TED日本語 - トニー・ウィス=コレイ: 若い血液で若返る方法 ― まさに文字通り

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若い血液で若返る方法 ― まさに文字通り
How young blood might help reverse aging. Yes, really
トニー・ウィス=コレイ
Tony Wyss-Coray

内容

トニー・ウィス=コレイは、加齢が人体、脳にどのようにインパクトを与えているかを研究しています。この耳を疑うばかりのトークで、彼はスタンフォードでの研究や、他の研究者達の新しい研究結果を交えながら、加齢に伴う問題の解決法は、実は私達自身の中に存在するかもしれないと語ります。

Script

This is a painting from the 16th century from Lucas Cranach the Elder. It shows the famous Fountain of Youth. If you drink its water or you bathe in it, you will get health and youth. Every culture, every civilization has dreamed of finding eternal youth. There are people like Alexander the Great or Ponce De Leon, the explorer, who spent much of their life chasing the Fountain of Youth. They didn't find it. But what if there was something to it? What if there was something to this Fountain of Youth?

I will share an absolutely amazing development in aging research that could revolutionize the way we think about aging and how we may treat age-related diseases in the future. It started with experiments that showed, in a recent number of studies about growing, that animals -- old mice -- that share a blood supply with young mice can get rejuvenated. This is similar to what you might see in humans, in Siamese twins, and I know this sounds a bit creepy. But what Tom Rando, a stem-cell researcher, reported in 2007, was that old muscle from a mouse can be rejuvenated if it's exposed to young blood through common circulation. This was reproduced by Amy Wagers at Harvard a few years later, and others then showed that similar rejuvenating effects could be observed in the pancreas, the liver and the heart. But what I'm most excited about, and several other labs as well, is that this may even apply to the brain.

So, what we found is that an old mouse exposed to a young environment in this model called parabiosis, shows a younger brain -- and a brain that functions better. And I repeat: an old mouse that gets young blood through shared circulation looks younger and functions younger in its brain. So when we get older -- we can look at different aspects of human cognition, and you can see on this slide here, we can look at reasoning, verbal ability and so forth. And up to around age 50 or 60, these functions are all intact, and as I look at the young audience here in the room, we're all still fine.

(Laughter)

But it's scary to see how all these curves go south. And as we get older, diseases such as Alzheimer's and others may develop. We know that with age, the connections between neurons -- the way neurons talk to each other, the synapses -- they start to deteriorate; neurons die, the brain starts to shrink, and there's an increased susceptibility for these neurodegenerative diseases.

One big problem we have -- to try to understand how this really works at a very molecular, mechanistic level -- is that we can't study the brains in detail, in living people. We can do cognitive tests, we can do imaging -- all kinds of sophisticated testing. But we usually have to wait until the person dies to get the brain and look at how it really changed through age or in a disease. This is what neuropathologists do, for example. So, how about we think of the brain as being part of the larger organism. Could we potentially understand more about what happens in the brain at the molecular level if we see the brain as part of the entire body? So if the body ages or gets sick, does that affect the brain? And vice versa: as the brain gets older, does that influence the rest of the body? And what connects all the different tissues in the body is blood. Blood is the tissue that not only carries cells that transport oxygen, for example, the red blood cells, or fights infectious diseases, but it also carries messenger molecules, hormone-like factors that transport information from one cell to another, from one tissue to another, including the brain. So if we look at how the blood changes in disease or age, can we learn something about the brain? We know that as we get older, the blood changes as well, so these hormone-like factors change as we get older. And by and large, factors that we know are required for the development of tissues, for the maintenance of tissues -- they start to decrease as we get older, while factors involved in repair, in injury and in inflammation -- they increase as we get older.

So there's this unbalance of good and bad factors, if you will. And to illustrate what we can do potentially with that, I want to talk you through an experiment that we did. We had almost 300 blood samples from healthy human beings 20 to 89 years of age, and we measured over 100 of these communication factors, these hormone-like proteins that transport information between tissues. And what we noticed first is that between the youngest and the oldest group, about half the factors changed significantly. So our body lives in a very different environment as we get older, when it comes to these factors. And using statistical or bioinformatics programs, we could try to discover those factors that best predict age -- in a way, back-calculate the relative age of a person. And the way this looks is shown in this graph. So, on the one axis you see the actual age a person lived, the chronological age. So, how many years they lived.

And then we take these top factors that I showed you, and we calculate their relative age, their biological age. And what you see is that there is a pretty good correlation, so we can pretty well predict the relative age of a person. But what's really exciting are the outliers, as they so often are in life. You can see here, the person I highlighted with the green dot is about 70 years of age but seems to have a biological age, if what we're doing here is really true, of only about 45. So is this a person that actually looks much younger than their age? But more importantly: Is this a person who is maybe at a reduced risk to develop an age-related disease and will have a long life -- will live to 100 or more? On the other hand, the person here, highlighted with the red dot, is not even 40, but has a biological age of 65. Is this a person at an increased risk of developing an age-related disease? So in our lab, we're trying to understand these factors better, and many other groups are trying to understand, what are the true aging factors, and can we learn something about them to possibly predict age-related diseases?

