東北大学 研究シーズ集

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末梢神経障害

ヒト間葉系細胞からのシュワン細胞誘導と脊髄損傷、脱髄性疾患への応用

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特徴・独自性
骨髄や臍帯由来の細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、バンクが設立されている、容易に培養可能である、腫瘍形成が無く安全性が担保されているなどの利点がある。これらの組織から分化能力の高い間葉系幹細胞を得て、神経再生を促し機能の回復をもたらすことのできるシュワン細胞を極めて高い誘導効率で作製する技術を開発した。骨髄あるいは臍帯から数週間で1000万個ほどの間葉系幹細胞が樹立可能である。特定のサイトカインの組み合わせによって97%前後の高い効率で末梢性グリアであるシュワン細胞を短期間で誘導可能である。また末梢神経損傷、脊髄損傷において有効性が確認されている(Eur, J. Neurosci 2001; J. Neurosurg, 2004, J. Neuropathol. Exp. Neurol, 2005, Biochem Biophys Res Commun, 2007; Tissue Eng., 2011)。この方法は霊長類を用いた1年にわたる前臨床試験で安全性と有効性が確認されている(Exp. Neurol., 2010)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
誘導されたシュワン細胞は傷害を受けた末梢・中枢神経組織に移植すると切断されたり損傷を受けた神経線維の再伸長を促すだけでなく、髄鞘(ミエリン)を再形成し跳躍伝導の回復をもたらすことを確認している。従って事故や怪我による神経断裂などの損傷だけでなく、神経変性疾患や脱髄性疾患においても有効性があると期待できる。この技術を医療や産業で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

医学系研究科
出澤 真理 教授 医学博士
DEZAWA, Mari Professor

末梢動脈疾患

低出力衝撃波を用いた新しい血管新生療法の開発

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特徴・独自性
基礎研究の結果をもとに、低出力体外衝撃波を用いた新しい血管新生療法(「低出力体外衝撃波治療」)を開発し、狭心症、下肢閉塞性動脈硬化症、難治性皮膚潰瘍などを対象に臨床試験を行っています。治療により、狭心症状や心筋血流・心機能の改善、歩行距離の延長など有効性を認めています。エコーガイド下に体外から患部に低出力の衝撃波(結石破砕に用いる出力の10分の1)を当てるため、麻酔や手術を必要としない非侵襲的な治療法です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
狭心症に対する治療は2010年7月に先進医療に承認され、下肢閉塞性動脈硬化症に対する治療も先進医療に申請中です。各種疾患に対する非侵襲的治療機器の開発を考えている企業からのお問い合わせもお待ちしています。

医学系研究科 循環器内科学(分野)
下川 宏明 教授 医学博士
SHIMOKAWA, Hiroaki Professor

マテリアルフロー分析

サプライチェーンを通じた資源利用と関連するリスクの可視化

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特徴・独自性
マテリアルフロー解析、産業連関モデルに基づくサプライチェーン解析により資源の流れを明らかにし、資源採掘・精錬・輸送に関わるサプライチェーンの各拠点、経路の各属性別リスクデータとの融合を行い、我が国の科学技術イノベーション政策、資源安全保障に寄与する知を生み出します。

産学連携の可能性
これまで共同研究・連携を行った経験があるのは鉄鋼産業、自動車産業です。
省資源化技術導入による環境影響評価を行いたい行政機関や事業者との連携も積極的に行っていきたいと思っております。


環境科学研究科
松八重 一代 教授 博士(経済学)
MATSUBAE, Kazuyo Professor

マナー

「形」と「振る舞い」の美しさ

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特徴・独自性
感情の観点から、「形」と「振る舞い」の美しさについて研究しています。形のほうは、主に化粧の心理・文化的研究です。たとえば、スキンケアのリラクセーション効果の生理心理学的研究、アイシャドーで目を大きく見せるテクニックの知覚心理学的研究、フレグランスのアロマコロジー効果の研究などです。「振る舞い」のほうは、冷静に秩序を保った東日本大震災の被災者の心理、災害時に立ち上がる創発規範などを研究しています。
化粧と災害・・・全く異なるようでいて、美しさという観点から見えてくるものがありそうです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
化粧品メーカーや、ゴミの不法投棄問題を扱う公的機関等との共同研究実績があります。心理・文化的価値を商品に込める、あるいは社会生活に潤いと美しさをもたらすような共同研究を歓迎します。

