カリフォルニア大学バークレー校の研究チームが、マウスの脳回路分析により睡眠中の成長ホルモン放出を制御する神経メカニズムを発見した。
神経科学者Xinlu Dingらの研究では、マウスの複数の睡眠-覚醒サイクル中に神経活動を直接記録し、成長ホルモンがREM睡眠と非REM睡眠で異なる方法で放出されることを明らかにした。具体的には、非REM睡眠中には成長ホルモン放出を抑制するニューロン（ソマトスタチン）の活動が低下し、放出を促すニューロン（GHRH）が中程度に活動することでホルモンレベルが上昇する。一方、REM睡眠中にはこれら促進・抑制両方のニューロン活動が共に急増し、ホルモン放出を引き起こしていた。
さらに、覚醒や注意に関わる脳幹の青斑核を含む、新たなフィードバックループの存在も確認された。神経科学者Daniel Silvermanによると、この発見は睡眠と成長ホルモンが密接にバランスの取れたシステムを形成していることを示唆している。睡眠が成長ホルモンの放出を促す一方で、放出された成長ホルモンは青斑核の活動を調整し、覚醒状態に影響を与える。このバランスが崩れると、睡眠不足がホルモン放出を減少させ、逆に過剰な成長ホルモンは覚醒を促し、睡眠パターンを乱す可能性があるという。
この発見は2型糖尿病やアルツハイマー病など睡眠問題を伴う疾患の治療法開発に役立つ可能性がある。研究結果はCell誌に掲載された。
From: 
Study Reveals Brain System That Repairs Your Body While You Sleep
【編集部解説】
今回の研究が注目される理由は、これまで「睡眠中に成長ホルモンが出る」という現象は知られていたものの、その詳細なメカニズムが謎に包まれていた点にあります。カリフォルニア大学バークレー校の研究チームは、マウスの脳内で実際に何が起こっているのかを神経活動レベルで直接観察することに成功しました。
特に興味深いのは、REM睡眠と非REM睡眠で成長ホルモンの放出パターンが異なることが判明した点です。これまでは血液採取による成長ホルモンレベルの測定が主流でしたが、今回は脳内の神経回路を直接モニタリングすることで、より精密なデータを取得できています。
この発見が医療分野に与える影響は広範囲に及びます。成長ホルモンは筋肉や骨の修復だけでなく、グルコースや脂肪の代謝にも深く関わっているため、睡眠障害が引き起こす肥満や糖尿病、心血管疾患のメカニズム解明につながる可能性があります。
また、青斑核という覚醒に関わる脳部位が成長ホルモン調節にも関与していることで、睡眠と覚醒のバランス調整に新たな治療アプローチが生まれるかもしれません。これは単なる睡眠薬とは異なる、より根本的な治療法開発への道筋を示しています。
一方で、マウスでの実験結果が人間にそのまま適用できるかは今後の検証が必要です。また、遺伝子治療による神経回路への介入は、予期しない副作用のリスクも考慮しなければなりません。特に青斑核は日中の認知機能にも影響するため、治療法の開発には慎重なアプローチが求められるでしょう。
【用語解説】
青斑核
脳幹にある小さな神経核で、覚醒と注意に関わる神経伝達物質ノルアドレナリンを分泌する。睡眠・覚醒サイクルの調節に重要な役割を持つ。
フィードバックループ
システムの出力が入力に影響を与える制御メカニズム。ホルモン調節などで恒常性を保つために重要。
【参考リンク】
カリフォルニア大学バークレー校（外部）
アメリカ西海岸を代表する名門州立大学。ノーベル賞受賞者を多数輩出し、特に理工学分野での研究が世界的に評価されている。
Cell誌（外部）
生命科学分野で最も権威ある学術誌の一つ。細胞生物学、分子生物学、神経科学などの最新研究を掲載し、インパクトファクターが極めて高い。
【参考記事】
Sleep strengthens muscle and bone by boosting growth hormone levels, UC Berkeley researchers discover how（外部）
研究を実施したカリフォルニア大学バークレー校の公式発表。睡眠が成長ホルモンの分泌を促し、それが覚醒状態を調整するというフィードバックループの発見について、研究者自身の言葉で解説されています。
Animal Study Sheds New Light on How Sleep and Growth Hormone are Regulated（外部）
科学ニュースサイト「Sci.News」による同内容の記事。睡眠の各段階で、脳のどの部分がどのように成長ホルモンの放出を制御しているか、その複雑なメカニズムを分かりやすくまとめています。
Neural Circuitry of Wakefulness and Sleep – PMC（外部）
覚醒と睡眠を制御する神経回路を概説した学術レビュー。今回の研究で焦点となった脳領域が、睡眠・覚醒サイクル全体で果たす役割について、より広く深い科学的背景を提供してくれます。
【編集部後記】
睡眠の質について、普段どのように意識されているでしょうか。今回の研究は、私たちが眠っている間に脳がどれほど精密に身体の修復をコントロールしているかを示してくれました。もしかすると、日中の集中力不足や体調の変化も、睡眠中の成長ホルモン調節と関係があるのかもしれません。
皆さんの睡眠パターンや体調の変化について、新たな視点で観察してみませんか。また、将来的にこのような神経回路への介入治療が実現した場合、どのような可能性や課題があると思われますか。睡眠科学の発展が私たちの健康管理をどう変えていくのか、一緒に考えていけたらと思います。
