人類冬眠計画 生死のはざまに踏み込む

砂川玄志郎

フィクションの世界でよく題材にされ，人々の間でイメージが出来上がっている人工冬眠．2020年に発表された著者らの研究成果は，いまだ確立されていないこの技術の実現に向けて飛躍的な貢献をすると期待されている．日々研究開発に挑む研究者としての自身の体験や想いをふんだんに交えながら，「人類冬眠計画」を披露する．

• カテゴリ: ビジネス・実用
• ジャンル: 学術・語学 / 理工
• 出版社: 岩波書店
• 掲載誌・レーベル: 岩波科学ライブラリー
• ページ数: 124ページ
• 電子版発売日: 2022年08月25日
• コンテンツ形式: EPUB
• サイズ(目安): 3MB

[ブクログ · ★★★★★]

タイトルがいい。昔なつかしいSFみたいで。
冬眠するのは爬虫類や両生類だけではない。哺乳類も冬眠する。クマがそうだし、ハムスターもそうだ。2004年には、冬眠するキツネザルも見つかった。
だったら、人間だって。小児科医として病院に勤めていた著者は、そう考えて研究の世界へと飛び込んだ。念頭にあったのは、救急医療への応用だった。
冬眠の生理的状態を、その生体にデバイスの影響を与えることなく、どのようにして測定するか、まずはそこから。……そしてついに2020年、本来は冬眠をしないマウスで、冬眠様状態に誘導することに成功する。このブレイクスルーに至るまでの試行錯誤が興味深い。でも、これはプレリュードで、ほんとうに楽しみなのは今後の展開だ。
冬眠という省エネモードは、氷河期を生き抜いてきた動物種みながもつ能力なのかも。そう考えると、おもしろい。

[ブクログ · ★★★★★]

面白い！ 生化学的な説明会ではさすがに専門用語と言うか名称が連続する部分もあるが、全て理解・記憶する必要も無いので、要点を理解、筆者の熱量を読み取れれば楽しい。「ここまて出来ました！」的な内容では無いが、可能性と新たな問題、新たな地平が見えて来るような感覚。

[ブクログ · ★★★★★]

コクーンの中で眠り続けて何万光年も先の宇宙のどこかについたときに、ゆっくりと蓋があがって目覚める…みたいなのを想像していたけれど、どうもそういう話しではなく…10分の速読では読み取れず　˘˘̥( ᵒ̴̶̷̥́ _ᵒ̴̶̷̣̥̀ )

[ブクログ · ★★★★☆]

☆著者は医者で、小児救急や小児集中治療などに携わってた。
臨床現場において麻酔と集中治療の関係、搬送医療の難しさを徐々に体感していく。

ある日、冬眠をするキツネザルに関する論文に出会う。冬眠を人為的にコントロールできれば、本格的な治療をすぐに受けなければ死亡するリスクが高い重症の患者を搬送するまでの時間を稼げるのではないかと考えたという。

そして、冬眠研究に精を出し始めて、冬眠する動物の観察して冬眠のメカニズムに関する仮説を出す研究が様々あることを知るが、実験で冬眠動物を任意のタイミングで冬眠を誘導することができないを知る。
そのため、冬眠に関する様々な仮説が実験で立証することができない状態だったという。
そこで著者は、まず初めに、冬眠を実験するのに適した「冬眠研究に適した生物探し」と「冬眠を人為的に誘導する手法」を模索し始めた。

☆冬眠研究ができるまでの過程
冬眠動物でよく知られているのは、クマやリス、ハムスター、コウモリなどだが、こうしたすでに冬眠することが確認されている動物たちは、大きく3つの問題点で、実験には不向きだと著者は判断している。
3つの問題点をクリアする動物はマウスだけだった。しかし、マウスにも1つ問題があった。
マウスは冬眠しない動物だった。2015年時点では。
2020年には、著者はマウスの冬眠様状態を誘発する手法を発見し、論文として発表した。これにより、冬眠研究は、仮説の検証が可能な状態になった。

