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【特集】 最新のコラーゲンサイエンス-生物多様性が促進するバイオ新素材の変革-
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特集にあたって-新しいコラーゲンの科学技術から産業育成にむけて-
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田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
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生命をささえる素材コラーゲン-生物多様性と産業育成-
Bioactive Collagen:Biological Diversity and Industrial Development
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吉岡朋彦(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 助教)
田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
テラピアのうろこは,ほぼ100%の高純度コラーゲンから成り立っている。生物の多様性を反映してコラーゲンのアミノ酸配列は変化し,変性温度も20℃以上の幅をもって変化する。魚のうろこや豚皮など,それぞれの動物に由来したコラーゲンの特徴を活かして,化粧品・細胞培養基材・再生医療産業を育成することが大切になりつつある。
【目次】
1. はじめに
2. 生物多様性:種によるコラーゲンの性質の違い
3. コラーゲンの多様性による産業育成
4. おわりに
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魚類コラーゲンと哺乳類コラーゲン-分子から見た共通点と相違点, そして魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクト-
Fish Collagen:Molecular Comparison to Mammalian Collagen and Perspectives to its Industrial Use
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都木靖彰(北海道大学 大学院水産科学研究院 海洋応用生命科学部門 教授)
コラーゲンは様々な用途に利用される価値の高い生体材料である。最新の研究は,魚類コラーゲンが哺乳類コラーゲンと比べて高い機能性を持つことを明らかにしつつある。本稿では,分子から見た両コラーゲンの共通点と相違点,そして魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクトについて説明する。
【目次】
1. はじめに
2. 魚類コラーゲンと哺乳類コラーゲン〜分子から見た共通点,相違点〜
3. 魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクト
4. 将来展望〜ニューコラーゲンサイエンスの重要性〜
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コラーゲンのナノテクノロジー-生物から学んだものつくり-
Nanotechnology of Collagen:Manufacturing Technology of Hierarchical Structures from Living Organism
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生駒俊之(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 准教授)
許 哲峰(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 研究員)
田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
コラーゲンは生物の結合組織を構成する細胞外マトリックスの一種で,生体組織では線維を形成し,さらに秩序階層構造をつくる。I 型コラーゲンは最も多く抽出され,生体材料として使用されている。原料にはブタやウシの皮が用いられているが,これらを代替する素材として魚のうろこコラーゲンが着目されている。本稿では,コラーゲンの構造と機能に関して解説し,コラーゲンの線維配向構造を構築するナノテクノロジーについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンの種類と構造特異性
3. 魚うろこコラーゲンの特徴
4. コラーゲンを用いたナノテクノロジー
5. おわりに
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コラーゲンを用いた細胞培養-細胞培養基材としての魚うろこコラーゲンの優れた特性-
Cell Culture on Collagen Coated Surface:Excellent Property of Fish Scale Collagen as a Cell Culture Substratum
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松本令奈((独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門)
植村寿公((独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 主任研究員)
熱帯淡水魚であるテラピアのうろこから抽出したコラーゲンは魚類の中でも変性温度が哺乳類に近く,優れた線維化能を持つ。このコラーゲンを細胞培養基材として使用した結果,ディッシュへの定着,細胞の増殖および間葉系幹細胞の骨芽細胞初期分化においてブタ由来コラーゲンやノンコートディッシュと比較して優位であることを確認した。
【目次】
1. はじめに
2. 細胞外マトリックスとしてのコラーゲン
3. 細胞培養基材としてのテラピアコラーゲン
4. テラピアうろこコラーゲンを利用したヒト間葉系幹細胞の骨芽細胞分化
5.おわりに:再生医療への応用のために
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魚由来コラーゲンを用いた骨・軟骨再生医療への挑戦
Our Challenges to Apply Fish-derived Collagen to Medical Treatment for Bone and Cartilage Regeneration
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安田和則(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 教授)
杉浦弘明(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 客員研究員)
河口泰之(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 助教)
近藤英司(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 診療准教授)
筆者らの一連の研究は,魚由来コラーゲンが骨・軟骨組織の再生へ向けた生体材料として牛豚等の家畜由来のコラーゲンに対して勝るとも劣らない特性を有することを示した。魚由来コラーゲンの応用は少なくとも人獣共通感染症の回避に有用と考えられ,また生体材料として未知の機能を有している可能性がある。
