宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解

2018 年度 実施状況報告書

• 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: 15K21745
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 古川 聡 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, 上席研究開発員 (20726260)
• 研究期間 (年度): 2015-11-06 – 2020-03-31
• キーワード: 宇宙 / 無重力 / ストレス / 放射線 / 微生物

研究実績の概要

H30年度は研究代表者枠派遣5件、若手研究者派遣5件、海外研究者招聘10件、海外若手研究者招聘8件を実施した。H30年度は本基金による国際共同研究で新たに9本の論文が発表された。更に国際共同研究が始まっている。また、同時に若手交流促進や人材育成に貢献している。
[A01]宇宙からひも解かれる生命分子基盤の理解を達成目標に、重力はじめ力学的ストレスに対する細胞、神経―筋の細胞間、筋や腱組織のメカノセンシング機構からの適応応答、発達制御、長期無重力や加齢による萎縮・破綻に至る仕組みについて、バイオイメージングやトランスクリプトーム、プロテオーム等先端手法を用いて解析を進めている。
[A02]生命体が個体として有する高次恒常性・適応機構と生命医学への展開として、重力と閉鎖環境に対する循環系、前庭系、精神・自律神経系、睡眠・覚醒、統合的理解を、ヒトを主な研究対象とし、生理・生化学的データ、遺伝子発現、エピゲノム解析、さらにはメンタルストレスに対する新たな客観的評価分析法を開発するなど、基礎医学的解析を中心に実施している。
[A03]宇宙環境によるリスク因子研究とその克服として、宇宙放射線の中でも特に単位面積当たりとして少ないが、高いエネルギーを付与する重粒子放射線、重力変化と宇宙放射線の複合作用、太陽紫外線を含む様々な宇宙放射線、無重力に伴うバイオフィルム形成や遺伝子伝播を含めた微生物間相互作用への影響について評価・分析し、リスク対策方法の開発を展開している。
領域課題の横断・補完的研究[B01]で、放射線被ばくによる細胞ダメージや細胞周期の可視化等を行っている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

国際活動支援班基金開始から4年経ち、H30年度は本基金による国際共同研究で新たに9本の論文が発表された。また、H30年度は外国への研究者派遣や、外国からの研究者招聘件数が前年度より増加し、それに伴いさらに多くの国際共同研究が始まっており、当初計画よりもわずかに遅れ気味なレベルにまで取り戻している。
以上の理由により、現状おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

新たに選定された公募班研究者や関連若手研究者を対象に、H31年度も約10名の研究者を派遣、約25名の研究者を招聘予定である。多くの国際共同研究が期待され、基金を有効活用できる見込みである。

次年度使用額が生じた理由

（理由）当初、使用条件を厳格にし過ぎたため、利用者が想定より少なくなってしまった。また、公募班への募集が遅くなったことも原因であった。

（使用計画）公募班研究者やより若手の研究者へも対象を広げ、H29年度からはより多くの研究者を派遣・招聘することにした結果、派遣はH28年度6件からH29年度9件、H30年度10件と増え、招聘はH28年度2件からH29年度16件、H30年度18件と増加しており、当初計画よりもわずかに遅れ気味なレベルにまで取り戻している。

