東北大学 研究シーズ集

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臓器間ネットワーク

肥満治療にむけた臓器間神経ネットワークを制御する薬剤やデバイスの開発

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特徴・独自性

全身での体重調節の仕組みとして、神経ネットワークが重要な役割を果していることを発見した。脂肪組織からの神経シグナルは過食の抑制に働くこと、肝臓からの神経シグナルにより基礎代謝が調節されそれにより体重の増加や減少がもたらされることなどを解明した。そこで、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、過食の抑制や基礎代謝の増加を惹起し、食事・運動療法に頼らずとも減量できるようにする肥満症の治療につなげる薬剤やデバイスの開発を目指す。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

肥満は種々の代謝異常を惹き起こし(メタボリックシンドローム)、動脈硬化につながる。動脈硬化は我が国の主要な死因の一つで、社会的にも喫緊に解決すべきテーマである。その克服策の開発はマーケットも巨大でインパクトも大きい。

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

草原短角牛

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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特徴・独自性

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

高圧相平衡

超臨界流体の物性に立脚した抽出分離、洗浄、ポリマー加工

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特徴・独自性

超臨界流体に関する基礎的な物性として、高温高圧下での密度、粘度の測定と推算、高温での水素結合特性についての研究を行っている。また、それらを利用した応用技術として、天然物の分離、クリーニング洗浄、ポリマー可塑化を利用した塗膜生成、重質油改質、バイオマスのカスケード利用、それに藻類バイオマス利用技術についての研究を実施している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

洗浄技術:精密機械部品、光学部品など。
天然物分離:食品、サプリメント、香料。
ポリマー可塑化:機能性樹脂、電子部品材料など。

工学研究科 附属超臨界溶媒工学研究センター
猪股 宏 教授 工学博士
INOMATA, Hiroshi Professor

相変化メモリ

低消費電力と長期信頼性に優れる相変化メモリ材料の開発

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特徴・独自性

相変化材料を用いた不揮発性相変化メモリ(PCRAM) が注目されている。現在、Ge-Sb-Te 系材料がPCRAMに使われているが、融点が高いためデータ書込み消費電力が高く、結晶化温度が低いため耐熱性に劣るという問題がある。我々は、融点が低く、かつ耐熱性に優れるGe-Cu-Te 系等の新規相変化材料の開発を行っており( 図1、2 )、材料の相変化機構や消費電力、データ書換え速度等の性能を検証している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

新規相変化材料は不揮発性メモリへの適用が想定されますが、この技術を活用したい、また興味がある企業や団体との共同研究を希望しております。

工学研究科 知能デバイス材料学専攻
須藤 祐司 准教授 工学博士
SUTOU, Yuji Associate Professor

創薬

新規生物活性評価系を利用した自然免疫制御物質の探索と創薬研究

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特徴・独自性

自然免疫は、感染初期に常在性の分子によって広範囲の異物を認識する生体防御機構である。自然免疫の異常な機能低下や活性化はそれぞれ日和見感染症や敗血症といった重大な疾病を引き起こし、これらに対する有効な治療薬の開発は急務とされている。私どもは昆虫を用いた自然免疫の活性化を検出するための独自の評価系を開発した。本評価系を用いることで、化合物ライブラリや天然化合物からの自然免疫制御物質の探索が可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

様々な疾患の治療薬となりうる自然免疫制御物質の探索と開発に関する本研究成果を、製薬関連企業等と連携することで新規医薬品開発等へとつなげていきたい。

薬学研究科
菊地 晴久 准教授 薬学博士
KIKUCHI, Haruhisa Associate Professor

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

オートファジーを用いる創薬技術AUTAC

特徴・独自性

低分子医薬が抱える最も大きな問題は、その適用範囲の狭さにある。現在、タンパク質の8割がアンドラッガブルである。この現状を打破する手法(モダリティー)として、デグレーダーが注目されている。
デグレーダーは疾患原因物質を分解除去する機能を持ち、従来の低分子医薬の概念を革新する分子である。私たちのAUTAC は選択的オートファジーを活用した世界初のデグレーダーである。細胞内の有害タンパク質や機能不全ミトコンドリアの分解を促進することができる。他のデグレーダー(例えばPROTAC) では、ミトコンドリア分解は適用範囲外であり、AUTAC はオートファジー誘導剤ならではの優れた特徴を持っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

創薬型の製薬企業との連携やライセンスアウトが期待される。

生命科学研究科
有本 博一 教授 博士(理学)
ARIMOTO, Hirokazu Professor

創薬支援

バイオ材料とナノテクノロジーに基づくセンサ・電子デバイスの開発

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特徴・独自性

エレクトロニクス分野で培われてきた技術を応用して、健康で安全な社会を発展させ、私たちの生活の質を高めるようなデバイスの開発研究を進めています。例えば、半導体のセンサインターフェイスとしての特性を、薬物検出やスクリーニングアッセイなどの生化学・医療用途に利用する研究や、生きた細胞を使って神経回路を作り上げ、脳の機能解析を支援する新規技術の開発を進めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

