京都大学研究Discovery Saga

iPS細胞から作製したCAR-T細胞に、2種類のサイトカイン（IL-15, IL-21）を同時に発現させることで、固形がん克服を目指した次世代型iCAR-T細胞を作製した。作製した細胞は、動物モデルにおいて、固形がんの塊（腫瘍）へ入り込み、長期間生存し、腫瘍の増大を抑え、個体の生存率を高め、その結果、従来のiCAR-T細胞を上回る治療効果を発揮した。IL-15とIL-21の相乗効果により、STAT1の活性化（リン酸化）を介して、CXCR3の発現が促進され、固形がんへの遊走能を強力に向上させる新たな仕組み...

キーワード：アンテナ/メモリ/センサー/モーター/遺伝子改変/リン酸/CD8/キメラ/遺伝子操作/抗原受容体/CAR-T細胞療法/JAK/STAT/プロモーター/メモリーT細胞/免疫沈降/免疫沈降法/免疫不全/iPS細胞/TNFα/がん免疫/クロマチン/ベクター/レトロウイルス/細胞株/細胞遊走/浸潤/染色体/動物モデル/発現解析/腹膜播種/免疫不全マウス/卵巣/臨床応用/リンパ球/T細胞受容体/ゲノム編集/免疫療法/B細胞/RNA/Stat3/STAT5/TNF/T細胞/ウイルスベクター/がん細胞/がん治療/ケモカイン/マウス/炎症性サイトカイン/共培養/血液/抗原/抗腫瘍効果/再生医療/細胞治療/細胞培養/細胞療法/受容体/転写因子/免疫細胞/臨床試験/ウイルス/がん患者/ゲノム/サイトカイン/トランスボーダー/ヒトiPS細胞/遺伝子/遺伝子発現/抗体/手術/薬物動態

他の関係分野：情報学工学総合生物農学

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発表日：2026年4月7日

細胞内カルシウム濃度の変化を検出する新たなバイオセンサーを開発

―血中生理活性物質の測定や創薬開発の迅速化に貢献―

Gタンパク質共役型受容体（GPCR）は、ホルモンや神経伝達物質などの刺激を受け取り、細胞内へ情報を伝える膜タンパク質です。GPCRの情報伝達の主要な経路として、三量体Gタンパク質を介した細胞内カルシウムイオン（Ca2+）の濃度上昇があり、神経伝達物質の分泌や筋肉の収縮など多様な生命現象を制御します。しかし、この細胞内Ca2+濃度の変化は数秒から数十秒の短時間で起こるため、細胞内Ca2+応答の計測には特殊な測定機器が必要でした。　井上飛鳥薬学研究科教授（兼：東北大学教授）と土居耕介東北大学大学院生（研究当時、兼：ヤマサ...

キーワード：センサー/バイオセンサー/カルシウムイオン/Ca2+/細胞内カルシウムイオン/ホルモン/筋肉/神経伝達物質/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/カルシウム/サイクリックAMP/ルシフェラーゼ/血液/細胞内カルシウム/自己免疫/自己免疫疾患/受容体/生理活性/生理活性物質/創薬/膜タンパク質

他の関係分野：工学総合生物

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発表日：2026年3月26日

脳の負荷、心拍で可視化

―心拍のゆらぎのカオス解析から脳活動の影響を示唆―ストレス評価や心不全の早期兆候検出への応用可能性

梅野健情報学研究科教授、真尾朋行同社会人博士課程学生（現：東芝情報システム株式会社マーケティング・商品企画担当スペシャリスト）、奥富秀俊同社会人博士課程学生（現：東芝情報システム株式会社マーケティング・商品企画担当チーフエンベデッドスペシャリスト）の研究グループは、心拍のゆらぎ（心拍変動）をカオス理論に基づく新しい指標で解析し、心拍のゆらぎの中に脳活動の影響が現れている可能性を示しました。健康な被験者を対象に、安静、立位、認知課題（暗算・パズル）の条件で心拍データを比較したところ、認知課題において、カオス・複雑系指標が有意に増加しました。本成果は、心拍という容易に測定できる生体信号から、...

キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルセンサー/情報システム/情報学/生体信号/脳活動/数理科学/複雑系/カオス/健康リスク/センサー/ゆらぎ/心臓/ストレス/ヘルスケア/心拍変動/生理学

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学

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発表日：2026年3月23日

遺伝暗号の使い分けを認識する分子機構を解明

―ヒト細胞における非最適コドンのセンサーを同定―

コドンとは、細胞がタンパク質を合成する際にどのアミノ酸を使うかを指定する、3つの塩基からなる遺伝暗号です。ヒトのタンパク質は主に20種類のアミノ酸から構成されていますが、それらを指定するコドンは全部で61種類存在します。多くの場合、1種類のアミノ酸は複数のコドンによって指定されており、これらは「同義コドン」と呼ばれます。同義コドンのどれを使っても、最終的に作られるタンパク質の種類は同じです。しかし、どの同義コドンを使うかによって、タンパク質が作られる量が大きく変わることが知られています。特に「非最適コドン」を多く含むメッセンジャーRNA（mRNA）は、タンパク質が効率よく翻訳されず、さらにmR...

キーワード：コドン/タンパク質複合体/センサー/遺伝暗号/リボソーム/タンパク質翻訳/mRNA/分子機構/RNA/RNA結合タンパク質/アミノ酸/創薬/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：生物学工学総合生物農学

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発表日：2026年2月24日

iPS細胞由来血小板を用いたMRSA殺菌メカニズムの解明

―遺伝子編集が可能な感染症研究プラットフォームとしての可能性―

iPS細胞由来血小板（iPS血小板）注1）には多剤耐性細菌MRSA注2）を殺菌する能力があった。TLR2/MyD88シグナリング経路注3）がMRSA殺菌に寄与していることを遺伝子編集注4）したiPS血小板を用いて証明した。IgG/FcγRIIA結合注5）も殺菌作用に寄与していた一方、MRSAのα毒素注6）は殺菌作用に拮抗していることが示唆された。iPS血小板はMR...

キーワード：免疫機能/クローン/質量分析/カテーテル/バイオリアクター/センサー/核分裂/新エネルギー/ペプチドグリカン/遺伝子改変/血流/生体内/アダプター/黄色ブドウ球菌/微生物学/抗菌活性/細胞壁/病原性/微生物/自然免疫受容体/病原体/巨核球/血栓/細胞膜/CRISPR/iPS細胞/TLR/シグナリング/細胞株/死亡率/臨床検査/Toll様受容体/医療費/骨髄/歯学/造血幹細胞/DNA損傷/HLA/MRSA/RNA/インテグリン/タンパク質発現/ラット/リガンド/遺伝子治療/遺伝子導入/炎症性サイトカイン/幹細胞/血液/血小板/抗生物質/細胞分裂/自然免疫/受容体/多剤耐性/多剤耐性菌/免疫細胞/臨床試験/サイトカイン/ヒトiPS細胞/遺伝子/感染症/抗体/細菌/造血/薬剤耐性/臨床研究

他の関係分野：複合領域生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2026年1月26日

有機半導体薄膜の多形進化を解明

―隠された薄膜相を実証―

京都大学化学研究所塩谷暢貴助教、長谷川健教授の研究グループは、グラーツ工科大学 Roland Resel 教授、Egbert Zojer 教授らとの共同研究成果として、有機半導体が基板上でつくる厚さ数ナノメートルの「超薄膜」の構造を分子レベルで正確に解明することに成功しました。これまで、有機材料が薄い膜を形成すると、単結晶とは異なる構造が現れることは知られていましたが、その最も薄い「単分子層」の構造を直接識別することは困難であり、多くの材料で未解明のままでした。　本研究では、代表的な有機半導体であるジナフトチエノチオフェン（DNTT）を対象に、高分解赤外分光法、微小角入射X...

キーワード：量子化/X線回折/超薄膜/量子化学/赤外分光/量子化学計算/チオフェン/有機エレクトロニクス/有機半導体/赤外分光法/トランジスタ/単分子膜/半導体材料/有機材料/有機薄膜/界面構造/単結晶/センサー/ナノメートル/半導体/結晶構造

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年12月26日

人工次元における「トポロジカル原子レーザー」を実現

―冷却原子系で「利得」を作り、励起状態への凝縮に成功―

高橋義朗理学研究科教授、田家慎太郎同助教、高須洋介同准教授、津野琢士同修士課程学生（研究当時）らの研究グループは、小澤知己東北大学教授と共同で、極低温のルビジウム原子を用いた実験により、「トポロジカル原子レーザー」の発振に世界で初めて成功しました。　本研究では、光（レーザー）の分野で発展してきた「非エルミート量子力学（利得と損失を伴う物理学）」を原子の世界に拡張するため、原子の内部状態を人工的な空間次元（人工次元）と見なす手法を用いました。さらに、通常は原子を冷却するために用いる「蒸発冷却」のプロセスを通して、特定の高エネルギー状態（トポロジカル端状態）にある原子を集中的に増...