動物実験レベルで冬眠のメカニズムを解明し、それが人間にも適応できるかどうかは、今後の研究次第で分かってくるだろう。

本書には以上のことを、専門的な内容を交えて解説してくれている。
さらには、人類の人工冬眠が実現した際に起こりうる事まで著者の想像が及ぶ限りにおいて言及している。

《以下、個人的備忘録》
☆人工冬眠のアイデアはSF作品などにもよく登場する。冬眠が出てくる有名なSF作品としては「アバター」「エイリアン」「2001年宇宙の旅」などがある。

NASAなども、より遠くの宇宙を有人探索するためには人工冬眠のようなものも必要ではないかと研究している。
2014年には、NASAが2030年の火星有人ミッションに「人工冬眠」を活用するための技術検討されたというニュースもみられた。
人工冬眠が実現すれば、地球外の有人探査の範囲も拡大できるかもしれない。

アメリカの惑星探査機ボイジャー1号と2号は、時速5万6000㎞で地球から遠ざかる。このボイジャーの速度を持ってしても、地球から冥王星まではおよそ12年間かかる。
往復では24年間ほどかかることになる。宇宙飛行士の寿命が100年だとすると、人生の約25%を宇宙船の中で過ごすことになる。
現在では「人生百年時代」などと騒がれているが、冥王星よりも先を探査しようと思ったら、とても現在の人類の寿命では心許ない。

『葬送のフリーレン』では、1000年以上を生きるエルフであるフリーレンが1期1話において「たった10年の冒険だよ」と言って、ホモ・サピエンスを困惑させた。
しかし、宇宙探査を本格的にしようと思ったら、我々は「たった100年の探査だよ」とか「じゃあ、また数世紀後に」などと言わねばならなくなるだろう。
我々はフリーレンにならなければならない。いや、我々はフリーレンを超えた「超フリーレン」にならなければならないのだ。
そのためにも、何としてでも長い時間を生きていける術を持たなければならない。
人工冬眠がそれに役立つなら是非とも欲しいところだ。

☆人工冬眠ができれば、現代の医療では治せない難病患者がいても、冬眠状態で未来の医療に託すこともできるかもしれない。

☆不老不死というのは古来から人類の夢として追い求められてきた。
秦の始皇帝は不老不死の霊薬として水銀を飲んでいた。
現代でも不老不死の研究は行われてきている。『LIFESPAN』では、「老いは病であり、治療可能だ」という発想がある。おそらく死も同様だろう。

「アルコー延命財団」という団体もいる。現代の科学では治療不可能な人々などが、冷凍保存され、治療可能な方法が現れるまで眠る。
あるいは、ITの発展により、デジタル空間に意識をアップロードする「マインドアップローディング」が生まれたら、それによって蘇ろうと望む人々がいる。
人工冬眠が実現したら、こうした不滅の存在になりたいという欲求が強く刺激されたりするかもしれない。

☆人工冬眠が実現したら、人々の寿命がさらに延びるかもしれない。そうなった場合、トマス・ロバート・マルサスの 1798年の著書『人口論』によって指摘された「マルサスの罠」のようなものも問題になるだろう。
人類の寿命が延び、出生数が変わらないとすると、地球上に存在する人の数は増加し続けることになる。しかし、住む土地や食料、様々な資源などは有限であり、増やすのにも限度がある。
そうした問題に何の対処法も見つけることができなければ、19世紀初頭の産業革命期の英国で起こった労働者による機械打ち壊し運動「ラッダイト運動」のごとく、人工冬眠装置打ち壊し運動のようなものが繰り広げられるかもしれない。

そのようなものを回避するには、別の惑星に人類が移住可能なスペースを作るなどの措置を取るとかしないといけないだろう。テラフォーミングの発展を望む。
1979年3月には、テキサス州ヒューストンの「月惑星研究所」ではじめて、世界各地のテラフォーミ ング研究者が集まってテラフォーミングについて検討したという。
当時は東西冷戦の最中であり、万が一核兵器が使用された場合、地球は汚染され、生存しづらい環境となってしまいかねなかった。
そのため、地球外の惑星を生活可能な場所に変えるための方法が検討されたらしい。

