様々な線質と線量率の宇宙放射線の急性影響

2019 年度 実績報告書

• 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: 15H05945
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 高橋 昭久 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 教授 (60275336)
• 研究分担者: 日出間 純 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 宇宙放射線 / 太陽紫外線 / 微小重力 / 複合影響 / がんの進行

研究実績の概要

1.クリノスタット放射線同時照射装置の開発：3Dクリノスタットに遠心機を組合せ、中心軸にRIを装着することで、月および火星を模擬した低重力・低線量率放射線同時照射装置を開発した。先の開発装置と合わせて、本装置をプラットフォームとして多数の共同研究を行うことで、本領域への貢献が期待できる。
2.疑似微小重力環境における放射線同時照射実験：ヒト正常線維芽細胞を用い、3Dクリノスタット炭素線同時照射装置によるサンプルにつき、RNAseqを行い、がん抑制遺伝子産物p53の下流の制御に関わり細胞周期G1およびG2チェックポイントが解除される可能性を示唆する結果を得た実際に、複合影響で染色体異常頻度が高まることも明らかにした。
3.疑似微小重力環境における紫外線同時照射実験：これまでに、UVB-LED照射装置を装着した植物培養器を3Dクリノスタットに搭載し、植物のUVBによる障害に対する疑似微小重力が及ぼす影響について、1G環境でUVB抵抗性に重要な役割を演じていることを示した。本成果をベースに、「宇宙微小重力・高放射線環境ストレスに対する植物の応答解析」として本年度JAXA「きぼう」利用フィジビリティースタディ（FS）に採択された。本FSでは、これまでの研究成果について、宇宙環境を利用して検証することを目的としている。現在、2021年度の宇宙実験の実施を目指して、装置開発を含め、準備を進めている。
4.疑似微小重力環境における「がんの進行」に関する研究：微小重力環境を模擬した尾部懸垂マウスでは、免疫系器官が萎縮し、腫瘍の増殖が亢進し、肺転移の増加を確認し、がんは進行することを明らかにしてきた。この結果を基に、「宇宙でガンの進行は早まるのか？」を明らかにすることを目的としてFSに採択され、宇宙実験の実現のため、準備を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] NASA/UCLA/テキサス大学MDアンダーソンがん研究センター(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA/UCLA/テキサス大学MDアンダーソンがん研究センター
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] グアダラハラ大学(メキシコ)
  • 国名: メキシコ
  • 外国機関名: グアダラハラ大学
• [国際共同研究] ドイツ重イオン研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ドイツ重イオン研究所
• [雑誌論文] Very high sensitivity of African rice to artificial ultraviolet-B radiation caused by genotype and quantity of cyclobutane pyrimidine dimer photolyase (2020)
  • 著者名/発表者名: Mmbando GS, Teranishi M, Hidema J.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 ページ: 3158
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59720-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Space radiation biology for “Living in Space” (2020)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: BioMed Res Int. 巻: 2020 ページ: 4703286
  • DOI: 10.1155/2020/4703286
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expression profile of cell cycle-related genes in human fibroblasts exposed simultaneously to radiation and simulated microgravity (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda H, Muratani M, Hidema J, Hada M, Fujiwara K, Souda H, Yoshida Y, Takahashi A.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 20 ページ: 4791
  • DOI: 10.3390/ijms20194791
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] My future plan of ISS-Kibo and Deep Space Gateway utilization experiments- (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: The 10th International Society of Radiation Neurobiology
  • 国際学会
• [学会発表] There exists a difference in chloroplast localization of CPD photolyase among plant species (2020)
  • 著者名/発表者名: Komatsu C, Hara M, Takahashi Y, Teranishi M, Hidem J.
  • 学会等名: 第61回日本植物生理学会
• [学会発表] Recommendations for space radiation research (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: 13th Quantum Medicine
  • 招待講演
• [学会発表] RNA sequencing of cell cycle-related genes in human fibroblasts exposed simultaneously to radiation and simulated microgravity (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Ikeda H, Muratni M, Hidema J, Fujiwara K, Souda H, Yoshida Y, Hada M.
  • 学会等名: 2020 NASA Human Research Program Investigators' Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Increased chromosome aberrations in lymphoblastoid cells exposed simultaneously to simulated microgravity and radiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamanouchi S, Rhone J, Takahashi A, Hada M.
  • 学会等名: 2020 NASA Human Research Program Investigators' Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Increased protein phosphorylation and actin dynamics as early response in cells exposed to gravity changes (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara K, Takahashi A, Ju WZ, Yoshida Y, Yamanouchi S, Hada M.
  • 学会等名: 2020 NASA Human Research Program Investigators' Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙放射線と重力環境変化による複合影響研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久 , 神戸崚輔 , 鈴木健之 , 鶴岡千鶴 , 森岡孝満 , 武島嗣英 , 吉田由香里 , 中村麻子 , 秦恵 , 永松愛子 , 大平充宣 , 稲富裕光 , 柿沼志津子
  • 学会等名: 第 34回宇宙環境利用シンポジウム
• [学会発表] 宇宙微小重力・高放射線環境ストレスに対する植物の応答解析に関する宇宙実験の準備状況 (2020)
  • 著者名/発表者名: 日出間純
  • 学会等名: 第 34回宇宙環境利用シンポジウム
• [学会発表] Future tasks for plant space radiation research area (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidema J.
