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骨格筋の発達・維持・萎縮における負荷依存性の分子基盤の理解

計画研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 15H05938
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

瀬原 淳子  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 連携教授 (60209038)

研究分担者 白川 正輝  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主幹研究開発員 (30624522)
内田 智子  一般財団法人日本宇宙フォーラム, 宇宙利用事業部, 研究員 (90724964)
佐藤 文規  京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (10588263)
飯田 敦夫  京都大学, 再生医科学研究所, 助教 (90437278)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
95,030千円 (直接経費: 73,100千円、間接経費: 21,930千円)
2019年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2016年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2015年度: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
キーワード宇宙医学 / 骨格筋 / 発達・老化 / 生体分子 / ゲノム / 再生医学 / 細胞・組織 / 筋萎縮 / 発生・分化 / 骨格筋萎縮 / 運動 / 再生 / 加齢 / メカニカルストレス / ゼブラフィッシュ / 宇宙 / 無重力 / 発現制御 / 老化 / 再生医療 / ストレス
研究成果の概要

宇宙滞在に起因する筋萎縮の分子メカニズムの解明を目的として、我々はゼブラフィシュを国際宇宙ステーションに滞在させ、宇宙滞在により骨格筋で起きる遺伝子変化を解析した。その中で宇宙滞在中のみ変化する遺伝子群を同定したこと、さらに擬似微重力実験を組み合わせることにより、重力負荷に応答する遺伝子・遺伝子ネットワークの存在を示唆したところが画期的である。また、廃用性筋萎縮に類似した運動抑制モデル・加齢早期・γ線照射後の骨格筋との比較により、それらとの違いや類似性を追求したところにも新規性がある。これらの知見は、宇宙滞在あるいは加齢や疾病に伴う筋萎縮への対策を練る上で、極めて貴重な第一歩となるであろう。

研究成果の学術的意義や社会的意義

JAXAの協力を得て行った宇宙滞在実験を実現し、次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を用いて、筋萎縮の初期反応、微重力環境への適応、地上帰還に伴う回復などを明らかにし、筋萎縮対策のターゲットとなるパスウェイや遺伝子群の解明を目指してきた。その結果、宇宙滞在に伴って変動する数百遺伝子を確認することができ、その中に、廃用性骨格筋萎縮とは異なる、また老化との関連が示唆されるメカニズムが見出された。これらの結果は、宇宙滞在に伴う筋萎縮対策だけでなく、サルコペニア治療や予防など、高齢化社会における問題解決への新たな道を示すものである。

報告書

(3件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] マーブルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Secretome analysis to elucidate metalloprotease-dependent ectodomain shedding of glycoproteins during neuronal differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Tsumagari K, Shirakabe K, Ogura M, Sato F, Ishihama Y and Sehara-Fujisawa A
    • 雑誌名

      Gene to Cells

      巻: 22(2) 号: 2 ページ: 237-244

    • DOI

      10.1111/gtc.12466

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ADAM12-deficient zebrafish exhibit retardation in body growth at the juvenile stage without developmental defects2016

    • 著者名/発表者名
      Tokumasu Y, Iida A, Wang Z, Ansai S, Kinoshita M, and Sehara-Fujisawa A
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentation

      巻: 58(4) ページ: 409-421

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] isualization of Neuregulin 1 ectodomain shedding reveals its local processing in vitro and in vivo2016

    • 著者名/発表者名
      Kamezaki A, Sato F, Aoki K, Asakawa K, Kawakami K, Matsuzaki F, Sehara-Fujisawa A
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 28873-28873

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neuregulin 1 type II-ErbB signaling promotes cell divisions generating neurons from neural progenitor cells in the developing zebrafish brain2015

    • 著者名/発表者名
      Sato T, Sato F, Kamezaki A, Sakaguchi K, Tanigome R, Kawakami K, *Sehara-Fujisawa A
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10(5) 号: 5 ページ: e0127360-e0127360

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0127360

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Early pathogenesis of Duchenne muscular dystrophy modelled in patient-derived human induced pluripotent stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shoji E, Sakurai H, Nishino T, Nakahata T, Heike T, Awaya T, Fujii N, Manabe Y, Matsuo M, Sehara-Fujisawa A
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 5 号: 1 ページ: 12831-12831

    • DOI

      10.1038/srep12831

    • NAID

      120005649326

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] What Zebrafish Experienced on a Space Tour2017

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Sato, Choi Minyong, Zi Wang, Misato Iwase, Satoko Uchida, Toru Sakimura, Yasushi Kono, Masaki Shirakawa, Fumiaki Tanigaki, Masahiro Chatani, Akira Kudo, Akihisa Takahashi, Junya Kobayashi, Kiyomi Imamura, Terumi Horiuchi, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Kawakami Koichi, and Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      International Symposium on Living in Space 2017
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lessons from Space: Studies on Skeletal Muscle Regeneration and Atrophy2017

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      Lecture in Philipps-University Marburg
    • 発表場所
      Marburg, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Live cell imaging and proteomic approaches shed light on novel aspects of ectodomain shedding in developing neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Aosa Kamezaki, Fuminori Sato, Kazuhiro Aoki, Kazuhide Asakawa, Koichi Kawakami, Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      Joint Meeting of German and Japanese Society of Developmental Biologists 2017
    • 発表場所
      Kiel, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of ADAM8 in elimination of injured muscle fibers prior to skeletal muscle regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      Nishimura D, Hiramuki Y, Sogabe M, Hori S, Sakai H, Sato T, Sato F, Bartsch JW, Sehara-Fujisawa A.
    • 学会等名
      CiRA/ISSCR 2016 International Symposia
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨格筋維持機構の研究-再生医学から宇宙生物学まで2016

