東北大学 研究シーズ集

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H

HGF

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

HIF-a

酸素センサー・プロリル水酸化酵素(PHD)を標的とした虚血障害治療薬の開発

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特徴・独自性
全ての生物は酸素を利用してエネルギーを作り出し、生命活動を維持しています。ひとたび酸素濃度が低下すると、その活動が著しく妨げられ、場合によっては死に至ります。局所の低酸素状態が関連する病気の代表例としては、虚血性心疾患、脳卒中、腎臓病などが挙げられます。私たちは、プロリル水酸化酵素(PHD)が低酸素状態を感知するセンサーとして機能していることに着目し、これを制御することで虚血障害を治療する医薬の開発を推進しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
現在、いくつかのPHDを阻害する化合物を得ており、国内外の製薬メーカー等と連携して、非臨床試験から臨床開発へと進め、実用化を目指しています。

医学系研究科 附属創生応用医学研究センター 分子病態治療学分野
宮田 敏男 教授 医学博士
MIYATA, Toshio Professor

High-Temperature Superconducting Cable

高温超伝導テープおよびケーブルの着脱可能な接合法の研究

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当研究室では高温超伝導テープおよび導体の着脱可能な接合法の研究を行っている。接合方法としては機械的バットジョイント、および機械的ラップジョイント(図1)を採用している。これら機械的接合法では、接合部に与える圧縮力を解除することで、着脱が可能となる。高温超伝導体は比較的高温(液体窒素温度域)で使用することで、比熱を大きくでき、ある程度の抵抗発熱を許容できる。局所的な高熱流束によるクエンチ防止には、金属多孔質体を用いた極低温冷媒の熱伝達促進技術(図2)を用いる。
本研究はこれまで想定されてこなかった高性能で短尺の高温超伝導線を利用した組立・分解・補修が可能な各種超伝導機器の開発可能性を新たに示すものであると考えている。すなわち、アプリケーション開発側から材料開発へのアプローチを可能とし、高温超伝導体産業の活性化を促せる研究であり、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。

工学研究科 量子エネルギー工学専攻
橋爪 秀利 教授 工学博士
HASHIZUME, Hidetoshi Professor

High-Temperature Superconductor

高温超伝導テープおよびケーブルの着脱可能な接合法の研究

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当研究室では高温超伝導テープおよび導体の着脱可能な接合法の研究を行っている。接合方法としては機械的バットジョイント、および機械的ラップジョイント(図1)を採用している。これら機械的接合法では、接合部に与える圧縮力を解除することで、着脱が可能となる。高温超伝導体は比較的高温(液体窒素温度域)で使用することで、比熱を大きくでき、ある程度の抵抗発熱を許容できる。局所的な高熱流束によるクエンチ防止には、金属多孔質体を用いた極低温冷媒の熱伝達促進技術(図2)を用いる。
本研究はこれまで想定されてこなかった高性能で短尺の高温超伝導線を利用した組立・分解・補修が可能な各種超伝導機器の開発可能性を新たに示すものであると考えている。すなわち、アプリケーション開発側から材料開発へのアプローチを可能とし、高温超伝導体産業の活性化を促せる研究であり、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。

工学研究科 量子エネルギー工学専攻
橋爪 秀利 教授 工学博士
HASHIZUME, Hidetoshi Professor

HIV

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

Human Perception

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

i

insulin

糖尿病治療にむけた臓器間神経ネットワーク調節デバイスの開発

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糖尿病患者は種々の合併症を惹き起こし、失明や血液透析などの主要な原因となっているなど、社会的に大きな問題となっている。1型のみならず2型の糖尿病でも膵β細胞の数が減少していることが示され、膵β細胞を体内で再生させることができれば、有望な糖尿病治療となる。再生治療といえば、iPSなどの未分化細胞を試験管内で増殖・分化させ移植する研究が行われることが多いが、克服すべき問題も多い。
我々は、膵β細胞を増加させる肝臓からの神経ネットワークを発見し、膵β細胞を選択的に増殖させることに成功(図)し、モデル動物での糖尿病治療に成功した(Science 2008)。これらの神経ネットワークを人為的に制御することにより、患者体内で、あるべき場所において患者自身の細胞を増やして糖尿病の治療につなげるデバイスの開発を目指す。

医学系研究科 代謝疾患医学コアセンター
片桐 秀樹 教授 医学博士
KATAGIRI, Hideki Professor

inter-organ communication

糖尿病治療にむけた臓器間神経ネットワーク調節デバイスの開発

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糖尿病患者は種々の合併症を惹き起こし、失明や血液透析などの主要な原因となっているなど、社会的に大きな問題となっている。1型のみならず2型の糖尿病でも膵β細胞の数が減少していることが示され、膵β細胞を体内で再生させることができれば、有望な糖尿病治療となる。再生治療といえば、iPSなどの未分化細胞を試験管内で増殖・分化させ移植する研究が行われることが多いが、克服すべき問題も多い。
我々は、膵β細胞を増加させる肝臓からの神経ネットワークを発見し、膵β細胞を選択的に増殖させることに成功(図)し、モデル動物での糖尿病治療に成功した(Science 2008)。これらの神経ネットワークを人為的に制御することにより、患者体内で、あるべき場所において患者自身の細胞を増やして糖尿病の治療につなげるデバイスの開発を目指す。

