東北大学 研究シーズ集

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A

ABCトランスポーター

大腸がんにおけるABC トランスポーターの発現制御

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特徴・独自性
大腸がんは、わが国のがん死亡原因の上位に位置し、手術療法以外には根治的治療法がない。がん部の特徴を探索するために、私たちは大腸がん部と非がん部の転写産物を網羅的に解析している。例えば抗癌剤の有効性決定因子の一つであるABC トランスポーターの発現に注目したところ、ABC トランスポーターの一つであるABCC3は大腸がん発がんに関わるWnt シグナルによって抑制されることを見出した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
臨床検体から容易にトランスクリプトームをはじめとする網羅的解析を行うことができるようになった。これらの結果は、創薬標的発見の一助となることが期待され、製薬業界でこの知見の展開を希望している。

医学系研究科
中山 啓子 教授 医学博士
NAKAYAMA, Keiko Professor

Additive manufacturing

電子ビーム積層造形技術による素形材製造技術

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特徴・独自性
大量生産を中心とする金属製品の「もの作り」は海外へ流出し、日本が生き残ってゆくためには高付加価値の多品種少量生産やカスタムメイド生産に移行する必要があります。電子ビーム積層造形法は三次元CADデータに基づく電子ビーム走査により、金属粉末を選択的に溶融・凝固させた層を繰り返し積層させて三次元構造体を製作する新たなネットシェイプ加工技術です。金型レスのAdditive manufacturing技術として有望です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
人工関節などの医療用機器のカスタム製造技術として。難加工性合金(チタン合金、マグネシウム合金など)からなる航空機・自動車部品などの製造に最適です。鋳造技術では不可能な素形材製造技術として期待されます。

金属材料研究所
千葉 晶彦 教授 博士(工学)
CHIBA, Akihiko Professor

Advanced Brain Science

脳機能および精神的健康感の維持向上法開発研究

 スマート・エイジング国際共同研究センター(通称SAIRC)は、国際的な研究拠点として、超高齢社会における新たな統合的加齢科学分野を切り開き、世界を先導するスマート・エイジング研究を通じて、持続可能型高度成熟社会の形成に寄与するため、文系・理系に拘らない架橋融合的研究、国際共同研究、産学連携研究などを展開します。
 脳機能イメージング及び実験心理学的手法を核としながら、心を豊かに穏やかに加齢するための方法論的研究を、脳を直接研究対象とした脳科学研究、認知機能向上法開発のための認知心理学研究、認知症予防、メンタルヘルスを対象とした医学的研究、こころや死生観までを対象とした哲学・心理学研究・倫理学研究などを融合して推進します。
 スマート・エイジング研究に関する共同研究を募集しますし、学術指導も積極的に行います。

加齢医学研究所 スマート・エイジング国際共同研究センター
川島 隆太 教授 医学博士
KAWASHIMA, Ryuta Professor

ALS

筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する肝細胞増殖因子(HGF)を用いた治療法の開発

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特徴・独自性
筋萎縮性側索硬化症(ALS)は成人発症の神経変性疾患で、脳から脊髄に至る運動ニューロンの系統的変性脱落によって全身の筋力低下・筋萎縮をきたし、やがて呼吸不全に至る過酷な疾患である。ALSに対する治療法開発のため、東北大学神経内科では世界に先駆けてラットによるALSモデル動物の開発に成功した(Nagai M, et al. J Neurosci 2001)。このALSラットに対してヒト型遺伝子組換えHGF蛋白の脊髄腔内持続投与を行ったところ、発症期からの投与開始でも運動ニューロンの脱落変性を抑制し、疾患進行を大幅に遅らせることに成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
大阪大学発のベンチャー企業であるクリングルファーマ社と共同でヒトに使用可能なGMP基準のヒト型リコンビナントHGF蛋白による非臨床試験が終了し、東北大学病院臨床研究推進センターの協力の下で2011年7月からフェーズI試験が開始されている。さらにフェーズII試験の準備を行っている。今後は大手製薬企業とも連携する予定である。