So what I've shown you so far is simply correlational, right? You can just say, "Well, these factors change with age," but you don't really know if they do something about aging. So what I'm going to show you now is very remarkable and it suggests that these factors can actually modulate the age of a tissue. And that's where we come back to this model called parabiosis.

So, parabiosis is done in mice by surgically connecting the two mice together, and that leads then to a shared blood system, where we can now ask, "How does the old brain get influenced by exposure to the young blood?" And for this purpose, we use young mice that are an equivalency of 20-year-old people, and old mice that are roughly 65 years old in human years.

What we found is quite remarkable. We find there are more neural stem cells that make new neurons in these old brains. There's an increased activity of the synapses, the connections between neurons. There are more genes expressed that are known to be involved in the formation of new memories. And there's less of this bad inflammation. But we observed that there are no cells entering the brains of these animals. So when we connect them, there are actually no cells going into the old brain, in this model. Instead, we've reasoned, then, that it must be the soluble factors, so we could collect simply the soluble fraction of blood which is called plasma, and inject either young plasma or old plasma into these mice, and we could reproduce these rejuvenating effects, but what we could also do now is we could do memory tests with mice.

As mice get older, like us humans, they have memory problems. It's just harder to detect them, but I'll show you in a minute how we do that. But we wanted to take this one step further,one step closer to potentially being relevant to humans. What I'm showing you now are unpublished studies, where we used human plasma, young human plasma, and as a control, saline, and injected it into old mice, and asked, can we again rejuvenate these old mice? Can we make them smarter?

And to do this, we used a test. It's called a Barnes maze. This is a big table that has lots of holes in it, and there are guide marks around it, and there's a bright light, as on this stage here. The mice hate this and they try to escape, and find the single hole that you see pointed at with an arrow, where a tube is mounted underneath where they can escape and feel comfortable in a dark hole. So we teach them, over several days, to find this space on these cues in the space, and you can compare this for humans, to finding your car in a parking lot after a busy day of shopping.

(Laughter)

Many of us have probably had some problems with that.

So, let's look at an old mouse here. This is an old mouse that has memory problems, as you'll notice in a moment. It just looks into every hole, but it didn't form this spacial map that would remind it where it was in the previous trial or the last day. In stark contrast, this mouse here is a sibling of the same age, but it was treated with young human plasma for three weeks, with small injections every three days. And as you noticed, it almost looks around, "Where am I?" -- and then walks straight to that hole and escapes. So, it could remember where that hole was.

So by all means, this old mouse seems to be rejuvenated -- it functions more like a younger mouse. And it also suggests that there is something not only in young mouse plasma, but in young human plasma that has the capacity to help this old brain. So to summarize, we find the old mouse, and its brain in particular, are malleable. They're not set in stone; we can actually change them. It can be rejuvenated. Young blood factors can reverse aging, and what I didn't show you -- in this model, the young mouse actually suffers from exposure to the old. So there are old-blood factors that can accelerate aging. And most importantly, humans may have similar factors, because we can take young human blood and have a similar effect. Old human blood, I didn't show you, does not have this effect; it does not make the mice younger.

So, is this magic transferable to humans? We're running a small clinical study at Stanford, where we treat Alzheimer's patients with mild disease with a pint of plasma from young volunteers, 20-year-olds, and do this once a week for four weeks, and then we look at their brains with imaging. We test them cognitively, and we ask their caregivers for daily activities of living. What we hope is that there are some signs of improvement from this treatment. And if that's the case, that could give us hope that what I showed you works in mice might also work in humans.

Now, I don't think we will live forever. But maybe we discovered that the Fountain of Youth is actually within us, and it has just dried out. And if we can turn it back on a little bit, maybe we can find the factors that are mediating these effects, we can produce these factors synthetically and we can treat diseases of aging, such as Alzheimer's disease or other dementias.

Thank you very much.

(Applause)

これは16世紀に描かれた ルーカス・クラナッハ(父)の絵です 有名な「不老の泉」が描かれています この水で沐浴したり この水を呑んだりすると 健康になり若くなるというものです どの文明のどの文化でも人々は 永遠なる若さを求めて夢見てきました アレキサンダー大王や 探検家のポンセ・デ・レオンは 「不老の泉」を生涯捜し続けましたが 見つけられませんでした でも この話は これで終わりでしょうか? 「不老の泉」の話には 何かが隠されているのでは?

