Review
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【特集】再生医療・動物実験代替への応用を指向した細胞培養の先端技術
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―特集にあたって―
新しい細胞培養技術の創出と応用―時代の潮流に沿ったアイデアの変遷―
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竹澤俊明((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え家畜研究センター 主任研究員)
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生体内環境を反映した細胞培養担体の開発とその再生医療あるいは創薬研究への応用構想
Development of Cell Culture Substrate Reflecting the Environment in vivo and their Application Concept for Regenerative Medicine and Drug Development Researches
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竹澤俊明((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え家畜研究センター 主任研究員)
培養細胞に生体内環境を付与することを目指して,「コラーゲンビトリゲル担体」と「組織を薄切した切片担体」を近年開発した。これら担体の作製法および特徴を解説すると共に,担体を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究を紹介する。さらに,各々の担体の特徴を活かして,再生医療あるいは創薬研究へ応用していく将来展望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 生体内結合組織のコラーゲン線維密度を反映した細胞培養担体の開発
3. 「コラーゲンビトリゲル担体」を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究
4. 「コラーゲンビトリゲル担体」の再生医療あるいは創薬研究への応用構想
5. 生体内の組織や器官の複雑な構造と成分を反映した細胞培養担体の開発
6. 「動物組織を薄切した切片担体」を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究
7. 「動物細胞を薄切した切片担体」の再生医療あるいは創薬研究への応用構想
8. おわりに
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化学物質の体内動態を再現する複合細胞培養系の開発と利用
Development of Multi-compartment Cell-based Assay Systems that Reproduce Toxicokinetics in Humans
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西川昌輝(東京大学 生産技術研究所 博士課程)
中山秀謹(東京大学 生産技術研究所 修士課程)
木村啓志(東京大学 生産技術研究所 博士研究員)
山本貴富喜(東京大学 生産技術研究所 助教)
藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
酒井康行(東京大学 生産技術研究所;同大学 大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 准教授)
化学物質の毒性を評価・予測するためには,濃度,暴露の形態や部位に加え,体内での吸収・代謝・分布・排泄の各ステップの解明とその統合が必要となってくる。筆者らは,このような複雑な過程の一括評価を目指し,各臓器を代表する複数の細胞集団を同時に培養する様々な培養系の開発とその適用可能性の評価を行ってきたので,その概略と今後の展望を述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 静置型複合培養系
2.1 モデル小腸膜+標的細胞
2.2 モデル小腸膜+モデル肝細胞
2.3 より高度なモデル肝細胞の構築
3. 灌流型複合培養系
4. マイクロ流体デバイス技術を活用した複合培養系
4.1 成熟脂肪細胞の安定分散固定化
4.2 化学物質の動態分布のイメージング計測
5. おわりに
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ハニカムフィルムによる細胞機能の制御
Control of Cell Functions using Self-organized Honeycomb-patterned Films
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田中賢(東北大学 多元物質科学研究所 生体機能設計研究分野 准教授)
山本貞明(北海道大学 創成科学共同研究機構 移植医療・組織工学プロジェクト 特任教授)
下村政嗣(東北大学 多元物質科学研究所 生体機能設計研究分野 教授)
再生医療・動物実験代替技術開発などを支える培養担体の開発において,材料表面と生体物質や細胞との界面であるバイオインターフェィスの設計は,材料表面の物性や構造が細胞の接着,形態,増殖,運動,分化や機能などに著しく影響を与えることから,極めて重要である。本稿では,自己組織化法により作製したハニカムフィルムの表面トポロジーが,細胞の接着挙動や機能におよぼす影響について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ハニカムフィルムの製膜方法
3. ハニカムフィルムによる細胞機能制御
3.1 血管内皮細胞の接着・増殖・機能性制御
3.2 ハニカムフィルムによるその他の細胞培養例
4. おわりに
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コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた3次元培養ヒト皮膚モデルの構築とその皮膚感作性試験への応用
Construction of Three-dimensional Human Skin Model using Collagen Vitrigel Membrane and its Application to Skin Sensitization Test
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内野正(国立医薬品食品衛生研究所 環境衛生化学部 主任研究官)
