吸着剤の開発においては、用途ごとに最適な径の細孔を製造する技術、および1次元や3次元の細孔構造を制御する技術の開発が求められている。本研究では、トリブロックコポリマーを鋳型とし、レゾルシノール樹脂をカーボン源に用いて、数ナノメートルの規則的細孔を有するカーボンの合成手法を見出し、世界ではじめて報告した。ソフトな鋳型剤を用いるこの手法は、多様なカーボン材料を生み出す可能性を秘めている。しかも、ヘテロ元素導入技術を組み合わせることで、用途に合わせた最適な吸着剤の合成も可能となる。いずれは、ガス吸着剤や電極材料といった多用途開発に向けての展開も考えている。

Burst therapyは、従来腫瘍のある局所に限定的だった放射線療法の効果を全身療法へと進化させ、放射線の照射線量が小線量であるため従来の放射線療法の副作用を懸念する必要がない。自己免疫を利用して腫瘍を攻撃するので、抗がん剤の骨髄抑制などの副作用の心配も少なく、放射線療法の効果が認めにくい抵抗性がんにも治療効果が期待できる。また、がんワクチン効果により、再発を予防することが期待できる世界初の併用治療となっている。このBurst therapyを1日も早く臨床に届けるべく、スタートアップ企業設立を予定しており、起業の5年後を目安に大手製薬企業などへのライセンスアウトを目指す。

ヒトに近縁のカニクイザルを使ってドキソルビシン心筋症のメカニズムを分子レベルで明らかにし、新たな治療法を世界で初めて提案した点が本研究の独創性と言える。この研究成果を活用すれば、ドキソルビシンなどの抗がん薬の投与を受けている患者の方に対し、重篤な副作用による抗がん薬の投与の中止がなくなり、死亡リスクを軽減することも可能となる。この研究で見出したドキソルビシン心筋症の治療薬候補であるS100A8/A9阻害薬（パキニモドなど）を臨床応用に向けてさらに進展させていくことが、最大の将来展望であり、これを機に様々な抗がん薬で見られる原因不明な心筋症のメカニズムを解析する手法を開発していきたい。

治療タンパク質であるFVⅢの産生方式が本研究の独自性と言える。通常、細胞からFVⅢを産生させるために、治療遺伝子であるF8をレンチウイルスベクターと呼ばれる「運び屋」に搭載して遺伝子を導入するが、安全性に懸念があった。本研究では、ウイルスベクターを用いずにゲノム編集技術により遺伝子の導入部位を制御し、安全かつ安定的にFVⅢを産生する方法を確立。今後、この根治療法が社会実装されれば、患者は一生涯の治療から解放される。本治療法を細胞医薬として社会実装し、"Care"の選択肢しかなかった血友病Aの治療において"Cure"の選択肢を作ることを目指している。

これまでの遺伝子治療法は、遺伝子変異ごとに個別設計され、特定の遺伝子変異に特異的に効くものだった。それに対し、本研究では、発症初期に共通して変動するエンドセリンとIGF1シグナルの異常に着目し、両者を同時に補正するAAVベクターを開発した。しかも、分泌型エンドセリン阻害ペプチドとグルコース代謝活性化ペプチドを一つのAAVに搭載し、量産を前提とした独自性の高い設計となっている。今後は、中型動物モデルでの有効性と安全性、AAV量産体制、知財戦略を固めたうえで、創薬企業との協業により非臨床・臨床試験へ進み、2027年頃のスタートアップ設立を目指していく。

抗凝固薬は、過量投与による出血や、不十分な投与による血栓など、重篤な合併症が生じる危険がある。また一方で、頻回の血液検査や調整業務は医療現場に大きな負担となっている。本研究では、薬物反応の個人差を踏まえ、投与量の最適化とバイオマーカー（PT-INR など）の変動予測を同時に行う統合AIモデルを構築。副作用などの発現予測による合併症の罹患を減らし、医療従事者の業務負担の軽減、患者の通院・検査負担も減らすことを目指している。現段階では、ワルファリンで実装・実証を進め、将来的には他のハイリスク薬（糖尿病薬、抗がん薬、免疫抑制薬など）へも拡張することも視野に入れている。

