小動物の宇宙飼育を通じたヒトの健康長寿に関連する研究への貢献
超高齢社会である我が国は、2025年には全人口に対する高齢者の割合が30%を超えることが予測されており、健康長寿への取組みは我が国にとって重要な施策の一つです。宇宙環境は、骨量減少、筋萎縮、内耳機能（バランス感覚）低下、免疫機能低下など、地上の高齢者や寝たきりの状態に類似した生物影響の加速的な変化を提供できると考えられるため、「きぼう」ではこれまで様々なモデル生物を用いて、地上の加齢様現象の機序解明や対策法確立等を目的として、微小重力による生体への影響に関する研究が行われてきました。
2016年度から開始した「きぼう」でのマウス飼育ミッションは、世界初の遺伝子ノックアウトマウス、中枢神経系の炎症疾患モデルマウスなどを含め、これまでマウス長期飼育後の全匹生存帰還に連続して成功すると共に、加齢様疾患などの対策法の検証や疾患関連因子の同定の研究推進など、健康長寿研究支援プラットフォームの中核としての有効性を示しています。
引き続きヒトへの還元を第一の目標と掲げ、JAXAだけが有する可変重力下でのマウス飼育環境等を最大限に活用するとともに、より先進的・省リソースでのミッション実施に向けた向上を図り、健康長寿研究支援プラットフォームとしての成果蓄積を目指します。
- （詳細）きぼう利用戦略：健康長寿研究支援プラットフォーム [PDF: 8.3 MB]
- きぼう利用戦略
プラットフォーム利用サービス
本プラットフォームを活用し、マウス飼育ミッションを中心としたJAXAの生命科学・宇宙医学実験技術などによる個別化予防、先制医療などの次世代医療研究を推進し、地上での健康維持や高齢化社会への対応などの健康長寿社会形成に貢献します。これまで実施されてきた宇宙ミッションテーマは研究公募により選定されています。
本プラットフォームにおいては、民間企業による利用創出を目指しつつ、引き続き、公募テーマと国の研究機関などとの連携による利用に100%を割り当てるものとし、民間企業などからの利用要求が生じたときには民間利用へリソースを割り当てる予定です。
サービス紹介
軌道上でマウス等を長期（約30日程度）飼育し、生きたまま回収することができます。飼育ケージはマウスのストレス軽減のため個室となっており、微小重力環境下と人工重力による1g環境下でそれぞれ6匹のマウスを飼育して、ビデオカメラにより地上でライブ観察ができます。重力以外は同じ環境なので、純粋に重力の差に着目した観察が可能です。
JAXAの装置は、以下のような他国にない特徴を有しています
- 軌道上の微小重力環境と遠心機による人工重力環境の両方で飼育でき、両群の比較により重力の影響を詳細に調べることが可能です（ISSでの哺乳類の人工重力実験は世界初）。なお、人工重力区画は回転を停止することにより微小重力区としても利用可能です。
- 帰還した生存マウスは、研究者（専門家）による科学的な解析や状態の回復過程の観察等が可能です。
- 「きぼう」船内でのマウスは個別ケージ内での飼育により、雌雄や系統に大きな制約がありません。またモニタによりマウスの状態や行動が詳細に観察できます。
サービス紹介パンフレット
| タイトル | サイズ | ID |
|---|---|---|
| "Kibo" Utilization Services #3: Introduction for Mouse Rearing in Microgravity 2020年・英語版 | [ pdf: 5.3 MB] | 71619 |
| 「きぼう」利用サービス紹介３・微小重力環境でのマウス飼育と回収サービス 2020年版 | [ pdf: 6.9 MB] | 67815 |
装置詳細
- （装置紹介）小動物飼育装置（MHU）
- 「きぼう」船内実験室利用ハンドブック（「小動物飼育装置」の項を参照ください） [PDF: 7.1 MB]
宇宙ミッションテーマ
現在募集中のテーマ
なお、2020年度募集はありません。
公募選定された宇宙ミッションテーマ
※実現性検討フェーズのものを含みます
宇宙ミッションテーマを確認プロジェクトの流れ
- 事前調整を行い、実験条件検討、実験要求策定、打上げに向けた審査を実施いたします。
- 遺伝子組換えマウスなどの場合は、準備いただきます。
- JAXAにて、打上げ、軌道上飼育、地上へ回収を行います。
- 帰還したマウスを分析等、研究に活かしていただきます。