【目次】
1. はじめに
2.魚由来高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト複合体の骨再生への応用
2.1 テラピア鱗由来コラーゲンスポンジの開発と異物性の評価3. 消化管と体内時計
2.2 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の力学的特性
2.3 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の骨内での挙動
2.4 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の人工骨への応用
3.鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの軟骨再生への応用
3.1 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの開発
3.2 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの関節軟骨欠損部への充填の効果
3.3 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの関節軟骨再生用scaffoldへの応用
4. おわりに
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軟骨再生医療-子供の心をいやす医療にむけて-
Cartilage Regeneration-Medical Treatments for Children-
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小林眞司(横浜市立大学 大学院医学研究科 臓器再生医学 客員研究員;神奈川県立こども医療センター 形成外科 部長)
谷口英樹(横浜市立大学 大学院医学研究科 臓器再生医学 教授)
筆者らは,ヒト耳介軟骨膜中に存在する高い増殖能と多分化能を持つ軟骨間葉系前駆細胞を同定した。本細胞は軟骨細胞への分化能が極めて高く,かつ正常軟骨組織と同様に軟骨膜と軟骨から構成される軟骨組織を再構築することができる。本技術は,小児先天奇形や外傷などの臨床ニーズに合わせた中核技術となり得ると思われる。
【目次】
1.はじめに
2.弾性軟骨間葉系前駆細胞の分離
3.弾性軟骨間葉系前駆細胞の増殖能
4.弾性軟骨間葉系前駆細胞の軟骨細胞への分化能
5.弾性軟骨間葉系前駆細胞の多分化能
6.In vivoでの弾性軟骨再生
7.足場材料を用いた弾性軟骨再生
8.おわりに
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歯科再生医療-食生活をささえる医療にむけて歯槽骨と口腔粘膜再建により咀嚼機能向上をめざす-
Regenerative Dental Medicine:Improvement of Oral Function by Alveolar Bone and Oral Mucosa Regeneration Based on Fish Scale Collagen
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柏崎晴彦(北海道大学 大学院歯学研究科 口腔健康科学講座 助教)
寺田典子(新潟大学 大学院医歯学総合研究科 口腔解剖学分野 特任助教)
泉 健次(新潟大学 大学院医歯学総合研究科 口腔解剖学分野 准教授)
我が国が超高齢社会を迎えるに伴い,食事や会話に不可欠な口腔機能を保つために,失われた口腔粘膜や歯槽骨(歯を支える骨)などを再生させる歯科医療がこれまで以上に重要視されてきている。今回,うろこコラーゲンを活用した口腔粘膜および歯槽骨再生医療への取り組みを紹介する。
【目次】
1.口腔粘膜再生医療への応用
2.歯槽骨再生医療への応用
3.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
配向連通多孔型足場材料
Unidirectional Porous Scaffolds
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桑山知也(クラレ 化学品カンパニー メディカル事業部 新事業推進部 NHBグループ リーダー)
【目次】
1.はじめに
2.配向連通多孔体
3.足場材料としての挙動
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
高機能性を期待する化粧品- 3重らせんコラーゲンが果たす役割-
Cosmetics Aimed at Multi Biofunctions-Roles of Triple Helical Collagen from Fish Scales-
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齊藤秀敏(高文堂 横浜生産本部 処方薬開発室)
【目次】
1.はじめに
2.化粧品とコラーゲンの役割
3.今後期待される高機能性化粧品
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BIO R&D
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微生物を用いたフェノール系化合物製造技術の開発
Development of Phenolic-Compounds Producing Technologies using Microorganisms
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西 達也(ジナリス 代表取締役社長)
最近バイオマスから化学品を製造する技術の開発に注目が集まっているが,循環型社会を構築するためには,ポリエステル樹脂などの化学品の廃棄物の再資源化は必須である。本稿では,ポリエステルの構成成分であるフタル酸類を原料とし,大腸菌を用いてフェノール系化合物を大量に生産する技術を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. なぜフタル酸類を原料とするのか
3. フェノール類製造技術の研究開発の戦略
4. GA合成酵素の創製
5. 生産菌株の育種と生産条件の最適化
6. 環境問題解決と廃プラ再資源化への展開
7.持続可能な原料としてのTPA
8.おわりに
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BIO BUSINESS
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がんバイオマーカーの市場
Market of Cancer Biomarker
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【目次】
1. 概要
2. バイオマーカーの種類
3. がんバイオマーカーの開発動向
3.1 薬効を予測するバイオマーカー
3.2 安全性・毒性バイオマーカー
4. 企業動向
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BIO PRODUCTS
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ドコサヘキサエン酸
Docosahexaenoic Acid;DHA
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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
