細胞を使った新しい医療である再生医療には、高い機能を持った細胞材料や、実際の組織を模倣した立体組織を作ることが求められています。遺伝子発現の調節や、細胞培養法の工夫により、より良い細胞材料開発や組織構築につながる研究を行っています。また細胞分化をキーワードに、癌の悪性化を分子レベルで研究し、転移や再発などの悪性化を抑制する方法の開発も行っています。

【最近の成果】

　(1)解糖系抑制により低酸素、低栄養環境での細胞死を回避する技術を開発し、立体組織構築に応用（J Biosci Bioeng. S1389-1723,30328-5, 2020）
　(2)肝細胞癌の脱分化と悪性形質獲得に、ヒストン脱アセチル化酵素（HDAC9）が関与する（Cancers 12, E2734, 2020）
　(3)肝細胞癌の悪性形質にSonic Hedgehogシグナルが関わっており、その阻害効果が抗腫瘍効果を発揮する（Int J Mol Sci. 21, 3126,
2020）

　水銀含有紫外線ランプによる水処理技術（有機物分解、殺菌）に代わる新光源（エキシマランプ：写真）の特性を評価し、代替新技術として確立することを検討しています。 また、飲用水中の元素濃度と、その地域に居住しているヒトの毛髪中元素濃度を、高周波誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）で測定し、各地域で生活しているヒトの毛髪中の有害元素濃度と飲用水中元素濃度との関係を明らかにすることや、安定同位体比分析および微量元素分析による農産物及び海産物の産地判別の研究を行っています。

●ペプチド合成を基盤とした創薬化学研究
　生理活性ペプチド・タンパク質の部分ペプチドを合成し、生理活性タンパク質が受容体と相互作用するために必要な活性必須部位を明らかにしながら、それを利用した低分子有機化合物の設計、合成研究を行います。

●ケミカルバイオロジー研究
　Biological assayで活性が見られた化合物をプローブとして、結合タンパク質を同定し、新たな創薬標的候補を見出す技術の開発研究を行います。

　微生物は多種多様な環境に適応に生育しています。私たちはその一部を食品や環境浄化などに利用して生活を豊かにしてきました。これまで人類が利用してきた微生物はごくごく一部であることもわかってきました。現在知られる条件では培養できないため、これまで知られてこなかった微生物の存在が明らかになっており、新たな遺伝資源として注目されています。私たちの研究室では私たちが生きる環境において目に見えないところで、農業、食品加工、人の体の中や外で私たちの健康を支えているようなこれまでに知られていない微生物の力を見いだし、その能力を担う酵素や代謝、それにより生み出される化学物質を私たちの生活を豊かにするために活用することを目指しています。

　環境にやさしい、生理活性物質の合成研究とそれを可能とする新しい合成手法の開発を行っています。反応性の高いオルトキノンを利用することにより、重金属を用いない位置選択的な1,4-ベンゾジオキサンの構築を鍵段階とした生理活性物質の合成や、環化付加反応および光脱カルボニル化による芳香環化合物の合成に取り組んでいます。また、環状亜硫酸エステルや硫酸エステルの有機合成への利用にも取り組んでいます。企業との共同研究において、歯科用接着剤として用いることができる機能性モノマーを開発しました。

　植物は様々な環境条件の変化を感知して対応します。そのメカニズムを遺伝子レベルで解明し、植物組織培養や遺伝子組換えなどの技術を応用すれば、有用な形質をもった植物を育成したり、物理環境や化学物質などによって生育状態を人為的に制御することも可能になります。例えばストレスに応答する遺伝的メカニズムを解明することで植物に予防的にストレス耐性を付与したり、重力や光による成長調節メカニズムを解明すれば宇宙ステーションや植物工場などの人工的環境下で植物の成長を自在にコントロールできます。植物の成長を調節しうる新規の化合物も、まだまだ自然界には埋もれているでしょう。私たちはそういう応用につながる基礎的な研究を行っています。