医学系研究科 神経内科学分野
青木 正志 教授 医学博士
AOKI, Masashi Professor

Alumina

結晶配向制御した硬質セラミックスの高速・低温コーティング技術

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特徴・独自性
超硬合金工具の機械的特性や耐熱衝撃性を向上させるため、基材表面をα-Al2O3などの硬質材料でコーティングする必要がある。その手法として、化学気相析出(CVD)法が広く用いられるが、プロセスの高速化、低温化が課題であり、高い機械的特性を得るためには結晶配向制御も求められる。本研究グループは、CVDプロセスを高出力レーザーで活性化させることで、<span class="italic">c軸に配向したα-Al2O3膜を、従来法よりも約400度低温化かつ10-100倍高速で合成した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
レーザーCVDは、ZrO2やSiCなどの主要なエンジニアリングセラミックス材料のコーティング法としての研究実績も豊富にある。工具や耐熱基材などの保護コーティングに、新たな価値を付与する成膜技術として応用可能である。

金属材料研究所
後藤 孝 教授 工学博士
GOTO, Takashi Professor

a

adipose tissue

代謝解析装置の開発

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 生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができるように構成した生体の代謝状態を解析する装置及録媒体に関する発明であり、任意の時点と異なる2時点間での脂肪組織における酸素消費量とエネルギー産生量を換算するソフトウエアを備える点に特徴を有する(特許第3848818)。
 前記健康管理に有益な指針情報として、身体インピーダンスの計測値に基づく任意の1時点における代謝状態を表す指標と、異なる2時点における代謝状態を表す指標(脂肪組織における酸素消費量とエネルギー産生量)を算出できる点に特徴を有する。本算出法は既存の体脂肪計に備えられている基礎代謝量の推定換算方法とは全く別の算出式を使用し、より高精度である。本装置の解析ソフトは、インピーダンス値や除脂肪量を算出する装置に追加して備えることも可能である。
 本発明(特許)を活用して事業化を企てる企業または出資者・開発支援者を求めている。

医工学研究科
野々垣 勝則 教授 医学博士
NONOGAKI, Katsunori Professor

ambiguous representation

人間の図地知覚特性を利用した多義的表現と社会的メッセージの創出

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情報の受け手にとって、魅力があり、意義深い印象をもつ表示デザインを創出するには、人間の感性特性、特に図と地に関する知覚心理学的知見を応用することが重要である。
図1は、人間の図地知覚において斜め線分がポップアウトする特性と、持続的注視による知覚的消失現象を利用したディスプレイである。中央付近をじっと見ていると、小さな「木」や、それらで構成される大きな「森」が見えなくなってしまい、斜め線分から構成される「人」で埋め尽くされてしまう。人が森林を破壊するという社会的メッセージも含んでいる。
図2は、透明視知覚現象を利用したデザインで、遮蔽された「人」→単安定的「人」→両安定的「人」に進化する様子を示し、それぞれ、男女関係、そして国際関係などにたとえた場合の社会的メッセージを含んでいる。
このような手法をWeb デザインやロゴなどに利用すれば、より心理的・感性的に洗練されたメッセージを効果的に発信することができる。

文学研究科
行場 次朗 教授 文学博士
GYOBA, Jiro Professor

animal breeding

育種学的手法及び飼料添加物による病気に強い動物の開発

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国内外の養豚生産現場で最も重要な病気は、複数の病原体の感染により豚が呼吸器病を示す豚呼吸器複合症(PRDC)である。宮城県畜産試験場との共同研究でマイコプラズマ性肺炎病変(MPS)低方向へ5世代選抜した結果、病変は減少し、相関反応として自然免疫能(貪食能:PA、顆粒球・リンパ球比率:GLR)、細胞性免疫能が高まり、液性免疫能であるSRBC特異的抗体産生能(AP)が抑制された。
海藻の飼料添加給与が液性免疫IgGやIgAを活性化させ、甘草の飼料添加給与が炎症性サイトカインを抑制するのでこれらの物質の利用により飼料への過度の抗菌剤添加を軽減させる。さらに、抗病性育種の選抜実験としてマウスの自然免疫、獲得免疫および両者を同時に選抜する3系統と無選抜対照系を20世代選抜し、これらの免疫特性、抗病性を比較検討中である。本研究で得られた技術を産業界で活用したい企業や団体からのお問い合わせをお待ちしています。

農学研究科
鈴木 啓一 教授 農学博士
SUZUKI, Keiichi Professor

anti-viral agent (抗ウイルス剤)