研究成果

• [国際共同研究] バージニア大学/コロラド州立大学/Prairie View A&M University(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: バージニア大学/コロラド州立大学/Prairie View A&M University
  • 他の機関数: 4
• [国際共同研究] ドイツ航空宇宙センター(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ドイツ航空宇宙センター
• [国際共同研究] パスツール研究所(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: パスツール研究所
• [国際共同研究] バルセロナ大学/Pompeu Fabra University(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: バルセロナ大学/Pompeu Fabra University
• [国際共同研究] ベルゲン大学(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: ベルゲン大学
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] Non-canonical cholinergic anti-inflammatory pathway-mediated activation of peritoneal macrophages induces Hes1 and blocks ischemia/ reperfusion injury in the kidney. (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue T,Abe C, Kohro T, Tanaka S, Huang L, Yao J, Zheng S, Ye H, Inagi R, Stornetta RL, Rosin DL, Nangaku M, Wada Y, Okusa MD
  • 雑誌名: Kidney International 巻: 95(3) ページ: 563-576
  • DOI: 10.1016/j.kint.2018.09.020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Radiobiological Characterization of Canine Malignant Melanoma Cell Lines with Different Types of Ionizing Radiation and Efficacy Evaluation with Cytotoxic Agents. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa H, Sunada S, Hirakawa H, Fujimori A, Elmegerhi S, Leary D, Kato TA.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20(4) ページ: 1-12
  • DOI: 10.3390/ijms20040841
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extracellular adenosine and slow-wave sleep are increased after ablation of nucleus accumbens core astrocytes and neurons in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhou X, Oishi Y, Cherasse Y, Korkutata M, Fujii S, Lee CY, Lazarus M
  • 雑誌名: Neurochemistry International 巻: 124 ページ: 256-263
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2019.01.020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Increased chromosome aberrations in cells exposed simultaneously to simulated microgravity and radiation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hada M, Ikeda H, Rhone JR, Beitman AJ, Plante I, Souda H, Yoshida Y, Held KD, Fujiwara K, Saganti PB, Takahashi A.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 20 ページ: 43
  • DOI: 10.3390/ijms20010043
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Progression of peripheral vestibular dysfunctions in patients with a mitochondrial A3243G mutation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue A, Iwasaki S*, Fujimoto C, Kinoshita M, Yamasoba T.
  • 雑誌名: Otol Neurotol 巻: 40 ページ: 359-364
  • DOI: 10.1097/MAO.0000000000002091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sleep and wakefulness are controlled by ventral medial midbrain/pons GABAergic neurons in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Takata Y, Oishi Y, Zhou XZ, Hasegawa E, Takahashi K, Cherasse Y, Sakurai T, Lazarus M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 0598-18 ページ: 10080-10092
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0598-18.2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Enhancing endogenous adenosine A2A receptor signaling induces slow-wave sleep without affecting body temperature and cardiovascular function (2018)
  • 著者名/発表者名: Korkutata M, Saitoh T, Cherasse Y, Ioka S, Duo F, Qin R, Murakoshi N, Fujii S, Zhou X, Sugiyama F, Chen JF, Kumagai H, Nagase H, Lazarus M
  • 雑誌名: Neuropharmacology 巻: 144 ページ: 122-132
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2018.10.022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Palmitoyl ascorbic acid 2-glucoside has the potential to protect mammalian cells from high-LET carbon-ion radiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Alexis H. Haskins, Dylan J. Buglewicz, Hirakawa Hirokazu, Akira Fujimori, Yasushi Aizawa, Takamitsu A. Kato
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8(1) ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31747-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of C1 neurons in anti-inflammatory reflex: Mediation between afferents and efferents. (2018)
  • 著者名/発表者名: Chikara Abe, Tsuyoshi Inoue
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 136 ページ: 6-12
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.05.001
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Increased chromosome aberrations in cells exposed simultaneously to simulated microgravity and radiation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Rhone JR, Beitman A, Ikeda H, Souda H, Yoshida Y, Held KD, Fujiwara K, Takahashi A, Saganti PB, Hada M.
