東北大学 研究シーズ集

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登録されている研究者 363人(研究テーマ411件)

アルツハイマー病バイオマーカー開発と予防・先制医療

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特徴・独自性

2025年までにアルツハイマー病根本治療薬の開発と市場化を加速させるために、アルツハイマー病の疾病概念や薬効評価のパラダイムが、従来の認知機能検査ベースからバイオマーカーベースへと大きくシフトしようとしている。特に、アルツハイマー病発症前から脳に蓄積する凝集アミロイドベータ蛋白やリン酸化タウ蛋白即ち病理像としての老人斑や神経原線維変化を「見える化」する脳脊髄液バイオマーカーや分子イメージング技術の開発を進め、先制医療や予防介入に繋げる道筋を明らかにしたいと考えている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

豊富な認知症症例、独自の血液・脳脊髄液バンクおよび東北大学PETセンターを有している。アルツハイマー病疾患修飾薬開発を目指す製薬企業やバイオベンチャー及び画像診断プローブを有しヒューマンサイエンスへの貢献を考えている企業との産学連携は不可欠と考えている。

加齢医学研究所
荒井 啓行 教授 医学博士
ARAI, Hiroyuki Professor

体外受精(出生)児のインプリント異常症診断システムの開発

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特徴・独自性

生殖補助医療(ART) は、不妊症患者に重要な治療法であり、年々増加している。しかし、一方でインプリンティング異常症の増加が指摘されている。これは、ARTにおいてインプリントが獲得される時期の配偶子を操作するため、インプリント責任領域にDNAメチル化が獲得あるいは維持できなかったことにより発症すると考えられている。本研究開発では、ART出生児の臍帯血を用い、インプリンティング異常症に関連する複数の遺伝子群のメチル化の有無について、PCR-Luminex 法を用いた測定系を構築する。現在、ヒト精子の質的機能解析法として応用している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

従来法より簡便、迅速、安価に検査が可能となるため、容易に臨床現場へ導入が可能である。本システムは、ART出生児のインプリンティング異常症の予防、早期診断として有用かつ重要な検査となるだけでなく、ART操作の安全性評価にもなる。がんや生活習慣病などのメチル化に起因する疾患の診断、予防、治療効果などの判定にも応用可能な技術である。PTC 出願を実施した。

医学系研究科 環境遺伝医学総合研究センター 情報遺伝学分野
有馬 隆博 教授 医学博士
ARIMA, Takahiro 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

革新的鋳造技術の開発

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特徴・独自性

鋳造法は、溶融金属を型の中に充填し凝固させることで複雑形状を有する製品を製造する技術である。本研究室では「革新的鋳造技術」をキーワードに、引け巣や偏析といった鋳造欠陥に対する鋳造CAEを用いた予測技術や半凝固ダイカストによる精密部品の軽合金への置換に関する基礎研究等を行っている。産業界のニーズを取り込んだ研究手法に独自性があり、ソフトとハードの両面から鋳造技術の高度化に貢献することを目指している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

1. 鋳造CAE システム(Fig.1)
2. 迅速簡便半凝固スラリー製造方法(Fig.2)
3.マクロ偏析予測技術(Fig.3)
4. 粒子法による次世代鋳造CAE技術
これらの技術に関する共同研究を希望する。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
安斎 浩一 教授 工学博士
ANZAI, Koichi Professor

トンネル磁気抵抗素子を用いた室温動作の高感度磁気センサの開発

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特徴・独自性

近年、室温においても大きな磁気抵抗効果を示すトンネル素子が多く報告され、これを用いた高感度な磁気センサへの応用が期待される。磁気センサに関しては現在、地磁気程度の磁場から極微小な生体磁場まで非常に広範囲の磁場検出のニーズに対して、様々な原理に基づく様々なセンサが開発されてきている。トンネル磁気抵抗素子を用いた磁気センサは、広範囲の磁場感度、簡易的、室温動作、安価、などの要求を原理的に満たす。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