ナノメートルの構造が周期的に配列した光学デバイスが、周辺の屈折率変化に対して鋭敏に光学特性変化を示すことが、本研究におけるガスの検出原理。臭気性・有毒性・可燃性を有するガスを、①高感度、②簡便、③迅速、に検出・定量することで「においを可視化する」センサシステムの開発を行い、作業環境や安全衛生維持管理、防災・防衛に貢献する技術基盤を構築した。この光学デバイスは、①樹脂シートを基材として、安価な装置を用いて作製が可能、②可視領域に対応したデバイス、であることから、「pH試験紙のようにガスを色で同定・定量し、可視化することが可能」な画期的なものとなっている。

「最近疲れやすい」といった本人の感覚や，家族・介護者の印象から、人はフレイルを意識するようになる。しかし、そんな自覚症状がない場合でも、尿検査の結果からフレイルの進行度や方向性を定量的に把握し，生活習慣の見直しに結びつける仕組みをつくることが、本研究の狙い。尿中揮発性有機化合物（VOC）バイオマーカー群を用いて，身体的フレイル（サルコペニア）や精神的フレイル（うつ，不安症）を高感度に検出する新規診断法を開発。ガスクロマトグラフィー質量分析計で同定したバイオマーカーを基盤に、簡便なバイオアッセイキットと評価アプリを統合し、日常の健診やウェルネス領域への実装を進めていく。

呼吸という日常的な行為から、身体の変化を自ら確認できる未来を実装するのが、本研究の根本。疾患が進行してからでないと検査を受けないという現状を変え、未病段階から自宅や公共の場で負担なく健康状態を確認できる環境を実現する。異常の兆候や疾患方向への変化を早期に示し、精密検査受診を促して重症化防止と医療費削減に貢献。医療現場では初期スクリーニングを効率化し、人的資源不足を補うことも可能だ。また、医療インフラが不十分な地域でも活用でき、医療格差の解消に寄与。医療機関だけが把握してきた健康情報を、個人が主体的に扱える形へと転換し、身体状態モニタリングの“民主化”を推進する。

iPS細胞の大量培養には、タンクに細胞を入れてかき混ぜながら行う3次元浮遊培養法が採られている。しかし、ヒトiPS細胞は物理的なストレスに弱く、その手法を適用することができない。そこで、本研究では、ヒトiPS細胞に向けて、「かき混ぜ棒なし撹拌機」という画期的な手法を開発。機構はとてもシンプルで、滑らかな円筒容器に液体を部分的に充填し、一定速度で回転させていくというもの。この回転下において、液相側には容器と異なる方向に旋回軸を持つ渦列が並び、その液体内で攪拌が進行する。新しいこの手法は、細胞に優しく、かつ液体の迅速な混合を可能にした。現在は、その実証実験を進め、安定的な培養を確認している。

エネルギーや電子部品など、製造業の材料開発における「開発期間の長期化」と「既存AIのブラックボックス化」は、現在大きな課題となっている。本研究では、組成データのみから「世界最高精度で物性を予測」し、その「予測根拠の提示（説明可能なAI）」を高い次元で両立させた。
これにより、現場が納得できる迅速な材料選定と、自社で運用可能な低負荷・高効率な開発環境を実現でき、製造業の競争力を飛躍的に高めることが期待できる。「ツールが示した通りつくれば最高性能になる」という究極の予測ソフトを、まずはエネルギー・電子材料分野に提供し、将来的には製造プロセス最適化への展開も視野に入れている。

光と電子が共存する「光電融合」の集積回路は、現在よりもさらに多くの情報を、より速く伝達することができる。本研究では、ナノサイズの半導体電子回路を作製する技術や、ナノサイズの領域に光を閉じ込めて半導体光回路を作製する技術などに対して、機械学習の要素を追加。電子回路や光回路だけでなく、光と電子が融合した次世代集積回路の加工工程の自動化を目指している。この加工法が適用できれば、光や電子を制御する精密構造を設計どおりに作製でき、シリコンだけでなく化合物半導体にも対応が可能だ。本研究では、この技術により次世代通信を支える高性能フォトニックデバイスの実現に貢献したいと考えている。

工具・金型メーカーでは複雑微細形状部品の耐摩耗性の向上、受託コーティングメーカーではロット不良·短納期化など、多業種でさまざまな課題の解決が求められている。本研究の改良型MVP法は、複雑微細形状にも均ーなダイヤモンド膜を形成することができ、数mm 溝にも対応可能な高密度プラズマ生成をはじめ、低電力動作、小型装置、高速成膜を同時に実現し、少量多品種向けの柔軟なプロセス設計も可能だ。この技術により、製造現場では工具寿命の大幅延長、加工コスト削減が実現でき、自動車·電子部品などの高効率加工が求められる産業全体の生産性向上に貢献できると考えている。