シリコンチップ上に形成した人工細胞膜にイオンチャネルタンパク質を埋め込むと、極限まで規定された環境下でその機能や薬理応答を調べることができます。この技術は、新薬候補化合物の高感度な迅速検出法につながります。

材料科学高等研究所/電気通信研究所
平野 愛弓 教授 博士(理学)
HIRANO-IWATA, Ayumi Professor

増養殖種苗生産

魚類の稚魚発生機構の解明

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特徴・独自性

水産増養殖では、健康な稚魚(種苗)を安定的に生産することが不可欠です。増養殖の技術開発に貢献することを目的として、胚から稚魚への発生を制御している分子調節機構、飼料成分や飼育環境が発生におよぼす影響を解析している。ヒラメ脊椎骨のトランスクリプトーム解析も行った。最近は、海産魚類では視交叉上核に中枢時計が存在することを魚類で始め発見し、日照条件と生体リズム形成の関係についても研究を進めており、医薬学への応用も可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

親魚、稚魚用飼料の開発、魚類をモデルにした概日リズムに及ぼす薬剤の影響の解明。

農学研究科
鈴木 徹 教授 農学博士
SUZUKI, Tohru Professor

素形材製造技術

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Additivemanufacturing 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

素材工学

高度リサイクルと環境保全技術の開発

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特徴・独自性

鉄鋼、銅、亜鉛など基幹金属の製精錬には、多量の資源が使用されており、これらのプロセス改善はエネルギーや環境問題の解決に直結する重要課題である。一方、新興国の生産量急増は、優良資源の枯渇化をもたらしている。本研究室では、劣質資源の特徴を積極的に利用し、金属生産プロセスの高効率化、低環境負荷化を行うため、原料予備処理から製錬、リサイクルまでの一貫したプロセスに関する基礎研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

鉄鋼および非鉄金属製錬に関連する業界、バイオマスや廃棄物エネルギーの有効利用プロセス開発への展開など。

環境科学研究科
葛西 栄輝 教授 工学博士
KASAI, Eiki Professor

素材リサイクル

高度リサイクルと環境保全技術の開発

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特徴・独自性

鉄鋼、銅、亜鉛など基幹金属の製精錬には、多量の資源が使用されており、これらのプロセス改善はエネルギーや環境問題の解決に直結する重要課題である。一方、新興国の生産量急増は、優良資源の枯渇化をもたらしている。本研究室では、劣質資源の特徴を積極的に利用し、金属生産プロセスの高効率化、低環境負荷化を行うため、原料予備処理から製錬、リサイクルまでの一貫したプロセスに関する基礎研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

鉄鋼および非鉄金属製錬に関連する業界、バイオマスや廃棄物エネルギーの有効利用プロセス開発への展開など。

環境科学研究科
葛西 栄輝 教授 工学博士
KASAI, Eiki Professor

組織

非営利組織(NPO)とソーシャル・キャピタル

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特徴・独自性

地域や社会課題の解決や新たな社会的価値の創造を目指して活動しているNPO。NPO には、政府や市場の失敗を補完する役割だけではなく、市民性の創造や、信頼や規範、ネットワークといったソーシャル・キャピタル(社会関係資本)を地域に創出する役割もある。目に見えないソフトな資本であるソーシャル・キャピタルは、持続可能な組織経営にとっても重要性を増してきている。
本研究では、地域や組織におけるソーシャル・キャピタルを測定し、その実態を把握し、NPO との協働や人材育成という視点もふまえて、どのようにソーシャル・キャピタルを創出し活用するかについて、関心のある企業や団体と共同研究を行うことを希望する。

経済学研究科
西出 優子 教授 国際公共政策博士
NISHIDE, Yuko Professor

組織制御

構造用金属材料の組織と特性の制御

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特徴・独自性

金属材料の性質は、材料を構成する微細組織によって大きく変化します。我々は、従来型のバルク材の結晶構造・組成・粒径等の制御のみならず、結晶界面の構造やサブナノ領域の局所的組成など原子レベルでの先進的組織制御により、強度と延靱性に優れた構造用金属材料の設計・開発を、鉄鋼を中心に行っています。特に、結晶界面(粒界や異相界面)を制御する新しい観点から、相変態・再結晶を用いた結晶粒微細化の指導原理を構築するべく基礎的研究、豊富な資源としての軽元素の機能の基礎的理解と有効活用による鉄鋼およびチタン合金の更なる高機能化の研究を行っています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

熱処理や塑性加工を用いた鉄鋼や非鉄金属の高機能化、鉄鋼の表面硬化処理、金属組織に関する各種解析などを専門としており、この経験を生かして少しでも産業界の役に立てればと願っています。

