| 研究課題/領域番号 |
19K07904
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
石岡 憲昭 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (70184471)
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| 研究分担者 |
寺田 昌弘 京都大学, 宇宙総合学研究ユニット, 特定准教授 (10553422)
山崎 丘 帝京大学, 公私立大学の部局等, 講師 (70301174)
石原 昭彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 人工冬眠 / 筋萎縮 / 細胞老化 / 老化 / 宇宙環境 / 惑星居住 / 惑星間飛行 |
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| 研究実績の概要 |
我々は、休眠作用を有するが、本来冬眠しないマウスを用いて、人工的に冬眠様睡眠を長期間誘導させることを目指した。昨年度、5’-AMPによる低体温状態を維持するために小型浸透圧ポンプの利用を検討した結果、持続的に至適濃度の試薬投与が可能であることを確認し、サーモカメラによる体温測定も問題ないことを確認できたため、今年度はサーモカメラに加えマウス用超小型ロガー体温計を埋め込み、マウス（C57BL/6J、メス、9週齢）による低体温誘導実験を行った。全ての動物実験を帝京大分担研究者に集約させ、代表研究者とともに、5’-AMP飼育マウス、活動抑制するコントロール群として低濃度麻酔薬飼育マウス、プラセボマウスとして0.9％リン酸緩衝生理食塩水（pH 7.4）マウスを常温で11日間飼育解析した。温度ロガーの体温記録は10分間隔で自動的に取得し、さらにサーモカメラによって体表面温度を1日1回記録した。各マウスとも飼育中に体重の大きな変化は見られず、エンドポイントまで異常な行動は見られなかった。ロガー体温計およびサーモカメラの結果から、常温飼育にもかかわらず5’-AMP飼育マウスおよび低濃度麻酔薬飼育マウスは、プラセボマウスと比較して体温を低下させることが確認できた。低体温飼育終了後にヒラメ筋、腓腹筋、足底筋等を含む下肢部の骨格筋を摘出し重量測定を行い、筋萎縮を評価したが、明確な差は確認できなかった。しかしながら安楽死後に採取した血中の血清タンパク質を逆相カラムを用いたHPLCにより分析したところ、各マウス間で差が見られる特異的なピークがいくつか得られており、これらのピークに該当するタンパク質群が5’-AMPおよび低濃度麻酔薬により発現調節を受けているものと予測した。以上の結果から、マウスに存在する5’-AMPにより冬眠のメカニズムに似た低体温誘導が開始されたと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
分担研究者の急逝やコロナ禍による実験の遅れを次年度取り戻すべく研究体制や実験環境を整え、今年度は筋萎縮関連の分子動態解析に集中する予定であったが、動物実験の計画がコロナ禍で年度後半にずれ込み、来年度も実施せざる負えなくなったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の結果を踏まえ、低体温誘導を引き起こす5’-AMP濃度および活動抑制するコントロールマウスに投与する麻酔薬の投与量の最適化を図り、さらに体温低下の差が大きくなるように低温飼育を実施する。十分な効果が得られたマウスの体温変化のデータを取得し、それらのマウスから臓器および筋組織を摘出し、血液を採取する。また、これまでに得られた解剖マウスから摘出した筋組織、脳、心臓および血液との詳細な比較分析を行う。
分担研究者の急逝やコロナ禍による実験の遅れを次年度取り戻すべく研究体制や実験環境を整え、今年度は筋萎縮関連の分子動態解析に集中する予定であったが、やや遅れているため、分担研究者と調整を図りながら分析と解析を進める。これまでの研究から年度後半には、低温飼育や薬物投与による疑似（人工）冬眠させたマウスの血液や肝臓、脳など各臓器を用いての遺伝子発現やタンパク質動態の網羅的比較解析により、冬眠や筋萎縮、老化に関わる分子の特定を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
分担研究者の急逝やコロナ禍による実験の遅れを次年度取り戻すべく研究体制や実験環境を整え、今年度は筋萎縮関連の分子動態解析に集中する予定であったが、動物実験の検討計画がコロナ禍で年度後半にずれ込み、予定していた最終動物実験が間に合わず、来年度に実施することになったため次年度使用分が生じた。
次年度は本年度予定していた、これまで検討してきた人工冬眠の条件による動物実験を実施するため、それに関わる出張及び解析等に関わる費用に使用する。
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