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複合的宇宙リスク管理のための生物影響モニタリングシステムの構築

Publicly Offered Research

Project Area"LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
Project/Area Number 18H04964
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

中村 麻子  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (70609601)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
KeywordsDNA損傷 / H2AX / PDMSチップ / 線量評価 / リスク評価 / バイオドーシメーター
Outline of Annual Research Achievements

本研究事業では、宇宙リスクの管理・評価を行うことで生物の生体影響を理解し、「健康的に生きるための方針」を提言することを最終目的として①リスク評価のための定量バイオマーカーの確立、②バイオマーカー検出のための簡易デバイスシステムの開発等を行っている。最終年度である2019年度は以下に掲げる研究項目を実施し成果を得た。
①リスク評価のためのbiodosimeterの確立
すでに放射線被ばく線量評価として、その有効性が認められているγ-H2AX assayについては、重粒子線放射線照射に対してもγ-H2AXフォーカスの線量依存的な増加を検出し、様々な線種、そして幅広い線量域について高感度に線量評価が可能であることを示した。その一方で、γ-H2AX assayは放射線被ばく後数日間しか有効性が認められていないため、放射線被ばくの痕跡を知るための長期的な被ばく線量評価マーカーとして、染色体末端構造であるテロメア長に着目した。その結果、線量依存的なテロメア短縮がすべてのタイムポイントで検出されるとともに、1週間、2週間後の被ばく線量とテロメア長シグナルの相関性はほぼ同じ近似曲線で示されることが明らかとなった。このことは、被ばく線量依存的なテロメア長短縮が生じ、さらにそのテロメア短縮が長期間記録されてることを示しており、テロメア長による線量評価が可能であることを示唆している。
②宇宙リスク管理のためのDNA損傷検出チップの開発
宇宙リスクの一つである放射線被ばくの影響を正しく現場(宇宙空間)で評価するためにγ-H2AXによるDNA損傷検出が可能なマイクロ流路チップの開発を行った。
その結果、1μlの末梢血から0, 1, 5GyのX線被ばく評価が実現可能なマイクロ流路PDMSチップの開発に成功した。本チップは特許出願済みであり、今後、チップによるDNA損傷検出を行うための実装化への展開が期待される。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Space radiation biology for “Living in Space”2020

    • Author(s)
      Furukawa S, Nagamatsu A, Nenoi M, Fujimori A, Kakinuma S, Katsube T, Wang B, Tsuruoka C, Shirai T, Nakamura AJ, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Harada H, Kobayashi M, Kobayashi J, Kunieda T, Funayama T, Suzuki M, Miyamoto T, Hidema J, Yoshida Y, Takahashi A.
    • Journal Title

      BioMed Res Int.

      Volume: 2020 Issue: 1 Pages: 4703286-4703286

    • DOI

      10.1155/2020/4703286

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of radioprotective effect of piceatannol2019

    • Author(s)
      Takahashi K, Tetsuka R, Hirayama R, Shimokawa T, Shimura T, Nakamura AJ
    • Organizer
      日本放射線影響学会第62回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of simulated space environment on DNA damage response2019

    • Author(s)
      Oizumi T, Yamabe S, Funayama T, Takahashi A, Nakamura AJ
    • Organizer
      日本放射線影響学会第62回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Piceatannolによる放射線防護効果の検討2019

    • Author(s)
      高橋 健太, 平山 亮, 下川 卓志, 志村 勉, 中村 麻子
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA 損傷応答に対する模擬宇宙環境の影響2019

    • Author(s)
      山邊 聡一郎, 大泉 昂之, 山之内 佐久也, 舟山 知夫, 高橋 昭久, 中村 麻子
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of radioprotective effect of piceatannol,2019

    • Author(s)
      Takahashi K, Tetsuka R, Hirayama R, Shimokawa T, Shimura T, Nakamura AJ
    • Organizer
      16th International Congress of Radiation Research
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of simulated space environment on DNA damage response2019

    • Author(s)
      Oizumi T, Yamabe S, Funayama T, Takahashi A, Nakamura AJ
    • Organizer
      16th International Congress of Radiation Research
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monitoring DNA damage levels using γ-H2AX detection in vivo-future application of the assessment of biological effect of radiation exposure-2018

    • Author(s)
      Nakamura AJ
    • Organizer
      3rd International Symposium of Quantum Beam Science at Ibaraki University
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of novel DNA damage monitoring system using PDMS micro fluidic chip.2018

    • Author(s)
      Takahashi K
    • Organizer
      The 14th International Student Conference in Ibaraki
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PDMSマイクロ流路チップを用いたDNA損傷評価システムの開発2018

    • Author(s)
      高橋健太, 田村隆大, 鈴木孝明, 中村麻子
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 老化に伴うDNA損傷修復能力低下の原因解明とその生体影響解析2018

    • Author(s)
      大泉昂之, 中村麻子
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 外部環境変化が放射線照射後のDNA損傷修復および炎症反応へ与える影響の解析2018

    • Author(s)
      来栖圭介, 島田義也, 森岡孝満, 西村まゆみ, 柿沼 志津子, 中村麻子
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Piceatannolによる放射線防護効果の検討2018

    • Author(s)
      手塚諒哉, 平山亮一, 下川卓志, 中村麻子
    • Organizer
      日本放射線影響学会第61回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] PDMSマイクロ流路チップを用いたDNA損傷評価システムの開発2018

    • Author(s)
      高橋健太, 田村隆大, 鈴木孝明, 中村麻子
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第32回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 老化に伴うDNA損傷修復能力低下の原因解明とその生体影響解析2018

    • Author(s)
      大泉昂之, 中村麻子
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第32回大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 外部環境変化が放射線照射後のDNA損傷修復および炎症反応へ与える影響の解析2018

    • Author(s)
      来栖圭介, 島田義也, 森岡孝満, 西村まゆみ, 柿沼 志津子, 中村麻子
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第32回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 固液分離装置2019

    • Inventor(s)
      中村麻子・鈴木孝明
    • Industrial Property Rights Holder
      中村麻子・鈴木孝明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-238400
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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