金属材料研究所
古原 忠 教授 Ph.D.
FURUHARA, Tadashi Professor

組織マネジメント

日本企業の組織と人材のマネジメントに関する実証研究

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特徴・独自性

日本企業の大卒ホワイトカラーを中心とするナレッジワーカーが、何をどのように学習しながら一人前に成長するのか、というキャリア発達と学習のメカニズムを研究している。大卒および大学院卒で30 歳代前半の管理職への昇進直前の中堅ビジネスパーソンを対象にしたインタビュー調査を実施し、主に節目となる成長の機会や学習内容を中心にライフワークヒストリーのインタビューに基づく定性的な実証研究が特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

職能教育プログラムを共同開発し、その実効性を検証するためのアクション・リサーチにも取り組んでおり、若手社員のキャリア発達プロセスに関する調査や教育プログラム開発を希望する企業との共同研究を希望する。著

経済学研究科
藤本 雅彦 教授 博士(経済学)
FUJIMOTO, Masahiko Professor

塑性加工

圧縮せん断プロセスによる高性能・高機能材料の創成

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特徴・独自性

圧縮せん断プロセスとは常温〜300℃の温度範囲で粉末原料の固化成形が可能となる新しい技術です。この手法ではリサイクルを困難にするバインダーや添加剤を必要とせずに、融点以下の温度範囲で材料の固化成形が可能であり、従来の粉末冶金では固化が難しかった材料系への適用や新材料開発の可能性を開く画期的な技術です。将来的には材料接合や材料コーティングへの応用を目指しており、基礎と応用の両面での研究を推進しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

機械部品や電子デバイス分野における材料加工や新材料開発に関する共同研究を通して、材料プロセスの高効率省エネルギー化ならびに省資源化に貢献したいと考えております。

流体科学研究所
三木 寛之 准教授 理学博士
MIKI, Hiroyuki Associate Professor

組成組織制御金属素材

金属素材の精錬・凝固による組成組織制御

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特徴・独自性

ベースメタルプロセッシング技術を支える金属素材の組成・組織制御を研究対象として、高温化学反応の速度論的研究、プロセスシミュレーションモデルの開発等の研究を実施している。主な研究内容は、反応界面積の極大化等による高効率精錬プロセス開発、鉄鋼スラグを利用した津波被災水田の復興や有価金属の回収、非金属介在物制御による高清浄鋼製造等である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

鉄鋼製錬プロセスに関する産学連携を進めているが、非鉄製錬プロセスや高温反応を利用したリサイクル等へも適用が可能である。

多元物質科学研究所
北村 信也 教授 工学博士
KITAMURA, Shinya Professor

ソトス症候群

ソトス症候群の簡易スクリーニング法の開発

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ソトス症候群はNSD1遺伝子の欠失または点変異によるハプロ不全により発症する小児期の顕著な過成長、特異的頭顔面、精神発達障害など多様な症状を呈する常染色体優性遺伝性疾患であるが、NSD1点変異の特定は困難で診断に至らないケースも少なくない。当研究グループはNSD1のハプロ不全で顕著な発現調節を受ける遺伝子群の特定に成功し、これらの遺伝子群の定量による本症のスクリーニング法の開発に取り組んでいる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

ソトス症候群のスクリーニングのための臨床検査法の開発を企業と共に取組み、過成長と精神発達障害を来す児の鑑別のための臨床応用を行うことを希望する。

災害科学国際研究所 災害精神医学分野
富田 博秋 教授 医学博士
TOMITA, Hiroaki Professor

ソフトウエア

実践的かつ経営的処方を支援する薬品決定支援システムおよびプログラムの開発

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特徴・独自性

糖尿病における実地医療現場で実践的かつ経営的処方術を実施するための薬剤決定支援システムおよび薬剤決定支援プログラムを発明した(特許第4176438号)。
我が国の保健医療現場における医師の処方は1 剤205 円以内の6 剤投薬と規定されている。この制限を越えた投薬を施行した場合には薬価請求額の10% が減額されるしくみになっている。但し、服用法が同じで、かつ205 円以内に収まる複数の薬剤は1 剤とみなされ、6剤を越えた処方がなされても6 剤以下の処方と扱われる。
一方、我が国の高齢化社会では加齢に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病合併症を含めその治療薬を1 人の内科医が処方すると容易に6 剤投薬を超えてしまう。そこで医療経営的にジェネリック(後発品)の使用が不可欠となる。しかし、医師が先発品と後発品の医薬情報を薬価まで熟知し瞬時に処方を行うことは極めて難しい。本発明は主に糖尿病診療における内科医の処方技術を実践的かつ経営的に改善するものである。
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。
ソフトウエアのサンプルあり。

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

損傷評価