今日は加齢医学研究における 驚くべき発展をお話しします この事は加齢に関しての私たちの考えや 未来の加齢に伴う疾患の治療法に 革命的貢献をするでしょう 最近行われた成長に関する 数々の実験研究から始まったことですが 若齢マウスから得た血液を 注入された老齢マウスは若返る という事が分かったのです 人間では二重胎児に 見られる事に似ていますが ちょっとゾッとする話ですね 2007年 幹細胞研究者トム・ランドが 老齢マウスが若齢マウスと 血液循環系を共有すると 老齢マウスの筋肉が若返った という研究発表をし その数年後 ハーバードでエイミー・ウェイジャーズが この再現実験に成功しました 他の研究者達も同じような若返り効果を 膵臓 肝臓そして心臓に観察した と報告していますが 他のラボをも含む私たち研究者達が 最も関心を持っている事は 脳にもこれを応用する というその可能性です

つまり老齢マウスが 並体結合と呼ばれる技術で 若齢マウスの影響を受けると 脳が若返り機能が良くなる という事が分かりました 繰り返しますが 血液循環系を若齢マウスと共有する事で 老齢マウスは若い血液を得て 脳は若返り 機能が亢進するのです 私たちが歳を取ると あらゆる認知面で変化が見られます このスライドでは 論理的思考 言語能力などの推移を 見る事ができます 50~60才あたりでは これらの機能損傷は見られません 今 こうやって見渡して見ると 私たちはまだ大丈夫みたいですが

(笑)

これらの線が下がって行くのを 見るのは怖いですね 歳を取るにつれ アルツハイマーなどの病気が 起きる事があります この様な病気では ニューロン同士を繋げる シナプス間に隙間が出来 ニューロン間の通信が悪くなり ニューロンの死滅 脳の萎縮へと進みます こうして加齢に伴い 神経変性疾患に 罹り易くなる事は分かっていますが

ここで大きな問題が1つあります それがどのように起きているのかを 分子、機能レベルで ヒトの生体を使い実験して 詳しく脳内を見る事ができない事です 私たちは認知テストをしたり 脳画像を撮ったり あらゆる最先端のテストができますが 加齢に伴い 又は 病気が原因で どの様に脳が変化したかを実際に見るには その人の死を待つしかないのです これが神経病理学者が行っていることです それでは 脳を大きな生体の一部 体全体の一部として考えると 脳内で起きていることが 分子レベルで もっと良く 理解できるのではないでしょうか? 体の老化や病気が 脳に影響を与えるのでしょうか? 又その逆の視点から 脳の老化は 体の他の部分に影響するのでしょうか? 身体の全組織を結合しているのは 循環組織です 血液は酸素を運ぶ細胞である赤血球や 感染症と闘う免疫細胞だけでなく シグナル伝達分子すなわち ホルモンのような 細胞や組織間の情報伝達をする 因子をも運搬します 脳においても同様です 加齢と病気による血液の変化を見れば 脳に関して何か分かるかもしれません 歳を取るにつれ血液は変化し ホルモン様因子が変わる事が分かっています 体組織の成長や維持に必要な因子は 概して歳を取るにつれ 減少し始めます と同時に怪我や炎症の修復に携わる因子が増え

良い因子と悪い因子のバランスが 崩れて来るとも言えます この現象を私たちの次の実験で 理解して頂きたいと思います 健康な20才から89才までの人々から 300近くの血液サンプルを採り 組織間の情報伝達をする百以上の因子 ホルモン様タンパク質を測定しました それでまず最初に 若齢者と老齢者の間では 約半分の因子が大きく違っている事が 分かったのです これらの因子の変化から見ると ヒトの生体環境は 加齢に伴い大きく変わるという事です これから統計を取り 生物情報学のプログラムを用い 逆算し およその年齢推定を 可能にしてくれる そんな因子を 発見できるかもしれません それが どんなものか このグラフで分かります 横軸は被験者の実年齢を表します つまり何年前に生まれたかです

そして先程のたんぱく質因子から 被験者のおよその年齢を割り出します この様に 推定年齢は 実年齢にとても近いのです こうして大体の年齢を推定できるのです でも本当にすごいのは そのはずれ値なんです 「変わり者」とはそんなもんです ここに緑色でハイライトしてあるのは 70才位の人ですが 私たちの測定が正しければ この人の生物学的年齢は ほんの45才でしかないのです この人は実年齢より ずっと若く見えるのでしょうか? それよりもっと重要な事は この人は 加齢に伴う病気に罹るリスクが低く 百才まで いやそれよりもっと 長生きするのでしょうか? 一方 赤でハイライトされたこの人は 40才にもなっていないのに 生物学的年齢は65才です この人は加齢に伴う病気に罹る リスクが高いのでしょうか? 私たちのラボでは これらの 因子の研究を更に進めています 多くの研究団体が真の加齢因子を 突き止めようとしています それらの因子から何かが分かり 加齢による病の予測ができるでしょうか?

