「大人の脳は再生しにくい」という常識に、新しい発見
脳は、一度傷つくと元の状態へ戻りにくい臓器です。特に成人の脳では、失われた細胞を新しく補う力が限られていると考えられてきました。
しかし、脳を構成するすべての細胞が同じように再生しにくいとは限りません。2026年8月、チューリヒ大学の研究チームは、脳を支える「アストロサイト」に、これまで十分に知られていなかった修復能力があることを報告しました。
アストロサイトは、星のような形をしたグリア細胞の一種です。神経細胞へ栄養を届け、血流や脳内環境を調節し、神経細胞が正常に働けるよう支えています。
今回の研究で重要なのは、アストロサイトが傷ついた場所を単に囲むだけではなかったことです。局所的にアストロサイトを失わせた成体マウスの脳を長期間観察すると、周囲に残った成熟アストロサイトが増殖し、空いた領域へ細胞を再配置していました。
アストロサイトが失われた領域は、数週間かけて再び埋められていきました。研究チームはこの現象を、成人脳が持つアストロサイトネットワークの再構築能力を示すものと捉えています。
細胞そのものではなく「核」が長い突起の中を移動した
研究チームが発見した修復方法は、一般的な細胞分裂のイメージとは少し異なっていました。
通常、細胞が増えるときには一つの細胞が二つに分かれ、それぞれの細胞が新しい場所を占めます。しかし今回観察されたアストロサイトでは、細胞が長い突起を損傷部位へ伸ばし、その内部を新しく生まれた娘細胞の核が移動していました。
研究チームは、生きたマウスの脳を「二光子顕微鏡」という方法で繰り返し観察しています。これにより、一つひとつのアストロサイトが数週間にわたってどのように形を変えるのかを追跡しました。
その結果、損傷部周囲にあったアストロサイトのおよそ60％が、損傷を起こしてから60日以内に増殖していました。対照となる損傷のない領域では、その割合は約1％でした。
さらに、移動した娘細胞核の約75％は最初の7日以内に再配置され、そのうち60％を超える核が母細胞から30μm以上離れた場所へ移動しました。
核は一定の速度で滑るように移動するのではありません。研究では動いたり止まったりを繰り返し、最大速度は3.5μm/時、短時間では5.6μm/時に達することも確認されました。
「増える」「伸びる」「核を送る」が組み合わさって傷を埋める
今回の研究から見えてきたのは、成人のアストロサイトが想像以上に柔軟に形と働きを変えられることです。
アストロサイトが局所的に失われると、周囲の細胞はまず突起を大きく伸ばしました。損傷から5日後には突起の長さが最大となり、その方向も空いた領域の中心へ向かっていました。
同じ時期には、細胞内のカルシウム活動も一時的に活発になっています。カルシウムは細胞内でさまざまな情報を伝える役割を持ち、細胞の形の変化や働きの調節にも関係します。この変化は損傷5日後に目立ち、14日後には再び落ち着いていました。
さらにアストロサイトは一度だけ分裂するのではなく、複数回分裂する場合があり、一つの母細胞から最大4個の娘細胞が生まれる例も確認されました。
こうして生まれた核が、母細胞から伸びた突起の内部を通って空いた領域へ移動します。その後、細胞の領域が組み替えられ、失われていたアストロサイトのネットワークが少しずつ再構築されていきました。
つまり、単純に「新しい細胞が増えた」のではありません。形を変える、増殖する、突起を伸ばす、核を移動させるという複数の仕組みを組み合わせながら、脳内の空白を埋めていたのです。
同じ脳損傷でも、いつでも再生できるわけではなかった
一方で、今回の結果を「脳には強い自己再生能力がある」と一般化することはできません。
研究チームがアストロサイトだけを選択的に失わせたモデルでは、周囲のアストロサイトが損傷部へ入り込み、ネットワークを再構築しました。しかし、同程度の大きさの局所的な脳卒中モデルでは、この反応は大きく制限されていました。
その理由として重要なのが、損傷部の環境です。
脳卒中や強い外傷では、アストロサイトだけでなく神経細胞や血管など多くの組織が同時に傷つきます。このような場合、周囲のアストロサイトは損傷部の中へ進むよりも、その境界を囲う「グリア境界」を形成する方向へ変化します。