地球低軌道に増加している小型通信衛星などには、スペースデブリにならないように大気圏に再突入させて燃やすルールがあるが、構造に採用されているアルミニウムなどが微粒子となって燃え残り、大気に変化を引き起こす可能性が懸念される。本研究で進めている木造人工衛星は、再突入時に燃え尽きて二酸化炭素と水に戻るだけであり、大気汚染のリスクが極めて小さい。木造人工衛星を開発し，打上げの実績を残しているのは世界的に見ても本研究チームだけであり、現在は1号機の開発で培ったノウハウを活かし、通信衛星として稼働させるための大型化と量産化に向けた、要素技術の検討を行なっている。

PFASやフッ素樹脂は多くの産業で不可欠だが、極めて分解が難しく、環境汚染や処理コストの増大が大きな課題となっている。本研究の光分解技術は、これらを常温で安全に無害化できるため、材料メーカーのリサイクル問題や半導体製造現場のPFAS排水処理の負担を大幅に軽減でき、結果として企業の環境対策強化と持続可能な生産体制の構築に貢献できる。今後は、この特許申請済みの光触媒技術を軸とし、材料メーカー・半導体メーカーとの共同開発を加速し、装置の大型化と実環境下での評価を推進。持続可能な製造プロセスの実現に直結する革新的技術として産業全体への展開を目指す。

心筋炎は若年者を含め多くの命を奪うにもかかわらず、診断も治療も十分に確立されていない疾患である。そこで、本研究では、心筋炎の病態中枢であるVLA-4陽性リンパ球を世界で初めて標的とし、診断薬（VLA-4標的PET）と治療薬（VLA-4阻害剤）を同一標的で統合する独自の“スマート・セラノスティクス”を実現。従来の心筋生検では不可能だった低侵襲・高精度の確定診断と治療適応の層別化を可能とし、重症化を防いで救える患者を増やす可能性を向上させた。今後は、本技術を炎症性疾患全般に応用し、診断と治療が一体となった新しい医療基盤を世界に広げ、心疾患医療の未来を変えていきたい。

歯を喪失すると食事や会話が制限され、精神的・社会的幸福感が損なわれる。歯の喪失に対して歯科インプラント治療は有効な選択肢の一つであるが、インプラント埋入には土台となる十分な顎骨が必要であるし、口腔癌の摘出後に顎に欠損があると会話すら難しくなる。本研究では、誰もが持っている自身の顎の中のMSCを大量培養し、そのMSCを多層化したシートで多孔質人工骨を包むことで、あらゆる形や大きさに適応した骨再生剤を提供する。インプラントを確実・安全に埋入するために必要な顎の土台を再生するだけでなく、失われた顎に必要な大きさの骨を再生する技術で、おいしく食べて楽しく会話できる生活を取り戻すことに貢献したい。

現在免疫療法は血液がんに劇的な効果を上げているが、大腸がんや膀胱がんといった固形がんには十分な効果を得られていない。また、治療に患者自身の細胞を使用するため、製造に時間がかかり非常に高額となっている。そこで、本研究は独自の技術により、iPS細胞を用いてγδT細胞という免疫細胞を作成。このγδT細胞は、固形がんを含む多種多様ながん細胞を認識して攻撃する能力を持ち、一方で他人の細胞であっても正常細胞は攻撃しないという性質を有しているのが特長と言える。この技術により、有効な治療法がなく再発の不安を抱える多くの固形がん患者に、安価で待たずに受けられる画期的な治療を提供していきたい。

現在取り組んでいる新しいMRI検査薬は、認知症のごく初期に現れる「アミロイドオリゴマー」をMRIで可視化しようとする点が大きな特長だ。この段階を直接とらえる発想自体が新しく、従来技術では実現できなかった。特に、クルクミン誘導体の「ケト型」が、初期病変に選択的に結合する性質を利用しており、分子設計とMRI技術を融合し、「症状が出てから」の診断から「発症前の変化を先回りして捉える」診断への転換を目指す独自の試みと なっている。認知症が「見つかった時には進んでしまっている」という現状を変え、この技術を広く活用し、認知症に備えられる社会づくりに貢献したいと考えている。