  • 学会等名: Joint Workshop by GIMRT & "Kibo" Users' Network of JAXA & AIRC
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Assessment of cancer risk from radiation hazard in space (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: The 3rd International Moon Village Workshop&Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Expression profile of cell cycle-related genes in human fibroblasts exposed simultaneously to radiation and simulated microgravity (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Ikeda H, Muratani M, Hidema J, Hada M, Fujiwara K, Souda H, Yoshida Y.
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research
  • 国際学会
• [学会発表] Increased chromosome aberrations in cells exposed simultaneously to simulated microgravity and radiation (2019)
  • 著者名/発表者名: Hada M, Rhone J, Beitman AJ, Ikeda H, Plante I, Souda H, Yoshida Y, Held KD, Fujiwara K, Saganti PB, Takahashi A.
  • 学会等名: 35th Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research
  • 国際学会
• [学会発表] How to research about simulated space environments on the Earth (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: International Conference on Mechanical, Electrical and Medical Intelligent System
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 宇宙って？ (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第 62回大会 市民公開講座
  • 招待講演
• [学会発表] まだまだ終わらない宇宙実験 (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第 62回大会 市民公開講座
  • 招待講演
• [学会発表] Increased chromosome aberrations in lymphoblastoid cells exposed to radiation under simulated microgravity (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamanouchi S, Rhone J, Takahashi A, Hada M.
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第 62回大会
• [学会発表] Space experiments for cancer risk assessment (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: International Training Course on Carbon-ion Radiotherapy 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 宇宙生存環境拡大のために：宇宙放射線と重力環境変化の複合影響研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久
  • 学会等名: 京大定例オープンセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 宇宙環境における植物放射線影響研究の今後の課題 (2019)
  • 著者名/発表者名: 日出間純，髙橋昭久
  • 学会等名: マイクログラビティ応用学会第31回大会
  • 招待講演
• [学会発表] Is gravity parameter necessary for cancer risk assessment in long-term manned space missions? (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: 7th International Systems Radiation Biology Workshop
  • 招待講演
• [学会発表] 「宇宙に生きる」ための宇宙放射線影響研究シナリオ (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第 33回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 放射線と疑似微小重力影響：ヒト線維芽細胞における遺伝子発見解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久 , 池田裕子 , 村谷匡史 , 日出間純 , 秦恵 , 藤原敬己 , 想田光 , 吉田由香里
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第 33回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 宇宙環境を模擬した放射線と無重力による脳障害およびその回復機構の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉田由香里 , Araceli E-J, David F-Q, de Anda Sonia L, 髙橋昭久
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第 33回大会
• [学会発表] Chromosome aberrations in lymphoblast cells exposed simultaneously to simulated microgravity and radiatioｎ (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamanouchi S, Rhone J, Takahashi A, Hada M.
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第 33回大会
• [学会発表] 宇宙での長期滞在：宇宙放射線とガン死リスク (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋昭久
  • 学会等名: 第1回探査の将来を考える勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] Temporary loading prevents cancer progression and immune organ atrophy induced by ｔail ｓuspension (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Wakihata S, Ma L, Adachi T, Yoshida Y, Ohira Y.
  • 学会等名: 32nd The International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] Space experiments for "cancer progression" in the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Muratani M, Sawano A, Miyawaki A.
  • 学会等名: 40th Annual International Society for Gravitational Physiology Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Gunma University Heavy Ion Medical Center (GHMC): Therapy and space research (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A.
  • 学会等名: International Conference on Technology and Social Science 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 宇宙植物科学研究の今後の課題 (2020)
  • 著者名/発表者名: 日出間純
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: （公社）日本植物学会電子出版物編集委員会
  • ISBN: 2432-9819
• [備考] 安全・安心な深宇宙有人探査に向けて
  • URL: http://www.gunma-u.ac.jp/outline/out010/g1940