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神経前駆細胞

ヒト間葉系細胞からの神経細胞誘導と神経変性疾患への応用

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特徴・独自性
  • 骨髄間葉系細胞はすでに臨床応用されており、腫瘍形成能が無い。我々はNotch 遺伝子導入と浮遊培養を組み合わせることで神経前駆細胞を作り出すシステムを開発し、脳梗塞での有効性を示した。さらにGDNFによりドーパミン神経となり、ラットでパーキンソン病の機能改善が確認された(J. Clin. Invest, 2004)。さらにパーキンソン病サルの脳内へ自己細胞移植することで運動障害や脳内ドーパミン機能を長期間にわたり改善し、腫瘍形成や副作用が現れないことを分子イメージング技術で明らかにした。霊長類動物における世界で初めての成果でJ. Clin. Invest( 2013)に掲載され、Nature Review Neurosci、LosAngeles Times など主要な雑誌やメディアで取り上げられた。
実用化イメージ

神経前駆細胞、ドーパミン神経、共に脳梗塞やパーキンソン病の治療開発に有効である。さらに神経系に作用する薬剤開発に置けるスクリーニングにも応用できる。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座(細胞組織学分野)

出沢 真理  

Mari Dezawa

神経発火

実験動物における脳波、心電図、自律神経信号などの生理学的計測

概要

実験動物を用いた基礎生理学の研究において、脳波、心電図、自律神経信号などを同時に計測することで、全身の動的連関を理解することに貢献する。これらの信号は、ヒトでも共通するものが多いため、有用な生理マーカーとしての指標の1つになると期待される。

従来技術との比較

これまでの生理計測では、脳のみ、心臓のみ、など単一の臓器を扱ったものであったが、本技術では、すべての信号を同時に計測できる点が強みである。

特徴・独自性
  • 中枢末梢連関を介した生体応答が、いつ、どこで、どのように生じるか、より直接的に解析し、定量的に評価できる
  • 他の分子生物学や生化学実験との融合が自由に行える
  • 3Dプリンターなど工学的な利点も活かして、標的領域を自由に選択できる
実用化イメージ

生理信号は、動物とヒトでも共通するものが多いため、臨床診断やこころの読み取りなどを目指した指標の選定、デバイス開発への貢献が期待される。

研究者

大学院薬学研究科 生命薬科学専攻 生命解析学講座(薬理学分野)

佐々木 拓哉  

Takuya Sasaki

神経プローブ

LSI技術を用いた医療・ヘルスケア用マイクロナノ集積システム

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特徴・独自性
  • 半導体工学と神経工学を基盤として、生体の構造と機能の理解に基づいた医療・ヘルスケア用の新しいマイクロ・ナノ集積システムの研究開発を行っています。脳をはじめとする生体の電気的・化学的状態を多元的・立体的に計測解析するための神経プローブや生体信号処理LSI、生体と同じ積層構造を有することにより高いQOLを実現する完全埋込型人工網膜などの研究開発を推進しています。また、シリコン貫通配線(TSV)を用いたCtC/CtW/WtW 三次元集積化技術の研究開発も行っています。
実用化イメージ

これまでに国内外の企業・研究機関と三次元集積化技術や生体信号処理LSI に関する共同研究を積極的に行っています。
㈰医療現場での生体情報モニタリング機器やパーソナルヘルスケア機器に使用される集積回路や医用集積モジュールの開発
㈪シリコン貫通配線を用いた三次元集積回路の開発(3D-LSI/TSV)

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 生体機械システム医工学講座(医用ナノシステム学分野)

田中 徹  

Tetsu Tanaka

神経変性

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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 神経・感覚器病態学講座(神経内科学分野)

青木 正志  

Masashi Aoki

心血管イベント

心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断することができる非侵襲診断装置

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特徴・独自性
  • これまでに血管系の自律神経反射機能を診断する方法論は存在しなかった。我々は、心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断する方法論を新しく発明した。メタボ対策などのヘルスケア産業に進展が期待される。
実用化イメージ

予防医学の機器開発、医薬品、サプリメントの効果判定、健康維持機器開発。

研究者

加齢医学研究所 非臨床試験推進センター 心臓病電子医学分野

山家 智之  

Tomoyuki Yambe

人権

多文化共生と人権教育

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特徴・独自性
  • 本研究は、留学生と国内学生が集まる国際共修授業において、人権を柱にクラスを運営し、普遍的な概念である人権を取り上げて教育実践し、調査研究を行う点に独自性がある。具体的には、普遍的ではあるが地域性、個別具体的な側面のある人権について、多様なバックグラウンドを持つ学生が共に学ぶとき、人権が切り口となり、参加者の多様性が生かされて、参加者間に関係性が構築され、学びの深まりにつながるかを探求している。
実用化イメージ

