定期購読
月刊バイオインダストリー定期購読

￥55,000

月刊バイオインダストリー 2022年8月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


丸谷飛之　(一社)日本微藻類技術協会
青木慎一　(一社)日本微藻類技術協会
野村純平　(一社)日本微藻類技術協会
柚木俊二　北海道大学
近藤英司　北海道大学病院
安田和則　八木整形外科病院;北海道大学
藤原立樹　東京医科歯科大学
西内宏太　東京理科大学
倉持幸司　東京理科大学
大橋啓史　国立感染症研究所
山崎雅子　国立感染症研究所;東京理科大学
西岡華実　国立感染症研究所;東京理科大学
渡士幸一　国立感染症研究所;東京理科大学
紙透伸治　麻布大学
舘　祥光　大阪公立大学
田中伸哉　北海道大学;化学反応創成研究拠点
王　磊　北海道大学;化学反応創成研究拠点
津田真寿美　北海道大学;化学反応創成研究拠点
龔　剣萍　北海道大学;化学反応創成研究拠点
鈴鹿　淳　北海道大学



---------------------------------------------------------------------

BIO ENERGY

---------------------------------------------------------------------

IMAT基盤技術研究所の紹介：微細藻類を原料としたSAF生産の産業化に向けた取り組み
Introduction of Research Activities at IMAT Fundamental Research Center：toward Industrialization of Sustainable Aviation Fuel Originated from Microalgae

　近年，微細藻類を原料としたSAF（Sustainable Aviation Fuel）の生産に対する関心が急速に高まっている。一方で，微細藻類由来SAFの産業利用における課題はいまだに多く，早急な解決が望まれている。本稿では，微細藻類の早期商業化への課題解決を目指した我々の取り組みについて述べる。

【目次】
1　はじめに
2　IMAT基盤技術研究所の設立目的
3　MAT基盤技術研究所の設備概要
4　標準手法及び評価基準の構築への取り組み
4.1　標準手法及び評価基準
4.2　培養・分析の標準化
5　おわりに

---------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

---------------------------------------------------------------------

人工腱開発のためのコラーゲンフィブリル整列技術
Methods of Producing Aligned Collagen Fibrils for the Development of Artificial Tendons

　腱や靭帯は，コラーゲン分子が「fibril－fiber－fascicle－bundle」へと整列・階層化された高次3次元構造を有し，その強靭性を発揮している。本稿は，この組織を代替できるコラーゲン人工腱の開発を目指した多くのfibril整列技術のうち，産業応用が最も期待される機械的方法を紹介し，それらの作製機序，限界，および今後の展望について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　コラーゲン人工腱の要件
3　機械的方法による一軸整列コラーゲンfibrilの作製
3.1　fibril形成の前に力を作用させる方法
3.2　fibril形成の途上に力を作用させる方法
3.3　fibril形成の後に力を作用させる方法
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

インドシアニングリーン蛍光造影を用いたECMO回路内のリアルタイム血栓検出法とその応用
Real-time Thrombus Detection in ECMO Circuits Using Indocyanine Green Fluorescence Imaging

Extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）は強力な生命維持装置であるが，問題点として回路内の血栓が挙げられ，血栓検出法の進歩が望まれる。我々はIndocyanine green（ICG）蛍光造影を用いてECMO回路内の血栓を詳細に観察・解析する技術を開発した。ECMO回路内の血栓を肉眼で観察する場合，血液と血栓が同じ赤色調であるため詳細に評価することは難易度が高い。本技術では，「血液は白，血栓は黒」と表現されるため，血栓の見逃しが起きにくい。またコンピューターでの血栓自動検出や，遠隔モニタリングへの応用が可能である。

【目次】
1　はじめに
2　ICG蛍光造影とICG蛍光観察カメラシステム
3　人工肺と血液ポンプ
4　動物実験プロトコル
5　実験結果
6　考察
7　おわりに（今後の展望）

-------------------------------------------------------------------------

C型肝炎ウイルスや新型コロナウイルスの増殖を制御する化合物の創製
Development of Antiviral Compounds Against HCV and SARS-CoV-2

　天然物ネオエキヌリンB（Neo B）や誘導体の合成と抗ウイルス活性を解説する。Neo BはC型肝炎ウイルス，ポリオウイルス，新型コロナウイルスといった一本鎖（＋）鎖RNAウイルスに対して抗ウイルス活性を示す。本化合物の標的はウイルスではなく宿主細胞であるため，様々なウイルスに対して有効な薬剤候補として期待できる。