超高感度「グラフェンバイオセンサー」は、PCRのように遺伝子を増幅するための時間を必要とせず、その場で迅速な検出に対応。また、電気的に検出する原理のため、システムを小型にすることが容易で、センサーの集積化や多項目検査なども実現できる。例えば、感染症を素早く捉えるためには、簡単で正確な検査が必要だが、従来の方法は高度な設備や測定時間を必要とするため、十分とは言えなかった。その場で高感度な検査が可能な「グラフェンバイオセンサー」は、医療現場・学校・介護施設・食品工場など、多くの現場での「迅速・簡便・正確・高感度な検査」を実施することができる。

独自開発した単鎖抗体と足場分子、そして分子改変技術を組み合わせて構築した「統一プラットフォーム設計」が、本研究の特長。抗原が異なっても同じ設計思想で検査系を構築できるため、クローンごとに最適条件をつくり直す必要がない。分子配向制御、素材固定化、量産技術までを一体化した設計により、従来の抗体技術では実現できなかった再現性と拡張性を備えた、他にない技術基盤を形成している。アニマルフリー技術の需要が高まる欧米市場や、環境条件が厳しい新興国市場で、その普遍性と耐久性は大きな価値を持ち、世界中の「検査が行き届きにくい場所」でも、適切な検査を受けられる未来の実現に貢献する。

通常の発光材料は、有機ELディスプレイ中で生成する励起状態の75％に相当する三重項を発光として利用できていなかった。本研究では、世界初の一重項–三重項逆転材料の開発に成功した（N. Aizawa et al. Nature 2022, 609, 502–506※）。フントの規則を破り、化学的に不安定な三重項を低エネルギーの一重項に高速変換することで、有機ELディスプレイの発光効率の向上（消費電力を低下）と、耐久性のさらなる向上を推進した。 この一重項–三重項逆転材料により、高輝度・高効率・高耐久性の有機ELデバイスを実現し、レアメタルを含む既存材料を代替する革新的な発光材料の社会実装を目指している。
※特許第7709235号

AIを使った新たな通信技術の開発により、宇宙や水中などの極限環境において、高品質リアルタイムマルチメディア通信の実現を目指すのが、本研究の目的。開発している通信モジュールでは、水中ドローンが取得するリアルタイム映像を効率的に送受信でき、点検作業の迅速化・省人化・安全性向上などを実現できる。その結果として、洋上風力発電のO&Mコスト削減と安定稼働に寄与し、再生エネルギー産業全体の価値向上にも貢献できると考えている。水中環境を詳細に可視化すれば、海草・海藻などのブルーカーボン吸収源の健全性も継続的に把握でき、炭素固定量の評価・保全活動などに役立てることも可能だ。

我々が開発している信号圧縮復元技術を用いた無線センシングシステムが実用化されれば、既存システムの省エネ化に大きく貢献できる。また、さらなる省エネ化を進めることで、振動・光・熱などの環境発電で得られた電力のみで、長期にわたるヘルスケアや予知保全を担うセンシングシステムの構築が視野に入る。すでに、体温と外気温差から得られる僅かな電力のみで脳波信号の無線伝送に成功しており（大阪・関西万博にて公開）、応用展開が期待される。今後は、医療や設備監視など多様なセンシングに利用できる汎用プラットフォームを構築し、従来困難だった「設置したまま忘れられるセンサ」の現実化を目指す。

常温核融合では、化石燃料を必要としないため二酸化炭素が一切放出されない。ウランの核分裂エネルギーを利用する原子力発電とは異なり、放射能が発生する心配もない。しかも、従来型の核融合とは異なり、大型の装置や施設も不要である。常温核融合は非常にクリーンでコンパクトな熱源であり、発熱量を増大させて社会実装することでエネルギー問題を解決する鍵になると言える。例えば、発熱量が増大すれば、地域ごとに常温核融合による熱源を利用した発電所をつくり、高圧送電線の無い社会を築くことも可能だ。また、外部からの供給資源が限られる宇宙開発については、常温核融合の最適な応用先であると考えている。

本研究では、自ら生化学的に同定した創薬標的に対し、独自に構築した化合物アッセイ系を用いてスクリーニングを行い、得られたヒット化合物を基に合成展開を進め、最終的な製品化合物を創出している。そのため、本剤は従来の治療薬にはない全く新規の作用機序を有するとともに、化合物自体の構造新規性も極めて高い。本剤によりもたらされる全身レベルでのエネルギー産生効率の向上は、心不全にとどまらず、多くの循環器疾患の病態改善につながる可能性を有している。

