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宇宙飛行に伴う微小重力曝露が生体における筋・骨連関に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K21000
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0906:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
研究機関近畿大学

研究代表者

大平 宇志  近畿大学, 医学部, 助教 (40633532)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード微小重力 / マウス / 骨格筋 / プロテオミクス / マイオカイン / 筋・骨連関
研究開始時の研究の概要

本研究では、国際宇宙ステーションで飼育したマウスの骨格筋サンプルのプロテオミクス解析を実施し、骨格筋から分泌され骨代謝の制御にも関与するタンパク(マイオカイン)の発現変化を調べ、微小重力環境曝露がマウス生体内での液性因子を介した骨格筋と骨の相互の特性制御機構(筋・骨連関)に及ぼす影響を明らかにすることを目指す。本研究により、微小重力環境曝露や臥床に伴う慢性的な身体不活動状態によって惹起される骨格筋や骨の機能低下に対するマイオカインを標的とした予防・治療薬の開発に繋がる知見が得られることが期待される。

研究成果の概要

国際宇宙ステーション内の微小重力または人工1-g環境で飼育したマウスの骨格筋のタンパク発現プロファイルを解析し、ヒラメ筋および腓腹筋は非荷重に伴い顕著に速筋化することを確認した。同筋では血液凝固や線溶系に関係するタンパク質の増加も確認し、これらのタンパク質が両筋の特性変化に関与する可能性も示唆された。線溶系は骨格筋の再生過程において重要な役割を担うことが既に知られているが、その骨格筋の廃用に伴う量および機能的特性の変化における役割は不明である。本課題について今後の研究で追究することは、これまでとは異なる視点からの運動器機能低下の分子メカニズム解明および予防策確立につながることが期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

月・火星有人探査の実現性が高まる中、宇宙飛行士の健康維持だけでなく業務遂行の安全性や確実性を高めるためにも、微小重力曝露に伴う運動器機能低下に対する予防策の確立は喫緊の課題である。本研究では、国際宇宙ステーション内の微小重力または人工1-g環境で飼育したマウスのヒラメ筋、長趾伸筋、腓腹筋のタンパク発現プロファイルを解析し、宇宙飛行中のマウスを人工1-g環境で飼育することは、骨格筋の萎縮だけでなく、速筋化に伴う代謝特性の変化を抑制するのにも有効であることを確認した。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Growth Hormone on Muscle and Bone in Female Mice: Role of Follistatin2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira Takashi、Kawao Naoyuki、Takafuji Yoshimasa、Mizukami Yuya、Kaji Hiroshi
    • 雑誌名

      Experimental and Clinical Endocrinology & Diabetes

      巻: 131 号: 04 ページ: 228-235

    • DOI

      10.1055/a-2003-5704

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of neuromuscular properties to unloading and potential countermeasures during space exploration missions2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira, T., F. Kawano, K. Goto, and Y. Ohira
    • 雑誌名

      Neuroscience and Biobehavioral Reviews

      巻: 136 ページ: 104617-104617

    • DOI

      10.1016/j.neubiorev.2022.104617

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of growth hormone on skeletal muscle and bone in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Kawao, Takashi Ohira, Yuya Mizukami, Yoshimasa Takafuji, Hiroshi Kaji
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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