生物活性の探索をアウトソーシングしませんか - ウイルス・腫瘍・細菌を中心に -

 当研究室では様々な生物活性探索アッセイ方法を確立しています。その成果として日本たばこ産業と共同開発した抗HIV剤、elvitegravirが臨床応用されています。他にも、DNAのtranslocation阻害という新規の作用機序を有する逆転写酵素阻害剤(EFdA)や抗ガン剤(S-FMAU)を開発してきました。新たなターゲットに対するhigh through-put screening確立の受託も可能ですので個別にご相談ください。HIVに関しては耐性ウイルスのライブラリーも有しております。P3実験施設を必要とする共同開発や他の微生物を含めた学術指導にも応じます。具体的には、1)抗ウイルス剤・抗菌剤などの活性評価、2)抗腫瘍活性の測定、3)新たなスクリーニング法の確立などを行います。
 これまでの連携実績は右上のPDFを参照してください。

災害科学国際研究所
児玉 栄一 教授 医学博士
KODAMA, Eiichi Professor

antibacterial

歯科用抗菌性チタン合金の可能性

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従来の歯科材料開発は生体適合性や機械的性質に重きが置かれてきたが、抗菌性も重要と考えられる。特に歯科インプラントのように生体内外にまたがって用いられる場合に、術後の予後を大きく向上できると思われる。本研究では、チタンの機械加工性と機械的性質の向上を目的として開発したTi-Ag合金について、歯科用抗菌性チタン合金の可能性を探った。その結果、Ti-Ag合金は、①表面へのバイオフィルムの付着を抑制することで、抗菌性を示した。②擬似体液中で表面に自然にリン酸カルシウムを形成し、骨伝導能良好と考えられた。③純チタンと同等の耐食性を示した。以上のことから、Ti-Ag合金は、生体にやさしく細菌付着に抵抗する新材料として歯科のみならず医学全般に大きく貢献すると期待される。本研究に関して興味のある企業や団体と共同研究を希望する。

歯学研究科
高橋 正敏 助教 博士(歯学)
TAKAHASHI, Masatoshi Assistant Professor

antibiotic

育種学的手法及び飼料添加物による病気に強い動物の開発

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国内外の養豚生産現場で最も重要な病気は、複数の病原体の感染により豚が呼吸器病を示す豚呼吸器複合症(PRDC)である。宮城県畜産試験場との共同研究でマイコプラズマ性肺炎病変(MPS)低方向へ5世代選抜した結果、病変は減少し、相関反応として自然免疫能(貪食能:PA、顆粒球・リンパ球比率:GLR)、細胞性免疫能が高まり、液性免疫能であるSRBC特異的抗体産生能(AP)が抑制された。
海藻の飼料添加給与が液性免疫IgGやIgAを活性化させ、甘草の飼料添加給与が炎症性サイトカインを抑制するのでこれらの物質の利用により飼料への過度の抗菌剤添加を軽減させる。さらに、抗病性育種の選抜実験としてマウスの自然免疫、獲得免疫および両者を同時に選抜する3系統と無選抜対照系を20世代選抜し、これらの免疫特性、抗病性を比較検討中である。本研究で得られた技術を産業界で活用したい企業や団体からのお問い合わせをお待ちしています。

農学研究科
鈴木 啓一 教授 農学博士
SUZUKI, Keiichi Professor

antibiotics

微生物ゲノム情報を用いた抗菌剤創造薬システム

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農業・医療分野の動植物感染菌対策に必要な抗菌剤の開発においては、効率的創薬手法の確立が求められており、我々は微生物ゲノム科学を活用して連続的に新規抗菌剤を創出する新技術体系を確立した。新規創薬パイプラインでは、様々な基準抗真菌剤に対する糸状菌の網羅的な転写応答プロファイル解析から、創薬標的候補遺伝子の機能解析と候補化合物の系統的分別探索に有効な、1)細胞システム毎(エネルギー系、細胞膜生合成系、細胞壁系、細胞骨格系等、シグナル伝達系)のレポーターアッセイ系、2)化合物転写応答-表現型データベースによる統計解析を組み合わせた新剤評価系を構築して産業運用している。現在、化合物探索の共同開発が可能な状態にある。
1)Abe K. et al. Aspergillus: Caister Academic Press, pp. 199-227 (2010)
2)阿部 敬悦ら、抗カビ剤のスクリーニング方法, 特開2006-65281