これまで市販されている3次元培養皮膚モデルは樹状細胞等の免疫担当細胞を含まないため,皮膚感作性のin vitro評価法としては適用が困難であった。そこで樹状細胞,角化細胞,線維芽細胞からなる3次元培養ヒト皮膚モデル(KDF-skin)を構築したが,培養期間を短縮し,細胞数を減らす目的でコラーゲンビトリゲル薄膜を培養担体とした皮膚モデルの構築を試みた。さらに皮膚感作性物質を暴露し,CD86発現およびサイトカイン放出量への影響を検討した。
【目次】
1. はじめに
2. VG-KDF-skinの構築法
3. 皮膚感作性のin vitro評価法への応用
4. 今後の課題
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内視鏡下ロボット手術支援基材としてのコラーゲンビトリゲル薄膜
Collagen Vitrigel Membrane as a Novel Lineup of Materials for Robotic Surgery
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原田香奈子(国立成育医療センター研究所 特殊診療部 リサーチレジデント;現CRIM Lab.,Polo Sant’Anna Valdera,Scuola Superiore Sant’Anna.,Italy)
絵野沢伸(国立成育医療センター研究所 移植・外科研究部 実験外科研究室 室長)
内視鏡を利用したロボット外科手術の発達はめざましく,術後の患者QOL向上,早期回復という面で多大な恩恵をもたらしている。一方で,この手技は難度が高く,安全性を確保しながら最大の効果を引き出すには熟練を要する。これを補うために内視鏡下手術に適した周辺材料の開発が必要である。ここでは外科手術の基本である縫合を,糸によらずコラーゲンビトリゲルという生体適合材料によって行うという革新的技術の可能性について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ロボット手術の特徴―設計者側の視点から―
3. 創傷治癒基材としてのコラーゲンビトリゲル薄膜
4. 胎児手術への応用の可能性
4.1 胎児手術の特殊性
4.2 適応疾患
4.3 その他の胎児手術への利用
5. おわりに
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肝再生医療・バイオ人工肝臓への応用を目指した新規細胞培養系の開発
Development of Novel Cell Culture System for Liver Regenerative Medicine and Bioartificial Liver
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八木清仁(大阪大学 大学院薬学研究科 生体機能分子化学分野 教授)
骨髄間質細胞,間葉系幹細胞は成体の組織に存在し,in vitroで増幅が可能なことから患者自身の細胞が使用でき,さらには多分化能を有するなどその潜在能力に期待が集まっている。本稿では,肝臓移植に替わる治療法として注目されている肝再生医療,バイオ人工肝臓への応用を目的とした筆者の研究結果を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 骨髄間質細胞の肝機能維持効果
3. 三次元担体を利用した肝細胞と骨髄間質細胞の共移植
4. 間葉系幹細胞の肝細胞への誘導と移植
4.1 幹細胞の利用
4.2 骨髄由来間葉系幹細胞(bone marrow-derived MSC;BMSC)
4.3 親知らず由来間葉系幹細胞の利用
5. おわりに
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コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた広範囲皮膚欠損に対する新規治療法開発
Novel Strategy for Permanent Skin Replacement using Collagen Vitrigel Membrane
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青木茂久(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 助教)
永瀬浩太郎(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 博士課程)
内橋和芳(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 助教)
井手口浩幸(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 技術専門職員)
戸田修二(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 教授)
熱傷をはじめとする広範囲の皮膚欠損状態は,バリア機能および恒常性の破綻を来たし,生体にとっては致死的である。一般的な治療法である植皮術では,移植面積に制限があり,培養皮膚による治療法は,移植までに長時間を要する。今回,筆者らは,コラーゲンビトリゲル薄膜を用いて皮膚シートを作製することで,面積確保と移植期間の短縮が可能な新規治療法を開発したので報告する。
【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンビトリゲルを用いた皮膚シートの作製
3. 皮膚シートの移植
4. 皮膚シート移植による創傷治癒効果
5. おわりに
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第2特集:細胞培養基材・周辺機器メーカー
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【掲載企業】
・(株)ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング
・旭硝子(株)
・(株)池田理化
・富士フイルム(株)
・SCIVAX(サイヴァクス)(株)
・アルブラスト(株)
・(株)ジーシー
・コバレントマテリアル(株)(旧東芝セラミックス(株))
・住友ベークライト(株)
・(株)協同インターナショナル
・(株)Cell Force
・トミーデジタルバイオロジー(株)
【主な項目】
・会社プロフィール
・製品の概略
・製品のPR
・試作・特注・技術サポートなど
・関連文献
・その他 周辺サービス・製品
・問い合わせ先
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BIO BUSINESS
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酵母利用食品の市場動向
Market of Foods using Yeast
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【目次】
1. 概要
2. 市場動向
3. 用途動向
3.1 パン
3.2 ソース
3.3 焼酎