「多文化共生・人権」に関わる活動を行っている団体との連携が可能であると考え、連携したいと思っている。本研究の成果は、教室内にとどまらず、地域、国、世界で生かされる知識、技能、態度の育成を目指している。

研究者

高度教養教育・学生支援機構 高等教育開発部門 国際化教育開発室

髙松 美能  

Mino Takamatsu

人権教育

多文化共生と人権教育

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特徴・独自性
  • 本研究は、留学生と国内学生が集まる国際共修授業において、人権を柱にクラスを運営し、普遍的な概念である人権を取り上げて教育実践し、調査研究を行う点に独自性がある。具体的には、普遍的ではあるが地域性、個別具体的な側面のある人権について、多様なバックグラウンドを持つ学生が共に学ぶとき、人権が切り口となり、参加者の多様性が生かされて、参加者間に関係性が構築され、学びの深まりにつながるかを探求している。
実用化イメージ

「多文化共生・人権」に関わる活動を行っている団体との連携が可能であると考え、連携したいと思っている。本研究の成果は、教室内にとどまらず、地域、国、世界で生かされる知識、技能、態度の育成を目指している。

研究者

高度教養教育・学生支援機構 高等教育開発部門 国際化教育開発室

髙松 美能  

Mino Takamatsu

人工核酸

癌細胞選択的核酸医薬の創製

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特徴・独自性
  • 抗体医薬に次ぐ分子標的医薬として注目されている核酸医薬であるが、効果的な薬効発現と表裏一体的課題であるオフターゲット効果と呼ばれる副作用の低減がその実用化に向けた重要な解決すべき問題点として指摘されている。我々は従来の方法論とは全く異なる、標的がん細胞内でのみ薬効を発現し、正常細胞内では副作用を発現しない“がん細胞選択的核酸医薬”という新しい研究戦略を提案し、その実現に向け研究を推進している。具体的には増幅期のがん細胞に特徴的な低血流に基づく細胞内低酸素状態、ハイポキシアに注目し、ハイポキシアにより誘起される細胞内pH低下をトリガーとした選択的薬効発現を実現する人工核酸創製に取り組み、核酸塩基の配向変化に基づく標的RNA認識のOn-Off スイッチングを実現した。現在東京医科歯科大学横田隆徳グループとの共同研究により、動物レベルの実証実験に取り組み、良好な初期的データを得ている。標的細胞選択的薬効発現という研究戦略は世界的にも類がなく、高い独自性を有しており、世界的に高く評価されている。
実用化イメージ

上記、がん細胞選択的核酸医薬創製の研究戦略は、幅広いハイポキシア状態疾患への適用が可能で、現在脳梗塞・心筋梗塞への展開も検討しており、次世代分子標的薬剤としての高い可能性を有していると評価されており、産学連携により早期実証実験に繋げていきたい。

研究者

多元物質科学研究所 有機・生命科学研究部門 生命機能制御物質化学研究分野

和田 健彦  

Takehiko Wada

新合金開発

次世代ステント用Co-Cr合金の高機能化

概要

次世代バルーン拡張型ステントへの適用を念頭に、規格Co-Cr合金高強度化・高延性化のための加工熱処理プロセス高度化に加えて、更なる機械的特性の向上およびX線視認性の向上を指向とした新規Co-Cr合金開発を行っている。

従来技術との比較

次世代ステントには更なる小径化が要求されているため、高強度・高延性に加えて、低降伏応力や高X線視認性という多様な特性が要求されている。低温熱処理技術と軽元素・貴金属の合金化によりその課題を解決する。

特徴・独自性
  • 高強度・高延性・低降伏強度の共立
  • 高いX線視認性のための合金設計
  • 生体用Co-Cr合金の特性評価技術
実用化イメージ

次世代ステントの実用化に、生体用Co-Cr合金の加工熱処理プロセスの高度化と新合金開発の観点から貢献する。

研究者

大学院工学研究科 材料システム工学専攻 生体材料システム学講座(医用材料工学分野)

