2017 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge for artificial hibernation for long-term space flight
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15K15045
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
石岡 憲昭 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (70184471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石原 昭彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 宇宙飛行 / 人工冬眠 / 筋萎縮 / 老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、冬眠 (低温環境への滞在を含む)による骨格筋の変化を解析し、低体温で誘導される分子の筋萎縮抑制の作用機序を明らかにすることで長期の宇宙滞在を可能にする「人工冬眠」への応用を目指している。
初年度は、骨格筋の定量比較のために、マウスを用いて高磁場MRIイメージングによる画像解析を検討し、軟部組織が十分解析できることを確認した。低温状態（15℃）短期間飼育のアフリカヤマネは、皮膚温が環境温度に依存することや骨格筋での酸化系酵素の活性の増大を認めた。
平成28年度は、アフリカヤマネの長期低温飼育を目指し、飼育の温度条件を変え生存率及び皮膚温（体温）の変化を観察し、15℃、20℃では飼育を6週間継続（100％生存）できることを確認できた。10℃では、2週目で50%、4週目で0%であった。骨格筋の機能や代謝に関係する遺伝子の中で、温度依存的にPGC-1αのmRNA量の増加とFOXO1の減少、さらにHSP70 mRNAの発現量に増大が認められた。
本年度では、これまでの成果を学会報告した。さらに冬眠しない哺乳動物の薬物による疑似冬眠の誘発や骨格筋の変化を検討した。薬物（アデニル酸：5’-AMP)の1回投与でラットは、15℃付近まで体温を下げ約6時間継続した。さらに筋萎縮を抑制する傾向が観察された。現在、浸透圧ポンプによる長期間持続投与での長期人工疑似冬眠を検討している。また宇宙での筋萎縮と冬眠との関係を細胞老化抑制に働くFOXO1について比較解析した結果、宇宙飛行マウスでFOXO1の上昇が認められ宇宙での細胞老化を抑制し寿命延長に働く一方で筋萎縮にも大きく関わる可能性が示唆されたため、宇宙での筋萎縮も冬眠によって抑制できると思われた。
これまでの成果から、冬眠と筋萎縮、老化に関して、今後のパラボリックフライトや宇宙実験の提案に向けて一定の道筋をつけることが出来た。
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Research Products
(2 results)