3.4 清酒
4. 企業動向
4.1 オリエンタル酵母工業
4.2 キリンビール
4.3 アサヒフードアンドヘルスケア
5. 将来展望
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―特集にあたって―
新しい細胞培養技術の創出と応用―時代の潮流に沿ったアイデアの変遷―
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竹澤俊明((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え家畜研究センター 主任研究員)
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生体内環境を反映した細胞培養担体の開発とその再生医療あるいは創薬研究への応用構想
Development of Cell Culture Substrate Reflecting the Environment in vivo and their Application Concept for Regenerative Medicine and Drug Development Researches
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竹澤俊明((独)農業生物資源研究所 遺伝子組換え家畜研究センター 主任研究員)
培養細胞に生体内環境を付与することを目指して,「コラーゲンビトリゲル担体」と「組織を薄切した切片担体」を近年開発した。これら担体の作製法および特徴を解説すると共に,担体を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究を紹介する。さらに,各々の担体の特徴を活かして,再生医療あるいは創薬研究へ応用していく将来展望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 生体内結合組織のコラーゲン線維密度を反映した細胞培養担体の開発
3. 「コラーゲンビトリゲル担体」を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究
4. 「コラーゲンビトリゲル担体」の再生医療あるいは創薬研究への応用構想
5. 生体内の組織や器官の複雑な構造と成分を反映した細胞培養担体の開発
6. 「動物組織を薄切した切片担体」を利用した細胞培養技術の有用性および先端研究
7. 「動物細胞を薄切した切片担体」の再生医療あるいは創薬研究への応用構想
8. おわりに
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化学物質の体内動態を再現する複合細胞培養系の開発と利用
Development of Multi-compartment Cell-based Assay Systems that Reproduce Toxicokinetics in Humans
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西川昌輝(東京大学 生産技術研究所 博士課程)
中山秀謹(東京大学 生産技術研究所 修士課程)
木村啓志(東京大学 生産技術研究所 博士研究員)
山本貴富喜(東京大学 生産技術研究所 助教)
藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
酒井康行(東京大学 生産技術研究所;同大学 大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 准教授)
化学物質の毒性を評価・予測するためには,濃度,暴露の形態や部位に加え,体内での吸収・代謝・分布・排泄の各ステップの解明とその統合が必要となってくる。筆者らは,このような複雑な過程の一括評価を目指し,各臓器を代表する複数の細胞集団を同時に培養する様々な培養系の開発とその適用可能性の評価を行ってきたので,その概略と今後の展望を述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 静置型複合培養系
2.1 モデル小腸膜+標的細胞
2.2 モデル小腸膜+モデル肝細胞
2.3 より高度なモデル肝細胞の構築
3. 灌流型複合培養系
4. マイクロ流体デバイス技術を活用した複合培養系
4.1 成熟脂肪細胞の安定分散固定化
4.2 化学物質の動態分布のイメージング計測
5. おわりに
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ハニカムフィルムによる細胞機能の制御
Control of Cell Functions using Self-organized Honeycomb-patterned Films
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田中賢(東北大学 多元物質科学研究所 生体機能設計研究分野 准教授)
山本貞明(北海道大学 創成科学共同研究機構 移植医療・組織工学プロジェクト 特任教授)
下村政嗣(東北大学 多元物質科学研究所 生体機能設計研究分野 教授)
再生医療・動物実験代替技術開発などを支える培養担体の開発において,材料表面と生体物質や細胞との界面であるバイオインターフェィスの設計は,材料表面の物性や構造が細胞の接着,形態,増殖,運動,分化や機能などに著しく影響を与えることから,極めて重要である。本稿では,自己組織化法により作製したハニカムフィルムの表面トポロジーが,細胞の接着挙動や機能におよぼす影響について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ハニカムフィルムの製膜方法
3. ハニカムフィルムによる細胞機能制御
3.1 血管内皮細胞の接着・増殖・機能性制御
3.2 ハニカムフィルムによるその他の細胞培養例
4. おわりに
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コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた3次元培養ヒト皮膚モデルの構築とその皮膚感作性試験への応用
Construction of Three-dimensional Human Skin Model using Collagen Vitrigel Membrane and its Application to Skin Sensitization Test
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内野正(国立医薬品食品衛生研究所 環境衛生化学部 主任研究官)
これまで市販されている3次元培養皮膚モデルは樹状細胞等の免疫担当細胞を含まないため,皮膚感作性のin vitro評価法としては適用が困難であった。そこで樹状細胞,角化細胞,線維芽細胞からなる3次元培養ヒト皮膚モデル(KDF-skin)を構築したが,培養期間を短縮し,細胞数を減らす目的でコラーゲンビトリゲル薄膜を培養担体とした皮膚モデルの構築を試みた。さらに皮膚感作性物質を暴露し,CD86発現およびサイトカイン放出量への影響を検討した。