【目次】
1　はじめに
2　ネオエキヌリンBと誘導体の化学合成
3　ネオエキヌリンBと誘導体の抗ウイルス活性
4　結論と今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

SDGs×天然資源アミノ酸を活用した発光材料開発
Sustainable Development Goals×Developments on Photoluminescent Materials Capitalized on an Amino Acids as Natural Resources
　
　我々は有機合成化学・構造有機化学を基盤として， 新規なπ 共役系分子PHCs（polycyclic heteroaromatic compounds）の創出を目指して研究開発に取り組んでいる。加えて，SDGs（sustainable development goals）を取り入れることによる相乗効果または加速効果を期待して，天然資源アミノ酸を原料に用いた有機発光材料，有機電子材料等の合成法開発を行っている。1 種類のアミノ酸，ヒスチジン（His）2 分子を二量化した構造を持つHis－His および His＝His を合成した。さらにヒスチジンとグリシン（Gly）の2 種類のアミノ酸のカップリング反応により同様な骨格をもつ His－Gly および His＝Gly を合成した。これらの有機材料の発光を調査し，有機電子材料から化学センサーまで広範囲に応用可能かつ高度な機能を持つ新規材料の開発を目指す。図1 の「SDGs×PHCs」の記号は“×”は “multiply”「倍加する」または “accelerate”「加速する」の意である。

【目次】
1　はじめに
2　SDGsとPAHs
3　アミノ酸の特徴と利用方法
4　π共役系有機分子の構築に適したアミノ酸分子の構造と種類
5　ジケトピペラジン骨格と類縁体の性質
6　合成戦略
7　アミノ酸から合成した有機発光材料の物性測定
8　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

ハイドロゲルによる迅速がん幹細胞リプログラミングHARP現象
Rapid Induction of Reprogramming Towards Cancer Stem Cells by Hydrogel as HARP Phenomenon

　日本のがんの年間死亡者数は約38万人で死因の第1位である。がんの治療法は年々進歩しているものの，治療抵抗性のクローンが再発し予後不良となる。がんの再発の主な原因として治療抵抗性のがん幹細胞が存在することが問題となっているが，その検出は困難で，臨床で用いられる検出法は確立されていない。最近筆者らは，ハイドロゲルゲルの上にがん細胞をまくと，24時間以内に急速にがん細胞のスフェロイドが形成され，SOX2などの幹細胞マーカーの発現が増加し，がん幹細胞が創り出されることを発見した。これはゲルによりがん細胞にリプログラミング（初期化）が誘導されること意味しており，ハイドロゲル活性化リプログラミング（hydrogel activated reprogramming, HARP）現象と名付けた。今後このHARP現象を基盤とする新しいがん幹細胞マーカーの発見，がん幹細胞治療薬開発への応用が期待されるが，本稿ではこのHARP現象について，発見の経緯，現在解明されているしくみ，将来展望について概説したい。

【目次】
1　はじめに
2　HARP現象（HARP；hydrogel activated reprogramming phenomenon）とは
3　HARP現象と従来法のがん幹細胞の遺伝子発現プロファイルの比較
4　HARP現象によるがん細胞リプログラミングのメカニズム
5　HARP現象の臨床への応用
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BISINESS

-------------------------------------------------------------------------

化粧品工業

　2020 年の化粧品の出荷実績は出荷個数27 億2043 万個（前年比85.6％），出荷金額1兆4,784 億円（前年比83.9％）となり，市場が縮小している。2021 年も同様に25 億2,403 万個，1 兆3,472 億円の前年割れとなった。新型コロナウイルス感染症の世界的な大流行により，外国人旅行者によるインバウンド需要が消失，外出自粛や店舗休業などによりメイクアップを中心とした化粧品の国内需要は大幅に減少した。海外に目を向けると，ヨーロッパでは化粧品に対する環境規制が厳格化，持続可能な開発目標（SDGs）に対する消費者意識の高まりを踏まえた対応が日本メーカーに求められている。また東アジア市場では韓国・中国の化粧品メーカーが台頭し，国際競争が激化している。国内市場の低迷打破と海外市場でのビジネス戦略，日本の化粧品メーカーの課題は多い。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日本メーカーの技術開発

-------------------------------------------------------------------------

抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えている。特に新型コロナウイルス蔓延以降は，抗ウイルス作用に注目が集まり，非常に速いスピードでの市場が成長している。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