医学系研究科 代謝疾患医学コアセンター
片桐 秀樹 教授 医学博士
KATAGIRI, Hideki Professor

intermetallic compound

析出強化型Co基超耐熱合金

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これまで、Co基合金は高温材料として利用できる金属間化合物γ’相が存在しないため、高温強度がNi基合金に比べて低い問題がありました。我々は、新しい金属間化合物相Co3(Al,W) γ’相を発見し、γ/γ’型Co-Al-W基鋳造及び鍛造合金で優れた高温強度が得られています。1100℃以上の超高温用としてはIr-Al-W合金があります。また、Co基合金は耐摩耗性に優れる特徴を有しています。例えば、摩擦攪拌接合(FSW)ツールとして優れた特性を示し、従来、FSWが困難であった鉄鋼材料やチタン合金などの接合に対しても高いパフォーマンスを確認しています。各種、高温部材、耐摩耗部材、FSWへの適用に向けた共同研究を希望します。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
大森 俊洋 准教授 工学博士
OMORI, Toshihiro Associate Professor

I

Interface

コーティング及び界面修飾に関する分子動力学アプローチ

固・液の親和性や濡れ、熱抵抗、分子吸着等のメカニズムを解明し、コーティングや表面修飾などの技術によりこれを制御するための基礎研究を、分子動力学シミュレーションを主な手法として進めている。熱・物質輸送や界面エネルギー等の理論をバックグラウンドとして、フォトレジストのスピンコーティングからSAM(自己組織化単分子膜)や各種官能基による親水性・疎水性処理まで様々なスケールの膜流動・界面現象を対象としている。また、主に液体を対象として、その熱流体物性値を決定する分子スケールメカニズムや、所望の熱流体物性値を実現するための分子構造に関する研究を行っている。これらの研究に関して興味のある企業との共同研究や学術指導を行う用意がある。

流体科学研究所
小原 拓 教授 工学博士
OHARA, Taku Professor

Interventional Radiology

磁性研磨を使ったステントの開発

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工学研究科マテリアル開発系、未来医工学治療開発センター
山内 清 研究支援者 工学博士
YAMAUCHI, Kiyoshi Research Professional

Ion beam control

加速器技術の開発と応用

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 加速器研究部では、物理、工学から薬学、医学と非常に広い分野で利用されているイオン加速器、サイクロトロンの開発、改良を研究しています。加速器の基礎技術として、1)イオン源開発(特に重イオン源開発)、2)ビーム光学の設計、3)加速器設計の基礎となる3次元電磁場計算、4)多種の電源と計算機制御技術の開発、5)大電力高周波共振器の開発、6)真空装置の改良、7)イオンビーム測定、モニターシステムの設計、など多岐にわたる開発を行っています。
 物理、工学、薬学、医学で利用されている加速器、イオンビーム応用に関しては、すべての領域での技術開発に対応できる経験と実績を持っています。
 本加速器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と同時に、本研究に関して興味ある企業への学術、技術指導を行う用意があります。

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター 加速器研究部
篠塚 勉 准教授 工学博士
SHINOZUKA, Tsutomu Associate Professor

Ion Source

加速器技術の開発と応用

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 加速器研究部では、物理、工学から薬学、医学と非常に広い分野で利用されているイオン加速器、サイクロトロンの開発、改良を研究しています。加速器の基礎技術として、1)イオン源開発(特に重イオン源開発)、2)ビーム光学の設計、3)加速器設計の基礎となる3次元電磁場計算、4)多種の電源と計算機制御技術の開発、5)大電力高周波共振器の開発、6)真空装置の改良、7)イオンビーム測定、モニターシステムの設計、など多岐にわたる開発を行っています。
 物理、工学、薬学、医学で利用されている加速器、イオンビーム応用に関しては、すべての領域での技術開発に対応できる経験と実績を持っています。
 本加速器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と同時に、本研究に関して興味ある企業への学術、技術指導を行う用意があります。

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター 加速器研究部
篠塚 勉 准教授 工学博士
SHINOZUKA, Tsutomu Associate Professor

Ir alloy

析出強化型Co基超耐熱合金

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これまで、Co基合金は高温材料として利用できる金属間化合物γ’相が存在しないため、高温強度がNi基合金に比べて低い問題がありました。我々は、新しい金属間化合物相Co3(Al,W) γ’相を発見し、γ/γ’型Co-Al-W基鋳造及び鍛造合金で優れた高温強度が得られています。1100℃以上の超高温用としてはIr-Al-W合金があります。また、Co基合金は耐摩耗性に優れる特徴を有しています。例えば、摩擦攪拌接合(FSW)ツールとして優れた特性を示し、従来、FSWが困難であった鉄鋼材料やチタン合金などの接合に対しても高いパフォーマンスを確認しています。各種、高温部材、耐摩耗部材、FSWへの適用に向けた共同研究を希望します。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
大森 俊洋 准教授 工学博士
OMORI, Toshihiro Associate Professor