【目次】
1. はじめに
2. VG-KDF-skinの構築法
3. 皮膚感作性のin vitro評価法への応用
4. 今後の課題
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内視鏡下ロボット手術支援基材としてのコラーゲンビトリゲル薄膜
Collagen Vitrigel Membrane as a Novel Lineup of Materials for Robotic Surgery
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原田香奈子(国立成育医療センター研究所 特殊診療部 リサーチレジデント;現CRIM Lab.,Polo Sant’Anna Valdera,Scuola Superiore Sant’Anna.,Italy)
絵野沢伸(国立成育医療センター研究所 移植・外科研究部 実験外科研究室 室長)
内視鏡を利用したロボット外科手術の発達はめざましく,術後の患者QOL向上,早期回復という面で多大な恩恵をもたらしている。一方で,この手技は難度が高く,安全性を確保しながら最大の効果を引き出すには熟練を要する。これを補うために内視鏡下手術に適した周辺材料の開発が必要である。ここでは外科手術の基本である縫合を,糸によらずコラーゲンビトリゲルという生体適合材料によって行うという革新的技術の可能性について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ロボット手術の特徴―設計者側の視点から―
3. 創傷治癒基材としてのコラーゲンビトリゲル薄膜
4. 胎児手術への応用の可能性
4.1 胎児手術の特殊性
4.2 適応疾患
4.3 その他の胎児手術への利用
5. おわりに
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肝再生医療・バイオ人工肝臓への応用を目指した新規細胞培養系の開発
Development of Novel Cell Culture System for Liver Regenerative Medicine and Bioartificial Liver
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八木清仁(大阪大学 大学院薬学研究科 生体機能分子化学分野 教授)
骨髄間質細胞,間葉系幹細胞は成体の組織に存在し,in vitroで増幅が可能なことから患者自身の細胞が使用でき,さらには多分化能を有するなどその潜在能力に期待が集まっている。本稿では,肝臓移植に替わる治療法として注目されている肝再生医療,バイオ人工肝臓への応用を目的とした筆者の研究結果を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 骨髄間質細胞の肝機能維持効果
3. 三次元担体を利用した肝細胞と骨髄間質細胞の共移植
4. 間葉系幹細胞の肝細胞への誘導と移植
4.1 幹細胞の利用
4.2 骨髄由来間葉系幹細胞(bone marrow-derived MSC;BMSC)
4.3 親知らず由来間葉系幹細胞の利用
5. おわりに
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コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた広範囲皮膚欠損に対する新規治療法開発
Novel Strategy for Permanent Skin Replacement using Collagen Vitrigel Membrane
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青木茂久(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 助教)
永瀬浩太郎(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 博士課程)
内橋和芳(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 助教)
井手口浩幸(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 技術専門職員)
戸田修二(佐賀大学 医学部 病因病態科学講座 病態病理学分野 教授)
熱傷をはじめとする広範囲の皮膚欠損状態は,バリア機能および恒常性の破綻を来たし,生体にとっては致死的である。一般的な治療法である植皮術では,移植面積に制限があり,培養皮膚による治療法は,移植までに長時間を要する。今回,筆者らは,コラーゲンビトリゲル薄膜を用いて皮膚シートを作製することで,面積確保と移植期間の短縮が可能な新規治療法を開発したので報告する。
【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンビトリゲルを用いた皮膚シートの作製
3. 皮膚シートの移植
4. 皮膚シート移植による創傷治癒効果
5. おわりに
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第2特集:細胞培養基材・周辺機器メーカー
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【掲載企業】
・(株)ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング
・旭硝子(株)
・(株)池田理化
・富士フイルム(株)
・SCIVAX(サイヴァクス)(株)
・アルブラスト(株)
・(株)ジーシー
・コバレントマテリアル(株)(旧東芝セラミックス(株))
・住友ベークライト(株)
・(株)協同インターナショナル
・(株)Cell Force
・トミーデジタルバイオロジー(株)
【主な項目】
・会社プロフィール
・製品の概略
・製品のPR
・試作・特注・技術サポートなど
・関連文献
・その他 周辺サービス・製品
・問い合わせ先
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BIO BUSINESS
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酵母利用食品の市場動向
Market of Foods using Yeast
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【目次】
1. 概要
2. 市場動向
3. 用途動向
3.1 パン
3.2 ソース
3.3 焼酎
3.4 清酒
4. 企業動向
4.1 オリエンタル酵母工業
4.2 キリンビール
4.3 アサヒフードアンドヘルスケア
5. 将来展望
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