(1)食品
(2)医薬品
(3)化粧品
5.価格
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特集にあたって-新しいコラーゲンの科学技術から産業育成にむけて-
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田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
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生命をささえる素材コラーゲン-生物多様性と産業育成-
Bioactive Collagen:Biological Diversity and Industrial Development
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吉岡朋彦(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 助教)
田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
テラピアのうろこは,ほぼ100%の高純度コラーゲンから成り立っている。生物の多様性を反映してコラーゲンのアミノ酸配列は変化し,変性温度も20℃以上の幅をもって変化する。魚のうろこや豚皮など,それぞれの動物に由来したコラーゲンの特徴を活かして,化粧品・細胞培養基材・再生医療産業を育成することが大切になりつつある。
【目次】
1. はじめに
2. 生物多様性:種によるコラーゲンの性質の違い
3. コラーゲンの多様性による産業育成
4. おわりに
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魚類コラーゲンと哺乳類コラーゲン-分子から見た共通点と相違点, そして魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクト-
Fish Collagen:Molecular Comparison to Mammalian Collagen and Perspectives to its Industrial Use
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都木靖彰(北海道大学 大学院水産科学研究院 海洋応用生命科学部門 教授)
コラーゲンは様々な用途に利用される価値の高い生体材料である。最新の研究は,魚類コラーゲンが哺乳類コラーゲンと比べて高い機能性を持つことを明らかにしつつある。本稿では,分子から見た両コラーゲンの共通点と相違点,そして魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクトについて説明する。
【目次】
1. はじめに
2. 魚類コラーゲンと哺乳類コラーゲン〜分子から見た共通点,相違点〜
3. 魚類コラーゲン利用の水産業へのインパクト
4. 将来展望〜ニューコラーゲンサイエンスの重要性〜
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コラーゲンのナノテクノロジー-生物から学んだものつくり-
Nanotechnology of Collagen:Manufacturing Technology of Hierarchical Structures from Living Organism
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生駒俊之(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 准教授)
許 哲峰(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 研究員)
田中順三(東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 教授)
コラーゲンは生物の結合組織を構成する細胞外マトリックスの一種で,生体組織では線維を形成し,さらに秩序階層構造をつくる。I 型コラーゲンは最も多く抽出され,生体材料として使用されている。原料にはブタやウシの皮が用いられているが,これらを代替する素材として魚のうろこコラーゲンが着目されている。本稿では,コラーゲンの構造と機能に関して解説し,コラーゲンの線維配向構造を構築するナノテクノロジーについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンの種類と構造特異性
3. 魚うろこコラーゲンの特徴
4. コラーゲンを用いたナノテクノロジー
5. おわりに
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コラーゲンを用いた細胞培養-細胞培養基材としての魚うろこコラーゲンの優れた特性-
Cell Culture on Collagen Coated Surface:Excellent Property of Fish Scale Collagen as a Cell Culture Substratum
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松本令奈((独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門)
植村寿公((独)産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 主任研究員)
熱帯淡水魚であるテラピアのうろこから抽出したコラーゲンは魚類の中でも変性温度が哺乳類に近く,優れた線維化能を持つ。このコラーゲンを細胞培養基材として使用した結果,ディッシュへの定着,細胞の増殖および間葉系幹細胞の骨芽細胞初期分化においてブタ由来コラーゲンやノンコートディッシュと比較して優位であることを確認した。
【目次】
1. はじめに
2. 細胞外マトリックスとしてのコラーゲン
3. 細胞培養基材としてのテラピアコラーゲン
4. テラピアうろこコラーゲンを利用したヒト間葉系幹細胞の骨芽細胞分化
5.おわりに:再生医療への応用のために
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魚由来コラーゲンを用いた骨・軟骨再生医療への挑戦
Our Challenges to Apply Fish-derived Collagen to Medical Treatment for Bone and Cartilage Regeneration
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安田和則(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 教授)
杉浦弘明(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 客員研究員)
河口泰之(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 助教)
近藤英司(北海道大学 大学院医学研究科 機能再生医学講座 運動機能再建医学分野 診療准教授)
筆者らの一連の研究は,魚由来コラーゲンが骨・軟骨組織の再生へ向けた生体材料として牛豚等の家畜由来のコラーゲンに対して勝るとも劣らない特性を有することを示した。魚由来コラーゲンの応用は少なくとも人獣共通感染症の回避に有用と考えられ,また生体材料として未知の機能を有している可能性がある。
【目次】
