2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19K07904
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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石原 昭彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 人工冬眠 / 筋萎縮 / 宇宙環境 / アデノシン5'-1リン酸（5'-AMP） / 二次元電気泳動分析 / 誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙では微小重力によって急激な筋萎縮や骨量減少などの現象が起こる。また地上でも寝たきりなどで筋萎縮（廃用性筋萎縮）が生じる。しかし、冬眠中の冬眠動物は筋萎縮や骨量減少を起こさない。なぜ冬眠期間中の冬眠動物は廃用性筋萎縮や骨量減少を起こさないのか？本来冬眠しないマウスを用いて、薬物による人工冬眠様現象の誘導や低温下での生体分子の動態解析を試みた。
マウス体内に薬液（5'-AMP）を長期間投与するミニカプセル型浸透圧ポンプ、超小型ロガー体温計を埋め込み、5'-AMP投与群、活動抑制コントロールとして麻酔薬投与群、生理食塩水投与のプラセボ群の3群を11日間飼育した。温度ロガーとは別に、サーモグラフィーによる体表面温度、体重を1日1回記録した。
各郡とも飼育中の大きな体重変化や異常行動は観察されなかった。体内および体表面温度は、5'-AMP群、麻酔群供に低下を示したが、5'-AMP群はより低体温を示した。血液の逆相カラムUPLC分析で、低体温で増加するピークを検出したが、5'-AMP群は少なかった。誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）によるミネラル成分分析では、糖代謝に関連するクロム（Cr）が5'-AMP投与群、低濃度麻酔投与群で減少していたが、やはり5'-AMP投与群の減少は麻酔群に比べ少なかった。5'-AMP群が麻酔群より低体温だったにもかかわらず、生体分子の変化は、麻酔群に比べ変化が明らかに小さかった。また、骨格筋タンパク質の二次元電気泳動分析は、5'-AMP投与群において増加する塩基性低分子タンパク質群が観察された。
以上のことから、5'-AMPの連続投与によりマウスの低体温（人工冬眠）を誘導するとともに、活動量減少に伴う筋肉の変化（筋萎縮）に対して抑制的に作用する可能性を示すこと、さらに生体成分の分析から、筋肉の変化に対応する生体分子群の存在を示すことができた。
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