今回の研究では、アストロサイトだけが局所的に失われ、血管や神経細胞が比較的保たれた条件で高い再構築能力が現れました。つまり、アストロサイト自身に再生力がないのではなく、損傷の種類や周囲の環境によって、その力を発揮できるかどうかが変わる可能性があります。
ここは再生医療を考えるうえでも興味深い点です。「細胞を外から補う」だけではなく、体内にもともと存在する細胞が再生しやすい環境を作るという考え方につながる可能性があるからです。
ヒトの視神経脊髄炎でも似た細胞像を確認
今回使われた実験モデルは、「視神経脊髄炎スペクトラム障害（NMOSD）」という自己免疫疾患の一部の特徴を参考にしています。
NMOSDでは、アクアポリン4（AQP4）というタンパク質に対する自己抗体が作られることがあります。AQP4はアストロサイトに多く存在するため、この抗体によってアストロサイトが傷つくことがあります。
研究チームはAQP4に対する抗体を利用して、マウスの脳からアストロサイトを局所的に減らしました。そして興味深いことに、実際のNMOSD患者の脳組織を調べた際にも、マウスで確認されたものと似た多核アストロサイトなどの特徴が観察されました。
ただし、ここには大きな注意点があります。
患者の組織で似た形の細胞が見つかったからといって、ヒトの脳でもマウスと同じように核が長距離移動し、ネットワークを再構築していることまで証明されたわけではありません。今回の研究で細胞の動きをリアルタイムに追跡できたのは、主に生きたマウスの脳です。
また、この仕組みを刺激することでNMOSDや脳損傷を改善できるかどうかも分かっていません。研究は治療法を試したものではなく、成人脳に備わる修復メカニズムを明らかにした基礎研究の段階です。
再生医療は「新しい細胞を入れる」だけではない
再生医療という言葉からは、幹細胞を培養し、失われた細胞を体の外から移植する方法を思い浮かべる人が多いかもしれません。
しかし、人の体にはもともと傷に反応して働きを変える細胞が数多く存在します。その能力を詳しく理解し、必要な場面で引き出すことも再生医学の重要な研究テーマです。
今回のアストロサイト研究は、その考え方をよく示しています。新しい幹細胞を移植したわけではありません。脳内に残っていた成熟細胞が自ら形を変え、増殖し、娘細胞の核を遠くへ運ぶことで失われたネットワークを補いました。
研究チームは、この過程で一時的に働く多数の遺伝子やシグナル経路も特定しています。将来その仕組みをさらに詳しく調べれば、損傷後のアストロサイトが持つ修復能力を支える方法を探す手がかりになる可能性があります。
一方で、脳の損傷なら何でも同じ仕組みで修復できるわけではないことも、今回の研究は同時に示しました。損傷の種類や範囲、周囲の血管や神経細胞の状態によって、アストロサイトの反応は大きく変わります。
「成人の脳は再生できない」から、「条件によっては、もともとの細胞が予想以上の修復力を発揮する」へ。今回の発見は、脳の再生能力をより細かく捉え直し、体内に備わる修復機能を利用する再生医療の可能性を探る新たな一歩といえるでしょう。
[出典]
- Nature Neuroscience「Focal astrocyte loss reveals nuclear translocation during lesion repopulation」
- University of Zurich「Brain Possesses Greater Self-Repair Capacity than Previously Assumed」
- ScienceDaily「The adult brain can repair itself better than scientists thought」
- Neuroscience News「Regenerative Astrocytes Repair Brain Damage」
- News-Medical「Study reveals a previously unknown ability of the brain to repair itself」