1. はじめに
2.魚由来高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト複合体の骨再生への応用
2.1 テラピア鱗由来コラーゲンスポンジの開発と異物性の評価3. 消化管と体内時計
2.2 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の力学的特性
2.3 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の骨内での挙動
2.4 高密度コラーゲン/ハイドロキシアパタイト多孔複合体の人工骨への応用
3.鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの軟骨再生への応用
3.1 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの開発
3.2 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの関節軟骨欠損部への充填の効果
3.3 鮭皮由来アテロコラーゲンスポンジの関節軟骨再生用scaffoldへの応用
4. おわりに
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軟骨再生医療-子供の心をいやす医療にむけて-
Cartilage Regeneration-Medical Treatments for Children-
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小林眞司(横浜市立大学 大学院医学研究科 臓器再生医学 客員研究員;神奈川県立こども医療センター 形成外科 部長)
谷口英樹(横浜市立大学 大学院医学研究科 臓器再生医学 教授)
筆者らは,ヒト耳介軟骨膜中に存在する高い増殖能と多分化能を持つ軟骨間葉系前駆細胞を同定した。本細胞は軟骨細胞への分化能が極めて高く,かつ正常軟骨組織と同様に軟骨膜と軟骨から構成される軟骨組織を再構築することができる。本技術は,小児先天奇形や外傷などの臨床ニーズに合わせた中核技術となり得ると思われる。
【目次】
1.はじめに
2.弾性軟骨間葉系前駆細胞の分離
3.弾性軟骨間葉系前駆細胞の増殖能
4.弾性軟骨間葉系前駆細胞の軟骨細胞への分化能
5.弾性軟骨間葉系前駆細胞の多分化能
6.In vivoでの弾性軟骨再生
7.足場材料を用いた弾性軟骨再生
8.おわりに
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歯科再生医療-食生活をささえる医療にむけて歯槽骨と口腔粘膜再建により咀嚼機能向上をめざす-
Regenerative Dental Medicine:Improvement of Oral Function by Alveolar Bone and Oral Mucosa Regeneration Based on Fish Scale Collagen
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柏崎晴彦(北海道大学 大学院歯学研究科 口腔健康科学講座 助教)
寺田典子(新潟大学 大学院医歯学総合研究科 口腔解剖学分野 特任助教)
泉 健次(新潟大学 大学院医歯学総合研究科 口腔解剖学分野 准教授)
我が国が超高齢社会を迎えるに伴い,食事や会話に不可欠な口腔機能を保つために,失われた口腔粘膜や歯槽骨(歯を支える骨)などを再生させる歯科医療がこれまで以上に重要視されてきている。今回,うろこコラーゲンを活用した口腔粘膜および歯槽骨再生医療への取り組みを紹介する。
【目次】
1.口腔粘膜再生医療への応用
2.歯槽骨再生医療への応用
3.おわりに
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配向連通多孔型足場材料
Unidirectional Porous Scaffolds
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桑山知也(クラレ 化学品カンパニー メディカル事業部 新事業推進部 NHBグループ リーダー)
【目次】
1.はじめに
2.配向連通多孔体
3.足場材料としての挙動
4.おわりに
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高機能性を期待する化粧品- 3重らせんコラーゲンが果たす役割-
Cosmetics Aimed at Multi Biofunctions-Roles of Triple Helical Collagen from Fish Scales-
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齊藤秀敏(高文堂 横浜生産本部 処方薬開発室)
【目次】
1.はじめに
2.化粧品とコラーゲンの役割
3.今後期待される高機能性化粧品
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BIO R&D
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微生物を用いたフェノール系化合物製造技術の開発
Development of Phenolic-Compounds Producing Technologies using Microorganisms
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西 達也(ジナリス 代表取締役社長)
最近バイオマスから化学品を製造する技術の開発に注目が集まっているが,循環型社会を構築するためには,ポリエステル樹脂などの化学品の廃棄物の再資源化は必須である。本稿では,ポリエステルの構成成分であるフタル酸類を原料とし,大腸菌を用いてフェノール系化合物を大量に生産する技術を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. なぜフタル酸類を原料とするのか
3. フェノール類製造技術の研究開発の戦略
4. GA合成酵素の創製
5. 生産菌株の育種と生産条件の最適化
6. 環境問題解決と廃プラ再資源化への展開
7.持続可能な原料としてのTPA
8.おわりに
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BIO BUSINESS
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がんバイオマーカーの市場
Market of Cancer Biomarker
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【目次】
1. 概要
2. バイオマーカーの種類
3. がんバイオマーカーの開発動向
3.1 薬効を予測するバイオマーカー
3.2 安全性・毒性バイオマーカー
4. 企業動向
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BIO PRODUCTS
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ドコサヘキサエン酸
Docosahexaenoic Acid;DHA
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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
(1)食品
(2)医薬品
(3)化粧品
5.価格
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