BIO PRODUCTS

-------------------------------------------------------------------------

グルコアミラーゼ(Glucoamylase)

トラガントガム(Tragacanth gum)

イタコン酸(Itaconic acid)

ケイ皮アルデビド(Cinnamic aldehyde)

RNA(リボ核酸)（Ribonucleic acid）

トランスグルタミナーゼ(Transglutaminase)

l－メントール(l-Menthol)

月刊バイオインダストリー 2022年7月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


伊藤恵治　(一財)日本環境衛生センター
高守幸男　山梨大学
冨士大輔　山梨大学
安東丈洋　山梨大学
横山　匠　山梨大学
佐藤　将　山梨大学　
ベディサンタナ　山梨大学
山本美月　山梨大学
川上隆史　山梨大学
甲野裕之　苫小牧工業高等専門学校
村岡貴博　東京農工大学；神奈川県立産業技術総合研究所
篠原祐治　北海道大学
坪内直人　北海道大学
永石博志　(国研)産業技術総合研究所
横田(恒次)恭子　東京工科大学
三上(坂口)あかね　東京工科大学
石田祐也　(地独)東京都立産業技術研究センター
設楽恭弘　板橋理化工業㈱
三木大輔　千葉工業大学
近藤次郎　上智大学
板垣賢広　大阪公立大学
西井成樹　大阪公立大学
山本陽二郎　大阪公立大学
定永靖宗　大阪公立大学
椎木　弘　大阪公立大学
海部友則　東北医科薬科大学



---------------------------------------------------------------------

BIO ENERGY

---------------------------------------------------------------------

廃棄物（ごみ）発電・熱利用の動向

　2050年カーボンニュートラルに向け，2030年の温室効果ガス46％削減のための施策及びその電源構成が，地球温暖化対策計画（2021年）及び第6次エネルギー基本計画（2021年）に示されたところである。廃棄物発電は再生可能エネルギーのバイオマス発電に位置づけられ，今後も更なる発電量の増加が見込まれている。以下，一般廃棄物のごみ焼却施設における発電・熱利用を中心に述べるので，ごみ発電・熱利用と表記する。
　我が国のごみ発電第 1号は1965年稼働の大阪市旧西淀工場とされているが，高度経済成長に伴うごみ量増加への対応（適正処理）に追われる時代であり，発電電力は自家消費電力を賄う目的で使用されていた。2000年の循環型社会形成推進基本法の施行により，3Rに次ぐ施策として熱回収が法的に位置づけられ，2005年の循環型社会形成推進交付金の設立により，ごみ発電は高効率のエネルギー回収と利活用が求められるようになった。さらに 2002年の再生可能エネルギー利用割合基準制度（RPS制度）を経て2012年の再生可能エネルギー固定価格買取制度（FIT制度）が実施され，自治体のごみ発電による電
力外部供給（売電）への意識が一気に変わった。2019年度において，我が国のごみ焼却施設 1,067施設の内発電施設は384施設と全体の3割強に過ぎないのが現状であるが，総発電能力 2,078 MW，総発電量は9,981 GWh/年となっており，この10年間で総発電量は 45％増加している。
　発電した電力・熱の利用に関しては，2016年の廃棄物処理法基本方針の変更において廃棄物エネルギーの地域利活用が示され，2018年の廃棄物処理施設整備計画では，廃棄物処理施設について，廃棄物エネルギー利用による新たな価値を創出する地域エネルギーセンターとしての方向性が示された。併せて，電力・熱利用のための設備補助及び調査補助も開始され，ごみ発電・熱利用が一層推進されているところである。

【目次】
1　ごみ発電・熱利用の仕組み
2　ごみ発電・熱利用の方策
3　廃棄物系バイオマスのバイオガス化・ガス利用
4　2050年に向けたごみ発電・熱利用の課題

---------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

---------------------------------------------------------------------
ペプチド医薬品開発のための新規ペプチド環状化法の開発と非天然型環状ペプチドSELEXへの応用
Novel Peptide Cyclization Methods for Peptide Drug Discovery Ant Application to Unnatural Cyclic Peptide SELEX