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

病原因子を標的とした新規抗菌剤の開発を目指したスクリーニング系の開発

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ペニシリンの発見以来、各種抗菌剤が発見され重篤な細菌感染症は制御しうる病となった。しかし近年、多剤耐性能を有する各種病原細菌が出現し大きな社会問題となっている。これら細菌感染症の脅威に対抗するためには、新規抗菌剤の継続的な研究開発が必須であり社会的にも強く求められている。既存の抗菌剤の多くは細菌の生存に必須の代謝過程をターゲットとしており新規抗菌剤が登場しても耐性菌は必ず出現するためこの耐性菌問題を避けて通ることはできない。一方、病原細菌が宿主に感染する際に必要な病原因子は細菌の生存に必ずしも必要ではないため、その阻害剤に対する耐性菌の出現頻度は低いと考えられ新規抗菌剤のターゲットとして関心が集まっている。我々はこのような病原因子のなかで新規なタンパク質分泌系であるTat系と鉄代謝系に注目し、それらを標的とする新しいスクリーニング系を開発し、これらの病原因子に対する阻害剤の探索を試みている。この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する。

農学研究科
米山 裕 准教授 医学博士
YONEYAMA, Hiroshi Associate Professor

antibiotics(抗菌剤)

生物活性の探索をアウトソーシングしませんか - ウイルス・腫瘍・細菌を中心に -

 当研究室では様々な生物活性探索アッセイ方法を確立しています。その成果として日本たばこ産業と共同開発した抗HIV剤、elvitegravirが臨床応用されています。他にも、DNAのtranslocation阻害という新規の作用機序を有する逆転写酵素阻害剤(EFdA)や抗ガン剤(S-FMAU)を開発してきました。新たなターゲットに対するhigh through-put screening確立の受託も可能ですので個別にご相談ください。HIVに関しては耐性ウイルスのライブラリーも有しております。P3実験施設を必要とする共同開発や他の微生物を含めた学術指導にも応じます。具体的には、1)抗ウイルス剤・抗菌剤などの活性評価、2)抗腫瘍活性の測定、3)新たなスクリーニング法の確立などを行います。
 これまでの連携実績は右上のPDFを参照してください。

災害科学国際研究所
児玉 栄一 教授 医学博士
KODAMA, Eiichi Professor

antifungal

微生物ゲノム情報を用いた抗菌剤創造薬システム

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農業・医療分野の動植物感染菌対策に必要な抗菌剤の開発においては、効率的創薬手法の確立が求められており、我々は微生物ゲノム科学を活用して連続的に新規抗菌剤を創出する新技術体系を確立した。新規創薬パイプラインでは、様々な基準抗真菌剤に対する糸状菌の網羅的な転写応答プロファイル解析から、創薬標的候補遺伝子の機能解析と候補化合物の系統的分別探索に有効な、1)細胞システム毎(エネルギー系、細胞膜生合成系、細胞壁系、細胞骨格系等、シグナル伝達系)のレポーターアッセイ系、2)化合物転写応答-表現型データベースによる統計解析を組み合わせた新剤評価系を構築して産業運用している。現在、化合物探索の共同開発が可能な状態にある。
1)Abe K. et al. Aspergillus: Caister Academic Press, pp. 199-227 (2010)
2)阿部 敬悦ら、抗カビ剤のスクリーニング方法, 特開2006-65281

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

antisense

核酸医薬への展開を目指した架橋反応性人工核酸の開発

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核酸医薬は標的に対して相補的な塩基配列を持つ人工的に化学合成された核酸分子である。核酸医薬による遺伝子発現制御方法は、アンチセンス法、siRNA法、デコイ法などが知られており、21世紀の新しい創薬として注目を集めている。最近、蛋白を発現しないnon coding RNAが遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきており、核酸医薬の新たな標的として注目されている。我々は次世代の核酸医薬の開発を目指し、遺伝子に対して高い効率で反応する新規架橋反応性人工核酸を開発した。
遺伝子に対する選択的な化学反応は、核酸医薬を用いた遺伝子発現制御方法を効率化するのみならず、従来にはない、遺伝子改変技術として展開できる可能性を有することから、その有用性は非常に高いと考えられる。さらに本技術では共有結合した2本鎖DNAを容易に調整できることから、有用なDNA材料の創製も可能であり、この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する。

