Compiling the Research Achievements
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
月・火星への有人探査計画が進む中、宇宙極限環境での生体変化に関し、無重力、閉鎖環境、宇宙放射線・微生物環境リスクを重点的に取り上げて学際的チームで臨み、分子・細胞レベルからヒトの高次制御まで統合的理解を深め、これらリスクの複合的効果など未知の領域にも挑戦し、宇宙を切口にした新しい研究領域「宇宙に生きる」を創った。得られた知見は、地上の超高齢化・高ストレス社会を克服するための方策として応用できる。
長期宇宙滞在時、無重力の物理ストレスは筋萎縮や骨密度低下を、閉鎖環境の精神的ストレスは体内リズム不調を、放射線被ばく等の環境リスクはDNA変異等をきたす。有人宇宙探査で超長期宇宙滞在に挑戦する時代にあり、これらは解決すべき課題である。同時にこれら課題への深い理解は、地上の高齢化・ストレス社会における生命維持・恒常性の担保に貢献し、健康長寿社会につながる。本領域では、11の計画研究と30の公募研究の相乗的展開で下記3プロジェクトに体系化し、地球上の生命体が有する恒常性維持と破綻に関する統一的理解に努めた。成果取りまとめの2020年度に新たに38報の論文が発行された。1)重力影響による骨・筋・前庭・循環系・免疫機能の恒常性維持と破綻-細胞からモデル小動物、線虫、メダカ、ゼブラフィッシュ、マウスを用いた宇宙実験、過重力実験、さらには宇宙長期滞在の宇宙飛行士の影響などについて研究を進めた。細胞、組織から器官、それらのネットワーク、個体レベルで、それぞれ重力感受と適応応答機構ならびにその分子基盤を特定した。2)閉鎖環境による「睡眠・心身の恒常性維持と破綻」-主にマウスとヒトを対象にした研究を展開し、重力影響では体循環調節機能に影響が現れるが、閉鎖環境ストレスではその影響はみられず、一方で脳循環調節機能を減弱させること、脳血流の変化、更に新たなストレスマーカー候補を検討した。また、ストレスと関連が深い睡眠・覚醒の領域においては新たな睡眠診断デバイス、不眠症治療薬の評価分析、眠気の分子的実体を捉えるなど世界トップレベルでの研究を展開・達成することができた。3)微生物や宇宙放射線など外部環境リスクによる「生体の恒常性維持と破綻」-無重力と閉鎖環境を組み合わせた複合影響を研究するため、新規装置開発、メタゲノム解析、蛍光プローブやバイオイメージングなど新たなモニタリングシステムの開発も行った。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 Other
All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (37 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results, Peer Reviewed: 37 results, Open Access: 31 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Invited: 1 results) Book (2 results) Remarks (1 results)
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