第2回 渡邉利三国際奨学金 
バーチャル授与式2021

研究テーマ：脳卒中後機能回復を賦活する
神経回路の光遺伝学的手法を軸とした多面的解析

留学先：スタンフォード大学（アメリカ）

脳卒中は寝たきりの原因の約1/3を占める重篤な疾患です。脳卒中で損傷された中枢神経機能は自然にまたはリハビリテーションにより促進的に回復しますが、 そのメカニズムは未解明で、複数の中枢神経回路が様々な組み合わせとタイミングで賦活もしくは抑制されることで生ずるとされています。 留学先のスタンフォード大学脳神経外科では「光遺伝学（optogenetics）」の手法を用いてそのメカニズム解明に関する基礎研究を行う予定です。 時間、空間および細胞特異的な神経活動制御が可能な手法であり、最先端の分子生物学的手法も交えてそのメカニズムを明らかにし、脳卒中後の機能回復について臨床応用可能な創薬・治療法開発への橋渡しとすることを目指しています。 脳卒中研究において世界でもトップクラスの研究室に留学することで、知識や技術の向上だけでなく、一流研究者の考え方を学び、グローバルな視野を身に着けたいと考えています。

研究テーマ：酸化亜鉛を用いた日焼け止めに応用可能な紫外線反射剤の開発と評価

留学先：リーズ大学（イギリス）

太陽光に含まれる紫外線は皮膚細胞を損傷させ、しみ、しわ、皮膚癌等の皮膚障害を引き起こします。 紫外線による細胞損傷予防のための手軽かつ効果的な手段として、日焼け止めは長年に渡り広く利用されています。 日焼け止めには紫外線吸収剤と紫外線反射剤が含まれており、前者は紫外線を吸収することで、後者は紫外線を反射・吸収することで、太陽光から皮膚を保護しています。 紫外線反射剤には二酸化チタンや酸化亜鉛が含まれていますが、これらの物質の光学特性は粒子の大きさや結晶化度、光触媒活性などの物性によって大きく変わります。 このことを利用して、酸化亜鉛の表面上でポリフェノールなどの抗酸化剤と反応させ、酸化ストレス防止効果のある紫外線反射剤を作ることを目標に研究に取り組んでいます。 本研究でより高性能な日焼け止めを開発し、人々の皮膚障害予防に繋げたいと考えています。

研究テーマ：異種Composite islet-kidney移植における免疫寛容誘導戦略の確立

留学先：コロンビア大学（アメリカ）

「臓器不全の患者さんに対する臓器移植は、日本でも近年件数が増加してきていますが、移植できる臓器の数には限りがあることからまだまだ助けられる患者さんが少ないのが現状です。 この臓器不足の問題を解決するため、私は米国コロンビア大学のColumbia Center for Translational Immunology, Yamada研究室で、医療用ブタからの異種臓器移植を目指した前臨床研究に従事しています。 この異種移植は、既に一定の条件下ではブタから霊長類への臓器移植で6ヵ月以上の長期生着が達成されています。 現在、最適な免疫抑制療法の開発や免疫寛容誘導戦略の確立など、まさにヒトへの臨床応用を間近に見据えた重要な実験を日々行っています。 この研究成果が、現在の移植医療の抱える問題を解決する一助となる事を願い、努力する所存です。」

研究テーマ：物理的相互作用情報を用いたタンパク質の
新規進化系統解析と進化モデルの構築

留学先：ラヴァル大学（カナダ）

細胞システムは多くのタンパク質が互いに協調して機能することで達成されています。 私は多数のタンパク質間相互作用を高速に同定することで、変異がタンパク質機能並びにネットワークに及ぼす影響をボトムアップに理解できるフレームワークの構築を目指しています。 留学先のLaval大学Landry研究室（ケベック、カナダ）ではプロテアソーム複合体に着目し、14種の相同タンパク質を対象に相互作用の違いと、出芽酵母細胞内での機能解析を行います。 これによりタンパク質において変異が蓄積していく過程とそれによる機能の変容をモデル化し、理解することを目的としています。 将来の展望としては、構築したモデル・フレームワークを個々人の遺伝子配列の違いやがん細胞における変異に応用し、より精度の高い個別化医療・創薬に貢献できるような仕事がしたいと考えています。

研究テーマ：細胞内液－液相分離による生体内化学反応の時空間的制御に関わる
物理メカニズムの解明とその異常によって生じる疾患に関する研究

留学先：ルーヴェン・カトリック大学（ベルギー）

生命現象は、細胞内にある様々な生体分子が「適切な場所」で化学反応を起こすことによって担われています。 そのため、生体分子がどのようなメカニズムで「適切な場所」に集まるのかを知ることは、学術的・医学的観点両方においてとても重要です。 近年、「細胞内液-液相分離」と呼ばれる、従来の生物学の常識を塗り替えるような現象が新しく発見され、この現象が生体分子の空間的制御に関して中心的な役割を果たす可能性が明かされつつあります。 留学先では、この細胞内液-液相分離について、分子生物学的実験手法と物理学的理論アプローチを組み合わせた研究を行うことで、生体分子の空間的制御に関する物理メカニズムの一端を解明することを目指します。 さらに、これに関連した種々の疾患に関して、特に難病である筋萎縮性側索硬化症 (ALS) を中心として、その詳細な病因解明や治療薬・治療法の開発に貢献することを目標とします。

研究テーマ：立体音響収音・制御・再現技術および数値音響解析技術

留学先：メリーランド大学（アメリカ）　

留学先では立体音響信号処理技術や音響現象の数値解析に関する研究に取り組んでいます。 計算機の高速化とともに、ものづくりにおけるCAE（Computer Aided Engineering）、シミュレーション技術の重要度は増していますが、その計算コストはさらなる普及の大きな障壁です。 またテレコミュニケーション技術には長い歴史がありますが、今回のパンデミックによる在宅・遠隔での勤務・教育が明らかにしたように、 対面コミュニケーションを代替しうるほどの高臨場感のテレコミュニケーションはまだ実現していません。 今回の留学を通して、既存技術を凌駕する音響解析技術や、次世代テレコミュニケーションのための新しい高臨場感立体音響技術を創出したいと考えています。 将来の展望としては、留学先での研究を通して創出した技術や、留学を通して身に着けた知識やスキルをものづくりやテレコミュニケーションの発展に役立てていく仕事がしたいと考えています。