　ヒトの生命科学に関する生体高分子の構造をもとに、その働きを明らかにする研究を行なっています。特にヒトの味覚に関わる分野に注目し、甘いものを「甘い」と感じる仕組みについて研究しています。また、ヒトの味覚を変換するタンパク質の研究も行なっています。ある種のタンパク質はヒトの味覚を変える（例えば酸味を甘味に変える）働きがあります。この仕組みを解き明かすことで、「好ましくない味」を「好ましい味」に変換できるようになるのではないかと考えています。

　自然界から分離された微生物のユニークな機能を明らかにして幅広く産業応用につなげる研究を行っています。一例として、特定の地域環境から取得した発酵微生物を用いて独自性とおいしさを兼ね備えた新規発酵食品を創出する研究があげられます。

　医療の現場で工学的手法を用いた研究が直接できるのは基本的には臨床工学技士だけだと思っています。手術室や集中治療室で使用される医療デバイスに関し、工学的手法を用いた改善・改良を行い、よりよい医療を提案できるような研究を進めたいと考えています。

　心臓手術の際に心臓の代わりに全身に血液を送る装置「人工心肺装置」は定常流が主流です。心機能の低い新生児や小児の場合は、拍動にすることで抹消循環が向上するという報告もあります。しかしその機能・性能を評価するシステムがまだありません。この機能評価のためのシステムの開発を目指します。

　ウェルシュ菌(<ｉ>Clostridium perfringens</ｉ>)は、ガス壊疽や食中毒を起こす病原細菌です。α毒素（ホスホリパーゼC）は、ガス壊疽の病原因子として知られています。この毒素遺伝子の発現調節は複雑であることがわかってきています。この遺伝子のプロモーター上流に存在するphased A-tractsがRNAポリメラーゼのαサブユニットC末端ドメインのどのアミノ酸と相互作用しているか示しました。今はこの配列がα毒素産生に影響を与えるか調べています。またウェルシュ菌の付着因子としてフィブロネクチン結合タンパク質と線毛の研究を行っています。近年、自己溶解酵素オートリシンが、フィブロネクチン結合タンパク質の一つであることがわかりました。また共同研究により線毛の構成タンパク質であるCppAの立体構造を決定することができました。

　これまで消化器病専門医として各種消化器内視鏡検査並びにがん薬物療法専門医として各種癌腫の抗癌剤治療に関する臨床および研究に従事しておりました。また、膵Ｂ細胞の再生および増殖の神経因子の役割を研究テーマとしてきました。膵Ｂ細胞の増殖因子としては、多くの遺伝子の関与が指摘されていますが、神経因子が膵Ｂ細胞の増殖の影響を与えているという報告は、私の研究室以外には見当たりません。新たな視点から膵Ｂ細胞の再生および増殖に道を開き、糖尿病患者や膵臓癌患者に福音をもたらしたいと考えております。

　タンパク質は立体構造を形成することでその機能を発揮します。立体構造を形成するために必要なものとして分子シャペロンが知られています。我々は分子シャペロンとして知られている熱ショックタンパク質に焦点を当て、脳において果たす役割について調べています。その過程で、熱ショックタンパク質がうつ病症状と関係することを明らかにしました。現在、この研究を発展させるべく、うつ病とタンパク質の折りたたみ異常（ミスフォールディング）の関係性について研究を行なっています。
　また、熱ショックタンパク質発現が記憶や感覚に与える影響や、鼻炎などのアレルギーに与える影響についても研究を行なっています。

(1)知覚神経に含まれるカルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）神経の伸長作用について、主にレニン・アンジオテンシン系に注目しています。
　動物から脊髄後根神経節を摘出し、初代培養細胞を行い、神経の伸びについて染色・Western blotting法を用いて検討を行っています。
(2)恐怖記憶の固定と消去の機序について、マウスに電気刺激を与えて調べています。災害などで受けた心的外傷後ストレスを軽減させる脳内メカニズムにおける研究を行っています。
(3)ストレスをマウスに負荷し、うつ様状態にしたマウスの脳内タンパク質について解析をします。

●創薬・疾患分子探索
　血液中には約3,000種類の血漿タンパクがありますが、その中で血液製剤として使われているのは20種類未満です。
　そこで、データサイエンス×ゲノム編集（CRISPR）×ゼブラフィッシュを使って新しい血液製剤の開発を目標にしています。特に、神経難病と先天性心疾患合併症をターゲットにしています。

