人間の軟骨では、水分を保つ糖が少ない。遺伝子が理由の手掛かりに

中心的な発見は際立っている。8種類の関節すべてで、人間の軟骨サンプルに含まれる硫酸化グリコサミノグリカン（GAG）は、他の大型類人猿のサンプルより大幅に少なかった。これらの長い糖鎖は、軟骨が水分を保ち、圧縮に耐えるのを助ける。DNA量で補正すると、人間の値は2.6～4分の1で、全体としておよそ3分の1と説明された。これは組織の化学的性質の差であり、変形性関節症になりやすさの増加を測定したものではない。⁠3

この研究は2026年9月23日にNature誌に掲載され、11月14日に掲載された、共同研究責任者のデービッド・ゴクマン氏に対するエルサレム・ポストのインタビューを通じて、改めて注目を集めた。研究は、イスラエルのワイツマン科学研究所にある同氏の研究室と、京都大学の井上富隆氏の研究室による共同研究で、研究作業はナダブ・ミショル氏とヤン・イージー氏が主導した。11月の報道で紹介されたのはインタビューであり、新たに発表された実験ではない。⁠3⁠12⁠1

軟骨のクッション機能は細胞だけに依存しないため、GAGは重要である。細胞は細胞外マトリックス、すなわち細胞を取り囲み支える物質をつくる。GAG鎖は強い負の電荷を帯びており、水を引き寄せて水和したネットワークを形成する。このネットワークは、弾力性と圧力への抵抗力に寄与する。GAGは軟骨の乾燥重量のおよそ15～30％を占める。この数値に水分自体は含まれない。⁠13

研究者らの仮説では、産生量が少ないと人間の生化学的な予備力が小さくなり、そこからさらに減少すると変性につながる可能性がある。調査すべき具体的な対象を示しているからこそ、これは有用な仮説だ。あらゆる関節痛を説明するものでも、衰えが避けられないと立証するものでも、類人猿のような水準に戻せば病気を防げると示すものでもない。⁠3

組織研究では、股関節、膝、肩、肘、手首、指の関節、および指の関節の2つの分類が対象となった。研究者らは色素結合アッセイで硫酸化GAGを測定し、その後、DNA量で測定値を補正した。関節全体のクッション機能、軟骨の体積、各関節の機械的強度を直接測定したわけではない。⁠3

人間の提供者42人から得たと報告された111個のサンプルと、大型類人猿7個体から得た28個のサンプルがあった。この区別は重要だ。一個体から採取した複数の軟骨片が、複数の独立した提供者になるわけではない。全体比較では、複数の測定値を個体ごとに平均し、個体あたり1つの値とした。一部の指関節の比較では、類人猿1個体分の組織しかなく、該当する結果をより広い集団に当てはめるには大きな制約がある。⁠3

それでも、すべての関節分類で同じ傾向が見られた。年齢と性別を調整した後も、また種間の年齢を合わせる2つの方法を用いた後も、差は残った。人間では機械的負荷の異なる関節でも差が確認された。このことから、特定の関節をどれほど使うかだけで説明する説の説得力は弱まるが、あらゆる環境要因が排除されたわけではない。⁠3

標本はすべて死後に採取されており、研究のために動物が殺されたわけではない。人間の組織は、テクニオン工科大学の同意に基づく献体プログラムを通じて提供され、動物園との連携によって類人猿の組織が集められた。採取後の条件は同一ではなかった。人間の標本は薬品で保存され、チンパンジーの手の標本については冷凍されたと明記されている。これは小規模な横断的比較であり、人間と類人猿の軟骨が生涯を通じてどう変化したかを記録したものでも、人間の発達過程のいつ差が始まるのかを直接測定したものでもない。⁠3