文学研究科 心理学講座
阿部 恒之 教授 博士(文学)
ABE, Tsuneyuki Professor

マニピュレーション

リアルワールドロボティクス

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特徴・独自性
ロボット技術は、今日まで産業界に大きなインパクトを与えてきました。当研究室では、産業界や、我々の日常生活にも大きなインパクトを持ちうる次世代ロボット技術の開発を目指して、ロボティクスにおける新しい基盤技術の研究と、その実世界への展開研究に取り組んでいます。マニピュレーション技術、人間支援システム、人間協調型ロボット、ダンスパートナロボット等の成果があります。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
研究開発した次世代ロボット技術を基に実世界で活躍するロボットシステムへの展開研究を進めています。これらの基盤・展開技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望します。

工学研究科
小菅 一弘 教授 工学博士
KOSUGE, Kazuhiro Professor

魔法の鏡

遠隔・非接触に生体情報を抽出する「魔法の鏡」プロジェクト

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特徴・独自性
少子超高齢化による医療費増大や医療格差拡大を抑止するための鍵は、情報通信技術(ICT)の利活用です。本研究室では、ICTを用いて「いつでもどこでも健康をモニタリング」するためのシステム「魔法の鏡」を開発しています。このシステムでは、遠隔・非接触で得られる映像信号に基づき、鏡の前に立つだけで血圧反射系に関係する自律神経機能を手軽にチェックすることができます。現在、実証実験を進めており、血圧変動推定や運動の効果の判定など、その有効性が確かめられつつあります。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
家庭の鏡以外にも、スマートフォン・自動車・感情認識ロボット・監視カメラ・スポーツ中継・広告評価など、幅広い応用可能性があります。この技術を応用する医療機関・企業を募集します。

サイバーサイエンスセンター 先端情報技術研究部
吉澤 誠 教授 工学博士
YOSHIZAWA, Makoto Professor

マルチスケール解析

マルチフィジックス・マルチスケールシミュレーション

エネルギー・環境問題の解決に向けたマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーションによる材料設計

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特徴・独自性
エネルギー・環境問題の解決のためには、燃料電池、リチウムイオン電池、トライボロジーなどの多様な研究分野において高機能・高性能材料の開発が必須です。特に、近年の材料技術は、ナノスケールにおける化学反応とマクロスケールの多様な物理現象が複雑に絡み合ったマルチフィジックス・マルチスケール現象であることが知られています。久保研究室では、量子論に基づくマルチフィジックス・マルチスケールシミュレータを世界に先駆けて開発するとともに、スーパーコンピュータ「京」と金属材料研究所のスーパーコンピュータの活用により、理論に基づく高精度な材料設計を推進しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
久保研究室で開発した量子論に基づくマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーション技術の活用により、自動車、機械、電力、エレクトロニクス、材料、金属、化学などの多様な企業における材料開発を、高精度な理論に基づき高速化することで、エネルギー問題・環境問題の解決に向けた貢献を目指しています。

金属材料研究所
久保 百司 教授 博士(工学)
KUBO, Momoji Professor

マルチフィジックス解析

マルチメディア教材

対話型教授システムIMPRESSIONによる次世代教育環境

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特徴・独自性
IMPRESSIONは、対面教育、遠隔教育の双方において各種マルチメディア教材を活用した対話型インストラクションのための教授システムです。このIMPRESSIONでは、講師と学習者との対話に着目した成長型教授設計プロセスモデルであるダブルループモデルに基づき、実際の学習者に応じたインストラクションの設計、実施、評価、改善を可能とし、これにより、効果的で魅力的な教育を実現します。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
一般的な学校教育現場における高度なメディア活用教育のほか、遠隔地の社員を対象とした研修等、各種教育の実施環境、および、そのためのデザインツールとして活用することができます。

教育情報基盤センター
三石 大 准教授 博士(情報科学)
MITSUISHI, Takashi Associate Professor

マルファン症候群

マルファン症候群における解離性大動脈瘤予防薬の開発及び事業化

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特徴・独自性
マルファン症候群(MF)は、微細線維と呼ばれる細胞外マトリックス成分の機能不全を原因に致死性の解離性大動脈瘤を発症することが知られています。これまでMFの治療に関して、薬物療法と外科手術で正常の人なみに寿命を延長すること可能になりましたが、再外科治療を余儀なくされる事も多いです。そのため患者への負担軽減のためにも、先行技術では成し得なかった解離性大動脈瘤を予防する生物製剤の開発および実用化を目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
本技術は、MFにおける解離大動脈瘤の予防治療を可能にする世界発のタンパク質製剤開発を目指しています。難病治療薬を取り扱っている製薬企業およびベンチャー企業との連携により実用化が期待されます。

