なぜ造血構造は骨の中に「隠れて」いるのか？

進化の過程で、血液幹細胞は紫外線が届かない場所を「発見」してきました。

造血系について、私たちは何を知っているでしょうか？学校では、血液細胞は赤色骨髄から発生すると学びました。赤色骨髄は、骨盤骨、肋骨、胸骨、頭蓋骨、管状骨、そして椎骨内部に存在します。骨髄構造は、赤血球、血小板前駆細胞（巨核球）、免疫細胞といった他の新しい細胞を生み出す幹細胞によって代表されます。しかし、造血のメカニズム、そしてなぜ骨の中で造血が起こるのかについて、私たちは何を知っているでしょうか？例えば魚類では、腎臓の中にも同様の構造が存在します。

ハーバード大学の科学者たちは、動物相の様々な代表例の造血系は、成長期に日光から最も保護された領域で形成されたと示唆しています。フリードリヒ・G・カップ博士と彼の同僚は、魚類では同様の構造がメラノサイトに代表される別の細胞層で覆われていることを指摘しました。これらの細胞は、紫外線を中和する能力を持つメラニン色素を分泌します。メラノサイトは、私たちが皮膚に存在することしか知らないにもかかわらず、ほぼどこにでも存在することができます。実際、これらの細胞がなければ、私たちは紫外線の有害な影響から皮膚を守ることができません。その結果、皮膚のDNAが損傷し、悪性プロセスの発生や構造の死を引き起こします。魚類のメラノサイト層は、造血系の保護としても機能している可能性が高いです。

Nature誌に掲載された論文に、興味深い実験が紹介されています。色素細胞を剥ぎ取られた魚を紫外線に曝露したところ、メラノサイト層を持つ魚と比較して、茎構造の数が減少しました。しかし、通常の魚も紫外線が上からではなく下から当たると、影響を受けやすくなる可能性があります。腎臓の下部にはメラノサイトによる保護がないためです。

魚類の進化を徹底的に分析した結果、科学者たちは、造血系を保護するためにメラノサイトの層が不可欠であるという結論に至りました。この保護は、特にカエルの発生を観察すると顕著です。オタマジャクシの段階では、幹構造が「腎臓-骨髄」経路に沿って移行します。つまり、発達の全段階を通して、造血系は紫外線から保護され続けるのです。

もちろん、骨の内部空洞は細胞が太陽光から隠れられる唯一の隔離された場所ではありません。しかし、正常な造血に必要な他の条件も忘れてはなりません。おそらく、進化の過程のある段階、例えば脊椎動物が陸上に進出した際に、造血系は腎臓を「離れ」、骨髄に「定着」し、それ以来ずっとそこに存在し続けているのでしょう。

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