成島 尚之  

Takayuki Narushima

人口歯根

チタンの抗菌・抗ウイルス化表面処理

概要

熱酸化やスパッタリング法によりチタン・チタン合金表面上に可視光応答型光触媒活性酸化チタン膜を作製する。酸化チタンの光触媒活性の酸化分解能により、可視光照射のみでチタン製インプラントや構造物表面に付着した細菌やウイルスを死滅させることができる。

従来技術との比較

熱酸化やスパッタリング法といった比較的簡便で基板形状を問わないプロセスにより、チタン表面に軽元素や貴金属を含有した可視光応答型光触媒活性酸化チタン膜を作製する技術を有する。

特徴・独自性
  • 二段階熱酸化法や反応性スパッタリング法などの酸化チタン成膜技術
  • 抗菌および抗ウイルス性評価技術を構築
実用化イメージ

手術部位感染や今後も引き続き起こることが確実視されている新型コロナウイルスパンデミックに対して材料の観点から貢献する。

研究者

大学院工学研究科 材料システム工学専攻 生体材料システム学講座(医用材料工学分野)

成島 尚之  

Takayuki Narushima

信号処理

触覚・触感センサの開発に関する研究

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特徴・独自性
  • 触覚・触感は、粗骨感、硬軟感、乾湿感、温冷感などの基礎感覚やその組み合わせの複合的な感覚であるが、これらの感覚は力、ひずみや温冷情報、粘性、振動などの情報で表現できると考えられる。これまで、ヒトの感覚受容器に対応させた触覚センサと触動作を模したセンサ機構を統合した能動型触覚センサシステムを開発し、種々の感性ワードや粗さ、柔らかさや温冷感の測定が可能となるシステムを実現した。また、触覚・触感はこれらの感覚に加え、その組み合わせなどもあり、メカニズムの解明は、センサの開発において重要である。本研究ではこれまで得られた基礎的な感覚やその他の感覚の関係、またその感覚取得に関連する物理情報等、触覚・触感のメカニズムを明らかにし、高機能な触覚・触感情報を可能とするセンサシステムの開発をする。
実用化イメージ

ライフサイエンスのみにとどまらず、香粧品業界や繊維等の業界の他にも一般メーカーなども対象となり、ものづくりの分野で有効である。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 社会医工学講座(医療福祉工学分野)

田中 真美  

Mami Tanaka

人工物と倫理

社会における科学・技術 ー 科学・技術の哲学と倫理

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特徴・独自性
  • 人工物や人工物を介した人や世界との関わりのあり方について哲学や倫理学の目を向けて研究しています。例えば、近年「人間中心的デザイン」が言われたりしますが、そうした設計開発の段階や製作・使用の場における認知的、知識論的、価値論的な構造の解明が哲学の側で、設計に当たる工学者や技術者の責任、技術者や企業における集団倫理のあり方、ユーザとの共感型デザインなどが倫理に関わるものです。技術的な解決よりも視野を広げて考えることが研究のねらいです。
実用化イメージ

これまで技術士会の研修会などで講演したりしてきましたが、技術者と社会を見つめるインタラクティブなセミナーなども可能です。

研究者

大学院文学研究科 総合人間学専攻 哲学倫理学講座(哲学専攻分野)

直江 清隆  

Kiyotaka Naoe

人工網膜

LSI技術を用いた医療・ヘルスケア用マイクロナノ集積システム

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特徴・独自性
  • 半導体工学と神経工学を基盤として、生体の構造と機能の理解に基づいた医療・ヘルスケア用の新しいマイクロ・ナノ集積システムの研究開発を行っています。脳をはじめとする生体の電気的・化学的状態を多元的・立体的に計測解析するための神経プローブや生体信号処理LSI、生体と同じ積層構造を有することにより高いQOLを実現する完全埋込型人工網膜などの研究開発を推進しています。また、シリコン貫通配線(TSV)を用いたCtC/CtW/WtW 三次元集積化技術の研究開発も行っています。
実用化イメージ

これまでに国内外の企業・研究機関と三次元集積化技術や生体信号処理LSI に関する共同研究を積極的に行っています。
㈰医療現場での生体情報モニタリング機器やパーソナルヘルスケア機器に使用される集積回路や医用集積モジュールの開発
㈪シリコン貫通配線を用いた三次元集積回路の開発(3D-LSI/TSV)

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 生体機械システム医工学講座(医用ナノシステム学分野)

