難治性うつ病等に対するTMS療法

　うつ病の治療は一般に休養と抗うつ剤等による薬物療法である。症状が落ち着いてくれば、個々に応じて規則正しい生活リズムを取り戻し、軽い運動や作業療法等を行い、場合によってはCBT（認知行動療法）等が施行される。抗うつ薬に反応が乏しい難治性のうつ病に対しては、磁気刺激療法（TMS）や電気けいれん療法等が行われる場合もある。後者は麻酔が必要であるが、前者は麻酔も不要で外来でも施行されている。

　頭蓋の近くでコイルに電流を流すと、ファラデーの電磁誘導の法則に従って、脳内に磁界の変動が生じ、渦電流が流れる。これを用いて脳の特定の部位を刺激しようというものが、経頭蓋磁気刺激（TMS）である。神経細胞の軸索の内部は通常負に帯電している。神経細胞が前の神経細胞から情報を受け取ると（シナプスで神経伝達物質を一定量以上受けとると）脱分極して軸索内部にプラスのイオンが流入する。これが軸索に沿って伝わって、神経終末において神経伝達物質を放出する。この電気的な流れを、コイルによる磁界の変動によって、頭蓋の外部から調節（刺激）することになる。

　以下、生物的基盤が想定される「うつ病」が、磁気刺激により改善される過程を、模式的に３つのニューロンが環状につながっている神経回路で説明することとする。神経回路は逆三角形∇で表し、反時計回りに神経の興奮が伝わるものとする。↘の部分は抑制系の神経、↗の部分は促進系の神経、←の部分は抑制系の神経とする。抑制系の神経とは、その神経が分泌する神経伝達物質が次の神経の活動を抑制するという意味である。促進系の神経とは逆に次の神経の活動を促進するという意味である。「うつ病」では、↘の部分の神経の活動性が低下している。（実際、うつ病では、背外側前頭前野→辺縁系（情動に関与する脳領域等）の抑制機能が低下している）↘の部分の神経の活動性が低下していると、↗の部分は促進系の神経は活動性が増し、←の部分の抑制系の神経の活動性も増す。このため↘の部分の神経の活動性はますます低下するといった悪循環状態に陥っている。神経回路∇のフの部分が活性化している。

   磁気刺激により、←の部分の神経（介在ニューロン）が刺激され、シナプスの感受性が変化するなどして、本来の抑制機能が低下したとすると、↘の部分の神経の活動性は逆に増すことになる。こうなると↗の部分の神経はブレーキがかかって活動性が減少する。次に←の部分の神経の活動性も減少し、↘の部分の神経に対してブレーキがかからず、↘の部分の神経の活動性はさらに増す。神経回路∇の＼の部分が活性化している。これによって「うつ病」が治癒する、というのが逆三角形∇仮説となる。

　以上は仮説に過ぎないが、生物学的基盤が強いと類推される精神疾患では、おおよそこれに類するメカニズムが潜んでいるものと考えられる。ブラックボックスともいえる脳の疾患に対する治療では、必ずしもそのメカニズムが十分に明らかにされていないものの、個々のケースの特性を踏まえ、働きかけとその反応性等の相関関係を吟味しながら治療を試みていかざるをえない面がある。

GABA高蓄積トマト

特定の遺伝子を切断することで突然変異を誘発しその遺伝子が担う形質を改良する技術（ゲノム編集）を用いた品種改良が試みられつつある。

ゲノム編集は、ゲノム内の特定の塩基配列にRNA（CRISPR）が結合しその横を酵素（Cas9）により切断するといったものである。

昨今品種改良されたトマト（GABA高蓄積トマト）の販売が開始され話題を集めた。GABAはストレス緩和、血圧上昇抑制といった働きをもつ。GABAはGABA合成酵素であるGADによって合成される。GAD蛋白質には、活性型（蓋が開いている）と不活性型（蓋が閉じている）があり平衡状態にある。

                      GAD（活性型）⇔GAD（不活性型）

pHの変化等によりこの平衡は移動する。遺伝子編集により、GAD遺伝子の蓋を合成する部分（自己抑制ドメイン）を切断して蓋が作れないように改変して、常にGAD蛋白質が活性化するように改変する。外からの刺激であるとか、環境変化に対してしなやかに応答する（ON／OFFのスイッチングする）といった自然に備わった機能を、ここでは人為的に持続的にONの状態に固定することになる。

納豆等の商品には「遺伝子組み換えでない」等の表示がある（遺伝子編集は遺伝子組み換えとは異なる）。改変前のトマトに比べて多くのGABAが含まれた、ストレス緩和や血圧上昇抑制といった効果が期待されるトマト、GABA高蓄積トマトは、果たして安全性等に問題なく一般消費者に受け入れられるのであろうか。

ライフサイエンスにおける自由エネルギー

原因と結果

地球温暖化の原因は、産業革命後人類の生産活動に伴うＣＯ２の増大により、熱の放出が妨げられていることだと説明されている。

一方で、熱の一部が海に吸収され、海水の温度を上昇させて、溶解度が減少することにより海水に溶けていたＣＯ２が放出されるため、地球温暖化が進むと説明される場合もある。こうなると（この系だけで考えた場合）、さらに地球は温暖化して、海水の温度は上昇して、さらにＣＯ２が海から放出されるという正の循環に陥る。

実際には後者の影響は考える程大きくはないともされているが、原因と結果の関係は、卵が先か鶏が先か、といった風に、ループしている系においては確定が難しい場合も少なくない。

一つの川の流れを考えた場合、上流に下流でおきた事象の原因がある等と推測できる。がＹ字型に川が合流するような場合、左側の上流に原因があるのか、右側の上流に原因があるのか調べてみないとわからない。さらに海に流入した水は蒸発して雲となり雨を降らせて上流の川の流れもつくる。こうなると、場合によっては逆に下流が上流に影響を及ぼすこともあるかもしれないということになる。

ストレスや脆弱性があって、リガンド減少、感受性変化等に伴い、神経回路の（一時的でない）ある領域の過活性、また別の領域の活性低下をきたすなどしてうつ病を発症する。うつ病になると不眠になったり、食生活が偏ったり、生活リズムが崩れるなどして、また他の様々な原因により、免疫力が低下することが少なくない。免疫力が低下すると、唾液にヘルペスウイルス６に関連する蛋白質が増える。これが嗅球などを介してうつ状態を惹起する。ヘルペスウイルス６に関連する蛋白質の活性化が、うつ病の＜結果＞として生じるだけではなく、うつ病の＜原因＞にもなるというわけである。

ウイルス感染後の抑うつ状態、倦怠易疲労感の持続、慢性疲労症候群といった病態ではこのようなメカニズムも症状に大きく関与している可能性がある。新たな機序の「抗鬱剤」が出現するとすれば喜ばしいことである。