多元物質科学研究所
永次 史 教授 薬学博士
NAGATSUGI, Fumi Professor

apoplexy

新規脳梗塞急性期治療薬(TMS-007)の開発

現在、脳梗塞に対し唯一承認を受けている血栓溶解剤はalteplaseであるが、出血性梗塞の副作用などから、適応は厳密に制限され脳梗塞全体の5%程度にとどまっている。
TMS-007は新しいプラスミノーゲンモジュレーター活性を有する低分子化合物で、血栓溶解作用のみならず、脳保護作用を併せ持つ。サルを含む複数種の脳梗塞動物モデルにおいてalteplaseに勝る有効性が検証されている。我々は、TMS-007の開発を進めている㈱ティムスならびに東京農工大学と共同で開発を行い、早期に臨床試験段階まで育て上げ、製薬企業にライセンスを行うことを目的とする。

医学系研究科
冨永 悌二 教授 医学博士
TOMINAGA, Teiji Professor

B

BABHY

各種環境に対応した大深度地殻応力計測技術

CO2の地中貯留,深海底面下にあるメタンハイドレート層からのメタンガス生産、地熱エネルギー抽出などのフロンティア地殻工学、さらには、原子力発電所の耐震設計等への応用を目的として、対象地層に作用する地殻応力を孔井を使って定量的に評価するための方法を開発している。これによれば、地表面ないし海表面からキロメートル級の深度、高温環境さらには固結のみならず未固結岩体への適用が可能である。特にBABHYと名付けた方式については、800 mという実用深度での適用実験に成功した。また、この業績に対して、国内岩の力学連合会論文賞、米国岩石力学協会論文賞などを受賞した。これらの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する。

流体科学研究所・複雑系流動研究部門・大規模環境流動研究分野
伊藤 高敏 教授 工学博士
ITO, Takatoshi Professor

b

biofilm

歯科用抗菌性チタン合金の可能性

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従来の歯科材料開発は生体適合性や機械的性質に重きが置かれてきたが、抗菌性も重要と考えられる。特に歯科インプラントのように生体内外にまたがって用いられる場合に、術後の予後を大きく向上できると思われる。本研究では、チタンの機械加工性と機械的性質の向上を目的として開発したTi-Ag合金について、歯科用抗菌性チタン合金の可能性を探った。その結果、Ti-Ag合金は、①表面へのバイオフィルムの付着を抑制することで、抗菌性を示した。②擬似体液中で表面に自然にリン酸カルシウムを形成し、骨伝導能良好と考えられた。③純チタンと同等の耐食性を示した。以上のことから、Ti-Ag合金は、生体にやさしく細菌付着に抵抗する新材料として歯科のみならず医学全般に大きく貢献すると期待される。本研究に関して興味のある企業や団体と共同研究を希望する。

歯学研究科
高橋 正敏 助教 博士(歯学)
TAKAHASHI, Masatoshi Assistant Professor

biomaterial

歯科用抗菌性チタン合金の可能性

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従来の歯科材料開発は生体適合性や機械的性質に重きが置かれてきたが、抗菌性も重要と考えられる。特に歯科インプラントのように生体内外にまたがって用いられる場合に、術後の予後を大きく向上できると思われる。本研究では、チタンの機械加工性と機械的性質の向上を目的として開発したTi-Ag合金について、歯科用抗菌性チタン合金の可能性を探った。その結果、Ti-Ag合金は、①表面へのバイオフィルムの付着を抑制することで、抗菌性を示した。②擬似体液中で表面に自然にリン酸カルシウムを形成し、骨伝導能良好と考えられた。③純チタンと同等の耐食性を示した。以上のことから、Ti-Ag合金は、生体にやさしく細菌付着に抵抗する新材料として歯科のみならず医学全般に大きく貢献すると期待される。本研究に関して興味のある企業や団体と共同研究を希望する。

歯学研究科
高橋 正敏 助教 博士(歯学)
TAKAHASHI, Masatoshi Assistant Professor