従来の好塩古細菌では生産性が低く高価だったL-PGAを、枯草菌では分子量2,000万以上の超高分子体として、安価な合成培地で生産できる点が本研究の革新的な技術。L-PGAは 高い立体規則性/架橋効率に基づく優れた保湿性・皮膜形成能を持ち、化粧品原料としてDL-PGAやヒアルロン酸よりも高い性能を示す。また、高品質なハイドロゲルを形成できる ため、医療用接着剤・創傷被覆材・超吸水性ポリマー（SAP）、さらには環境配慮型バイオ プラスチックなど多様な用途への利用も可能だ。枯草菌によるL-PGA供給が実現すれば、 既存原料の高機能化や代替化が進み、環境負荷の低い素材への転換にも貢献できる。

異種膵島移植は、インスリン注射を必要とする糖尿病患者の根本的治療を実現できる。特に、高齢のインスリン依存糖尿病患者は、副作用である低血糖が致命的であるだけではなく、認知症を引き起こす原因となるため治療に極めて難渋しており、異種膵島移植は希望の光であると言える。医療用ブタの量産が確立できれば、幹細胞移植、皮膚移植などへも転用が可能となり、腎臓や心臓などの異種臓器移植により多くの患者を救うことも可能だ。異種移植は、近年アメリカや中国で盛んになってきたが、医療用ブタの量産研究はほかになく、世界に先駆けてこの領域をリードできると考えられる。

近年、脳科学の知見とテクノロジーを組み合わせた「ブレインテック」において、医療・ヘルスケア、マーケティング、教育などの分野で実用化に向けた取り組みが進行。脳神経活動データを低コストで収集・管理し、膨大なデータ量を高速・効率的に処理する仕組みが求められている。
本研究に用いている埋植デバイスは、超小型0.2mmx2.0mmで従来製品の1/100程度の重量ときわめて軽量であり、実験マウスを生きた状態(in vivo)で、自由行動下の脳機能計測を行うことができる。従来の頭部搭載型超小型蛍光顕微鏡デバイスに比べると1/100程度の重量であり、軽量、簡易かつ安価な点で、新たな医療手法として期待されている。

250℃以上の温度で動作する集積回路は実用化の例が無く、その存在自体に独自価値がある。本研究の本質的な価値は、①厳環境下での情報処理、②①に伴う通信システムの簡素化・軽量化、③回路の熱設計の簡素化に伴う周辺機器の設計自由度の向上、の3点に集約される。SiC半導体は、シリコン半導体より高温で動作することは30年以上前から知られていたが、産業応用に適した集積回路を構成する半導体デバイスおよび回路構成方法は定まっていなかった。本研究のSiC半導体はパワーデバイスとして近年大きく注目を集めており、そのポテンシャルは半導体産業に大きな革新をもたらす可能性を秘めている。

食道癌を外科的に切除した際、18～42％の確率で吻合部が狭窄し食事が摂れなくなります。患者は、 吻合部を拡げるためにEBDを受けますが、68%の患者で3回以上、45%の患者で6回以上のEBDが 必要となります。新規合金リングは、EBD後の裂傷が治癒・瘢痕化するまで吻合部拡張径を維持することで長期の開存を実現します。留置したリングは、目的とする時期に消化管内の低pH下において自然分解させる ため、リング抜去術は不要であり、患者QOLの向上にも寄与できます。本研究では知財を取得し、非臨床 試験での安全性や有効性を確立した段階で、非臨床POCや薬事承認、保険適用申請を目指した製造 販売業者との提携を考えております。

既存の治療薬では十分な効果が得られず、再燃や入院をくり返す潰瘍性大腸炎患者の身体的・精神的負担を軽減することが、本研究の目標である。そこで、抗TNF抗体などの、既存生物学的製剤とは全く異なる作用を有する「Wnt-5aペプチド」に着目。特定の受容体を直接阻害する従来薬とは異なり、炎症環境そのものを調整する新しいアプローチを、自己組織化ペプチドによる徐放化と組み合わせることで、効果の持続性と安全性を両立する治療戦略を実現した。治療回数や副作用を抑えながら炎症を制御できれば、若年層を中心とした患者が学業や仕事を中断することなく継続でき、家族の介護負担や精神的ストレスの軽減にもつなげていきたい。

