メラトニンは分子量232のアミンであり、生体内では生体リズムの同調作用、フリーラジカルの消


（図下）地上実験において，骨芽細胞におけるメラトニン受容体，メラトニン合成酵素およびカルシトニンの発現を調べた結果，メラトニンはウロコにおけるカルシトニンの産生を促進し，発現が上昇したカルシトニンが破骨細胞を抑制した。
（図上）宇宙実験において，宇宙飛行中の微小重力は，ウロコの破骨細胞における多核化および吸収活性を促進させた。このとき，破骨細胞を活性化させるRANKLの遺伝子発現は上昇し，破骨細胞を抑制するカルシトニンの遺伝子発現は減少した。メラトニンを作用させると，宇宙飛行中のこれらの因子は正常な遺伝子発現レベルを維持し，その結果，微小重力刺激による活性化破骨細胞は抑制された。


メラトニンは、哺乳類において松果体から周期的に分泌され、 生体リズム調節作用を示すこと


【用語解説】
※1 メラトニン
メラトニン（N-acetyl-5-methoxytryptamine）は夜間に分泌される，アミンに属するホルモンであり，トリプトファンからセロトニンを経て合成される。合成に関わる重要な酵素として，アリルアルキルアミンN-アセチルトラスフェラーゼ（AANAT）とアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼ（ASMT）が挙げられる。主に松果体から分泌されるが，他の組織においても産生されることが知られており，脊椎動物，無脊椎動物，植物さらにはシアノバクテリアにも存在する，種を越えて保存されたホルモンである。

※2 Rankl
Receptor activator of nuclear factor kappa-Β ligandの省略形。骨芽細胞で合成され，破骨細胞で発現しているRANK（Receptor activator of nuclear factor kappa-Β）と結合することにより破骨細胞を活性化させ，骨吸収を促進する。本研究では，Ranklの遺伝子発現を解析した。

※3 カルシトニン
哺乳類では甲状腺の傍濾胞細胞，哺乳類以外では鰓後腺から分泌される32アミノ酸残基を有するペプチドホルモンである。主な作用は，破骨細胞の活性を抑制して，骨吸収を抑制する。その結果として，血液中のカルシウム濃度が低下する。

本研究成果は，メラトニンが宇宙飛行中の宇宙飛行士の骨量減少を防ぐ予防薬として使用できる可能性を示しており，将来，メラトニンが宇宙飛行士の骨量低下の予防・治療薬に活用されることが期待されます。

メラトニンは分子量232のアミンであり、その産生量は脊椎動物において、暗期に ..

本研究では，骨芽細胞（骨をつくる細胞）と破骨細胞が共存し，哺乳類の骨と同様のホルモン応答を示すキンギョのウロコを骨モデルとして用いた宇宙実験を実施しました。まず，ウロコの骨芽細胞でメラトニンが作られるとともに，宇宙空間ではメラトニンの合成が低下することを明らかにしました。そこで，メラトニンを添加した培地と無添加の培地でウロコを培養して比較したところ，メラトニン無添加の培地では，わずか3日間の培養でいくつもの破骨細胞が融合して多核化の活性型の破骨細胞になり，その破骨細胞がウロコにある骨質層の溝の幅を広げ，ウロコの骨吸収を促進していることが分かりました。さらにウロコの骨芽細胞において，骨吸収を促進する因子である（※2）の遺伝子発現が上昇し，骨吸収を抑制するホルモンである（※3）の遺伝子発現を抑制することも分かりました。他方，メラトニンを添加した培地で培養すると，ウロコの骨芽細胞におけるRanklの発現が抑制され，カルシトニンの発現が正常に戻ることが明らかになりました。

鈴木信雄教授と服部淳彦教授はこれまでに，骨のモデルとしてキンギョのウロコ（図1）を用いて，概日リズムを調節するホルモンであるメラトニンが破骨細胞（骨を溶かす細胞）の活性を抑制することを初めて見いだしています。そこで，重力のない宇宙において宇宙飛行士に引き起こされる破骨細胞の活性化による骨量の低下に対し，メラトニンが効くと考えられることから，国際宇宙ステーション「きぼう」日本実験棟において宇宙実験を行いました。

の応用を検討中である。 2,4-ジメトキシベンジルアミンを用いる 6-ヒドロキシメラトニンの蛍光定量法

ところで，セロトニンからメラトニンをつくるのは，アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼという長ったらしい名前の酵素ですが，この酵素は日光によって活性化し，暗くなると不活化します1）．実際に20歳代の学生を対象とした実験で，トリプトファンを多く含む朝食と日中の十分な日光浴が快眠をもたらすことが報告されています2）．興味深いことに，この研究で，トリプトファンをあまり含まない朝食にはサラダやオレンジジュース，トリプトファンを多く含む朝食には鮭や納豆という日本の朝食が使われていて，日本の朝食にはトリプトファンを多く摂取できる先人の知恵があったことがわかります．

七面鳥の肉には，トリプトファンというアミノ酸が大量に含まれていて，これは血液脳関門を通過して脳内に入り，セロトニンの原料になります．そして，セロトニンから松果体でメラトニンが合成され，これが眠気の原因であるといわれています．しかし，実際は七面鳥よりもチキンの方が多くトリプトファンが含まれていて，その他の食べ物，例えばミルクや魚，ゴマや豆類，穀物にもトリプトファンは含まれるため，感謝祭の日の眠気を七面鳥のためと考えるのは無理があります．むしろ，単に感謝祭の日には家族が集まり，マッシュポテトやパイなどの炭水化物もたらふく食べ，お酒も飲んでリラックスするために眠くなるのでしょう．医学の文献で，感謝祭と七面鳥の関係について記載しているものはありません．

松果体ではメラトニンの前駆物質である。 • 脳神経、腸神経では神経伝達物質 ..

※1 メラトニン
メラトニン（N-acetyl-5-methoxytryptamine）は夜間に分泌される、アミンに属するホルモンであり、トリプトファンからセロトニンを経て合成される。合成に関わる重要な酵素として、アリルアルキルアミンN-アセチルトラスフェラーゼ（AANAT）とアセチルセロトニン-O-メチルトランスフェラーゼ（ASMT）が挙げられる。主に松果体から分泌されるが、他の組織においても産生されることが知られており、脊椎動物、無脊椎動物、植物さらにはシアノバクテリアにも存在する、種を越えて保存されたホルモンである。
(金沢大学プレスリリースより)

実験に使用されたサンプル（再生ウロコ）は、2010年5月15日にスペースシャトル「アトランティス号」（STS-132ミッション）で打ち上げられ、5月17日から「きぼう」日本験棟にある細胞培養装置（CBEF）で約4日間培養された後、化学処理をし、冷凍･冷蔵庫に入れて、5月20日に実験を終了しました。本実験では、微小重力環境での実験と同時に、CBEF内の1g区画（人工的に1g環境を作り出す区画）でも実験を行いました。また、同様に地上においても同じ方法で対照実験を行いました。得られたサンプルは、打ち上げと同じスペースシャトル「アトランティス号」（STS-132ミッション）で地上に回収されました。