歯学研究科 口腔修復学講座 歯科保存学分野
齋藤 正寛 教授 博士(歯学)
SAITO, Masahiro Professor

ミエリン

ヒト間葉系細胞からのシュワン細胞誘導と脊髄損傷、脱髄性疾患への応用

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特徴・独自性
骨髄や臍帯由来の細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、バンクが設立されている、容易に培養可能である、腫瘍形成が無く安全性が担保されているなどの利点がある。これらの組織から分化能力の高い間葉系幹細胞を得て、神経再生を促し機能の回復をもたらすことのできるシュワン細胞を極めて高い誘導効率で作製する技術を開発した。骨髄あるいは臍帯から数週間で1000万個ほどの間葉系幹細胞が樹立可能である。特定のサイトカインの組み合わせによって97%前後の高い効率で末梢性グリアであるシュワン細胞を短期間で誘導可能である。また末梢神経損傷、脊髄損傷において有効性が確認されている(Eur, J. Neurosci 2001; J. Neurosurg, 2004, J. Neuropathol. Exp. Neurol, 2005, Biochem Biophys Res Commun, 2007; Tissue Eng., 2011)。この方法は霊長類を用いた1年にわたる前臨床試験で安全性と有効性が確認されている(Exp. Neurol., 2010)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
誘導されたシュワン細胞は傷害を受けた末梢・中枢神経組織に移植すると切断されたり損傷を受けた神経線維の再伸長を促すだけでなく、髄鞘(ミエリン)を再形成し跳躍伝導の回復をもたらすことを確認している。従って事故や怪我による神経断裂などの損傷だけでなく、神経変性疾患や脱髄性疾患においても有効性があると期待できる。この技術を医療や産業で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

医学系研究科
出澤 真理 教授 医学博士
DEZAWA, Mari Professor

ミオスタチン

草原短角牛の造成とその環境負荷軽減型産肉システムの構築

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和牛である日本短角種から産肉性に優れた草原短角牛(Grass-field Shorthorn Cattle:GFS, 商標登録:5270386:図1) を造成し、その環境負荷軽減型産肉システムを構築し、実用化に取り組んでいる。草原短角牛は、ミオスタチン(Myostatin/ GDF8)を自然欠損し、通常牛の約1.5倍の柔らかい健康的な赤身牛肉を生産する能力を有する。また、草原短角牛は、牛本来の生理的特徴が十分に発揮される粗飼料を主体とする産肉性に優れることから、わが国の将来的な優れた肉用牛資源と位置付け、産肉機構の全容解明(図2)、国産粗飼料を基盤とした消費者に受け入れられる健康的な赤身牛肉の持続的増産(図3)と環境負荷を軽減する産肉基盤形成により、牛肉自給率の向上・消費拡大と産肉振興と関連する食産業の創世を目指している。

農学研究科
麻生 久 教授 医学博士
ASO, Hisashi Professor

味覚受容体

食と栄養素による疾病予防の研究

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特徴・独自性
高齢化社会が進み、国の医療費を節約する必要がある。農学領域の栄養学の使命は、食べ方や食品摂取のやり方による疾病の予防である。当研究室では、独自にビタミンKとビオチンの新しい生理機能(老化予防と生活習慣病予防)について解明してきた。また、亜鉛及び炭酸脱水酵素による味覚障害予防や、米糠及び大麦発酵物の疾病防御効果についても解明しつつある。苦味受容体の遺伝子多型と発がんリスクとの関係の解明も進めている(歯学研究科と医学研究科との共同研究を行いつつある)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
用途:高齢者用サプリメント食品素材の開発・研究、生活習慣病抑制用素材の開発・研究、ヒト味覚障害及び摂食調節疾障害の非侵襲的簡易診断法の開発。

業界:食品産業、臨床検査業界との連携。地域食産業の振興を介した農業の再生・振興。

農学研究科 栄養学分野
駒井 三千夫 教授 農学博士
KOMAI Michio Professor

味覚障害の診断

食と栄養素による疾病予防の研究

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特徴・独自性
高齢化社会が進み、国の医療費を節約する必要がある。農学領域の栄養学の使命は、食べ方や食品摂取のやり方による疾病の予防である。当研究室では、独自にビタミンKとビオチンの新しい生理機能(老化予防と生活習慣病予防)について解明してきた。また、亜鉛及び炭酸脱水酵素による味覚障害予防や、米糠及び大麦発酵物の疾病防御効果についても解明しつつある。苦味受容体の遺伝子多型と発がんリスクとの関係の解明も進めている(歯学研究科と医学研究科との共同研究を行いつつある)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
用途:高齢者用サプリメント食品素材の開発・研究、生活習慣病抑制用素材の開発・研究、ヒト味覚障害及び摂食調節疾障害の非侵襲的簡易診断法の開発。