●医療用コーティング開発
　医療現場では様々なデバイスが使われており（人工血管、カテーテルなど）、高度な抗菌性・生体適合性が求められます。
　長期使用時の安全性向上だけでなく、組織再生を誘導するデバイス表面改変、生体内分子のリアルタイムセンシングを指向した新規バイオセンサー開発も視野に入れ、独自特許技術（Diamond-like carbon）の応用を進めています。

●就農者の健康・安全管理
　公衆衛生課題の一つとして就農者の死亡事故があげられます（全産業の10倍）。
　現在、長期健康管理と事故予防にフォーカスし、産学官連携によるデータ駆動型研究、およびバイオデザイン型手法の組み合わせで挑んでいます。

　細菌によって引き起こされる【感染症】は、まず、宿主への細菌の付着（結合）から始まります。私たちは、創感染を引き起こす病原細菌の１つであるウェルシュ菌をモデルとし、以下の観点から宿主-細菌（病原体）相互関係について研究をすすめています。

①ウェルシュ菌が有するフィブロネクチン結合タンパク質（Fbps）とフィブロネクチンの相互作用
②デルマトポンチン（DPT）誘発フィブロネクチン線維化に対するFbpsの影響
③Fbpsのペプチドグリカン加水分解酵素としての機能
④Fbpsが創傷治癒に及ぼす影響

●Round cellを指標とする新規腎機能評価の検討と尿細管腔再生機序の解明
　丸型尿細管上皮細胞（round cell）は、尿中への出現数が少なく、日々の臨床検査では軽視されているため、その出現意義と疾患との関連性を明らかにすることを目指しています。また、round cellは幹細胞の可能性が示唆されており、尿細管腔の再生過程および起源となる細胞の解明に繋がることが期待されています。

●子宮体癌の早期診断に有用な特異的microRNAの同定および機能解析
　子宮体癌の早期発見に有用なバイオマーカーとなるmicroRNAを同定し、血液検体から検出することを目指しています。さらに、子宮体癌に発現するmicroRNAの機能を解析し、分子生物学的特性を明らかにしていきます。

　皮膚細胞を用いて、生体内の酸化ストレスがどのように老化に関与しているのかを調べています。
　抗酸化や皮膚色素に関係する研究も行っており、新しい治療方法や検査方法、美容機器や化粧品などの開発にも関係します。

　分子マーカーを用いた栽培植物と野生植物の交雑、特に、近代以前に渡来して野生化したため自生植物との区別が付きにくくなった植物の研究を行っています。また、分子マーカーを用いて植物の栽培品種の遺伝子型を解析し、品種の異同、識別、由来の推定などの研究を行っています。この他に、栽培植物の命名法を制定する国際委員会のメンバーとして、栽培培物の命名、名称に関する問題を研究しています。

　東京大学小石川植物園に植栽されている‛ソメイヨシノ’のうちの1個体の花。‛ソメイヨシノ’の遺伝子型は単一であることを分子マーカーで実証したが、この個体だけは‛ソメイヨシノ’とは遺伝子型が異なり、親子関係にあることが判明した。

　土砂災害の発生が「いつ」「どこで」発生するかを研究しています。
　下記は、地域で自主的な避難を実施するための雨量計システムです。地域で自分たちの基準値を設定し、自分たちの都合に合わせた避難を行うことで、適切な防災体制を構築することが可能になります。

宇宙には太陽系以外にも惑星が普遍的に存在し、現在も惑星ができつつある現場があります。それが原始惑星系円盤と呼ばれる、若い形成中の星の周りに普遍的にみられる構造です。このような原始惑星系円盤を、すばる望遠鏡などを使って詳しく観測することで、地球を含む惑星や、太陽系の成り立ちや物質の起源について調べています。
また、新しい観測装置や手法を開発し、新しい切り口から惑星形成研究を切り開いていくことも進めています。

（左） HD142527という若い星の周りの原始惑星系円盤の想像図
（右） Hen3-600Aという若い星の周りかんらん石や輝石の塵が存在する証拠