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附属ナノ再生医工学研究センター
ナノバイオプロセス研究領域ナノバイオメカニズム研究領域 | バイオメカニクス研究領域
センター長(併任) 教授 安達 泰治 / 教授 楠見 明弘 / 准教授 井上 康博 / 助教 都賀谷 紀宏 / 助教 笠井 倫志 / 助教 亀尾 佳貴 / 特任助教 平島 剛志

 本研究センターの研究・開発の主な目的は, 以下の4点である.
(1) 生細胞内ではたらくナノシステムを直接に観察し操作するための, 1分子ナノテクノロジーの開発と応用. ナノシステムとしては, 分化・脱分化を制御する転写システム, 細胞膜上で, 増殖・分化・他の細胞との相互作用などのシグナルを受け取り変換するシグナル変換システムを主なターゲットとしている.
(2) 3次元組織化された多細胞集団を作る技術の開発. 多孔性・線維性高分子構造体を基盤とし, 光, マイクロ波, 磁場/電場などの物理的外場や化学的キューを, ナノ−マイクロメートルの精度で3次元的に細胞に与える技術の開発によりその実現を目指す.
(3) 生体組織の再生・リモデリングにおける細胞の力学刺激感知機構の解明. 長期的には, バイオメカニクス・メカノバイオロジーのアプローチにより, ナノ・マイクロレベルでの力学−生化学連成メカニズムの解明を目指す.
(4) 世界をリードする上記の技術や研究成果を, 多能性幹細胞(万能細胞=胚性幹細胞[ES細胞]+人工多能性幹細胞[iPS細胞])に対して用い, 再生医療に資する. 本研究所は, ヒト多能性幹細胞を扱う研究・開発において, 世界でも最適のポジションに位置しており, もってナノ再生医工学の研究と教育をおこなう拠点とする.

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ナノバイオプロセス研究領域

教授 楠見 明弘 / 助教 笠井 倫志

 私たちは,生きている細胞の中で,細胞膜上の受容体やシグナル分子を1個ずつ(1種の分子という意味ではなく,ホントに1個の分子!!),直接に見たり,引っ張って動かしたりしています.それによって,(1) 細胞のシグナル伝達系がシステムとしてどのような機構で働くのか,(2) 神経回路網はどのようにして形成されるのか,の2つの「作動機構」の問題にアプローチしています.生物が進化によって獲得してきた,シグナル系や細胞の社会の働かせ方の「基本的/一般的な戦略」を理解するのが目標です.このため,生きている細胞中で,ナノシステムを1分子毎に調べるためのテクノロジーの開発に力を入れています.このような方法そのもの,さらに,それによって得られた生体系の知識(これらを合わせて,ナノバイオロジーと呼んでいます)を,将来のナノテクノロジー,ナノ再生医工学,ナノ医療につなげていくことも,重要な課題です.具体的な最近の研究成果については,下の図と説明をご覧下さい.

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ナノバイオメカニズム研究領域

助教 都賀谷 紀宏

 歯の欠損は,歯科口腔機能の障害や低下のみならず,審美性の低下ももたらし,生活の質の低下にも結びつく.近年,高齢化に伴い,従来から用いられている義歯の需要も伸びてきている.また,欠損補綴分野でのインプラントの普及も著しいものがある.この様な状況の中,歯科補綴物の品質に対する要求はより高まってきており,特にインプラントのような人工歯根を用いた場合,その上部構造(義歯)には,高い精度が要求される.
 本研究分野では,歯科補綴物に用いられる材料の成形加工法について,レーザー加工法を中心として検討し,生物学的適合性,力学的適合性および形態的適合性に優れた歯科補綴物の製作システムについて研究している.また,これらの歯科補綴物製作を担当する歯科技工士の高齢化や若手技工士の離職率の高さが社会問題になりつつあり,熟練技工士の技術の伝承をいかに行うか,次世代の技工士をいかに養成するか,という社会学的問題についても検討している.

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バイオメカニクス研究領域

教授 安達 泰治 / 准教授 井上 康博 / 助教 亀尾 佳貴 / 特任助教 平島 剛志

 本研究領域は,生体組織のリモデリングによる機能的適応・再生過程において,細胞が力学的刺激を感知し,その情報を組織・細胞のリモデリングに結びつけるメカニズムの解明を目指している.環境の変化に対する生体の適応的な応答現象は,マクロには,生体組織の構造・機能の変化として現れるが,そのメカニズムの解明には,細胞・分子レベルにおけるミクロな要素過程とそれらが形成するシステムとしてのふるまいを理解することが重要となる.そこで我々は,生体の持つ「力学環境への適応性」と「構造・機能の階層性」に着目し,力学を基礎として,実験と数理モデリング・シミュレーションを統合的に組み合わせた研究を進めている.

研究テーマ:
1) 生体組織・細胞のリモデリングによる機能的適応のバイオメカニクスとメカノバイオロジー
2) 多細胞システムのダイナミクスから創発される発生・形態メカニズムの解明
3) 細胞運動におけるアクチン細胞骨格構造システムのマルチスケールダイナミクス
4) 細胞の力学刺激感知・応答機構における力学−生化学連成メカニズムの解明
5) 生体分子・細胞システムと人工システムの融合ナノ・マイクロ機構の創製と医工学応用

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