ホウレンソウの光合成を心臓へ　微粒子と赤い光でラットの心機能が改善

研究チームは10月4日、ホウレンソウの光合成に使われる膜を微粒子にし、心不全のラットの心機能を改善した研究を学術誌Smallで公開しました。心筋へ微粒子を直接注入し、胸の外から赤い光を当てる方法を試しています。

材料にしたのは、葉緑体の中にある「チラコイド」という膜です。光のエネルギーを化学反応に使う仕組みを含みます。研究チームはこの膜を小さく加工し、心筋細胞の膜で包みました。完成した微粒子は平均約87ナノメートルで、光を受けると、細胞内でエネルギーを受け渡す物質ATPを作る働きを示しました。

動物実験では、心臓に圧力の負担をかけて心不全にしたラットなどを、1群6匹の4群に分けました。微粒子を心筋へ注入して赤い光を当てる群、注入後に光を当てない群などを比較しています。投与は3日ごとで、波長660ナノメートルの光を胸の外から10分間当てました。

微粒子と光を組み合わせた群では、血液を送り出す力を示す指標が改善し、心筋の線維化や病的な肥大も抑えられました。微粒子だけを投与した群では、心機能の指標に統計的に有意な改善が見られませんでした。培養したラット由来の細胞でも、光を当てるとATPが増え、細胞内でエネルギーを作るミトコンドリアの状態が保たれました。

今回の投与では、心筋に直接注入した場所に微粒子をとどめています。研究チームは次の段階として、体への負担が小さい投与方法や、心臓の表面に置くパッチなどから材料を長く供給する方法を挙げています。光を組織の深くまで届ける工夫と、光合成の働きを長く保つ材料も、今後の開発対象です。