理解「失恋」 - 研究によりストレスと心不全の関連性が判明

研究によると、心不全によって引き起こされるストレスは体に記憶され、病気の再発やその他の関連する健康問題につながる可能性があります。科学者らは、心不全が、血液とマクロファージと呼ばれる免疫細胞の生成に関与する造血幹細胞の DNA の変化という形で「ストレス記憶」を残すことを発見しました。

これらの免疫細胞は、心臓の健康を守る上で重要な役割を果たします。しかし、心不全の際には、造血幹細胞におけるトランスフォーミング成長因子ベータ（TGF-β）と呼ばれる重要なシグナル伝達経路（細胞内でシグナルを伝達する分子の鎖）が抑制され、マクロファージの生成に悪影響を及ぼしました。

TGF-βレベルの改善は、再発性心不全の新しい治療法となる可能性があり、ストレス記憶の蓄積を検出することで、心不全が発生する前の早期警告となる可能性があります。

健康的なライフスタイルと幸福度の向上は、国連の持続可能な開発目標の一部です。明るい面としては、最近の研究によると、2050年までに世界の平均寿命が約4.5年延びることが示されています。これは主に、病気を予防し、心血管疾患などの病気からの生存率を向上させるための公衆衛生の取り組みによるものです。しかし、心臓病は依然として世界の死亡原因の第1位であり、推定2,600万人が心不全に苦しんでいます。

心不全は一度発生すると、腎臓疾患や筋肉疾患などの他の健康問題を伴う再発する傾向があります。日本の研究者たちは、こうした再発や他の臓器の悪化の原因は何か、そしてそれを予防できるかどうかを理解したかったのです。

この研究は、ジャーナル「Science Immunology」に掲載されました。

「これまでの研究から、心不全中に経験したストレスが体内、特に造血幹細胞に蓄積することで再発が起こる可能性があるという仮説を立てました」と東京大学大学院医学系研究科の藤樹勝人特任教授は説明する。造血幹細胞は骨髄に存在し、血液細胞とマクロファージと呼ばれる免疫細胞の源であり、心臓の健康を守るのに役立つ。

この図は、心不全中にストレス信号が脳に伝達され、脳が神経を介して骨髄の造血幹細胞に伝達し、ストレス記憶として保存する様子を示している。ストレスが蓄積したこれらの幹細胞は、心臓、腎臓、筋肉などの臓器に対する保護能力が低下した免疫細胞を生成する。出典：Science Immunology（2024年）。 DOI: 10.1126/sciimmunol.ade3814

研究者らは、心不全のマウスを研究することで、エピゲノムにストレスが刷り込まれている証拠を発見しました。これは、マウスの DNA に化学変化が起こったことを意味します。多くの細胞プロセスの調節に関与する重要なシグナル伝達経路であるトランスフォーミング成長因子ベータが、心不全のマウスの造血幹細胞で抑制され、機能不全の免疫細胞が生成されました。

これらの変化は時間の経過とともに持続したため、研究チームが心不全のマウスの骨髄を健康なマウスに移植したところ、幹細胞が機能不全の免疫細胞を生成し続けることがわかりました。その後、これらのマウスは心不全を発症し、臓器障害を起こしやすくなりました。

「心不全のストレスは長期間記憶され、全身に影響を及ぼし続けるため、私たちはこの現象をストレス記憶と名付けました。他のさまざまなタイプのストレスもこのストレス記憶を残す可能性がありますが、心不全によって引き起こされるストレスは特に重要であると考えています」と Fuju 氏は述べています。

朗報は、TGF-β シグナル伝達経路のこれらの変化を特定して理解することで、将来の潜在的な治療法の新たな機会が開かれることです。

「心不全の入院中にこれらのストレス記憶が蓄積するのを防ぐためのまったく新しい治療法が検討される可能性があります」と Fuju 氏は述べています。 「心不全の動物では、活性TGF-βの追加が治療法としての可能性を示しています。造血幹細胞のエピゲノムの修正も、ストレス記憶を解消する方法となる可能性があります。」

これが特定された今、チームは、心不全の再発を防ぐだけでなく、完全に進行する前に症状を検出するという長期的な目標を掲げ、人間のストレス記憶の蓄積を検出して防止できるシステムを開発したいと考えています。