さがせ、おもしろ研究! ブルーバックス探検隊が行く

この連載は、ブルーバックス編集部が最先端の研究を行う現場にお邪魔して、そこにどんな研究者がいるのか、どんなことが行われているのかをリポートする研究室探訪記です。
いまこの瞬間、どんなサイエンスが生まれようとしているのか。論文や本となって発表される研究成果の裏側はどうなっているのか。研究に携わるあらゆる人にフォーカスを当てていきます。
書籍としてのブルーバックスとはまた違った視点で見る、科学の現場をお楽しみください。

よい睡眠は食事でつくれる!?

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日本人の5人に1人は睡眠に問題をかかえている

「スリーマイル島の原発事故(1979年)、チェルノブイリの原発事故(1986年)、あるいはスペースシャトル・チャレンジャー号の爆発事故(1986年)など、重大な産業事故につながる失敗が起こりやすいのは深夜から早朝にかけてですが、この時間帯は“魔の時間”と呼ばれています」

そう語ってくれたのは、産業技術総合研究所・生物時計研究グループのグループ長を務める大石勝隆(おおいし・かつたか)さんです。

近年、大きな社会問題となっている睡眠障害。厚生労働省によれば、日本人の成人の5人に1人が睡眠に問題を抱えていると言われています。睡眠障害は、単に個々人の精神的、肉体的な問題というだけではなく、経済的にも大きな社会問題となっています。日本大学医学部の内山真(うちやま・まこと)教授が2006年に発表した試算では、睡眠不足や不眠症によって生じる経済損失は日本国内だけで3兆5000億円、医療費を含めると、なんと5兆円にものぼると見積もられています。

魔の時間の存在によって、ひとたび大きな事故が発生すれば、さらに大きな経済的な損失、取り返しのつかない問題につながる可能性すらあるのです。

いったいなぜ睡眠に悩む人がこれほど増えているのでしょうか。大石さんによれば、そこには社会の生活時間の変化が関係しているそうです。

「社会の24時間化によって、昼夜のリズム、あるいは食生活のリズムが乱れています。本来であれば眠っているはずの魔の時間に活動をすることが求められたり、私たち人間が、生物として生まれながらに持っている生活のリズムとは異なるタイミングで食事をしていたりする。そのようなリズムの乱れが、睡眠障害をはじめとして、肥満とか高血圧とか糖尿病といった生活習慣病の増加と関係していると言われています」

大石研究室では、この睡眠障害という問題に対して、食を中心とした生活習慣を変えることによって、生体リズムを改善していくことを目標にしています。

「たとえば睡眠薬を使って無理やり寝かせて、どうだ、治っただろうというような対症療法ではなくて、根本的な治療に結びつく技術を開発していきたい」

そう意気込みを語る大石さんは現在、どのような研究をしているのでしょうか?

〔実験室でマウスの様子を観察する大石さん〕

 

「睡眠障害の研究をするといっても、はじめから人を対象として試験をすることはできません。まずは動物モデルを使って、たとえば、睡眠障害を改善するような食品成分を探索することになります」

実際に大石研究室では、マウスを使った実験によって、いくつかの食品がストレス性の睡眠障害を改善する効果があることを発見するなど、さまざまな成果を挙げています。たとえば、世界で初めて、乳酸菌が睡眠に効くことを明らかにしています。

睡眠を研究することのむずかしさ

動物を用いた研究で、よく用いられるのはマウスですが、実は、マウスで睡眠の研究をするのは、想像するほど簡単ではありません。これまでの多くの実験では単純に眠らせないようにした(断眠させた)マウスを使っていましたが、大石さんは、それでは睡眠障害の特徴を見逃してしまう可能性があると指摘します。

「たとえば糖尿病の治療薬を開発するときには、糖尿病のモデル動物が必要になります。同じように睡眠障害の研究をするためには、長期的に見て睡眠のリズムが乱れたようなモデル動物が必要です。健康なマウスを一時的に断眠させたのでは、睡眠障害の真のメカニズムは解明できないと考えています」

睡眠のリズムが乱れたマウスをつくる!? いったいどうやって? どんな疾患でも、その原因は遺伝的な要因と、環境要因とにわけることができます。たとえば、遺伝的な要因からみると、生物には生体リズムを制御している時計遺伝子というものがあり、この時計遺伝子を欠損させたマウスは、たしかに睡眠障害に陥るのです。しかし、これは多くの人が悩んでいる睡眠障害とは異なるものです。

「環境的な要因によって体内時計を乱す、睡眠を乱す、そういうモデル動物を開発しないと、人の疾患メカニズムというのは、わからないだろうと考えています」

そこで大石さんが着目したのが、ストレスです。動物を使ったストレス実験はさまざまなものがありますが、実際に睡眠が乱れるようなストレスというのは、意外にもなかなか見つからなかったそうです。大石さんが見出したのは、飼育するケージの底に、薄く水を張るという方法です。聞いてしまえばとても単純なものですが、この方法を発見するまでには、さまざまな試行錯誤があったそうです。こういう意外なところに、研究者の苦労が隠れているんですね。

〔大石さんの研究室で使われているケージ〕
 底に水を張ることでマウスにストレスを与えて、睡眠障害を引き起こす

 

この、睡眠障害のマウスを使うことで、予想通り、これまで見えていなかった事実が明らかになってきました。たとえば、それまでの研究で睡眠障害になると脳内での量が増えると言われていた、「HOMER1」というタンパク質があります。断眠したマウスと睡眠障害のマウスで比較してみたところ、「HOMER1」は一時的な断眠状態にしたマウスではたしかに増えているけれど、大石さんが開発した手法で睡眠障害にしたマウスではじつはあまり変わっていなかったことが明らかになりました。

「つまり、HOMER1が睡眠障害の特徴であるという従来の考えは誤りである可能性があります。短期的な断眠実験と、長期的な睡眠障害にしたモデル動物では、別の特徴を見ていると考えています」

また、このような実験から、睡眠障害のときには、普段は厳密に保たれている血中のアミノ酸バランスがどのように変化するかを調べることで、睡眠障害を客観的に評価する基準をつくることができる可能性もあるそうです。

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「さがせ、おもしろ研究! ブルーバックス探検隊が行く」は、ブルーバックス編集部が、最先端の研究を行っているさまざまな現場にお邪魔して、研究の今をリポートする連載企画です。

隔週木曜日に新しい記事を公開していく予定ですので、どうぞお楽しみに!

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