キーワード：高エネルギー/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子情報/量子情報処理/冷却原子/冷却原子系/ノイズ/ルビジウム/励起状態/トポロジカル/シミュレーション/スピン/センサー/レーザー/極低温/量子力学

他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学

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発表日：2025年8月7日

細胞の情報伝達を制御する足場脂質

―アレスチンと膜脂質の協調作用による受容体の細胞内取り込み機構―

細胞はGタンパク質共役型受容体（GPCR）と呼ばれる細胞表面のセンサータンパク質を用いて、外界からの情報分子を細胞内に伝えます。この情報伝達の効率を調節する重要な仕組みの一つに、GPCRの細胞内への取り込み（内在化）による情報伝達の収束があり、アレスチンというタンパク質がその役割を担います。アレスチンがGPCRと結合する際に、機能性膜脂質であるPIP2が関わることが報告されていますが、その詳細な分子機構は不明な点が多く残されていました。　井上飛鳥薬学研究科教授（兼：東北大学教授）、倉本律輝東北大学博士課程学生らの研究グループは、アレスチンがPIP2...

キーワード：センサータンパク質/センサー/機能性/膜脂質/細胞膜/分子機構/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/受容体/創薬/脂質

他の関係分野：環境学工学農学

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発表日：2025年6月25日

世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性

―ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案―

体内のエネルギー需要と供給の不均衡は老化や加齢性疾患と関連しています。ミトコンドリアは生体のエネルギー通貨であるATPの供給を行いますが、老化によってミトコンドリア機能が低下し、様々な細胞や臓器でATPレベルの低下が起こります。しかし、ミトコンドリア呼吸を活性化し、低下した細胞内ATPレベルを回復させる薬剤は世界的にみてもほとんどなく、ミトコンドリア活性化薬開発は挑戦的な研究テーマのひとつです。　中臺枝里子医生物学研究所教授は、穴田貴久九州大学准教授、河原道治同博士課程学生、田中賢同教授らの研究グループと共同で、ミトコンドリアを活性化して細胞内ATPレベルを向上させ、抗老化作...

キーワード：新物質/コロナ禍/センサー/モデル生物/哺乳類/ストレス耐性/AMPK/寿命/線維芽細胞/ATP/エネルギー代謝/プロドラッグ/マウス/ミトコンドリア/活性酸素/脂肪酸/創薬/ストレス/加齢/健康寿命/酸化ストレス/老化

他の関係分野：工学総合生物農学

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発表日：2025年6月9日

光ファイバケーブルを活用した海域・地下構造のイメージング手法を開発

─海域における地震波速度構造の詳細把握の実現─

近年、光ファイバをセンサーとして振動などを捉える分布型音響センシング（Distributed Acoustic Sensing：DAS）が地震観測などに用いられるようになってきました。この技術は、光ファイバ上を数m〜数十mという超高密度の観測点間隔で約100 kmほどの距離まで観測することが可能です。また、海底に設置されている海底光ケーブルでDAS観測を実施することで、海底における地震動の稠密観測を実現することが可能です。海底での地震動の稠密観測は、地震活動のモニタリングや地下構造のイメージングなど、多目的に応用されるようになってきています。　伊藤喜宏防災研究所教授は、福島駿東北...

キーワード：地球科学/地下構造/海底ケーブル/地震活動/地震波/地震波速度/地震波速度構造/不均質構造/ケーブル/制御震源/センサー/センシング/モニタリング/地震観測/地震動/二酸化炭素/分解能/空間分解能

他の関係分野：環境学数物系科学工学

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発表日：2025年6月4日

生きた動物脳内で蛍光センサーを組み立てる

―遺伝子操作不要。脳内有機合成化学の新戦略―

合成・生物化学専攻の濵地格教授、坂本清志特定准教授、白岩和樹同博士課程学生（研究当時）、材料化学専攻の野中洋准教授らの研究グループは、生きた動物脳内の特定受容体上で蛍光センサー分子を化学合成する新規手法を開発しました。生体内で天然のタンパク質を化学修飾・機能化することは、化学と生物学の境界領域における最先端研究において有用です。これまで、本研究グループでは、遺伝子操作を伴わずに動物脳内の天然に存在する受容体を化学修飾する「脳内リガンド指向性化学」の開発に成功していましたが、導入できる分子種に限りがありました。今回、「脳内リガンド指向性化学」と「クリック化学」を組み合わ...