本技術を用いると簡易的な手法で室温において生体磁場を検出でき、現在主流であるSQUIDによる高価な装置を置き換えられる可能性があり、医療分野で興味のある企業、団体との有意義な共同研究ができるものと考える。

工学研究科 応用物理学専攻
安藤 康夫 教授 工学博士
ANDO, Yasuo Professor

液体ロケットエンジン・ターボポンプに発生するキャビテーションの諸問題

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特徴・独自性

「キャビテーション現象」は、高速流体機械などの低圧部において液相が気相へと相転移する現象であり、その非定常性や壊食性が流体機械の振動・騒音、性能低下や損傷などの原因となることで知られている。
国産液体ロケットであるH − IIA、IIB に搭載されている液体酸素・液体水素ターボポンプは、高馬力かつ小型軽量化がなされており、その入口部のインデューサと呼ばれる軸流ポンプではキャビテーションは不可避的に発生する。インデューサに発生するキャビテーションは、推進剤の脈動や回転非同期の軸振動の原因となる「キャビテーション不安定現象」を引き起こす場合があり、問題となる。
これまで、独自に開発した気液二相媒体モデルを用いた数値解析手法により、単独翼に発生する非定常キャビテーション特性、翼列に発生するキャビテーションの破断特性、三枚周期翼列に発生するキャビテーション不安定現象の解明、インデューサに発生する翼端渦キャビテーション、スリット翼列によるキャビテーション不安定現象の抑制、などに関して数値的研究を行っている。また、液体ロケットの推進剤である液体酸素および水素では「熱力学的効果」が発生する。熱力学的効果とは、液相が気相へと相転移する際に奪われる気化熱により、液温が低下し、気化が起こりにくくなる効果である。これはキャビテーションの成長を抑制する方向に働く好ましい効果であると考えられているが、キャビテーション不安定現象に及ぼす影響については未解明の点も多い。よって現在、本解析手法を極低温流体へと拡張し、熱力学的効果がキャビテーション不安定現象に及ぼす影響の解明を行っている。
今後、この極低温キャビテーションの数値解析手法を、LNG配管系で生じる気化現象の予測や高効率配管系の設計へと展開していきたいと考えている。その他、本研究は原子力発電プラント保全技術、海洋・沿岸安全技術、水質保全、医療分野への応用が可能である。
この数値解析手法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
伊賀 由佳 教授 工学博士
IGA, Yuka Professor

赤血球分化の新規調節機構を標的とした斬新な貧血治療薬の開発

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特徴・独自性

貧血は世界で最も罹患率の高い疾患であるが、輸血やエリスロポエチンなどの既存治療法の効果はしばしば限定的である。我々は代謝酵素の抑制により、赤血球産生が促進される事を発見し、新たな貧血治療戦略を見出した。さらに、同酵素活性をモニターできる人工遺伝子を開発し、スクリーニング系を確立している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

産学連携により、この新しい制御機構を標的とする低分子化合物等の探索・評価を迅速に進め、斬新な貧血治療薬の開発へとつなげたい。また、ドラッグリポジショニングの可能性についても共同で検討していきたい。

医学系研究科 生物化学分野
五十嵐 和彦 教授 医学博士
IGARASHI, Kazuhiko Professor

食品成分による肥満予防および脂質代謝改善作用機構の迅速な解析

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特徴・独自性

脂質代謝改善および肥満予防作用を有する機能性食品成分の機能および作用機構解析をできるだけ効率よく迅速に行うための学術指導、共同研究を行うことが可能である。実験動物用の生体ガス質量分析装置を所有するため、他の研究室では通常できない
エネルギー代謝の測定ができ、脂肪消費量や炭水化物消費量を計算できる点が特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

