2016 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated understanding of plastic alteration of vestibular system and countermeasures for adaptive disorder
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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| Project/Area Number |
15H05940
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
森田 啓之 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80145044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 陽一 産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
岩崎 真一 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (10359606)
村谷 匡史 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50730199)
梶 博史 近畿大学, 医学部, 教授 (90346255)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 微小重力 / 過重力 / 前庭系 / 筋・骨連携 / 摂食関連ペプチド / noise-GVS / 前庭－血圧反射 / 宇宙飛行士 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．過重力環境で飼育したマウスにおいて，前庭系を介して筋量や骨量を増加させることが示唆される因子としてFKBP5とフォリスタチンを抽出した。FKBP5は筋蛋白合成を促進し，筋蛋白分解を抑制し，筋分化の後期過程を促進した。一方，フォリスタチンは蛋白合成と筋分化を促進することにより筋量増加に関わるのみならず，筋・骨連携因子として，マイオスタチンの破骨細胞形成促進作用を阻害することにより骨にも正の作用を発揮した。
2．微小重力モデルである尾懸垂時の中枢神経活動をFosタンパクを指標に評価した。NTSおよびSONおよびPVNのオキシトシンニューロンが有意に活性化した。さらに過重力刺激による視床下部摂食関連ペプチドへの影響を検討した。2 g環境飼育3日後にNPY，AgRPおよびOrexinが有意に上昇し，POMCとCARTは有意に減少したが，8週後には上記ペプチド遺伝子発現に有意差を認めなかった。
3．2 g環境下飼育マウスの球形嚢，卵形嚢の感覚上皮では多くの遺伝子が変化した。球形嚢では複数の難聴関連遺伝子(Gjb2，Cochlin，Ptprq）が変化した。卵形嚢では，球形嚢とは異なる遺伝子群が変化していた。そのなかで，miR-183の標的遺伝子には軸索伸長，ポストシナプティックなシグナリングに関わる因子が複数あり，感覚上皮からのシグナル伝達制御を行っている可能性が示唆された。
4．4－6ヵ月間国際宇宙ステーションに滞在した6名の宇宙飛行士の前庭－血圧反射の調節力を調べた。宇宙滞在前に比べ，帰還直後および2週間後には有意に低下して，2ヵ月後には滞在前の値に回復した。また，noise-GVSにより低下した機能が回復する傾向がみられた。
5．noise-GVSにより健常者における平衡機能改善の持ち越し効果を調べた結果，30分の刺激により，6時間にわたり機能が改善されることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
28年度研究実施計画に挙げた5項目の研究課題がほぼ実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
「過重力環境が筋・骨連関へ及ぼす影響」に関しては，解析中のFKBP5およびフォリスタチンの骨における役割の詳細を明らかにするとともに網羅的解析により抽出した他の因子の解析，重力負荷の程度や期間，代謝変化による影響の違いも検討する。また，重力変化と類似した減負荷と再荷重について，マウスモデルを用いて再現し，変動する遺伝子の視点からメカニカルストレスに応答する筋・骨連携因子を探索し，代謝変化との関連を検討する。
「過重力環境が耳石感覚上皮－前庭神経節－前庭神経核の遺伝子発現に及ぼす影響」に関しては，過重力実験等でデータを取得し，重力環境に応答する遺伝子及びゲノム制御領域を明らかにするとともに，制御機構の手掛かりをパスウェイ解析及び転写因子の結合モチーフ情報から推定し，論文化を目指す。また，国際宇宙ステーションに35日間滞在したマウスについても同様の解析を行う。
「宇宙滞在による前庭－血圧反射の低下とその対策」に関しては，前庭系の機能そのものを耳石系と半規管系に分けて評価しようと考えている。具体的には2017年夏以降，宇宙滞在前後でocular vestibular evoked potential（主に卵形嚢の機能）およびcervical vestibular evoked potential（主に球形嚢の機能），air caloric test（半規管系の機能）およびbalance testを行い，宇宙滞在により耳石系・半規管系がどのような影響を受けるかを検討する。また，noise-GVSにより宇宙から帰還後の宇宙飛行士および両側性前庭機能障害患者で平衡機能障害が改善されるかも調べる。
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