今後の人類は、増えすぎた人間が戦争をしないように何らかの手段を講じなければならないのかもしれない。
(もっとも、世界的に少子化になったら、その限りじゃないかもしれないが。
国連の2024年版世界人口推計によると、世界人口は2080年代半ばに103億人でピークを迎え、2100年ごろには中国などの出生率低下により102億人に減る見通し、とのことらしい)

まあ、人口爆発による戦争の危機よりも、人が増え、先進国と同等の暮らしをすると、温室効果ガス、特にCO2が増えまくって、地球の気候のフィードバッグが機能しなくなり、急激な地球温暖化によって食料供給がままならなくなり、残った資源をめぐって戦争する方が可能性として高いかもしれない。

まあ、いずれにせよ、生息可能な惑星が地球だけというのは心許ないので、他惑星をバックアップとしたい。イーロン・マスクなんかは火星を目指してるらしいので、いい結果になるように期待しよう。
まあ、惑星に限らず、スペースコロニーという宇宙空間に漂う生息空間でもいいかもしれないけど。

どんなルートを辿るにしろ、人工冬眠は役立ちそうなので、実現してくれたら嬉しい。

☆長寿の研究では、糖代謝と長寿の関係性が指摘されている。
線虫の研究などにより、人間も、インスリン様成長因子の受容体系を抑制することが、健康長寿へつながるのではないかと考えられるようになっているという。
代謝の抑制が長寿につながるとしたら、人工冬眠の研究の副産物として、代謝を抑制することで長寿になる方法などが見つかるかもしれない。

☆人工冬眠の知見を駆使した美容エステのようなものも生まれるかもしれない。
紫外線の比較的強い夏は、長期休暇を取り、人工冬眠をすることで、美容を保つ、みたいな仕組みとか生まれないかと期待する。

[ブクログ · ★★★★☆]

人工冬眠の実現に向けた研究について紹介。
冬眠の本質は細胞レベルの低代謝であることなど、冬眠とはどういうものかや人口冬眠に向けた課題などについて理解が深まった。
人工冬眠の実現は、医療等の面で画期的であり、タナトフォビアである自分にとっても夢のある話だと思ったが、冬眠についてはまだわかっていないことだらけであるということも理解し、その道のりはまだまだ遠いなと感じた。
マウスを冬眠様状態に誘導するという著者らの研究についてその経緯等が詳述されていたが、とても興味深い研究だと思った。生物学をはじめとする科学的研究の一つのケーススタディとしても本書の内容は面白いと思った。

[ブクログ · ★★★☆☆]

SFの世界がまた近づいている。
人間の冬眠が実現化された後の様々な問題にも興味(そんな呑気な表現で良いのかどうか)が湧く。

[ブクログ · ★★★☆☆]

途中、やや専門的な内容も出てきますが、全体的にはボリュームもコンパクトで読み易くまとめられていました。人工冬眠というと、どうしても宇宙系の映画で銀河系の遥か彼方に向かう際に宇宙飛行士が入るカプセルをイメージしてしまい、著者の意図する医療への応用が想像しにくいのですが、それにしても、マウスでの冬眠が実現できたことから、この技術が全くの夢物語ではないことが語られ、なにやらワクワクさせられます。

タイミング的に、ちょうど、ドラマ「パンドラの果実〜科学犯罪捜査ファイル」で冷凍保存がモチーフとして使われた時期だったので、読んでみた次第です（といっても、あちらは死体の冷凍保存で冬眠とは違いますが）

[ブクログ · ★★★★☆]

冬眠できるかどうかは別として、なんか、すごい。発見はいいけど発明は倫理的に科学者の責任だ、はほんとにそれでいいのかな。

[ブクログ · ★★★☆☆]

