私たちは一般的に、しわが増え、体力が低下し、病気のリスクが高まる現象を「年齢のせい」と説明します。果たして人体は正確にいつ、どこから老化し始めるのでしょうか。特定の臓器だけが先に衰退するのか、それとも体全体が同時に変化を経験するのかについては明確な地図がありませんでした。
その中で最近、著名な学術誌『サイエンス（Science）』に掲載された研究で、アメリカのロックフェラー大学の単一細胞ゲノミクスおよび集団疫学研究室のジュニウェイ・チャオ教授チームは、21の臓器から約700万の細胞を分析し、老化が予想よりも早く始まり、全身で同期した方法で進行することを確認したと発表しました。
研究チームは、生後1ヶ月（若い成体）、5ヶ月（中年）、21ヶ月（老年）に相当するマウス32匹から21の組織を採取し、合計700万に近い細胞を分析しました。人間の年齢に単純に対応することはできませんが、若い成体から中年、老年に至るまでの生涯全体の変化を段階的に比較した点が特徴です。
研究には「単一細胞ATAC-seq」という技術が活用されました。細胞内でDNAがどれだけ開かれているか（アクセス可能か）を測定し、どの遺伝子が活性化される準備ができているかを把握する方法です。簡単に言えば、細胞の「動作設計図」がどのように変化するかを見ているのです。これにより、研究チームは1800を超える異なる細胞サブタイプを区別しました。一部は既存の定義が不十分だった希少細胞群でした。
分析の結果、既存の認識が一部覆されました。これまで老化は細胞の「機能」が低下する過程として主に理解されてきましたが、今回の研究では全細胞タイプの約4分の1が年齢を重ねるにつれて「数」自体が有意に変化したことが示されました。
例えば、一部の筋肉細胞と腎臓細胞群は減少した一方で、免疫細胞は大幅に増加しました。単なる機能低下ではなく、細胞構成自体が再編成されることを意味します。
特に注目すべき点は、こうした変化が思ったよりも早い時点で始まったという事実です。生後5ヶ月段階、つまり中年期に相当する時点で、すでに一部の細胞群が減少し始めました。研究チームはこれを根拠に、老化が老年期に突然始まる現象ではなく、発達過程と連続線上にある漸進的変化であると解釈しました。
もう一つの重要な発見は「同期」です。異なる臓器で似たような細胞状態の変化が同時に増加または減少するパターンが確認されました。老化が臓器ごとに別々に進行するのではなく、全身的な信号によって調整される可能性を示唆しています。研究チームは血液を通じて循環する物質などがこの調整に関与する可能性があると説明しました。
性別の違いも明確でした。老化に関連する変化の約40%が男性と女性で異なって現れました。例えば、女性では老化過程で免疫活性化がより広範囲に観察されました。研究チームはこの結果が女性における自己免疫疾患の有病率が高い現象を説明する手がかりになる可能性があると述べました。ただし、可能性の提示に過ぎず、因果関係を確定したわけではありません。
細胞数の変化だけでなく、ゲノムレベルの変化も分析されました。研究チームは約130万のゲノム領域を調査し、その中で約30万の領域で老化に関連する有意な変化が確認されました。特に約1000の領域はさまざまな細胞タイプで共通して変化しました。これらの領域は免疫機能、炎症、幹細胞維持に関連する遺伝子調節部位と関連していました。これは老化が単なる無作為的なゲノム損傷ではなく、特定の調節「ホットスポット」で繰り返し現れる系統的変化である可能性を示しています。
研究チームは既存の研究との比較を通じて、免疫信号物質である「サイトカイン」が今回の研究で観察された細胞変化と類似の変化を誘導できることを確認しました。これにより、サイトカインを調整する薬剤が全身にわたる老化過程を遅らせる可能性も提起されましたが、今後の検証が必要な段階です。
研究チームが老化変化を精密に分析した単一細胞アトラスは公開プラットフォーム（epiage.net）を通じて研究者に提供されます。老化メカニズムの解明と今後の標的治療戦略の開発の基礎資料として活用されると見込まれます。
