はじめに
プラスチック汚染は、海洋生態系において深刻な環境問題となっています。これまでの研究では、プラスチック摂取が海鳥の体重や消化管の閉塞に与える影響について調査されてきました。しかし、それだけでは十分な評価ができないことが明らかになってきました。本研究は、海鳥の体内でのプラスチック摂取による影響をプロテオミクス解析によって解明し、従来の生理学的指標では見落とされがちな多臓器不全や神経変性の兆候を明らかにしました。
※ プロテオミクス解析とは、細胞や組織に存在するすべてのタンパク質（プロテオーム）を網羅的に解析する技術です。タンパク質の種類、発現量、翻訳後修飾（リン酸化、メチル化など）、相互作用などを調べることができます。
研究の概要
本研究では、オーストラリア・ロードハウ島のアカアシミズナギドリ (Ardenna carneipes) のヒナを対象に、親鳥から与えられた餌とともに自然に摂取されたプラスチック量が異なる2群（低摂取群と高摂取群）を比較しました。対象となった海鳥は、見た目には健康で、体重や形態に有意な違いがありませんでした。しかし、詳細なプロテオミクス解析によって、プラスチック摂取が引き起こす分子レベルでの変化が浮き彫りになりました。
研究では、血漿、肝臓、脳、胃のプロテオミクス解析を実施し、さらにPCR解析を用いて遺伝子発現の変化を検証しました。合計745種類のタンパク質を解析し、そのうち27%（202種類）が低摂取群と高摂取群で有意に異なっていました。
プラスチック摂取による多臓器への影響
胃のバリア機能破綻とナノプラスチックの移行
プラスチックは主に胃に蓄積されますが、興味深いことに、胃粘膜由来のタンパク質（ペプシノゲンA5, GKN2）が血漿中で増加していました。これは、胃のバリア機能が破綻し、消化管の透過性が上昇していることを示唆しています。この結果、ナノプラスチックやプラスチック由来の化学物質が体内に拡散し、遠隔部位の臓器へ移行している可能性が高いと考えられます。
肝機能不全の兆候
肝臓は解毒機能を担う重要な臓器ですが、高プラスチック摂取群ではアルブミン（ALB）などの肝臓由来の血漿タンパク質が減少していました。一方で、肝細胞由来の内在性タンパク質（アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素）が増加しており、これは肝細胞の損傷・壊死の兆候と考えられます。肝臓が正常に機能しなくなることで、代謝異常や毒性物質の蓄積が進行する可能性があります。
腎機能の低下
腎機能マーカーであるグルタチオンペルオキシダーゼ3（GPX3）は、血液中の酸化ストレスを抑制する働きを持ちます。しかし、本研究では高プラスチック摂取群においてGPX3の減少が確認されました。これは慢性的な腎障害の指標とされており、腎機能が損なわれたことで酸化ストレスが増大し、組織損傷が進行する可能性があります。
神経変性の兆候とそのメカニズム
最も衝撃的な発見は、神経変性の兆候が90日未満のヒナにおいてすでに確認されたことです。
BDNFの減少と神経機能の低下
脳由来神経栄養因子（BDNF）は、神経細胞の成長や可塑性に重要な役割を果たします。高プラスチック摂取群では、BDNFの発現が有意に低下していました。BDNFの減少は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患と関連しており、この結果は海鳥においても神経機能の低下が起こっている可能性を示唆します。
神経損傷への応答
神経可塑性マーカー（MAP1A, GAP43）が増加しており、これは神経損傷に対する修復機構の活性化を示しています。しかし、血液脳関門の破綻が示唆されることから、ナノプラスチックや化学物質が脳内に移行し、神経毒性を引き起こしている可能性があります。
研究の新規性
これまでの研究では、プラスチック摂取が海鳥の健康に与える影響は体重減少や栄養不足に限定されると考えられていました。しかし、本研究は、プラスチック摂取が全身の臓器機能に深刻な影響を及ぼし、特に神経変性が若齢個体でも進行する可能性を示した点で革新的です。
また、従来の研究では、プロテオミクス解析を用いた詳細な生理学的評価はほとんど行われていませんでした。本研究の手法は、今後の環境毒性研究において新たな標準となる可能性があります。
限界と今後の課題
- 種特異的なプロテオミクスデータの不足：ナギドリの完全なプロテインデータベースが存在せず、近縁種を参照した解析を行いました。
- 因果関係の確立が困難：本研究は観察研究であり、プラスチック摂取と健康影響の直接的な因果関係を証明するにはさらなる実験が必要です。
- 環境要因の影響：他の環境汚染物質や食物の影響を完全に排除することは困難です。
実践への応用
この研究から得られた知見は、以下の点で実践的な示唆を与えます。
- プラスチック使用の削減：マイクロプラスチックを含む製品の使用を避けることで、環境中のプラスチック負荷を軽減できます。
- 食品の安全性：ナノプラスチックが生体内に移行する可能性が示されたため、食品包装の安全性について再評価が求められます。
- 生態系の監視強化：従来の生理学的指標では検出できない影響を明らかにするため、プロテオミクスを活用した環境モニタリングの導入が推奨されます。
結論