業界:食品産業、臨床検査業界との連携。地域食産業の振興を介した農業の再生・振興。

農学研究科 栄養学分野
駒井 三千夫 教授 農学博士
KOMAI Michio Professor

味覚生理学

食と栄養素による疾病予防の研究

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特徴・独自性
高齢化社会が進み、国の医療費を節約する必要がある。農学領域の栄養学の使命は、食べ方や食品摂取のやり方による疾病の予防である。当研究室では、独自にビタミンKとビオチンの新しい生理機能(老化予防と生活習慣病予防)について解明してきた。また、亜鉛及び炭酸脱水酵素による味覚障害予防や、米糠及び大麦発酵物の疾病防御効果についても解明しつつある。苦味受容体の遺伝子多型と発がんリスクとの関係の解明も進めている(歯学研究科と医学研究科との共同研究を行いつつある)。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
用途:高齢者用サプリメント食品素材の開発・研究、生活習慣病抑制用素材の開発・研究、ヒト味覚障害及び摂食調節疾障害の非侵襲的簡易診断法の開発。

業界:食品産業、臨床検査業界との連携。地域食産業の振興を介した農業の再生・振興。

農学研究科 栄養学分野
駒井 三千夫 教授 農学博士
KOMAI Michio Professor

水処理

キャビテーションによる水処理

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 キャビテーションを意図的に発生させた水を用いて水耕栽培を行うと,植物の活性が高まり,植物の成長を早めたり,植物の質を高めたりすることができます。また養殖などに有害なプランクトンを含む水をキャビテーションで処理すると,プランクトンを殺滅することができます。薬品を使うことなく,殺菌や滅菌などの水処理を行うことができるので,環境負荷が少ない水処理法です。低価格の設備で,かつ低ランニングコストでキャビテーションを発生できる装置を開発しているので,植物工場や養殖などの水処理に適用することが可能です。本技術を活用したい企業や団体との共同研究を希望します。あるいは本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行うことも可能です。

工学研究科
祖山 均 教授 工学博士
SOYAMA, Hitoshi Professor

ミリ波

ミリ波パッシブイメージング装置の開発と実用化

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ミリ波は、衣類、炎、壁等を透過する性質を持っています。また、あらゆる物質は熱雑音として電磁波を放射しています。この2つの性質を利用して、衣服等の背後の危険物が放射するミリ波を受信し、これをパッシブに完全無侵襲で検知することが可能であり、これを実現するミリ波パッシブイメージング装置の開発を進めてきました。
ミリ波帯は波長が1 mm~10 mmの電磁波であり、ミリ波を用いる利点として、テラヘルツ波や赤外線に比べて画像の空間分解能が低いものの衣服等の透過率が高いこと、物体から放射された微弱なミリ波を増幅するための低雑音増幅器が存在し、電磁波を照射しないパッシブ方式が実現できる周波数帯であることが挙げられます。
現在、装置は主に空港・港湾等の水際で使用するセキュリティー機器として企業との共同研究により開発を進めていますが、火災・警察・医療等への応用も検討したいと考えています。今後ミリ波パッシブイメージング技術の応用分野はさらに広がるものと考えており、産業界で応用を検討したい企業・団体との共同研究を希望します。

工学研究科
佐藤 弘康 助教 工学博士
SATO, Hiroyasu Assistant Professor

未利用資源

高圧熱水処理による未利用資源の有効活用

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特徴・独自性
食料産業分野から排出される未利用資源を原料とし、従来広く用いられる発酵技術に変えて、高圧熱水処理法という新たな手法により、多様な機能を発揮する生物素材を製造する。高圧熱水は誘電率が低くイオン積が大きいため、常温常圧の水とは異なる溶媒特性を持つ。我々は、未利用水産物のモデルとして魚皮由来のゼラチンを選び、160~240℃の高圧熱水処理を施すことにより、タンパク質を分解し、分解産物について有用性を評価した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高圧熱水処理による部分分解産物を、米、穀類、野菜、果実、花卉類等の農業分野、養殖水産業、畜産業あるいは様々な食品工業において有効活用せしめ、生産性の向上と競争力の高い商品開発に結びつけさせる。

農学研究科
藤井 智幸 教授 博士(農学)
FUJII, Tomoyuki Professor

民族性

経済発展下の現代インドの文化、社会、産業、民族性などについての動態的研究

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特徴・独自性
南インドの文化、社会、言語、宗教などの動態について、現地調査を駆使して研究を行ってきた。併せて、世界に拡がるインド系移民の動向や人的ネットワークについて、華人の動きとも対照しながら研究している。産業界(製造業、医療産業、情報メディア産業、娯楽産業、通信インフラなど)の最新事情にも精通している。専門の論考のほか、一般向けの出版物も数多く著し、好評を得て版を重ねている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
インドへの進出や取引を模索する企業に、最新の成果を踏まえた現地事情について、詳細な情報を供与するとともに、10年余の滞印経験と産学官の幅広い人脈とを駆使した適応支援を行う用意がある。

国際文化研究科
山下 博司 教授 Ph.D.
YAMASHITA, Hiroshi Professor