マウスの胚が宇宙での妊娠の将来について教えてくれること

人類は宇宙を旅する種族かもしれないが、実際に地球の大気圏外を探検したのはごく少数の先駆者だけだ。宇宙飛行をしたのは700人未満で、その大半は健康と技能を審査された軍歴のある白人男性だ。しかし、宇宙飛行士の人口構成は急速に変化している。民間の宇宙企業は、スペースXのインスピレーション4ミッションに参加した男女全員が民間人であるように、弾道飛行や軌道飛行に宇宙旅行者を送り込んでいる。国際宇宙ステーションの退役後、複数の企業が民間宇宙ステーションの打ち上げを計画している。一方、NASAは、アルテミス3号ミッションが月の南極に着陸した際に、女性宇宙飛行士が再び月に足を踏み入れると約束している。そして、その後のミッションでは、同宇宙機関は月面に長期居住地を建設する計画だ。

これまで以上に多くの人が宇宙に向かうようになると、あらゆる種類の医療上の事態が発生する可能性が高まります。特に、これまでのプロの宇宙飛行士の間では発生しなかった事態です。宇宙飛行士は心臓発作を起こしたり、外傷を負ったり、あるいは最も人間的な行為の結果として妊娠したりする可能性もあります。

「それは、もし宇宙に行くかどうかの問題ではなく、いつ行くかの問題です」と、ベイラー医科大学の TRISH (宇宙保健トランスレーショナル リサーチ インスティテュート) の最高医療責任者である医師のエマニュエル ウルキエタ氏は言う。問題は、宇宙飛行を経験した人間のサンプル数が少ないため、平均的な体が長期飛行にどう反応するかについてほとんど何も知らないことだとウルキエタ氏は言う。これは、人間の宇宙飛行に関するデータがまったくない受胎、妊娠、出産についても当てはまる。低重力や高放射線など、さまざまな要因が胎児の健全な発育や出産にリスクをもたらすと考えられている。

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これらは単に埋めるべき学問上のギャップではない。「月や火星に居住能力や地球外植民地を開発する計画を立てているなら、これは絶対に解決しなければならない問題です」とウルキエタ氏は言う。

科学者たちは、ごく基本的な研究を終えたばかりだ。宇宙航空研究開発機構（JAXA）と日本航空宇宙局の研究者らがiScience誌に発表した新しい研究は、宇宙での妊娠が可能であることを示す、暫定的ではあるものの楽観的な証拠となるかもしれない。少なくとも、マウスに関しては。

研究チームは2021年8月、凍結したマウスの胚を国際宇宙ステーション（ISS）に送り、解凍後、宇宙ステーションの微小重力環境で発育させた。約1カ月後に胚が地球に戻った後、研究者らは小さな細胞塊が正常に成長したことを発見した。各胚は、胚盤胞と内部細胞塊として知られる2つの細胞構造を形成し、さらに発育すれば、それぞれ胎盤と胎児になる。研究者らは、重力がなければ、内部細胞塊が胚盤胞内の1つの空間に融合できないのではないかと懸念していた。

この研究は、宇宙飛行の環境でも哺乳類の生殖能力が働くという証拠のひとつだ。過去の実験では、宇宙を飛行したマウスの精子が地球に帰還したときに生存可能な子孫を産んだことが示されている。胚発生のこの初期段階と健康な動物の誕生の間には大きな隔たりがあるが、研究チームは将来的にそのようなテストを行う予定だ。

そしてもちろん、この発見はマウスで行われた。ウルキエタ氏は、たとえ実験が地球の通常の重力内で行われたとしても、マウスでの結果が人間の健康にどう当てはまるかは判断が難しいと警告する。「有人宇宙飛行の一般的な課題は、私たちが行っている研究の多くが動物モデルからのものだということだ」と同氏は言う。「それらの結果がどれだけ人間に当てはめられるかは、まだ疑問が残る」

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たとえ胎児が宇宙で成長できたとしても、地球を離れた人間の母親にとって解決しなければならない重要な課題がいくつかある。まず栄養の問題だ。妊婦は胎児の健全な成長を支えるために十分なタンパク質と葉酸を必要とするからだ。「宇宙飛行中にマクロ栄養素とミクロ栄養素を供給するのは困難だろう」とウルキエタ氏は言う。宇宙ステーションの環境では生鮮食品が不足しているからだ。月や火星のコロニーでは、地球から定期的に食料を届けるという贅沢さえできないだろう。

さらに放射線もある。今回の研究ではマウスの胚がすべて正常に発育したわけではなく、研究者らは放射線が原因かもしれないとみている。「放射線は一般に細胞に非常に有害であることはわかっていますが、妊娠の最初の3～4週間は特にそうです」とウルキエタ氏は言う。ISSは地球の磁気圏に守られるほど低い軌道を回っているが、月や火星への旅では銀河宇宙放射線の猛威が問題になる可能性があるとウルキエタ氏は言う。

地球上で妊娠するのは庭を散歩するのと同じようなことではないが、宇宙ではおそらくもっと不愉快だろう。微小重力下での生理的変化はよく知られており、たとえば体液の移動、つまり頭部への血液の集中、全体的な血液量の減少などがある。「宇宙酔い、吐き気、嘔吐もあります。これも妊娠中によくあることだとわかっています」とウルキエタ氏は言う。「不快な症状は間違いなく悪化するでしょう」

結局のところ、宇宙での生殖を研究する研究者は、歩く前に這うことについて考える必要がある、つまり、妊娠中の宇宙飛行士の特定の要件に取り組む前に、月面基地での宇宙飛行士の放射線被曝と栄養ニーズに対する一般的な解決策を見つける必要がある、と彼は言う。しかし、人間の宇宙妊娠が避けられない可能性が高いことを考えると、「私たちが話し合いを始めること、そしてこれが解決するのが非常に複雑で困難な問題になるだろうという認識を高めることが重要だと思います」と彼は言う。