遺伝学的研究は、この化学的な差に考えられる仕組みを示している。研究チームは、関節炎に関係すると疑われる遺伝子から調べ始めるのではなく、現生人類15,708人と大型類人猿139個体のゲノムを比較した。ネアンデルタール人のゲノム3個とデニソワ人のゲノム1個は、現生人類と古代人類の系統に共通する変化を特定するのに役立った。この探索から、研究者は候補となる調節領域にある一塩基置換561,410個を選んだ。調節領域とは、遺伝子がいつ、どこで、どの程度働くかを制御するDNA配列である。⁠3

研究者らは、それらの領域について人間型と祖先型のペアを作り、人間の軟骨細胞でその活性を検証した。活性が認められた配列ペア65,576組のうち、15,077組（23％）は、2つの型の間で有意に異なる働きを示した。人間型と祖先型の大半は同様に働いた。また、この検査で活性が見られなかった配列でも、別の組織や発達段階では重要な役割を果たす可能性がある。⁠5

補完的な実験では、人間と類人猿の染色体を同じ実験室の細胞に入れた。研究者らは培養した人間の細胞をチンパンジーまたはゴリラの細胞と融合させ、その後、骨や軟骨を形成できる初期段階へとハイブリッド細胞を誘導した。これはハイブリッド細胞であり、ハイブリッド動物ではない。共通の細胞環境を用いることで、近傍の調節DNAの影響と、種ごとに別々の培養条件で育てた場合に生じる差を見分けやすくなった。⁠3⁠12

どちらの手法も、細胞外マトリックスを構築し維持する仕組みとの関連を示した。ハイブリッド細胞の解析では、活性に差があったGAG関連遺伝子21個のうち17個で、人間側の活性が低かった。この結果は、軟骨の産生を単一の変異が停止させるというより、産生経路全体にわたる協調的な変化を示唆している。⁠3

一方で、重要な複雑さもあった。多くのGAG鎖を担うアグリカンの骨格をコードする人間のACAN遺伝子は、反復配列が拡大していた。人間型は平均で反復配列が6個多く、結合可能な部位がさらに12か所生まれていた。研究者らは、この追加部位がGAG産生の低下を補う可能性を指摘するが、まだ証明されていない。鎖を結合できる場所が増えても、産生される鎖が増えるとは限らない。そのため、組織を直接測定することが不可欠だった。⁠3

軟骨のGAG減少は、すでに変形性関節症などの変性疾患と関連づけられている。研究者らは、種レベルでの減少が人間の脆弱性に寄与し、その後、生涯を通じてさらに減少すると提案している。しかし、この研究は発症率を追跡しておらず、個人のリスクがどれほど増えるかも算出していない。大型類人猿も関節疾患を発症することがある。比較対象は、人間の虚弱さと類人猿の免疫性ではない。⁠3

なぜこの変化が持続したのかは、さらに不確かだ。一つの説は神経系に関するもので、GAGは神経細胞間のつながりの安定化を助けるため、量が少ないことで脳の可塑性や学習の機会が長く保たれた可能性がある。別の説では、産生の減少が、持久走に適した軽く細身の骨格につながったとされる。この研究では学習能力も走る能力も検証されていない。どちらの利点も、ここでは実証されていない。⁠13

また、持続した進化上の変化がすべて、有利な取引を意味するわけではない。論文では、適応と、負の選択の緩和の両方が検討されている。つまり、産生の低下を抑える制約が弱まった可能性もある。そのため、自然選択が健康な関節と引き換えに知能やスタミナを選んだと断定するのは早計だ。⁠3

患者にとっても、明確な境界がある。GAGを含む注射はすでに変形性関節症の治療に使われているが、これは治療試験ではなく、早期の注射が障害を防ぐと示したものでもない。新たに検証されたスクリーニング検査、予防法、遺伝子治療も生み出していない。エルサレム・ポストのインタビューで、ゴクマン氏はこう警告した。「しかし、遺伝子治療に使えるようになるまでには、まだかなりの距離があります」⁠1⁠3

この研究は、より具体的な生物学的メカニズムと、調査すべき候補を研究者に示している。その仕組みを変えることで、安全に運動能力を保てるかどうかは未解決だ。この発見は関節痛の治療法ではなく、検証に値する、より確かな説明である。