　本論文では，ペプチド医薬品開発に向け，PURE systemとmRNA display，遺伝暗号拡張技術を用いたSELEX法による新規ペプチド化合物の探索の具体例と，我々の研究室で開発した芳香族求核置換反応による新規のペプチド環状化法の最新の報告について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　自己免疫疾患治療薬の開発を目指した新規TNFα結合環状Nアルキルペプチド化合物の探索
3　新型コロナウイルス重症肺炎治療薬の開発を目指した新規IL－6R結合環状ペプチド化合物の探索
4　高LDLコレステロール血症治療薬の開発を目指した新規ペプチド環状化法によるPCSK9結合環状ペプチド化合物の探索
5　アレルギー性疾患治療薬の開発を目指した新規ペプチド環状化法によるIL－5結合環状ペプチド化合物の探索
6　今後の展開

-------------------------------------------------------------------------

微生物セルロースナノファイバーの表面改質と繊維強化樹脂への応用
Surface Modification of Bacterial Cellulose Nanofibers and Application to Fiber?reinforced Composite Resins

　酢酸菌を通気撹拌培養して得られるナノフィブリル化バクテリアセルロース（NFBC）は，その極めて長い繊維長の特長を持つことから，繊維強化樹脂フィラーとしての応用が期待されている。本稿ではシランカップリング剤を用いたNFBC表面の改質方法とその解析方法，そして樹脂との複合化とその強度向上について論述する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノフィブリル化微生物セルロース（NFBC）
3　セルロース繊維表面改質とシランカップリング反応
4　表面改質NFBCの構造および形態的特徴
5　NFBCの樹脂コンポジットへの応用
6　シランカップリング剤の選択と樹脂との相互作用
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

亜急性期脳梗塞治療効果を有するジグソー型超分子ペプチドゲル
Supramolecular Peptide Gel with Therapeutic Effect on Mouse Subacute Cerebral Stroke Model

　脳梗塞患者数が増加の一途をたどるなか，発症一週間後の亜急性期脳梗塞に対して有効な治療法の開発が望まれている。最近我々は，血管内皮増殖因子（VEGF）を体内局所で徐放する新規超分子ペプチドゲルJigSAPの開発に成功し，発症一週間経過後の亜急性期脳梗塞モデルマウスに対する，VEGFを含有したJigSAPの単回投与によって，歩行機能改善効果を確認した。亜急性期脳梗塞に対する細胞フリー再生医療を実現する第一歩となる。

-------------------------------------------------------------------------

魚介類の鮮度評価システム『MIRASAL』の開発
Development of System “MIRASAL” for Evaluating the Freshness of Fish and Shellfish
　
　貯蔵温度の変化を伴う魚介類の鮮度のリアルタイム評価および将来予測は非常に難しく，長年の課題であった。本稿では先ず，従来の鮮度評価方法，特に水産分野で科学的指標として知名度の高いK値評価法について主に解説する。次に，筆者らが現在開発中の「ATP分解生成物の反応を一次逐次不可逆反応と仮定し濃度を求め，それを基にK値を予測する」方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ATP分解生成物の濃度とK値の予測方法
3　鮮度評価・鮮度予測装置『MIRASAL』の開発
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

上気道感染症における唾液検体の有用性
Usefulness of Saliva for Upper Respiratory Tract Infections

　近年の新型コロナウイルス（SARS－CoV－2）流行において唾液検体の有用性が注目され，インフルエンザにおいても唾液による感染状況の把握が可能であることが明らかとなった。上気道粘膜から侵入するこれらウイルスに対する粘膜防御機構の理解のためにも，唾液を検体とする診断技術開発への期待は高まっている。

【目次】
1　はじめに
2　上気道の解剖学的構造と粘膜免疫機構
3　粘膜中のIgA抗体測定の意義
4　粘膜IgA記憶B細胞の役割
5　今後の展望：唾液中抗体測定の応用性

-------------------------------------------------------------------------

金属腐食過程とその可視化装置
Metal Corrosion Process and Its visualization System

　金属材料の腐食は人命にかかわる事故につながることもあり，対策には甚大なコストがかかり社会的な注目度が高い。産業的に実施される耐食性評価法には塩水噴霧試験があるが，評価が定性的であるなど課題が多くある。本稿では，腐食過程を可視化し画像解析により定量的に評価する装置とその実施例について紹介する。

【目次】
1　腐食現象と事故事例
2　腐食コストと防食技術
3　産業における耐食性評価
4　腐食過程の可視化装置
5　腐食試験の実施例
6　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