無線電力の盗電防止技術は、国内はもとより、世界で必要な技術である。本研究では、 可制御性を備えた共振周波数を持つコイルの道路配置という新概念（2025年9月に 特許出願済-KSAC ステップ１成果）で、車両識別の実現化を進めている。この技術は、複数の可変の共振周波数持つコイルを符号列の様に組み合わせて情報を送り分け、 識別の鍵として認証を行うのが大きな特長。例えば、2つの異なる周波数を使用する 場合、10個のコイルを1セットとすると、2の10乗＝1,024通りもの組み合わせが存在 する。この情報を車両に提供し、コイル通過時に符号が一致する車両だけが受電できる という、盗電防止技術の国際標準化を今から仕込んでいく。

アセチレンは、最先端素材であるリチウムイオン二次電池の導電助剤となるアセチレンブラックなど化学物質の材料であり、日本の化学産業を支えるためにもその製造を維持していく必要がある。メタンを原料として高周波プラズマ反応場でアセチレンをCO2フリーで生成する本技術は、現行の製造法に勝る収率を実験室で出しており、現在はエネルギー効率の劇的な向上を試験する段階に入っている。大口径の反応容器と低周波数帯の電磁波を用いるという独自の開発路線で、将来的にはこの日本発の技術で日本の化学産業を守るとともに、世界の化学産業の変革にも挑戦したい。

日本全国に存在する下水道管路の管理延長は約50万km。しかし、耐用年数の50年を経過したものは2023年時点で約4万kmに達している状況で、40年の場合は約10万km、30年の場合は約21万kmと、今後数十年で超下水道インフラ老朽化社会が押し寄せる未来がすぐそこまで来ている。本研究では、国内の公共下水道と流域下水道の圧送管に対し、長距離走行・曲管走行・垂直走行・緊急脱出・3D経路図作成などの観点で研究を行い、これら下水道管の健康診断を行うロボットシステムを開発。ロボットカメラにより圧送管内の状態を検知し、陥没事故や硫化水素漏れの特定をはじめ、将来の劣化予測や補修交換優先度決定などの実現を目指している。

独自に開発したHLH分子標的ペプチドは、分子内のヘリックス・ループ・ヘリックス構造が安定した立体構造を取ることで、強力かつ選択的な分子結合性を保持。しかも、各部位に機能を 付与することで多様な作用を発揮することも可能である。特に物質や細胞を生体内で効果的に相互作用させる、「近接誘導技術」としてがん治療の領域で有用性が確認されている。分子 標的ペプチドおよび、それが実現する製品は、ペプチド薬物複合体（PDC）、細胞エンゲージャー、ペプチドCAR、遺伝子導入による分子糊やタンパク質分解誘導剤などの実装出口が 想定され、次世代医薬品を生み出す革新的な創薬プラットフォームとなると考えられる。

本研究チームは、長年「老化と代謝」の観点から、解糖系酵素ホスホグリセリン酸ムターゼPGAMに注目してきた。老化細胞ではPGAM-Chk1結合が亢進し、細胞生存と慢性炎症SASPに寄与する。その結合阻害が、セノリシス効果を発現し老化症状を改善することを確認した。これまで「老化は非可逆的」プロセスと想定されてきたが、新発想の「セノリシス」により、a)慢性炎症除去により複数の加齢疾患・症状の改善、b)「老化」を標的とする新規アプローチによる加齢性疾患の治療・予防、が期待される。画期的な「老化治療」であるセノリシスの実装化は、世界中の高齢社会のアンメットニーズに答える可能性を有している。

本研究における化合物ライブラリは、多種多様な食品分子の中低分子化の過程で生成する数万からなる分子をベースにしており、腸－脳連関が効果の作用点となっていることが最大の特長。特に注目したいのは、認知症薬といった脳の機能不全に対して、末梢の新しいターゲット受容体に作用し生じる腸－脳連関シグナルというこれまでにない作用経路で有効性を示す医薬品候補化合物の開発である。毎日、膨大な分子種が口から入り、さらに消化され爆発的な分子数の増加が起こるが、うまく処理することができる。この不思議を解き明かし、新しい作用機構に基づく画期的な医薬品を開発するとともに、持続的に開発可能なプラットフォームを構築することを目指している。

