2013年11月11日付で発表されたヒトと動物を対象にした研究の新しい報告論文で、経験が遺伝子に影響を与え、その遺伝子が行動や健康状態にも影響することを突き止めている。この研究論文は、Society for Neuroscience2013年次総会でもあり、脳科学と健康に関する世界最大のニュース源でもあるNeuroscience 2013 総会の場での記者会見で発表されたもので、経験が薬物中毒や記憶形成といった脳行動に長期的な変化をもたらす機序に光を当てている。
サンディエゴで開かれたこの総会には3万人の研究者が出席した。Society of Neuroscienceが主催したこの記者会見で発表された、ヒトを対象にした新研究によれば、長年のヘロインの乱用で遺伝子の発現や脳の機能が変化を受ける可能性がある。この研究では、後天的な環境や経験がDNAそのものには変化を及ぼすことなく、遺伝子をオン/オフすることができるエピジェネティクスの分野に焦点を合わせている。
このような変化でも正常な発育や記憶といった脳の働きに悪影響を与え、さらに抑鬱、薬物依存その他の精神疾患を次の世代に遺伝させることが可能性として浮かんでいる。世界保健機関によれば、ヘロイン乱用者は世界中に950万人を数え、その死亡率は非乱用者比較で20倍から30倍にもなる。論文の首席著者で、ニューヨークのIcahn School of Medicine at Mount Sinaiに勤めるYasmin Hurd, Ph.D.は、「通常ヘロイン中毒者の脳を直接調べることはできないため、中毒者の死後解剖で脳を分析した私たちの研究は、ヘロイン中毒に関するこれまでの知識の不足を補うものになっている。研究成果から、長期的なヘロイン乱用で人の脳がどのように変化するか、その重要な部分を明らかにしており、またヘロイン中毒という危険な疾患の治療に役立つ知識も与えてくれている」と述べている。
Dr. Hurdの研究で、長期ヘロイン乱用者の体内では、非乱用者との比較でDNAとDNAに結合しているヒストン・タンパクにわずかながら化学変化が起きていることが突き止められている。このような違いは中毒の期間にDNAやヒストンの構造に変化が起きたことが考えられ、長期乱用と急性の過量服薬の決定的な生物学的違いによるものである可能性も残している (Yasmin Hurd、アブストラクト257.2。添付サマリーを参照)。
ヘロイン乱用による脳機能の変化は、エピジェネティクスによって起きるものであり、そのためにDNAの構造が正常状態と比べて「開」や「閉」の状態になり、その結果、一部の遺伝子の発現が正常な状態に比べてより多かったり少なかったりする。また、生成されるタンパク質も違ってくることから脳の機能にも変化が起きる。アヘン系薬物乱用に関係したエピジェネティックな変化を判定するため、Dr. Hurdと同僚研究者は、ヘロイン中毒者の脳を死後解剖し、機能分子を作るためにどの遺伝子がどの程度使われたかを調べた。また、研究チームは、薬物乱用に深く関わっている線条体という脳の領域に注目した。その結果、DNAの使い方に大きな変化が起きていたことを突き止めた。しかもこの変化はヘロイン中毒年数と相関していることも明らかになった。しかも、「開いた」DNAとヘロイン過量服薬の間には逆相関関係が認められた。このことは、慢性的な薬物乱用と薬物過量服薬では変化が異なることを示している。また過量服薬を招く行動と長期的な乱用を招く行動とは異なる神経的基礎を持っていることを示している。
Dr. Hurdの研究の他にも、オスのラットにコカインを投与するとエピジェネティックな変化がオスの子にも受け継がれ、次世代のラットの薬物反応が変化するなどの研究のプレゼンテーションもあった。そのようにしてできたオスの子ラットは、薬物の影響に対する反応が鈍かった (Matheiu Wimmer, Ph.D.、アブストラクト449.19)。薬物中毒がラットのDNAや染色体に特定のリモデルを行うことが考えられ、時間経過とともに、「シグネチャー」あるいは「リモデリングの痕跡」を残すことになる。このようなシグネチャーをもっと解明すればヒトの薬物中毒を診断する際にも利用できるはずである (Eric Nestler, Ph.D., abstract 59.02)。また、長期的な記憶を支えるpiRNAと呼ばれる物質にこれまで知られていなかった遺伝的な機序を持つ可能性が突き止められている。
piRNAの分子はこれまで卵と精子の細胞に限られていると思われていた (Eric Kandel, M.D.、2000年ノーベル医学賞共同受賞者)。エピジェネティックなDNAリモデリングは記憶の形成に重要な役割を果たしている。このプロセスをブロックすると記憶欠損が起き、脳細胞構造の発育が阻害されることから、ある種の知的障害の機序と考えられる (Marcelo Wood, Ph.D.)。
記者会見の司会役を務めたSchahram Akbarian, M.D.は、Icahn School of Medicine at Mount SinaiでProfessor of PsychiatryとProfessor of Neuroscienceを務めており、研究報告の中でも、「私たちの特徴はDNAによって決まるのだが、同時に私たちがDNAの特徴を決めているともいえる。この研究で、学習や薬物習慣などの経験が遺伝子発現のプロセスを変化させることが突き止められた。この成果は薬物依存症治療の開発や記憶などの脳のプロセスを理解するために重要なカギを握っているかも知れない」と述べている。Neuroscience 2013は、11月13日 (水曜日) で閉会した。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください: Experiences, Including Learning and Drug Use, Leave Genetic Marks on Brain Behavior—Neuroscience 2013
