化した細胞はiPS細胞のように様々な種類の細胞に変化できるわけではない。実験では、筋肉の細胞は脱分化した後に再び筋肉の細胞に育った。骨や神経などの細胞も同じように脱分化しているとみられる。先行する目の網膜の研究では、再生に関係する遺伝子が特定されつつある。筑波大と宇都宮大学などのチームは、PaX6という遺伝子が網膜の再生に欠かせないことを突き止めた。

  脚でも遺伝子の解析を進める計画だ。基礎生物学研究所なども別の種類のイモリを使って再生能力の仕組みを探る研究を進めている。解明されれば、人の体から今まで隠されていた再生能力を引き出せるようになるかもしれない。医学系の研究者もイモリに注目している。鳥取大学のチームはマウスとイモリを比べ、心臓が再生する仕組みの解明に取り組んでいる。こうした研究が進めば、将来は体外で臓器や組織を作って移植しなくても、事故や病気で失った手足や臓器の機能を取り戻せる可能性がある。イモリの再生能力を調べる研究はがんの予防にも役立つかもしれない。

  癌(がん)は細胞が異常に分裂・増殖し続ける病気で、人間で癌にならないのは細胞分裂しない心臓や神経くらいだといわれる。大人のイモリは切断した体や臓器を再生するときに多くの細胞が必要となり、ものすごい数の細胞分裂をくり返す。ふつう、分裂するほど細胞は癌になりやすくなるが、イモリの体は癌にならないといわれている。異常な細胞を取り除く機能があると研究者はみている。イモリの再生研究を進めることで、再生医療やがん研究が変わるかもしれない。千葉准教授は「人で応用できるようにするのが最終目標だ」と意気込む。（山本優）

*動植物の再生能力、…哺乳類も胎児には備わる
植物は失われた体を再生する能力を持っている。例えば、挿し木で増やせるのは、いったん枝に分化した細胞から根が再びできるからだ。水中にすむプラナリアという原始的な生物は体を半分にしても2匹に再生する。脊椎動物では、イモリやアホロートルのような尾がある両生類は再生能力が高い。トカゲはしっばが切れてもはえてくるが、再生するのは1度だけ。骨や神経は元通りにはならない。人間やマウスなどの哺乳類は手足が再生する能力はない。しかし、胎児のころは高い再生能力がある。様々な組織や臓器のもとになる幹細胞が体の中に多数存在するからだと考えられている。

017-09-24・・・日経より引用
●ヤマカガシ首にも毒
    餌のカエルから取り込む

  日本で毒ヘビといえば、マムシやハブが真っ先に頭に浮かぶが、今年7月に兵庫県で小学生がかまれたのはヤマカガシとみられる毒ヘビだった。意識不明になり、病院で血清を注射し回復した。ヤマカガシは2種類の毒を持つ珍しいタイプで、その一つはエサのカエルから得ている。毒は母から子に回せることなどが近年の研究で分かってきた。

  厚生労働省のデータによると、日本では毎年5～10人程度がヘビにかまれて死亡している。大半はマムシの被害で、ハブやヤマカガシで亡くなるのは1人いるかいないかだ。ヤマカガシは北海道や南西諸島などを除く各地にいる。成長すると体長60～150センチ㍍になる。色は地域や個体の差が大きい。関東などでは赤と黒の斑紋を持つタイプが多い。近畿では斑紋のない緑色っぽいタイプ、中国・四国では青みがかったタイプも多い。水田や河川付近などに生息し、主食はカエル。小魚やトカゲなども食べる。昔から身近にいたヤマカガシが毒ヘビだと一般に知られるようになったのは1970年代だ。

  「普段はおとなしく、手を出さなければほとんどかまれることはない。かまれても毒が体に入らないことも多いため、毒がないと思われてきたのだろう」と日本蛇族学術研究所の堺淳主任研究員は指摘する。現在は口の奥と首の後ろに毒を持つことが知られる。牙から出す毒で、捕まえた獲物を弱らす。マムシなどは毒牙が顎の先端についているのに対し、ヤマカガシは口の奥の大きめの歯から毒を出す。少しかんだだけでは毒は入らないが、毒の強さはマムシの約3倍、ハブの10倍といわれる。かまれて毒が体内に入ると全身の血管で血液が固まるよう促される。

  もともと体内にある凝固因子が使われ、止血能力が極端に下がる。皮下や内臓からの出血、急性腎不全や激しい頭痛などを起こす。一方、首の毒は敵から身を守るためにある。首の皮膚の下に「頸（けい）腺」と呼ぶ器官が2列で十数対並ぶ。世界でもヤマカガシとその近縁類しか持っていないという。腺といっても管で皮膚の表面とはつながっていない。頸腺の中は毒成分が入った細胞が詰まっており、外から圧力を受けると中身がほじけ飛ぶ。猛きん類やイタチ、タヌキなどの敵に遭遇したヤマカガシは防御のため、お辞儀をするように頭を下げ、首を相手にみせる。

  ときには首を敵に打ちつける。毒成分は「ブフアジエノライド」という化学物質で、心臓の働きを強める作用がある。これはヒキガエルの「ガマの油」と呼ばれる分泌物と同じで、ヒキガエルをくわえた犬が泡を吹いて倒れたとの報告例もあるという。この毒の研究を長年続けているのが京都大学の森哲准教授だ。毒成分はヒキガエルと同じでも、どうやって作られるのか不明だったからだ。実験で、自ら作るのではなく、餌のヒキガエルから取り込んでいることを解明した。ヤマカガシの子に餌としてヒキガエルを与える群と、毒のない別のカエルを与える群などに分け、頸腺に毒が出てくるか調べた。

  毒が出たのはヒキガエルを与えた群だけだった。ヒキガエルがいない島、金華山（宮城県）にすむヤマカガシにも着目した。防御反応を調べると、首をみせずに逃げた。しかし金華山生まれのヤマカガシにヒキガエルを与えて育てると、次第に首をみせるようになった。森准教授は「ヤマカガシには自らの首に毒があるか知る方法があるのではないか」と推測する。首の毒は母から子に譲り渡せることも森准教授らの研究で判明した。ヒキガエルの毒成分に微妙な違いがあるのを利用した。妊娠中のヘビを捕まえ、化学物質の種類を調査。

  生まれた子に、それと異なる種類の化学物質を持つヒキガエルを与えて育てると、2種類とも備えるようになった。ヒキガエルの多い地域は母の頸腺にある毒の量も多く、生まれつき頸腺に毒を持つ子の割合も多かった。電波発信機をつけた実験で、妊娠したヤマカガシは遠くてもヒキガエルの多い場所まで出向く傾向があると分かった。最初から首に毒を持つ子は生き残れる確率が高まるため、こうした行動を取ると考えられる。

  近縁種でも研究が進む。森准教授は「中国のミゾクビヘビも毒が詰まった頸腺を持つが主食は毒のないミミズ。毒を持つホタルを食べて毒を得ている可能性があると分かった」と話す。8月に京都で開かれた国際学会で発表した。頸腺は一部のヘビで進化してきた不思議な器官だ。妊娠したヘビがどうやって体内の卵に毒成分を送り毒を持つ子を産むのかなど、まだ謎が多く残っている。（藤井寛子）