肥満、脂質代謝および糖代謝に関連する機能性食品開発を考えている企業。

農学研究科
池田 郁男 教授 農学博士
IKEDA, Ikuo Professor

水産生物における遺伝的多様性モニタリングシステムの構築

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特徴・独自性

遺伝的多様性の維持は、水圏生物の持続的利用や保全を図る上で重要なポイントです。本研究は、DNA分析と集団遺伝学的な解析を主なツールとして、1)自然集団の遺伝的構造や系統地理を明らかにして保全方策を提言し、2)栽培漁業の対象となっている魚介類について、放流種苗の遺伝的特徴や海域での種苗の生残率または再生産への寄与度を明らかにすることによって、より良い放流方法の確立に貢献することを目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

海洋や河川・湖沼の生態系の現況調査においては、種数や個体数だけではなく遺伝的多様性についてもモニタリングしておくことの重要性が認識されつつあります。主に分析手法や解析方法についての学術指導や共同研究を行う準備があります。

農学研究科
池田 実 准教授 博士(農学)
IKEDA, Minoru Associate Professor

がん薬物療法開発/分子診断・分子治療技術の開発

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特徴・独自性

分子診断に関しては、網羅的遺伝子発現解析や全エクソンシークエンスによる乳癌や大腸癌の治療選択に重要な予後予測法の開発、治療薬選択、発癌リスクに関わる独自の分子マーカーの探索研究を行い、臨床研究による検証研究に取り組んでいる。
抗がん薬の開発に関しては、新規HDAC/PI3 kinase2 重阻害剤の基礎開発(シーズ探索から非臨床試験)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)

がん薬物療法に必要な新規バイオマーカーとしての診断薬や新規のがん分子標的治療薬としての用途が想定される。

加齢医学研究所 臨床腫瘍学分野
石岡 千加史 教授 医学博士
ISHIOKA, Chikashi Professor

データ活用による社会的価値創出

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特徴・独自性

我々の日常生活や社会の中で蓄積されたデータを活用することで、生活・社会・サービス産業等における実際の問題解決による新しい社会的価値の創出を志向しています。主にベイズモデルを利用した統計的モデリングによって、各々の事例に適した問題解決の実践を行っています。同様に、機械学習やデータマイニングの手法を主とした、汎用的なデータ活用システムの開発も行っています。その過程を通して、ビッグデータ分析手法やセンサ信号処理法の高度化も目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

データ分析手法の高度化やデータ活用の実践に関して共同研究や学術指導の枠組みで知見・ノウハウの提供ができます。社会やサービス産業の問題に限らず、医学・工学・情報科学分野の問題解決に関する共同研究や、データ活用を基盤とした製造業のサービス化に関する共同研究も行っています。

経済学研究科
石垣 司 准教授 博士(学術)
ISHIGAKI, Tsukasa Associate Professor

疾患関連タンパク質を分解誘導する低分子

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特徴・独自性

生細胞において、標的タンパク質をユビキチンプロテアソーム系に誘導する技術を開発しました。この手法を用いて、難病である神経変性疾患の原因タンパク質も減少できることを確認しました。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

創薬、生命科学分野での応用が期待されます。

生命科学研究科
石川 稔 教授 博士(薬学)
ISHIKAWA, Minoru Professor

生物のようにレジリエント(しなやかでタフ)な人工物の開発

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特徴・独自性

生物は、比較的単純な機能を有する要素が多数集まって相互作用することで、予測不能的に変動する実世界環境下であってもしぶとくかつタフに振る舞うことができる。当研究室では、自律分散制御という概念を基盤として、このように優れたリジリアンスを持つ生物の設計原理の解明を通して、従来の人工物に比べて著しい環境適応性や耐故障性を有する人工物の設計・開発に関する研究を進めている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

大自由度システムの制御や、実世界環境下で適応的に行動するロボットの開発など。

電気通信研究所
石黒 章夫 教授 工学博士
ISHIGURO, Akio Professor

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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特徴・独自性