    • 著者名/発表者名
      瀬原淳子
    • 学会等名
      京都大学同窓会セミナー
    • 発表場所
      チューリッヒ大学(スイス)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 膜蛋白質のエクトドメイシェディングによる血管-神経相互作用の制御2016

    • 著者名/発表者名
      瀬原淳子
    • 学会等名
      科学研究費助成事業新学術領域研究「血管と神経」成果公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of a fluorescent probe to monitor NRG1 ectodomain shedding in vitro and in vivo2016

    • 著者名/発表者名
      Aosa Kamezaki
    • 学会等名
      JSDB Special Symposium:Frontier of Developmental Biology
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Roles of ADAM8 for skeletal muscle regeneration2016

    • 著者名/発表者名
      Daigo Nishimura , Hiroshi Sakai , Takahiko Sato , Fuminori Sato , Satoshi Nishimura ,Noriko Toyama-Sorimachi , J.W. Bartsch , Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      第24回マクロファージ分子細胞生物学会国際シンポジウム(MMCB2016)
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of Meltrin β/ADAM19 in development of the heart2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      Swiss-Kyoto Joint Symposium of Life Science 2016
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇宙で過ごした魚の骨格筋はやせるのか?~宇宙実験の結果より~2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 文規
    • 学会等名
      第14回日本予防医学会学術総会
    • 発表場所
      東京都江東区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 年をとると筋肉が衰えるのは何故?-再生医学から宇宙生物学まで-2016

    • 著者名/発表者名
      瀬原 淳子
    • 学会等名
      京都大学再生医科学研究所 第11回公開講演会
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 幹細胞の増殖・分化制御機構のプロテアーゼ制御2016

    • 著者名/発表者名
      瀬原 淳子
    • 学会等名
      第21回 日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • 発表場所
      豊中市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] stablishment of a dual-fluorescence probe to visualize Neuregulin 1ectodomain shedding in developing zebrafish embryos2016

    • 著者名/発表者名
      Aosa Kamezaki, Fuminori Sato, Kazuhiro Aoki, Mai Tabuchi, Kazuhide Asakawa, Koichi Kawakami, Fumio Matsuzaki, Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      第22回小型魚類研究会
    • 発表場所
      岡崎市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of a fluorescence biosensor to monitor Neuregulin1 ectodomain shedding in zebrafish embryo2016

    • 著者名/発表者名
      Aosa Kamezaki
    • 学会等名
      モデル動物研究会 ~ムシサカナの会~
    • 発表場所
      金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュは筋萎縮モデルとなりうるか?2016

    • 著者名/発表者名
      瀬原 淳子
    • 学会等名
      第62回日本宇宙航空環境医学会大会 日本宇宙生物科学会第30回大会 合同大会 シンポジウム1
    • 発表場所
      名古屋市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “宇宙遊泳”がゼブラフィッシュ骨格筋におよぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 文規
    • 学会等名
      第62回日本宇宙航空環境医学会大会 日本宇宙生物科学会第30回大会 合同大会 合同ワークショップ1
    • 発表場所
      名古屋市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative Assesment and Analysis of The Zebrafish Behavior in The Long-Term Space Stay2016

    • 著者名/発表者名
      Miyong Choi, Fuminori Sato, Satoko Uchida, Fumiaki Tanigaki, Yutaka Suzuki, Koichi Kawakami, Atsuko Sehara-Fujisawa
    • 学会等名
      The 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      宜野湾市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋の発達・維持・萎縮における負荷依存性の分子基盤の理解2015

    • 著者名/発表者名
      瀬原淳子
    • 学会等名
      科学研究費助成事業新学術領域研究「宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解」キックオフミーティング
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-10-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙滞在によって変化するゼブラフィッシュの骨格筋トランスクリプトーム2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤文規、Choi Minyong, 内田智、谷垣文章、鈴木穣、川上浩一、瀬原淳子
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第29回大会
    • 発表場所
      帝京大学(東京都板橋区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Role of ADAM8 in elimination of injured muscle fibers prior to skeletal muscle regeneration2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura D, Sakai H, Sato T, Sato F, Nishimura S, Toyama-Sorimachi N, Bartsch JW, Sehara-Fujisawa A.
    • 学会等名
      44th Europian Muscle Conference
    • 発表場所
      ワルシャワ大学(Warsaw, Poland)
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨格筋再生に先行する損傷筋除去におけるADAM8 の役割2015

    • 著者名/発表者名
      西邨大吾、酒井大史、佐藤貴彦、佐藤文規、西村智、反町典子、Bartsch JW、瀬原淳子
    • 学会等名
      第1回日本筋学会学術集会
    • 発表場所
      国立精神・神経医療研究センター(東京都小平市)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 膜型ニューレグリンのエクトドメインシェディング可視化プローブ2016

    • 発明者名
      瀬原淳子・亀崎青沙・佐藤文規・青木一洋・川上浩一
    • 権利者名
      瀬原淳子・亀崎青沙・佐藤文規・青木一洋・川上浩一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-07-02   更新日: 2024-06-05  

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