心臓の絶え間ない拍動が、心臓組織における腫瘍の増殖を積極的に抑制する可能性があることが、新しい研究で報告された。 これは、これらの組織の細胞内経路が癌細胞の遺伝子調節を変化させ、癌細胞の増殖を阻止するためである。この知見は、心臓を癌から保護するうえでの機械的な力の役割を明らかにし、機械的刺激に基づく新たな癌治療への道を開く可能性がある。心臓癌は 哺乳類では非常にまれである。さらに、成人のヒトの心臓は自己再生能が限られており、心筋細胞が再生するのは年間約1%である。これらの特徴に関して提唱されている理由の1つは、大きな抵抗に逆らって血液を連続的に送り出す必要がある心臓組織に課せられた大きな機械的要求である。このような持続的な負荷が心臓細胞の増殖能を抑制すると考えられている。Giulio Ciucciらによると、このような圧力が心臓における癌細胞の増殖も阻害する可能性がある。しかし、この耐性の基盤となる機序は不明である。 Ciucciらは、遺伝子改変マウスモデルを用いて、強力な発がん性変異が導入された場合であっても、心臓はがんを引き起こす変異に対して顕著な抵抗性を示すことを明らかにした。この理由を理解するため、Ciucciらは、心臓の機械的負荷を軽減できる移植モデルを開発した。ドナーの心臓を適合マウスの頚部に移植することによって、「機械的な負荷のない」心臓を作製したのである。この心臓では血液は潅流されたままであるが、生理的な負荷は生じなかった。ヒト癌細胞を心筋に直接注入した後、この負荷のない移植心臓と生体本来の機械的に活動する心臓における腫瘍の挙動を比較した。 Ciucciらは実験を通して、機械的負荷は一貫して様々な種類の癌の増殖を抑制するが、心臓の負荷をなくした場合は心臓組織内の腫瘍細胞増殖が促進されることを見出した。この知見によると、組織内の機械的な力により癌細胞ゲノムの制御状況が再構築されて、細胞が増殖できるかどうかに影響を与える。この過程の中心となるのは、細胞表面から核に機械的シグナルを伝達するタンパク質であるNesprin-2である。Nesprin-2はLINC複合体の成分であり、心臓の機械的微小環境を感知し、クロマチン構造とヒストンのメチル化を機能的に変化させ、腫瘍細胞増殖に関連する遺伝子活性を低下させる。がん細胞のNesprin-2をサイレンシングすると、これらの細胞は機械的に活発な心臓の環境で増殖する能力を回復し、腫瘍を形成した。関連するPerspectiveでは、Wyatt PaltzerとJames Martinが本研究とその知見について詳細に考察している。 研究公正に関する事項にご興味のある記者の方へ：研究の共著者であるSerena Zacchigna は以下のように述べています。「私たちは、複雑なメカノバイオロジー実験の再現性の確保に取り組み、機械的刺激プロトコルを標準化し、異なるモデルや研究室間で結果を検証しています。また、安全性と有効性の厳密な評価と同様に、データの報告も不可欠であると考えています。倫理的には、私は医師として、過度な解釈は避け、ウェアラブル技術の設計に患者が早期に関与することが優先事項であると考えています」。

白亜紀の海の頂点捕食者は主に巨大海生爬虫類とサメくらいであると考えられてきた。今回、新しい研究で、白亜紀後期の海でかつては捕食されていた「クラーケンのような」巨大タコが、体長は19メートルにまで大きくなり、モササウルスのような巨大海洋頂点捕食者と競合し、おそらく捕食までしていたことが示された。海洋生態系は何億年もの間、大型脊椎動物の頂点捕食者が支配していたと考えられていた。無脊椎動物は小さな獲物であったが、タコは有殻無脊椎動物とは異なり、独自の進化の軌跡をたどった。体を保護する殻の代わりに柔らかい体を進化させ、それによって前例のない可動性、視覚、知性を得たのである。タコの種の中には巨大なまでに成長し、最上位の捕食者として活動していた種もいる。ただその正確な生態学的役割は、化石エビデンスが限られていることから、依然としてわかっていない。 池上森らはこの知識ギャップを埋めるべく、古代のタコ近縁種の顎の化石に見られる摩耗パターンを評価した。骨格の硬い獲物にかぶりつくとタコの顎は摩耗し、殻を噛み砕く現代の頭足動物に見られる傷痕のような特徴的な痕が残る。タコの顎を測定すれば、タコの体全体の大きさも推定できる。池上らは、古代のタコ近縁種の大きな顎の化石15個を再調査し、特に保存状態の良い標本に付いた明らかな擦過痕を確認した。彼らは最新のデジタル化石マイニング技術を用いて、白亜紀後期（約100から7,200万年前）の堆積物からヒレを持つタコの顎の化石も更に12個発見した。そしてそれらの分析から、2つの主要な種、Nanaimoteuthis jeletzkyiとN. haggartiを特定した。池上らによると、これらのヒレを持つタコ、特にN. haggartiは、約7から9メートルもの並外れた大きさに成長し、その大きさは同時期の巨大海洋爬虫類に匹敵し、現在記録されている中では最大の無脊椎動物かもしれないという。更に、最も大きな個体では顎は広範囲に摩耗しており、小さな幼体では鋭かった擦過痕が時の経過につれて鈍く、丸くなっていた。この摩耗パターンは、これらのタコが活発な肉食動物で、日常的に硬い殻や骨を強く噛み砕いたり、柔軟な長い腕を使ってかなり大きな獲物を捕まえて強いクチバシでそれを解体したりしていたこと、そしてこの行動は高度な知性が関係していることを示唆している。池上らによると、今回の発見で、N. jeletzkyiとN. haggartiが単なる餌であるのみならず、海洋生態系の形成にも非常に積極的に関与し、また、これまでは大型脊椎動物だけのものとされていた役割も担っていたことが示されたという。