宇宙生命科学統合バイオバンク「ibSLS」、JAXAバイオレポジトリ
宇宙ミッション実施にはテーマ選定後、十分な準備期間が必要となります。すでに実施済みミッションから得られた成果（特定組織のトランスクリプトーム解析結果など）は順次ibSLSに蓄積されており、宇宙ミッションを実施していない研究者でも、それぞれがターゲットとしている因子の宇宙での変化を予測・検討することが可能となっています。さらに、このデータは東北大学東北メディカルメガバンク（ToMMo）のコホートデータとの連携解析が可能です。
また、「きぼう」利用の拡大に向け、過去のJAXA小動物飼育ミッションにおける未解析サンプルの提供要望を常時受け付けるバイオリポジトリウェブページも公開しています。
- 宇宙と地上の研究をつなげるヒト・マウス統合データベース「ibSLS 」（外部HP: ToMMoへ）
- JAXAバイオレポジトリ
装置開発とUI（ユーザーインテグレーション）～宇宙ミッション推進におけるJAXAの役割
宇宙で検討・研究したいアイディアが思いついても、研究者だけでは宇宙ミッションを実施するには非常に困難です。また、宇宙は地上と異なる環境のため、思いついた研究アイディアをそのまま実施することが難しく、いろいろな工夫が必要となります（この難しさを宇宙制約と言います）。JAXAは、これまで多くの宇宙ミッションを実施してきた経験をもとに、限られた予算や実施スケジュールの中で、研究者のアイディアを可能な限り実現する調整のほか、適切な装置の開発・改修やNASA等を含む国際調整を含むミッション実施計画・スケジューリング（マネージメント）を行います。そのため、JAXA小動物飼育ミッションラインには装置開発を担うエンジニアと、研究コーディネーション（ユーザーインテグレーション）を担うサイエンティストが所属しミッションを推進しています。今後、経験豊富な宇宙関連企業が中心となったミッション推進体制に強力・移行される計画です。
- JAXA招聘研究員（任期制）、経験者採用（中途採用）の公募（※常に募集しているわけではありません）
- JAXA有人宇宙技術部門 職員紹介および施設紹介
関連トピックス
研究成果（論文・表彰・研究協力等）
- 宇宙ライフサイエンス研究は新たなステージへ ～宇宙生命科学統合バイオバンク「ibSLS」の公開とCell誌掲載～（2020年11月26日）
- Integrated Biobank for Space Life Science（2020年11月26日）（リンク先英文）
- [プレスリリース]宇宙マウス研究から健康長寿のヒントを発見―宇宙環境で加速する加齢変化を食い止める遺伝子―（2020年9月9日）
- [プレスリリース]日本独自の宇宙マウス飼育システムの令和2年度科学技術分野の文部科学大臣表彰及び本システムを用いたJAXA-NASA共同低重力ミッションの実施合意締結について（2020年4月14日）
- 宇宙滞在による免疫機能低下の機構を解明 －無重力環境が引き起こす胸腺の萎縮と人工重力による軽減－（2019年12月27日）
- 国際宇宙ステーション・「きぼう」でのマウス飼育により宇宙滞在が精子受精能力に及ぼす影響を解析（2019年10月18日）
- 「きぼう」のマウス飼育システムが2019年のISS Research Awards（Innovation in Biology and Medicine分野）を受賞！！（2019年8月8日）
- 宇宙でのマウス研究システムMARS（Multiple Artificial-gravity Research System）を改良し、餌介入試験に成功（2019年7月11日）
- きぼう利用を通じた健康長寿社会への貢献「ToMMo×JAXA連携」協定締結式が行われました（2019年2月21日）
- [プレスリリース]健康長寿社会実現への貢献を目指した「きぼう」利用に係る東北メディカル・メガバンク機構との連携協定の締結について（2019年2月8日）
ミッション実施・進捗
- 「きぼう」小動物ミッションの飼育能力が倍増。新規飼育ラック・新規大型遠心機を用いた日米協力ミッションのベースラインとなるデータを蓄積 ～第5回JAXA小動物飼育ミッションが成功裏に完了～（2020年5月18日）
- 世界初！月の重力環境を国際宇宙ステ―ションで実現してマウスを長期飼育～深宇宙への人類の活動領域拡大に向けた第一歩～（2019年6月21日）