制御性細胞死の一形態であるフェロトーシスは、多様な疾患の病態形成に関与することが 報告されている。これには、虚血性臓器障害、線維症、神経変性疾患など、治療選択肢の 限られた疾患群も含まれる。これらの疾患に対する新規治療戦略としてフェロトーシス阻害剤の研究開発が進められているが、現在まで臨床応用に至った薬剤は存在しない。我々が2024年3月に特許出願した新規化合物PICSは、心筋虚血再灌流障害モデルラットの心筋細胞壊死を抑制。さらに、熱傷誘発疼痛モデルマウスに対する経口投与試験においても、 熱傷皮膚組織脂質過酸化の抑制作用と疼痛の早期回復効果を確認した。経口投与で薬効を示すフェロトーシス阻害剤は世界でも例がなく、臨床応用可能性が極めて高いと言える。

免疫チェックポイント阻害剤によるがん治療が効かない理由として、免疫細胞のミトコンドリア機能不全が一因として挙げられる。本研究では、免疫細胞の主役であるT細胞のミトコンドリアを元気にする試薬の開発を行い、がんに対する免疫力向上への応用を推進。既存のがん治療は、化学治療、放射線治療との併用が主であり、直接的ながん殺傷を目的としている。これに対して本研究は、がんに対する免疫力を底上げする治療法であり、自分自身の免疫の力を目覚めさせることに重点を置いているのが特長だ。T細胞のミトコンドリアに対する薬剤の開発はあまり進んでおらず、本研究が世界をリードする存在となっている。

変形性膝関節症を含む膝関節軟骨を病変とする疾患は国内に1000万人、世界には3億人以上の有病者がいるとされ、現時点で根治的な治療法は存在しない。本研究では、iPS細胞から独自の分化誘導技術を用いることで高品質な軟骨様組織を製造。この軟骨様組織の最大の利点は、細胞と細胞外マトリクス（組織に物理的な強度を与える）の両方を、iPS細胞から培養のみで得られることにあり、患者の限られた治癒能力に頼ることなく移植物が効果を発揮する。細胞のみを移植する従来の再生医療とは異なり、組織移植という明確な作用機序による軟骨の再生が実現できることが魅力と言える。

本研究は、海水を原料としてクリーンな燃料である「水素」をつくり出す、新しい触媒材料と電解デバイスを開発するもの。海底に豊富に存在する安価な鉱物である「層状酸化マンガン」に着目し、その内部に触媒を収めた独自の材料により、不純物を含む海水中であっても外部からの影響を受けない稼働を可能にした。さらに、反応進行中の触媒近傍を分子レベル、かつ高速に観察できる独自のリアルタイム解析技術を活用し、効率と耐久性を高めた材料設計を高速に最適化することも実現。最終的には、この材料を用いた“直接海水電解セル”を実証し、日本近海に豊富に存在する材料でコストを抑えて持続可能な水素製造技術の確立を目指す。

従来利用されているリン酸は、環境破壊の一因であるリン鉱山から採掘した鉱石が原材料である。粉砕・選鉱したリン鉱石は硫酸を用いる湿式法、もしくはエネルギーを大量消費して同時に膨大なＣＯ２を放出する乾式法で処理され、リン酸が抽出精製される。本研究では、室温付近の温和な条件で処理する技術で牛などの家畜の廃棄される骨からリン酸を抽出する。この独自開発した製造法はSDGsの達成にも貢献でき、すでに複数の関連特許を出願している。リン酸は肥料だけでなく、自動車・リチウム充電池・半導体・医薬品製造など、日本の主幹産業 にとっても必要不可欠な原料であり、国産化は経済安全保障のリスク低減にもつながる。

収量が安定しない、肥料や暖房コストが高い、経験則が中心で判断が難しい、といった生産現場の課題を、本研究は解決できる。見た目の変化が出る前に植物内部の状態を捉え、将来の不調を予測して制御機器を自動運用することで、収量を守りつつ資材・燃料の無駄を減らす。さらに、施肥や暖房の削減に伴う温室効果ガス排出の変化を定量化し、企業・自治体の脱炭素対応や説明責任にも適用可能だ。まず主要作物で診断アルゴリズムと自動制御を実用化し、転移学習によって多品目へ迅速に拡張。課題は作物や地域で異なるため、継続的なヒアリングと共同研究を通じ、栽培インフラとしての社会実装を実現していく。