構造生物模倣科学によるDNAものづくり
DNA Manufacturing Based on Structural Biomimetics

　X線結晶解析やNMR解析，クライオ電子顕微鏡単粒子解析などの技術革新によって構造生物学が成熟した今日，生体高分子の立体構造情報を積極的に活用するフェーズに突入している。本稿では，機能性RNA分子の立体構造モチーフから学ぶ「生物模倣」のコンセプトを取り入れたDNAものづくりについて，その実例と可能性を紹介する。

【目次】
1　構造生物学のパラダイムシフト
2　構造生物模倣科学（Structural Biomimetics）の考え方
3　DNAものづくり
4　塩基配列特異的RNA検出プローブ
5　構造生物模倣科学の展望

-------------------------------------------------------------------------

高感度光アンテナによる微生物検査法の開発
Bacterial Detection Using Metal Nanoparticles

　理論分解能（200 nm）以下のサイズをもつ金属ナノ粒子の光学顕微鏡による直接観察は困難であるが，その散乱光は暗視野顕微鏡により容易に観察できる。このことを利用して，抗体を導入した金属ナノ粒子を微生物表面に結合して光アンテナを形成し，新しい微生物の検出法を開発した。

【目次】
1　はじめに
2　金ナノ粒子の光学特性
3　金ナノ構造体を用いた細菌の高感度検出
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

糖鎖修飾酵素を用いた樹状細胞免疫受容体（DCIR）関連疾患の治療
Therapy Strategies of DCIR-related Disorders with a Glycan-modification Enzyme

　樹状細胞免疫受容体（DCIR）は抑制性C型レクチン受容体のひとつであり，免疫系システムや骨代謝を制御する受容体である。本稿では，DCIRによる免疫システムの制御機構とDCIRが関与する疾患を解説する。また，DCIRの機能的リガンドの同定から得られた知見を基に，DCIRとリガンドの相互作用による制御と，DCIRを標的とした治療法の可能性について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　樹状細胞免疫受容体（DCIR）の機能とDCIR関連疾患
3　機能的リガンドの同定と糖鎖修飾酵素を用いたDCIRの制御
4　糖鎖修飾酵素を用いた新たな治療法の可能性
5　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

BIO BISINESS

-------------------------------------------------------------------------

飼料・飼料添加物工業

　飼料の需要量は，飼養頭数に大きく左右される。畜産は飼養者の高齢化などによる廃業が進み，一戸あたりの飼養頭数は増加傾向にあるが，全体としては徐々に減少が続いている。配合飼料は，主原料であるトウモロコシが2019 年の米国における降雨による種まき遅延による収穫減で，2020 年は，主に米国，ブラジルの2 国からの輸入となっている。また，飼養頭数の増加による労働力不足と利便性により，円安などによる高騰にもかかわらず，輸入飼料原料に頼る傾向にある。畜産などの成長促進に不可欠な添加物の重要性は高まり，とくに飼料用アミノ酸は，動物の排泄物による汚染解決に貢献する添加物として市場が拡大している。また，安全な国産飼料供給のためエコフィード（食品循環資源利用飼料）認証制度により飼料自給率の上昇を期待している。

【目次】
1　概要
2　需給動向
3　飼料原料の動向
4　飼料添加物の動向

-------------------------------------------------------------------------

BIO PRODUCTS

-------------------------------------------------------------------------

ラウリン酸(Lauric acid)

γ-アミノ酪酸(γ-Aminobutyric acid)

月刊バイオインダストリー 2022年6月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


植田充美　京都大学
髙橋美帆　同志社大学
田中一晶　京都工芸繊維大学
古旗祐一　（国研）産業技術総合研究所
加藤義雄　（国研）産業技術総合研究所
草田裕之　（国研）産業技術総合研究所
玉木秀幸　（国研）産業技術総合研究所



---------------------------------------------------------------------

BIO ENERGY

---------------------------------------------------------------------

バイオエネルギー研究の進展状況
Current Studies on Bioenergy

　バイオエネルギー研究は，デンプンやバイオマス由来のバイオエタノールが中心であるが，技術と実装にギャップがある。今後，ブルーリソースの活用が必要になる。一方，バイオディーゼル燃料の活用は進んでいる。地球温暖化防止・カーボンニュートラルにより，空中CO2固定は最重要課題であり，水素やアンモニアのカーボンフリー燃料への指向も大きな動きである。