田中 徹  

Tetsu Tanaka

人材育成

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。
実用化イメージ

研究者

大学院経済学研究科 経済経営学専攻 医療福祉講座

西出 優子  

Yuko Nishide

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。
実用化イメージ

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

研究者

大学院経済学研究科 経済経営学専攻 現代経営講座

藤本 雅彦  

Masahiko Fujimoto

人材マネジメント

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。
実用化イメージ

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

研究者

大学院経済学研究科 経済経営学専攻 現代経営講座

藤本 雅彦  

Masahiko Fujimoto

人獣共通感染症

トキソプラズマの急性感染と潜伏感染を共に抑制できる薬剤のスクリーニング系の確立

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特徴・独自性
  • トキソプラズマ症は、ヒトや動物に重篤な病気を引き起こす。現行のトキソプラズマ薬は病態を引き起こす急性感染虫体を潜伏感染へと移行させるだけで根本的な駆虫に至らない。従って、潜伏感染虫体を防除できる方策を確立する必要性がある。
  • 我々は原虫の増殖と潜伏感染誘導をともに計測する薬剤のスクリーニング系を確立し、トキソプラズマの増殖と潜伏感染をともに抑制し、毒性の少ない理想的な薬剤の同定に成功した。
実用化イメージ

薬剤ライブラリーの提供があれば、新規薬剤のスクリーニングが可能である。ヒトの産婦人科医療及び獣医診療、動物用飼料業界での、トキソプラズマ症の感染予防及び治療を目的とした新規薬剤、飼料添加物の同定が可能である。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座(動物環境管理学分野)

加藤 健太郎  

Kentaro Kato

金属ナノ粒子を用いた抗原虫薬の開発 アミノ酸被膜による効果の増強

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特徴・独自性
  • 金属ナノ粒子は、一般的な大きさの金属個体とは異なる物理的、化学的特性を持つ。これらの特性は金属ナノ粒子の比表面積が極めて大きいことに起因する。また、その量子サイズによって特有の物性を示す。
  • さらに、金属ナノ粒子は微生物を殺滅する活性酸素種を産生する能力があり、膜透過性も持つ。
  • 我々は、アミノ酸被膜金属ナノ粒子がトキソプラズマの増殖を抑制することを報告している。
実用化イメージ

マラリアを始め、人類の脅威となっている原虫感染症の予防、治療、診断について、金属ナノ粒子を使った新しいツールを提供できる可能性がある。ナノテクノロジー分野、動物医療を含めた医薬品分野等において活用の可能性がある。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座(動物環境管理学分野)

加藤 健太郎  

Kentaro Kato

伸縮

発火や破裂の危険が少ない安全な電池の実現に貢献する

概要

小さな力で容易に伸縮する高分子電解質
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-753.pdf

従来技術との比較

従来の有機電解質は発火の危険があった。一方高分子化することで固体電解質化した高分子電解質はイオン伝導性が低かった。

特徴・独自性
  • 室温で10-4 S/cmクラスのLiイオン伝導度を持つ高分子電解質の合成に成功。
  • ミクロンサイズの多孔膜と光架橋性ポリエチレングリコール(PEG)の複合化により室温での高い性能発現とLiイオンの拡散を制御。
  • 広い電位窓(4.7 V)と高いLiイオン輸率(0.39)を実現。
  • 多孔膜を電解質中に形成することでデンドライト形成の抑止効果にも期待。
実用化イメージ

Liイオン電池用の安全な電解質として利用可能。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 デバイス・システムグループ

藪 浩  

Hiroshi Yabu

心臓

心臓・血管系動態の高精度超音波計測

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特徴・独自性
  • 心臓・動脈に照射し反射した超音波の解析で、従来のエコー装置で検出できない、対象物の振動や変形をミクロンオーダで数百Hz帯域(肉眼では捉えられない速い成分)まで高精度計測する方法を開発(図1)。心臓壁の動きの高精度計測でポンプ機能を司る壁伸縮特性評価、収縮のもととなる心筋興奮伝播の可視化、心臓弁開閉時に発生する微小振動伝播可視化(図2)、脈圧に伴う動脈壁厚み変化計測による壁硬さ評価(図3)が可能。
実用化イメージ

超音波計測は非侵襲であり、医療のみならず、健康維持の様々な計測にも展開可能です。超音波計測部分はアナログですが、主な処理はディジタル信号です。

研究者

大学院工学研究科 工学系研究企画室

金井 浩  

Hiroshi Kanai