우주 공간에서 일어나는 골량 감소가 멜라토닌에 의해 억제되는 것을 가나자와 대학, 도쿄 의과 치과 대학, 오카야마 대학 등의 공동 연구 그룹이 발견했다.
뼈의 성장이나 유지에는 자극이 필요하고, 중력이 없는 우주에서는 뼈에서 칼슘이 빠져 골량이 저하되어 버린다(뼈 흡수).우주에 장기 체재하는 우주 비행사의 골량 저하 문제를 해결하기 위해, 본 연구 그룹은 미소 중력 하에서 파골 세포 (뼈를 녹이는 세포)와 골아 세포 (뼈를 만드는 세포)의 거동 해명 에 종사했다.
이번 포유류의 뼈와 같은 호르몬 반응을 보이는 킨쿄의 비늘을 뼈 모델로 해 국제 우주 정거장 '기보'에서 우주 실험을 실시했다.우선, 우로코의 골아세포에서, 개일 리듬을 조절하는 호르몬인 멜라토닌이 만들어지는 것, 우주 공간에서는 멜라토닌의 합성에 관여하는 효소의 발현이 저하하고, 멜라토닌이 저하되는 것을 밝혔다.
그래서, 우주 공간에서의 멜라토닌의 작용을 조사하기 위해, 멜라토닌을 첨가한 배지와 무첨가의 배지에서 비늘을 배양하는 비교 실험을 행하였다.그 결과, 멜라토닌 무첨가의 배지에서는, 불과 3일간의 배양으로 몇개의 파골 세포가 융합되어 다핵화의 활성형의 파골 세포가 되어, 골 흡수가 촉진되는 것을 알았다.또한, 골아세포에서 골 흡수를 촉진하는 인자인 Rankl의 유전자 발현이 상승하고, 골 흡수를 억제하는 호르몬인 칼시토닌의 유전자 발현이 억제되는 것을 알았다.한편, 멜라토닌을 첨가한 배지에서는 Rankl의 발현이 억제되어 칼시토닌의 발현도 정상이었다.
이상으로부터, 우주에서는 멜라토닌이 저하되고, 칼시토닌의 분비가 억제되는 것이, 골 흡수를 촉진시키는 기구의 하나인 것이 분명해졌다.반대로, 멜라토닌은 칼시토닌의 분비를 자극하고 뼈 흡수를 억제하는 효과를 가진다고 할 수 있다.본 지견으로부터 장래, 멜라토닌이 우주 비행사의 골량 저하의 예방·치료약에 활용될 것이 기대된다.