  • 学会等名: 2019 NASA Human Research Program Investigators' Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Study on gravity-dependent skeletal muscle maintenance mechanisms using Zebrafish, aquatic organisms (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Sato, Minyong Choi, Zi Wang, Kiyomi Imamura, Terumi Horiuchi, Wu Quan, Ikumi Fujita, Satoko Uchida, Mitsuyasu Kato, Fumiaki Tanigaki, Akira Higashibata, Masafumi Muratani, Junya Kobayashi, Akihisa Takahashi, Sumio Sugano, Fumio Matsuzaki, Yutaka Suzuki, Koichi Kawakami, Atsuko Sehara-Fujisawa
  • 学会等名: 2018 ASCB EMBO Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Effects from chronic restraint-induced stress and total body Fe irradiation on the hematopoietic system in Trp53-heterozygous mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Bing Wang, Kaoru Tanaka, Takanori Katsube, Yasuharu Ninomiya, Hirokazu Hirakawa, Cuihua Liu, Kouichi Maruyama, Guillaume Vares, Qing Liu, Tetsuo Nakajima, Akira Fujimori, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: The 64th Annual Radiation Research Society Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Effects from chronic restraint-induced stress and total body Fe-particle irradiation on the induction of chromosomal aberrations in splenocytes of Trp53-heterozygous mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Takanori Katsube, Bing Wang, Kaoru Tanaka, Yasuharu Ninomiya, Hirokazu Hirakawa, Cuihua Liu, Kouichi Maruyama, Guillaume Vares, Qing Liu, Tetsuo Nakajima, Akira Fujimori, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: The 64th Annual Radiation Research Society Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Residual Genotoxic Damage Induced by Accelerated Heavy Iron Particles in Bone Marrow Erythrocytes in Mice: Reduction of genotoxic effects by radioadaptive response and mild diet restriction? (2018)
  • 著者名/発表者名: Bing Wang, Kaoru Tanaka, Takanori Katsube, Yasuharu Ninomiya, Hirokazu Hirakawa, Cuihua Liu, Kouichi Maruyama, Guillaume Vares, Tetsuo Nakajima, Akira Fujimori, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: The 3rd Global Chinese Congress of Radiation Research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effects of chronic restraint-induced psychological stress and ionizing radiation on mouse spleen cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Takanori Katsube, Bing Wang, Kaoru Tanaka, Yasuharu Ninomiya, Hirokazu Hirakawa, Cuihua Liu, Kouichi Maruyama, Guillaume Vares, Tetsuo Nakajima, Aiko Nagamatsu, Kenshi Suzuki, Taiki Kawagoshi, Naoko Shiomi, Yoshihisa Kubota, Qiang Liu, Akinori Morita, Akira Fujimori, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: The 3rd Global Chinese Congress of Radiation Research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Reduction of high-dose-radiation-induced delayed genotoxic effects by induction of radioadaptive response and mild diet restriction in mice:The Superiority of The Mechanism of Heavy Ion Therapy in Institute of Modern Physic (2018)
  • 著者名/発表者名: Bing Wang, Kaoru Tanaka, Takanori Katsube, Yasuharu Ninomiya, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: Institute of Modern Physic
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FISH analysis of chromosomal aberrations in mouse splenocytes following total body irradiation with heavy ions (iron-56 ions) and X-rays. The Superiority of The Mechanism of Heavy Ion Therapy in Institute of Modern Physic (2018)
  • 著者名/発表者名: Takanori Katsube, Bing Wang, Kaoru Tanaka, Yasuharu Ninomiya, Hirokazu Hirakawa, Cuihua Liu, Kouichi Maruyama, Guillaume Vares, Tetsuo Nakajima, Aiko Nagamatsu, Kenshi Suzuki, Taiki Kawagoshi, Naoko Shiomi, Yoshihisa Kubota, Qiang Liu, Akinori Morita, Akira Fujimori, Mitsuru Nenoi
  • 学会等名: Institute of Modern Physic
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The link between REM sleep loss and the desire for junk food (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael Lazarus
  • 学会等名: European Sleep Research Society (ESRS)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The link between REM sleep loss and the desire for junk food (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael Lazarus
  • 学会等名: Federation of European Neuroscience Societies (FENS)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Why do we fall asleep when bored? - The control of sleep and wakefulness by the nucleusaccumbens (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael Lazarus
  • 学会等名: Japan Neuroscience Society
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 宇宙を模擬した放射線と微小重力の複合曝露による染色体異常の増加 (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久, 藤原敬己, 秦恵
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: ニューサイエンス社
  • ISBN: 1346-7557
• [備考] 宇宙に生きる 宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
  • URL: http://living-in-space.jp/
• [学会・シンポジウム開催] International Symposium on LIVING IN SPACE (2019)