心筋細胞は私たちと同じ年齢なのか？

大気に刻まれた時間の目印

冷戦期の地上核実験により、大気中の炭素14の含有量は大幅に上昇した。この炭素は植物や食物を通じて体内に入った。細胞は新しいDNAを作るとき、この炭素を取り込む。そのDNAの炭素14含有量を当時の大気中の推移と比較すると、調べたDNA集団の年齢を推定できる。ただし、これは個々の細胞を正確に年代測定するものではない。[1]

Bergmannらは2009年、この時間の目印をヒトの心筋細胞に用いた。この方法が年代を測定するのはDNAである。細胞分裂を観察するものではなく、新しい細胞がどこから来るのかを示すものでもない。[1]

細胞の種類と細胞核が重要な理由

2015年の研究では、若年成人の左心室において、心筋細胞は全細胞の5分の1弱を占めていた。他の種類の細胞はずっと速く入れ替わる。同じ研究では、血管内壁の細胞の年齢は平均でわずか約6歳だった。[2] そのため、心筋全体から採取した試料からは、心筋細胞について得られる情報は限られる。

そこで研究チームは細胞核を細胞の種類ごとに選別し、そのDNAを測定した。つまり測定されたのは細胞核であり、細胞全体ではない。この研究では、心筋細胞のおよそ4個に1個が複数の核を持っており、解析ではこの点を計算に入れる必要があった。[2]

DNAが増えても細胞が増えるとは限らない

心筋細胞は、分裂せずにDNAの追加コピーを作ることがある。2015年の研究は、左心室でこれを主に人生の2番目の10年間（10代）に観察した。[2] このDNAも大気の時間の目印を帯びており、新しい細胞と混同してはならない。[1]

そのため2015年の研究は、測定結果を細胞数の計数、核のDNA含有量、数理モデルと組み合わせた。それによると、心筋細胞の数は出生前後の時期から一定に保たれ、入れ替わりは小児期早期に最も高い。左心室について、モデルは20歳で年0.8パーセント、75歳で0.3パーセントという値を示した。[2]

2015年の解析によると、調べられた成人の心筋細胞は、平均してその人自身より約5歳若かった。[2]

これらはモデルの仮定に基づく推定値であり、一つひとつの心臓で新しい細胞を数えた結果ではない。心筋細胞DNAの炭素14による年代測定には、8歳から75歳までの故人51人が調べられた。この人数は、論文のすべての部分研究に当てはまるものではない。疾患の徴候がある心臓は除外された。著者らは2015年、当時の文献上の論争について述べている。他の研究の報告は、入れ替わりがまったくないとするものから、数年ごとに完全に入れ替わるとするものまで幅があった。[2]

入れ替わりは回復そのものではない

入れ替わりの率があるからといって、損傷した心臓が機能を取り戻すことにはならない。2015年の研究が調べたのは疾患の徴候のない心臓における細胞の入れ替わりであり、心筋梗塞後の治療ではない。著者らがそこに将来の治療への糸口を見ているとしても、それは展望であって有効性の証明ではない。[2]

2025年の研究は、進行した心不全では入れ替わりの率が低い一方、心臓補助ポンプの使用下で機能回復がみられた部分集団ではそれより高いことを見いだした。[3] この群間比較は、ポンプの因果的な効果を証明するものではない。

この測定が答えるのは限られた問いである。すなわち、特定の細胞群の核に含まれるDNA集団について、どのような年齢を推定できるかという問いである。細胞数から臨床的な意義まで、それ以外のことには追加の仮定や別の研究が必要である。

注記：この記事は公表された3件の研究を位置づけて解説するものである。独自の測定は行っていない。