ITS

J

Japanese natural history

江戸博物学の成果から動植物分布・環境の変遷を探る

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 動植物の命名記載の学としての博物学が隆盛を極めた18世紀から19世紀初頭に、欧米以外では唯一、日本が独自の博物学を発達させ、広く動植物の情報を収集整理していた。その成果を現代に役立てる研究である。即ち、江戸博物学の膨大な文献と明治期以降の資料を合わせて、ファウナとフローラの変遷を読み解くに足る資料を抽出し、現在の分類学の見地から再整理し、我が国と周辺地域におけるその変遷を極力具体的に明らかにしようとしている。
 例えば鳥では、旧ロシア帝国のシベリア開発と日本による千島開発の試みが行われた時期に、我が国のガン類の渡来状況が一変していることが通時的に把握できる。環境の人為的改変や気候の変動が生じる前後の自然環境の変化を歴史的に極力客観的に記述することは、保全すべき、あるいは再構築すべき環境の姿を描き出す一助となる。本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

国際文化研究科
鈴木 道男 教授 博士(国際文化)
SUZUKI, Michio Professor

L

L1<sub>0</sub> -FeNi磁石

ナノ組織制御による超省エネ・省資源型軟磁性材料及び完全レア・アースフリー磁石の開発

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特徴・独自性
従来の結晶性合金では得られない有用な物性を発現する非平衡金属のうち、優れた軟磁気特性を有する鉄族系の金属ガラス、ナノ結晶やアモルファス合金および磁石材料を研究対象とし、それらの高機能化と高付加価値化に取り組んでいる。最近では、ケイ素鋼に匹敵する高飽和磁束密度(1.8テスラ以上)と、ケイ素鋼の1/3程の著しく低い鉄損特性を兼備する新ナノ結晶軟磁性材料の開発およびレア・アースフリーL10-FeNi磁石の創成に成功している。

産学連携の可能性
(想定される用途・業界)
レアメタルを含まない安価な鉄合金で、かつ、大気中での製造が可能であるため、工業材料としてのポテンシャルが高い。材料、応用メーカーとの共同研究を通して省エネ、省資源化、低炭素化に貢献したい。

未来科学技術共同研究センター
牧野 彰宏 教授
MAKINO, Akihiro Professor

LED

青色光を用いた殺虫技術の開発

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特徴・独自性
可視光には複雑な動物に対する致死効果はないとこれまで考えられていたが、その常識を覆し、青色光に殺虫効果があることを明らかにした。LEDなどの照明装置を用いて、青色光を害虫の発生場所に照射するだけの殺虫方法であるため、クリーンで安全性の高い全く新しいケミカルフリーな害虫防除技術になることが期待される。可視光に殺虫効果があることを発見したのは世界初であり、他に類似のものが全くない独自の技術である。

産学連携の可能性
農業、食品産業、畜産業、公衆衛生、一般家庭など様々な分野における害虫防除への利用を想定している。上記用途と関連する業界あるいは照明メーカーとの連携が考えられる。

農学研究科
堀 雅敏 准教授 博士(農学)
HORI, Masatoshi Associate Professor

Liquid Crystal Display

次世代高臨場・低電力ディスプレイシステムの研究開発

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近年、高精細映像通信サービスやユビキタスネットワークの普及による情報の多様化に伴い、情報ネットワークと人との間を繋ぐヒューマンインターフェースとしてディスプレイは大容量化や高色再現といった表示の高品位化だけではなく、省電力化や高臨場感等の高機能化の実現が期待されている。当研究室では、液晶を用いた光の偏光および拡散の精密な解析・制御技術、ならびにそれに基づいた高性能ディスプレイシステムについて研究を行っており、これにより電子ブックやデジタルサイネージ等をはじめとした新しいメディアの創出、省エネルギー社会の実現に貢献することを目的としています。特に偏光の精密な解析と制御を可能とする偏光制御理論を確立すると共に、その応用として液晶分子の表面配向状態の解析および制御技術、液晶の広視野角・高速化技術、フィールドシーケンシャルカラー(色順次表示)方式を用いた超高精細ディスプレイ技術、超低消費電力反射型フルカラーディスプレイ、超大型・高品位ディスプレイなどについて研究を進めています。
また、インタラクティブ(双方向対話型)なコミュニケーション技術に基づいた情報社会の構築を想定した次世代高臨場感ディスプレイ技術についても研究を行っています。具体的には精密な光線方向制御に基づいた実空間裸眼立体ディスプレイおよび多視点ディスプレイに関する研究などがあります。以上のような技術をさらに進展させ、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
石鍋 隆宏 准教授 工学博士
ISHINABE, Takahiro Associate Professor

l

licorice

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