このグラフは ただ相関関係を示し これら因子は加齢に伴い変化する と言えるだけで 加齢に働きかけるかどうかは これからは良く分かりません 次にお見せするのは 画期的な研究結果で これらの因子が組織の老化を 調節できることを示唆しています 並体結合と呼ばれるモデルに戻りましょう

マウスを使っての並体結合は 手術で2匹のマウスを結合させ 血液循環系を共有させるというものです ここで「若いマウスの血液が どうして老いたマウスの脳に影響するの?」 という疑問が湧くでしょう これを明らかにする為 ヒトの年齢にして20才と65才位に相当する 2匹の若齢マウスと老齢マウスを使いました

これで私たちは実に貴重な発見をしました ニューロン新生を行う神経幹細胞が 老いたマウスの脳に増え ニューロンを結合するシナプスの活動が 活発になり 新しい記憶形成に携わる遺伝子が増え ひどい炎症を起こす事が少なくなりました でもマウスの脳への細胞混入は 観察されていません 循環系を共有している間 このモデルでは老齢マウスの脳に 細胞が混入していないので 血液中の成分がその因子だと論理づけ 血液内の血漿を採取し 若齢 又は 老齢マウスの血漿を マウスに注入して調べ 若返り効果を再現することができました これはマウスの記憶を テストして証明できました

ヒトと同じ様にマウスも 加齢に伴い記憶障害が起きます ただ それは検知し難いのですが このあと その方法をお見せします それから これを一歩進めて ヒトにも応用できる様にしたいと思いました 今からお見せするのは 未公開の研究結果です ここでは若いヒトの血漿と コントロールに生理食塩水を使い 老いたマウスに その血漿を注入します これで その老齢マウスを 若返らせ マウスの学習能力を 向上させられるでしょうか?

それを調べる為に「バーンズ迷路」 と呼ばれるテストをしました これは穴が幾つも開けられた大きなテーブルに 穴を識別する為のマークが 周りにつけてあり このステージのように まぶしい光が照らされています マウスは大嫌いな まぶしい光から逃れようと 赤い矢印が示す 唯一の穴を捜します その穴の下には管が繋がれていて マウスは その暗い穴の中で 安心できる様になっています まず最初に数日間マウスに マークに従い その穴を捜す学習をさせます 私たちが1日中 買い物をした後 駐車場で 自分の車を捜すようなものです

(笑)

なかなか見つけられない人も たぶん多い事でしょう

では老齢マウスを見てみましょう これは記憶障害がある老齢マウスです これを見ると分かりますが 穴毎を覗き回っていて 最後に学習した場所を 見つける手助けとなる 場所の地理的把握ができていません それと全く対照的に この同じ歳の兄弟は 3日毎に若いヒトの血漿を少量 3週間注入されたマウスですが ご覧の様に「ここは何処?」 とでも言うかの様に見回すと 真っすぐに正解の穴へ向かいます その穴の場所を覚えていたのです

この老齢マウスは確かに若返ったみたいに 脳機能は若齢マウスのそれのようです これが示唆している事は 若いマウスの血漿だけでなく 若いヒトの血漿にも 老いた脳を助ける可能性が あるという事です 要約すると 老齢マウスの脳は 手の施しようがないのではなく 可塑性を持たせることができる という事が分かりました 若返らすことが出来るのです 若い血液内の因子が老化を逆行させます それから お見せしなかったのですが 並体結合で 若齢マウスは 老齢マウスとは逆の影響を受け 老齢マウスの血液因子が 若齢マウスの老化を加速化させます ここで最も重要なのはヒトにも 同じような因子がある可能性です 若いヒトの血液でも 同じような効果があるのですから 老いたヒトの血液では この効果がなく 老いたマウスは若返りません

では この魔法をヒトに使えるでしょうか? 今スタンフォードで 小さな臨床研究をやっています そこでは軽症のアルツハイマー病患者に 若い20才のボランティアからの血漿で 治療を試みています 週に1回の血漿注入を4週間続け MRIで画像を撮り 患者の認知度をテストし 患者の介護者に 患者の日常生活について訊ねます この治療でなんらかの効果が現れれば と私たちは願っています この治療が効くなら 私たちも マウスでの若返り効果はヒトにもあり得る という希望が持てるでしょう

私たちは永遠の命は望めませんが この研究で発見した事は 「不老の泉」は私たち自身の中にある という事かもしれません それが枯渇してしまうだけなので それを ちょっと復活させたいなら 私たちは若返りに力を 貸してくれる因子を捜し出し そんな因子を人工的に生産して アルツハイマーなどの 加齢に伴う病気を 治す事ができるのです

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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