冬眠とは生命の「省エネ状態」

――そもそもですが，冬眠とはどのような状態を指すのでしょうか。

砂川　現時点では，冬眠の明確な定義はありません。冬眠する動物は何十種類も存在し，代表的なところではクマやハムスターが有名です。しかし冬眠時の体温や代謝状態，体温の落ち方のパターンが動物によって全く異なることから，冬眠状態について抜けや漏れのない表現をすることは難しいのです。ただしどの冬眠動物に関しても共通して言えることがあります。それは，冬眠することでエネルギーの節約をしているということです。
　エネルギーを節約すると摂食量が少なく済むし，使う酸素の量も減ります。ですから自然界で冬眠する動物は多くの場合，特定の時期に食べ物が環境に乏しくなってしまう動物です。また特定の時期に冬眠する以外のパターンとしては，1日の中の一定時間冬眠状態になる動物がいます。このパターンは冬眠ではなく日内休眠と言います。彼らは，昼と比べて気温が低くなり，体温維持のためにより多くのエネルギーを必要とする夜に備えるべく，日中に冬眠状態となることでエネルギーを節約しているのです。これらを踏まえ「冬眠とは何か」との問いにわかりやすく答えるのであれば，数時間～数日間にかけて続く「生命活動の省エネ化」といった回答になると思います。

――冬眠と言えば低体温の状態が続くイメージが強いです。それも「省エネ」機能の一つということでしょうか。

砂川　実は，冬眠と体温には因果関係が認められず，体温の低下はあくまでも冬眠状態の結果に過ぎないというのが，冬眠研究者の間で広く受け入れられている考え方です。例えば冬眠する動物を人為的に冷やしても，彼らは冬眠しません。 何らかの方法で冬眠状態になって初めて体温が落ちてくるのです。外部から冷やして体温を下げるもしくは一定に保つことが十分条件である体温管理療法と人工冬眠は，この点が根本的に異なります。

冬眠研究を大きく前進させたQIH発見

――砂川先生の研究チームでは2020年に，マウスを低代謝状態に誘導する神経回路であるQ神経（Quiescence-inducing neurons：休眠誘導神経）の発見を論文として発表されました^1）。この発見について詳しく伺えますか。

砂川　私たちはQ神経の刺激により発生する低代謝状態をQIH（Q neurons–induced hypometabolism：Q神経誘導性低代謝）と命名し，2020年の論文内では「冬眠様状態」と表現しました（図）。本来冬眠しない動物であるはずのマウスを冬眠様状態に誘導できるようになったこと自体が大きな前進でしたし，自然界で年に1回程度しか生じない冬眠を任意のタイミングで発生させられるようになったことには極めて大きなインパクトがありました。実験対象としてのリソースが充実しているマウスで実験・観察が可能になった点も意義が大きかったと言えます。

――冬眠「様」と表現されていますが，QIHと冬眠は厳密には異なる状態なのですか。

砂川　研究が進むにつれて，本来の冬眠とQIHは全く別物であることがわかってきました。例えば代謝・体温の低下のように定性的な部分でQIHは冬眠と似通っていますが，実際の低下度合いや持続時間など定量面では冬眠と異なっています。
　その一方で，QIHと本来の冬眠が別物だとしても，ヒトへの応用を考えたときに，自然界と同様の冬眠を再現する必要があるのかは別問題としてとらえるべきです。例えば人間の代謝を安全に半分程度にまで抑えられるだけでも医療面では十分すぎるメリットがありますから，冬眠動物のように代謝が数％まで落ちなければ意味がない，ということは決してありません。

――QIHの発表から5年ほどが経過しました。人工冬眠の研究は現在どのような状況にあるのか教えてください。

砂川　QIHをヒトで起こすための研究を進めているのはもちろんですが，私たちのラボで特に重点を置いているのは，冬眠が生体に及ぼす影響の調査です。具体的には，さまざまな病気を持ったマウスに対してQIHを発動したときに，その病気が良くなるのか，悪くなるのか，あるいは変わらないのかを調べる研究です^2）。 これは人工冬眠を実現するためというよりも，「人工冬眠の研究をするための根拠づく...