キーワード：蛍光センサー/有機合成化学/センサー/センシング/光センサー/シナプス/生体内/遺伝子操作/可塑性/プロテアーゼ/リガンド/合成化学/受容体/脳機能/有機合成/遺伝子/神経疾患/脳神経疾患

他の関係分野：化学工学総合生物

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発表日：2025年4月9日

薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明

〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜

平岡裕章高等研究院教授、小嗣真人東京理科大学教授、大林一平岡山大学教授、三俣千春筑波大学教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。　Beyond 5G の実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度の高いデバイスが求められています。そこで現在、次世代電子デバイスに使用する極微細なトランジス...

キーワード：AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/ホウ素/ステント

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学農学

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発表日：2025年4月1日

手で粉砕するだけで相転移する超セラミックスを開発

～新規圧力・応力センサーの開発に期待～

北海道大学大学院工学研究院の鱒渕友治准教授、樋口幹雄准教授（研究当時）、同大学大学院総合化学院修士課程の山本侑瑞樹氏、久米和樹氏、宮崎涼花氏（研究当時）、同大学大学院理学研究院の篠崎彩子助教、北陸先端科学技術大学院大学サスティナブルイノベーション研究領域の宋　鵬氏（現東北大学助教）、本郷研太准教授、前園涼教授、同大学先端科学技術研究科博士前期課程のサイード・サリア・ハサン氏、京都大学の生方宏樹氏、物質エネルギー化学専攻の陰山洋教授らの研究グループは、カルボジイミドイオンで構成される超セラミックスについて、乳鉢と乳棒を用いた手粉砕で相転移が起きることを世界で初めて実証しました。本研究で...

キーワード：産学連携/静水圧/物質科学/ダイヤモンドアンビル/相転移/蛍光体/せん断/構造相転移/磁気特性/光学特性/センサー/せん断応力/力センサー/結晶構造/構造変化

他の関係分野：複合領域数物系科学工学農学

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発表日：2025年3月14日

神経障害性疼痛の病態に関わる新たな分子機構の発見

―脊髄後角ニューロンのTRPC3チャネルが、発痛物質によるGq共役型受容体-PLC経路を介した異常な痛みの伝達に関わる―

神経障害性疼痛は、急性疼痛とは異なり、原因となる神経系の損傷が治癒した後でも消失せずに慢性的に続く耐え難い疼痛です。代表的な疾患としては、外傷後後遺症・帯状疱疹後神経痛・坐骨神経痛・手根管症候群などが挙げられます。その病態形成には末梢・中枢での体性感覚神経系の病変が重要ですが、その根底にある細胞・分子メカニズムには未解明な部分が多く残されており、根治可能な治療薬は乏しいのが現状です。　白川久志薬学研究科准教授および戸堀翔太同博士課程学生らの研究グループは、この神経障害性疼痛の病態に関わる可能性のある分子として、transient receptor potential（TRP）スー...

キーワード：産学連携/神経系/センサー/感覚ニューロン/神経活動/Ca2+/ホスホリパーゼC/感覚神経/リパーゼ/ニューロン/マウスモデル/神経障害性疼痛/末梢神経/外傷/体性感覚/分子機構/病態モデル/TRPチャネル/ホスホリパーゼ/マウス/遺伝子欠損マウス/受容体/創薬/miRNA/遺伝子/生理学/慢性疼痛/疼痛

他の関係分野：複合領域生物学工学総合生物

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発表日：2025年3月14日

霊長類脳でのドーパミン蛍光計測に成功

―ドーパミンの機能解明へ大きく前進―

高田昌彦ヒト行動進化研究センター特任教授（研究当時）、網田英敏同特定准教授、井上謙一同助教、ヤン・ガオゲ同博士課程学生らの研究グループは、蛍光センサーを用いた霊長類脳でのドーパミン計測に世界で初めて成功しました。中脳にあるドーパミン神経細胞は、大脳基底核の線条体にドーパミンを放出して線条体への入力を調節することで、適切な行動の獲得に貢献しています。しかし、従来の手法では、霊長類の脳内におけるドーパミン神経伝達を高精度で計測することが困難でした。そのため、線条体にどのようなドーパミン信号が入力しているかについては、十分に解明されていませんでした。本研究では、ドーパミンを高感度かつ迅速に検...

キーワード：予測誤差/情報学/産学連携/蛍光センサー/霊長類/センサー/光センサー/光計測/線条体/大脳/大脳基底核/ドーパミン/病態解明/神経細胞/神経変性/神経変性疾患

他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学総合生物