- 小動物飼育ミッション：世界初、「炎症疾患モデルマウスによる病原体や免疫細胞などが中枢神経系等に入りやすい侵入口（ゲート）解明ミッション」を実施。4回連続の全数生存帰還を達成。（2019年6月7日）
- 世界初、遺伝子ノックアウトマウス（特定遺伝子を欠失したマウス）の全数生存帰還に成功（2018年5月11日）
- 「きぼう」にて、第3回小動物飼育ミッションが開始されました。（2018年4月6日）
- 第2回マウス長期飼育ミッションの終了後3か月速報（2017年12月28日）
- 第2回マウス長期飼育ミッションの終了後1か月速報（2017年10月25日）
- 世界初、宇宙空間でμgから1gを可変できる実験環境"MARS"が完成（2017年9月8日）
- 35日間の長期飼育で骨や筋肉の量が顕著に減少 ～「きぼう」における、長期飼育マウスの地上分析速報～（2016年12月5日）
- 国際宇宙ステーション・「きぼう」における、長期飼育マウスの全数生存帰還の世界初の達成ならびに次世代仔マウスの誕生について（2016年10月13日）
テーマ公募・選定・プロモーション関連
- 2020年度「きぼう」利用フィジビリティスタディ（FS）テーマの募集について（2020年9月30日）
- 2020年度「きぼう」利用マウス特定解析課題研究の募集について（2020年9月30日）
- 2020年度「きぼう」利用マウスサンプルシェアテーマの募集について（2020年9月30日）
- 2019年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2020年3月26日）
- 2019年度「きぼう」利用マウスサンプルシェアテーマ募集の選定結果について（2020年1月27日）
- きぼう利用ネットワーク・クロス～「きぼう」利用の歩み・研究成果の紹介、新たなテーマ募集に関するセミナー～（2019年9月20日）
- 2019年度「きぼう」利用マウスサンプルシェアテーマの募集について（2019年10月 1日）
- 2019年度「きぼう」利用フィジビリティスタディ（FS）テーマ募集について（2019年10月 1日）
- 2018年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2019年3月11日）
- 「きぼう」の小動物飼育装置をあなたの研究にも活かそう！（2019年3月 7日）
- 2018年度「きぼう」利用マウスサンプルシェアテーマ募集の選定結果について（2019年2月20日）
- 2018年度「きぼう」利用フィジビリティスタディ（FS）テーマおよびマウスサンプルシェアテーマの募集について（2018年8月3日）
- 平成29年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2018年3月23日）
- 質の高いデータが得られるよう「きぼう」での実験を最大限サポートしたい（2018年12月22日）
- 平成29年度「きぼう」利用フィジビリティスタディ（FS）テーマの募集について（2017年8月3日）
- 平成28年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2016年11月30日）
- 平成28年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマの募集について（2016年4月25日）
- [プレスリリース]平成27年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2015年12月22日）
- 平成27年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマ募集の選定結果について（2015年12月22日）
- 平成27年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマの募集について（2015年6月8日）
- 平成24年度「きぼう」利用テーマ募集 重点課題区分の選定結果について（2012年11月22日）
- 平成24年度「きぼう」利用テーマ募集について（2012年4月10日）
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