本研究は、プラスチック摂取が海鳥の健康に深刻な影響を与えることを明らかにしました。特に、多臓器不全や神経変性の兆候は、プラスチック汚染が生態系に与える影響の深刻さを物語っています。この研究結果を基に、プラスチック汚染に対する対策を強化し、海洋生態系の保護に努めることが重要です。
参考文献
De Jersey, A. M., Lavers, J. L., Bond, A. L., Wilson, R., Zosky, G. R., & Rivers-Auty, J. (2025). Seabirds in crisis: Plastic ingestion induces proteomic signatures of multiorgan failure and neurodegeneration. Science Advances, 11(12), eads0834. https://doi.org/10.1126/sciadv.ads0834
追記：我々への影響は？
本研究の知見をもとに、人間に対して考えられる影響について考察します。
ナノプラスチックの生体移行と健康リスク
本研究では、海鳥の胃のバリア機能が破綻し、ナノプラスチックやプラスチック由来の化学物質が血流に移行している可能性が示唆されました。このメカニズムは人間にも共通する可能性があり、飲食物を通じたナノプラスチックの摂取が全身に影響を及ぼす可能性があります。
近年の研究では、ボトル入り飲料水、海産物、さらには空気中にもナノプラスチックが含まれていることが確認されており、人間も日常的に摂取している可能性が高いとされています。このことから、以下のような健康リスクが考えられます。
消化器系への影響
胃のバリア機能の破綻
- ナノプラスチックは消化管において粘膜バリアを破壊し、腸の透過性を増加させる可能性があります（いわゆる「リーキーガット症候群」）。
- これにより、腸内細菌叢の乱れや慢性的な炎症が引き起こされる可能性があります。
肝臓への負荷
- 本研究では、海鳥において肝機能マーカー（アルブミン）の減少や肝細胞損傷の兆候が確認されました。
- 人間でも同様に、肝臓がプラスチック関連化学物質の解毒を行うことで、負荷がかかり、慢性的な肝機能障害を引き起こすリスクがあります。
腎機能低下と酸化ストレスの増加
本研究では、抗酸化酵素（グルタチオンペルオキシダーゼ3; GPX3）の減少が確認されました。GPX3は腎機能と密接に関連しており、その減少は腎機能の低下と酸化ストレスの増大を示唆します。
人間においても、ナノプラスチックが腎臓に蓄積することで、腎機能低下を引き起こす可能性があります。特に、糖尿病や高血圧などの基礎疾患を持つ人では、腎機能低下の進行が加速する可能性があるため、より注意が必要です。
神経系への影響：認知機能低下と神経変性
本研究で最も衝撃的な発見は、プラスチック摂取と神経変性疾患との関連が示唆されたことです。
BDNF（脳由来神経栄養因子）の減少
- BDNFは神経細胞の成長や可塑性に関与し、学習・記憶能力に不可欠なタンパク質です。
- BDNFの低下は、アルツハイマー病やパーキンソン病の発症リスクを高める可能性があります。
血液脳関門（BBB）の破綻
- 高プラスチック摂取群では、血液脳関門（BBB）の透過性が増加している可能性が示唆されました。
- 人間においても、ナノプラスチックがBBBを通過することで神経炎症を引き起こし、神経変性疾患のリスクを高める可能性があります。
内分泌かく乱とホルモンバランスの乱れ
プラスチックには内分泌かく乱化学物質（Endocrine Disrupting Chemicals; EDCs）が含まれており、これらが体内に蓄積するとホルモンバランスを乱す可能性があります。
考えられる影響
- 男性の精子数減少・不妊リスクの増加（プラスチック由来の化学物質がテストステロンの産生を阻害する可能性）
- 女性の月経異常・生殖機能の低下
- 甲状腺機能障害（プラスチック由来の化学物質が甲状腺ホルモンの働きを妨げる）
特に、胎児や成長期の子どもへの影響は大きく、妊婦や授乳中の女性がナノプラスチックを多く摂取することは避けるべきだと考えられます。
人間における長期的な影響
本研究では、海鳥において多臓器不全と神経変性の兆候がすでに若齢個体で確認されていることが示されました。これを人間に当てはめると、ナノプラスチックを継続的に摂取することで、臓器機能の低下や神経変性が若年層でも進行する可能性があるという懸念が生じます。
実生活でできる対策
本研究の結果を踏まえ、私たちができる対策には以下のようなものがあります。
- プラスチック製品の使用を減らす
- 使い捨てプラスチック（ペットボトル、プラスチック製ストローなど）を避ける
- ガラスやステンレス製の容器を使用する
- 食品からのナノプラスチック摂取を減らす
- ボトル入り飲料よりも水道水を使用
- プラスチック包装された食品を減らす
- プラスチック製調理器具の使用を最小限に
- 健康状態をモニタリング
- 肝機能・腎機能の定期的なチェック（血液検査）
- 認知機能の変化に注意する（記憶力の低下など）
まとめ
本研究は、プラスチック摂取が海鳥において多臓器不全や神経変性を引き起こすことを示しました。この知見は人間にも当てはまり得ることであり、ナノプラスチックの長期的影響が懸念されます。私たちは日常生活の中でプラスチックとの接触を減らし、より安全な選択をすることで、将来的な健康リスクを軽減できる可能性があります。