マウスを冬眠させるための神経回路（Q神経）が見つかったという論文がNatureに掲載され、大々的なプレスリリースが行われたことはなんとなく覚えていたので一読。

冬眠って今まで考えたこともなかったが、全身がそのモードに入らないといけないわけで、全身に信号を伝える系が必須になる。脳神経系を介するものなのか、ホルモンによる液性のものか、いまだにはっきりしなかったり、かなり未知の領域らしい。と、いうのも通常の動物は一年に一回しか冬眠しないので研究のチャンスがないということが大きい。著者らはマウスでの神経回路を発見したわけだが、ヒトに同じものがあるのか、あったとしても末梢で冬眠反応を起こすような回路が残っているのか、まだまだ課題は多いようだ。

[ブクログ · ★★★☆☆]

人類冬眠計画
～生死のはざまに踏み込む～

著者：砂川玄志郎
発行：2022年4月14日
岩波書店

「春眠不覚暁」というが、僕は春より冬の方が眠い。ＦＢにも何度か書いた。そして、冬に眠いのは当然で人間も昔は冬眠をしていてその名残だとの解説が、最近ではマスコミでもしばしば見る。しかし、この本を読む限り、そんなことは書かれていない。

著者は小児科医（臨床）、医学博士（京大）で、現在は理化学研究所生命機能科学研究センター上級研究員。人が冬眠することは可能か、どうしたら実現できるか、真剣に真っ向から取り組んでいる。「2001年宇宙の旅」や「エイリアン」で見た人間の冬眠は、時間がかかる宇宙の移動に際して、食糧や水の節約に有効だし、乗組員が年を取るのも押さえられる。だだし、この本によると、後者についてはよく分からないようである。

著者は2001年に京大医学部卒後、大阪赤十字病院の小児科に自ら望んで勤務した。当時は多くの科をローテーションする義務はまだなかった。2年後、小児重症例をたくさん経験したい思いから東京の国立成育医療センター（日本唯一の小児科専門ナショナルセンタ－）に移ったが、あまり興味のなかった麻酔と出会うことに。それが人間の冬眠研究へと繋がることになった。

全身麻酔をすると人は死んでしまう。まず筋肉が動かないから呼吸ができない。そこで人工呼吸で肺に空気を送り込む。また、体の末梢組織が必要とするエネルギーも供給できなくなる。とくに心筋細胞や神経細胞は活発。そのためには、血圧調整をして循環を維持し、血液によって酸素やグルコースなどの栄養分を全身に送り届け、二酸化炭素などを回収する必要がある。呼吸と循環が欠かせない。

そんな中、著者は衝撃的な2004年発表の論文に出会う。アフリカのマダガスカル島で、霊長類でありながら冬眠をする猿「キツネザル」が発見されたというものだった。36～37度の体温が5日以上も20度台になっているという。人間なら数時間でも30度を切ると生命の危機に。同じ霊長類なので人間も冬眠できるのではないかと思った。麻酔中に外部から補わなければならない末梢へのエネルギー（呼吸と循環）について、冬眠であれば需要そのものが落ちる。医学上も役立つ。

冬眠が実現すれば、今の医療では助からない患者を救えるのではと思った。死の近い患者を冬眠させて本格的な治療が始まるまで時間を稼ぐこともできる。冬眠に興味を持った著者は、京大大学院に入るとともに、理化学研究所神戸研究所に入って10年間、睡眠研究に専念した。

2015年に休眠研究を本格始動。大きな課題があった。
●どんな冬眠動物を対象にするか。
クマ、リス、ハムスター、コウモリ･･･
①入手が困難、飼育が困難な動物が多い。ハムスターは購入しやすいが、ゲノムができる限り似通った動物の方がよく、それが入手のネックとなる。
②遺伝子改変が難しい。これだと実験スキームに乗らない。ハムスターは、遺伝子ノックアウト（特定遺伝子の破壊）は可能になりつつあるが、特定の遺伝子を改変することは難しい。
③冬眠は好きなときにできない。1年に1度、動物は食料を蓄えたり、肥満になってエネルギーを蓄積したりして、準備をする。それでも直ちに冬眠するわけでもない。研究が難しい。
→上記の問題をクリアできる動物として、唯一残ったのがハツカネズミ（マウス）だった

