Effects of confinement stress on homeostasis of the mammalian endocrine system and metabolism

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 16H01647
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: International University of Health and Welfare (2017); Jichi Medical University (2016)
• Principal Investigator: 西村 渉 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (00334433)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 特殊環境 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 宇宙空間 / 宇宙科学 / ストレス

Outline of Annual Research Achievements

今後増加すると考えられる宇宙旅行や長期にわたる宇宙滞在が生体に与える影響については、無重力が運動器系・循環器系・感覚器系などに与える変化や放射線被爆などを中心に、そのメカニズムが分子レベルで明らかになりつつある。これらに比べて、長期間にわたる閉鎖環境滞在によるストレスが生体に与える影響については、不明な点が多い。モデル生物を用いた研究は、分子メカニズムの詳細な解析に有用と考えられるが、マウスを用いたこれまでのストレス研究では、拘束モデルなど激烈で短期限定的なストレッサーが生み出す結果について報告したものが多く、現実に即した、長期にわたるマイルドかつ持続的なストレッサーが与える影響を、分子レベルで解析した研究は、ほとんどない。そこで本研究では、長期間にわたる閉鎖環境滞在によるストレスが、哺乳類の代謝と心理に与える影響について個体レベルで解析し、その分子メカニズムを明らかにしようとしている。本年度は、8週齢のC57BL/6Jマウスを3群に分け、代謝ケージの居住スペースをより狭くした閉鎖環境（ストレス群）、代謝ケージ（対照群）、通常のケージ（通常ケージ群）でそれぞれ4週間飼育・解析し、以下の成果を得た。
ストレス群では、有意な体重増加の抑制、摂餌量低下、血漿コルチコステロン濃度の上昇傾向、血中中性脂肪とALTの低下、BUNの上昇を認めた。血中コルチコステロン濃度と体重の間には、負の相関を認めた。またストレス群では、自発行動量の低下、午前8時より午後4時までの自発行動量の相対的増加を認め、体温調節異常が認められる可能性が示唆された。また行動テストでは、ストレス群においてrota-rod testで歩行持続時間の短縮、novel cage testで特に試験開始直後の自発行動量低下、foot print testで歩幅の減少を認めた。現在、これら表現型の分子メカニズムを解析中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Optical clearing of the pancreas for visualization of mature β-cells and vessels in mice. (2018)
  • Author(s): Nishimura W, Sakaue-Sawano A, Takahashi S, Miyawaki A, Yasuda K, Noda Y.
  • Journal Title: Islets Volume: 10 Issue: 3 Pages: 106-112
  • DOI: 10.1080/19382014.2018.1451282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ヒト2型糖尿病における膵β細胞脱分化のエビデンス (2017)
  • Author(s): 西村 渉
  • Journal Title: Diabetes Fromtier Volume: 28 Pages: 605-606
• [Journal Article] Usefulness of miRNA profiles for predicting pathological responses to neoadjuvant chemotherapy in patients with human epidermal growth factor receptor 2-positive breast cancer. (2017)
  • Author(s): Ohzawa H, Miki A, Teratani T, Shiba S, Sakura Y, Nishimura W, Noda Y, Fukushima N, Fuji H, Hozumi Y, Mukai H, Yasuda Y.
  • Journal Title: Oncology Letters Volume: 13巻 Issue: 3 Pages: 1731-1740
  • DOI: 10.3892/ol.2017.5628
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mechanism of the Dendritic Translation and Localization of Brain-derived Neurotrophic Factor (2016)
  • Author(s): Oe S, Miki H, Nishimura W, Noda Y.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 41 Issue: 1 Pages: 23-31
  • DOI: 10.1247/csf.15015
  • NAID: 130005139449
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] マウス成熟β細胞の可視化による構造・機能解析. (2018)