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

サステナブル異分野融合型混相エネルギーシステムの創成

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特徴・独自性

本研究分野では、超並列分散型コンピューティングと先端的光学計測の革新的融合研究に基づくマルチスケール先端混相流体解析手法の開発・体系化を目指している。さらに、高密度水素に代表される環境調和型エネルギーに直結した新しい混相流体システムとそれに伴うリスク科学の創成を目的とした基盤研究を推進している。特に、脱炭素P2P マルチグリッド型の相互補償を可能にする多相水素サプライチェーンの構築を目指している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

P2P Hydrogen supply chain,Elastohydrodynamic lubrication,Supercomputing of Laser melting andsputter particle formation, High pressurediecast computing / Automotive industry,Additive manufacturing

流体科学研究所
石本 淳 教授 工学博士
ISHIMOTO, Jun Professor

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性

磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

電気通信研究所
石山 和志 教授 博士(工学)
ISHIYAMA, Kazushi Professor

運動障害の回復機序の解明と治療技術の開発

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特徴・独自性

パルス磁気刺激と直流電気刺激を、脳損傷による運動障害のリハビリテーション治療に活用する研究を行っています。前者はパルス磁場による誘導電流で脳表面を刺激する技術であり、後者では、数mA の電流を約10 分間通電します。ともに大脳皮質の興奮性を調節して運動麻痺の治療に応用することが可能です。脳内身体表現を標的として、これらの非侵襲的脳刺激を適切な回復過程の誘導に応用する治療システム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)

刺激装置と、ロボティクスやセンサー技術を組合せた治療システムを開発することを目指しています。医療機器開発をともに進め、製造・販売を担って下さる企業と連携することを、希望しています。

医工学研究科 リハビリテーション医工学分野
出江 紳一 教授 博士(医学)
IZUMI, Shin-ichi Professor

生体の微細エネルギーの測定と統合的健康科学における活用法

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特徴・独自性

米国のNIH がNCCAM をNCCIHへと改組したように、時代は単に西洋医学と補完代替療法を組み合わせた統合医療から統合的健康科学へシフトしています。当研究室は、中国医学の根幹を成す「氣」や、Brigham and Women's Hospital(ハーバード大学)が認定証を発行するようになった日本発祥の「レイキ(靈氣、Reiki)」など、生体の微細エネルギーの面からこの領域にアプローチしています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

まず、生体の微細エネルギーが通常の皮膚感覚で感知できることを、実際に体験していただきます。その上で、このエネルギーの測定技術を開発し、統合的健康科学や日常生活における活用法について共同研究を進めます。

医学系研究科 音楽音響医学分野
市江 雅芳 教授 医学博士
ICHIE, Masayoshi Professor

構造相転移・相変態組織形成学・エネルギー材料

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特徴・独自性

構造相転移・相変態組織形成学を基軸にし、材料組織構造を制御することにより新機能を発現する材料を研究開発することを目指します。基盤材料のみならず、革新電池用エネルギー材料の開発にも重点をおきます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

蓄電池に関わる事業などは共同研究可能です。

金属材料研究所
市坪 哲 教授 博士( 工学)
ICHITSUBO, Tetsu Professor

電気モータの高性能化と応用に関する研究

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特徴・独自性

モータは現代社会に欠かせない道具であり、今後ともその需要は増大するものと考えられる。ここでは、小型で高出力かつ高効率なモータの開発を目的として、㈰モータの解析・設計手法の確立、㈪モータの最適制御手法の確立、㈫電気自動車への応用、㈬回転エネルギー回生技術の応用などを行っている。独自に開発した磁気回路網解析、磁石レスのスイッチトリラクタンス(SR)モータの高性能化、インホイールダイレクトドライブ電気自動車に技術的な特徴がある。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

電機メーカや自動車メーカ、磁性材料メーカとの産学連携を想定している。磁場解析・回路解析・制御系解析など、回転機の設計に必要な基礎技術を持っているので、特殊用途のモータや発電機の開発にも対応できる。

工学研究科
一ノ倉 理 教授 工学博士
ICHINOKURA, Osamu Professor