マウスを使う困難さの解決①
睡眠判定が難しい。人間なら20箇所取り付ける脳波測定の電極は、脳が小さいマウスの場合は2箇所。電位差が小さいので測定は難しい。しかも、暴れるので頭蓋骨にしっかりねじ込まないといけないが、それをすることですでに睡眠に対して重大な影響を与えていることになる。
→結局、呼吸の微妙な圧力差により睡眠判定することに成功

マウスを使う困難さの解決②
どのように操作して冬眠させるか。視床下部視索前野（POA）は体温調整に大きく関わっている。2017年末、筑波大の櫻井教授が、POAの中の、QRFPというペプチドを含んだ神経を興奮させると何日もマウスが低音状態になることを発見。Ｑ神経、Ｑマウスと名付けられた。ＱマウスのＱ神経を興奮させて体温低下させた状態をQIH（Ｑ神経誘導性低代謝）と名付ける。

外気温20度でQIHのマウスの酸素消費量は通常の約75％低下することが判明。人間なら全身麻酔で人工呼吸にしても25％程度しか低下しない。

冬眠状態へ導く研究は、大体このあたりまでしか書かれていない。その後は、人間を冬眠させられるかどうかという実現性や、そのために必要なことなどが検討されている。
①冬眠する霊長類が存在すること②体の大きなクマも冬眠する③雪山で遭難して奇跡的に助かった人の存在
この3つの理由から、著者は人間の冬眠は可能であると考える。

人間が冬眠する場合、最も大きな問題は低代謝に耐えられるかどうか。低代謝は、ほぼ低酸素状態で置き換えられる。では、なぜ酸素が必要なのか。それは、食べ物からエネルギーを取り出す際に、酸化させているから。グルコースなどの科学エネルギーが詰まった分子を酸化させてエネルギーを取り出す。

低酸素でそれができないとなると、酸素とは別の方法でエネルギーを取り出す必要。哺乳類には解糖系という酸素を使わない経路が存在するが、燃費が悪い。他の冬眠動物でもそれをしているものはない。もう一つの方法は、必要な酸素要求量を下げること。冬眠動物はどうやってそれをしているのか、2020年段階では不明。

冬眠に導くためには、脳からの指令で入る方法と、末梢組織を〝その気にさせる〟方法とがある。

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冬眠動物は体温が落ちる。最も低い体温として記録されているのは、ホッキョクジリスのマイナス2.9度。氷点下になっても血液が凍らずに循環している。一般的に2～10度ぐらいの体温で冬眠するが、人間だと死に至る体温。

冬眠中の哺乳類の動物は、数ヶ月にわたって体温の低い休眠と、正常体温の途中覚醒を10回程度繰り返す。体温が低下しているから休眠期は正常体温期と比べて代謝が落ちているという印象を持ちがちだが、研究によりそれは否定されている。体温が低下したから代謝が低下したわけではなく、代謝が低下したから体温が低下しているということ。一方、爬虫類や両生類は冬眠中でなくても体温が下がると代謝が低下する。つまり、体温が下がれば冬眠状態になりうる。

1日の中で短時間の休眠をする動物が存在する。「日内休眠」と呼ぶ。マウスは代表的な日内休眠動物。日内休眠は冬眠と比べて期間が短く停滞者の程度も浅い。エサがなくなったときに休眠するものもいれば、毎晩決まった時間に休眠をする日内休眠動物もいる。ゴールデンハムスターは冬眠も日内休眠もするハイブリッド型。

化学反応は温度が高いほど進みやすくなるが、体内ではこれに反する現象が存在する。サーカディアンリズム（既日周期）は生体が持っている24時間周期のリズムのことで、温度補償性があり、温度が変わっても周期が変わらない。冬眠動物が、著しく体温の低下する冬期にこれが保たれているかどうか、今後の解明が待たれる。