  • Author(s): 西村 渉, 阪上-沢野朝子, 高橋 智, 宮脇敦史, 安田和基, 野田泰子.
  • Organizer: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会.
• [Presentation] 膵：β細胞の脱分化と機能障害 (2017)
  • Author(s): 西村 渉、野田泰子
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会（シンポジウム・体細胞分化と組織幹細胞）
  • Place of Presentation: 崎大学坂本キャンパス（長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-28
• [Presentation] 内臓脂肪組織優位に発現する転写因子Gata5の機能解析. (2017)
  • Author(s): 宇田川陽秀, 南茂隆生, 舟橋伸昭, 平本正樹, 西村 渉, 松本健治, 関 洋介, 笠間和典, 安田和基.
  • Organizer: 第38回日本肥満学会.
• [Presentation] 糖尿病の分子標的治療への挑戦. (2017)
  • Author(s): 西村 渉.
  • Organizer: 第４回国際医療福祉大学医学研究合同セミナー.
  • Invited
• [Presentation] 臓器透明化技術を用いたマウス膵β細胞と血管のイメージング. (2017)
  • Author(s): 西村 渉, 阪上-沢野朝子, 濱 裕, 高橋 智, 安田和基, 宮脇敦史, 野田泰子.
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会.
• [Presentation] 遺伝子cis調節領域の網羅的エピゲノム解析と膵島代償機序に関与する転写因子モチーフの検討. (2017)
  • Author(s): 南茂隆生, 宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 川口美穂, 上番増喬, 平本正樹, 西村 渉, 安田和基.
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会.
• [Presentation] ヒトの糖尿病においてβ細胞脱分化はβ細胞不全に関連する. (2017)
  • Author(s): 椎木幾久子, 田部勝也, 幡中雅行, 近藤 学, 西村 渉, 木村徳広, 池田栄二, 水上浩哉, 佐藤吉彦, 駒津光久, 谷澤幸生.
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会.
• [Presentation] 高度肥満患者の内臓脂肪組織優位に発現する転写因子Gata5の機能解析. (2017)
  • Author(s): 宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 南茂隆生, 平本正樹, 西村 渉, 松本健治, 関 洋介, 笠間和典, 安田和基.
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会.
• [Presentation] 高度肥満患者および肥満マウス由来内臓脂肪・皮下脂肪発現遺伝子の比較解析 (2016)
  • Author(s): 宇田川陽秀, 南茂隆生, 舟橋伸昭, 平本正樹, 西村 渉, 松本健治, 関 洋介, 笠間和典, 安田和基
  • Organizer: 第37回日本肥満学会
  • Place of Presentation: 東京ファッションタウンビル（東京都江東区）
  • Year and Date: 2016-10-08
• [Presentation] 膵β細胞の発生・分化・恒常性に対する転写因子の機能解析 (2016)
  • Author(s): 西村 渉
  • Organizer: 岡山大学医歯薬学総合研究科大学院特別講義
  • Place of Presentation: 岡山大学医学部（岡山市）
  • Year and Date: 2016-07-06
  • Invited
• [Presentation] 高度肥満患者由来内臓脂肪・皮下脂肪の遺伝子発現の比較解析 (2016)
  • Author(s): 安田 和基, 宇田川 陽秀, 南茂隆生, 舟橋 伸昭, 平本 正樹, 西村 渉, 松本 健治, 関 洋介, 笠間 和典
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都市）
  • Year and Date: 2016-05-20
• [Presentation] 脂肪細胞培養上清によるグルココルチコイド受容体を介した膵β細胞機能変化 (2016)
  • Author(s): 宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 西村 渉, 平本正樹, 川口美穂, 南茂隆生, 安田和基
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都市）
  • Year and Date: 2016-05-19
• [Presentation] ゲノム網羅的解析結果を用いた膵島代償機序の検討 (2016)
  • Author(s): 南茂隆生, 宇田川陽秀, 舟橋伸昭, 川口美穂, 上番増喬, 平本正樹, 西村 渉, 安田和基
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都市）
  • Year and Date: 2016-05-19
• [Presentation] 遺伝子cis調節領域の網羅的解析による膵島代償機序の検討 (2016)
  • Author(s): 南茂 隆生, 宇田川 陽秀, 舟橋 伸昭, 川口 美穂, 上番増喬, 平本 正樹, 西村 渉, 安田 和基
  • Organizer: 第53回日本臨床分子医学会学術総会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-04-15