2016 Fiscal Year Research-status Report
国際宇宙ステーション内に長期保存したマウス胚性幹細胞を用いた宇宙放射線の影響研究
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15K11919
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
森田 隆 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (70150349)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 佳世 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (30311921)
木津 あかね 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (30623201)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マウスES細胞 / 宇宙放射線 / DNA損傷 / 染色体異常 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際宇宙ステーションに日本の実験棟「きぼう」が建設され、火星探査、月面開発など人類が活動する可能性が高くなった。しかし、宇宙は放射線が錯綜する空間であり、長期的な滞在による宇宙放射線被曝の影響は大きいと考えられる。申請者は、2013年、国際宇宙ステーションに、マウスES細胞を凍結状態で打ち上げ、‐95℃の冷凍庫に長期間保存している。実験開始後1－3年後に地上にそれらの細胞を地上に戻して融解した後、その生存率、染色体異常を調べる。さらに、ES細胞を受精卵にマイクロインジェクションして、仔マウスを作製し、その後の発生、誕生後のがん、妊孕性に異常がないか解析し、宇宙放射線の哺乳動物に対するリスクを評価し、宇宙飛行士などの安全をはかることが目的である。現在まで、「きぼう」船内で約3年を経たサンプルを回収した。解凍後、リン酸化ヒストンH2AX抗体によるDNA損傷の検出の方法を細胞を直接染色してから展開する方法が感度よく、検討中である。また、FISHによる染色体異常の定量化のための方法も、改良中である。同時にES細胞を解凍後すぐに、受精卵にマイクロインジェクションし、偽妊娠マウスへの移植により、キメラマウスを作製した。生まれた仔マウスについて生殖キメラができるか検討している。また、マウスＥＳ細胞で、ヒストンＨ２ＡＸ遺伝子の野生型、ヘテロ、ホモのノックアウト細胞について、Fe線（500 Mev/u）で、0.2ＧｙおよびＧｙで照射実験を3回行った。また同様の実験をSi (490 Mev/u), Ne (400 Mev/u), He (150 Mev/u), C (290 Mev/u)でも行った。これらのサンプルは現在、照射後凍結中である。平成29年5月に、宇宙保管4年目のサンプルの回収と同時に、地上でのコントロールとして解析を始める
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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
(1) 国際宇宙ステーションより地上に回収した3年目の凍結ES細胞および、つくばで保存されたコントロールの凍結ES細胞を同時に解凍し、染色体の異常を解析した。現在のところ、異常にかんして差はみられない。
(2) ISSでの凍結サンプルの宇宙放射線による影響を調べる場合、コントロールとして、地上で、いろんな粒子線に対する影響を調べておくことは重要である。そのため、当初予定していなかったが、地上での予備サンプルについて、放医研、重粒子線照射装置（HIMAC)）によりProton, He, C, Ne, Si, Feイオン線を照射したマウスES細胞を準備した。これらのサンプルは、29年度には、ISS, 地用サンプルとともに、宇宙放射線影響の定量化に重要な役割を果たすと考えられる。
（3）打ち上げ後3年目のサンプルと地上3年目のサンプルについて、アジレント社のDNAアレイによる転写物の解析を行った。2，8、24時間培養後、RNAを抽出して解析した。その結果、ほとんどのDNA修復遺伝子について、その遺伝子発現は、宇宙放射線により大きく変化しなかった。現在、宇宙放射線で発現が誘導される遺伝子を検索し、逆にそれらの遺伝子をマーカーに利用する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の7月に、4回目、5回目のサンプルが、ISSで約4年を経過して回収される予定であり、すめてのサンプルが使用できることとなる。これからは、改良された、染色体異常の検出法、およびDNA損傷に伴うマウスES細胞のH2AXフォーカス形成検出の改良法で、宇宙サンプルと地上サンプルを用いて比較を行い、その影響を開始する。昨年度、作製した、マウスES細胞に種々の重粒子線を照射したものをコントロールとして用いて、宇宙放射線の物理的な被ばく量と、細胞としての損傷を比較し、宇宙放射線の有人飛行に対するリスクを検討する。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] pace Experiment to estimate effects of space radiation mouse ES cells in ISS2016
Author(s)
K. Yoshida, A. Kizu, K. Kitada, M. Hada2, K., Eguchi-Kasai, T. Teramura, H. Suzuki, T. Shimazu, S S. Yano, M. Shirakawa, I. Osada, H. Kasahara, F. A. Cucinotta, T. Morita.
Organizer
ワークショップ「粒子線を利用した研究へのいざない」日本放射線影響学会
Place of Presentation
ＪＭＳアステールプラザ（広島県広島市）
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-28
Invited
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