【目次】
1　現況認識
2　食糧とエネルギーの非競合共役増産
3　前処理法の開発?バイオマスの完全糖化システムの合成生物学的創製
4　低炭素社会の新しいプラットフォーム：シュガープラットフォームとフェノールプラットフォームの形成
5　脱炭素エネルギーへの転換

---------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

---------------------------------------------------------------------

志賀毒素による細胞内小胞輸送制御がアミロイドβ産生を抑制する
Shiga Toxin Suppresses the Production of Amyloid β by Altering the Intracellular Transport of Amyloid Precursor Protein

　アルツハイマー病の発症に関与すると言われるアミロイドβ（Aβ）は，その前駆体タンパク質APPが細胞内小胞輸送される過程でタンパク質分解酵素により切断され産生される。筆者らは，志賀毒素が小胞輸送されるに伴い，APPのリソソームへの輸送が亢進し，その結果Aβ産生が減少することを見出した。本稿では本知見について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　APPの細胞内輸送
3　Stxと細胞内輸送
4　StxとAPPの細胞内局在性
5　mStx2によるAβ産生の変化
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ビデオ通話相手の身体を実体化するロボティックテレプレゼンスの開発
Development of Robotic Telepresence Systems That Physically Embodies the Video Call Partner’s Body Part

　近年，ビデオ通話等のテレプレゼンスの需要が高まっている。しかしながら，ビデオ通話で創出できる空間共有感（相手と同じ空間で対面している感覚）は十分ではなく，様々な社会問題が生じている。本稿ではそれらの問題が生じる原因について考察すると共に，ロボットで相手の身体を実体化することでビデオ通話における空間共有感を高めるロボティックテレプレゼンスについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　指示ジェスチャの実体化
3　身体接触の再現
3.1　人の手の触感を再現するロボットハンドの開発
3.2　ビデオ通話＋身体接触のインタフェースデザイン
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

植物細胞に対するタンパク質導入
Protein Delivery into Plant Cells

　近年ゲノム編集を初めとする多様なバイオテクノロジーの発展に伴い，機能性タンパク質を細胞内に導入することの重要性が高まっている。本稿ではまず，導入標的としての植物細胞の特徴と従来の導入技術について概説する。続いて特にタンパク質の直接導入に焦点を当て，実例を交えながら従来技術と比較，解説する。

【目次】
1　はじめに
2　導入標的としての植物細胞
3　導入分子の形態
4　植物におけるDNA導入
5　植物におけるタンパク質導入

-------------------------------------------------------------------------

耐熱性プロバイオティクス乳酸菌由来の新規な耐熱性胆汁酸塩加水分解酵素の発見
Isolation of a Highly Thermostable Bile Salt Hydrolase from a Thermotolerant Probiotic Lactic Acid Bacterium
　
　胆汁酸塩加水分解酵素は，乳酸菌の腸内定着性の向上やヒトのコレステロール低減などに関わる重要なプロバイオティクス酵素である。近年，筆者らは耐熱性乳酸菌から単離した新規な胆汁酸塩加水分解酵素が極めて高い耐熱性と安定性を有することを発見した。本稿では，特に産業利用の観点から筆者らの研究の意義やインパクトについて概説する。

【目次】
1　はじめに -プロバイオティクス乳酸菌と胆汁酸耐性-
2　胆汁酸耐性を有する新種Lactobacillus属乳酸菌の発見
3　胆汁酸塩加水分解酵素遺伝子の機能解析
4　LapBSHが高い耐熱性を有することを発見
5　L. paragasseriにも高い耐熱性があることを発見
6　BSHの新機能を発見
7　まとめと今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

BIO BISINESS

-------------------------------------------------------------------------

再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012年の260億円から急速に拡大し，2030年には1.6兆円に達すると予測されている。2014年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

健康食品・機能性食品工業

　2021年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は5,800億円（前年比104％）と推定され，市場は縮小に転じた。新型コロナウイルスへの抵抗力向上目的で乳酸菌関連が，また外出自粛により生活習慣病関連商品の需要が高まったが，全体としては新製品開発の停滞，機能性表示食品への移行等がマイナスに影響した。一方，機能性表示食品の市場規模は3,300 億円（前年度比120％）と推定され，前年に引き続き市場は大きく拡大した。コロナ禍の影響により，生活習慣病対策関連や抗ストレス・睡眠改善関連商品が市場をけん引した。2020年度は全体的な届出件数の増加に加え，「健康な人の免疫機能の維持」ほかいくつかの新規機能性の届出が認可され，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きはさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向

-------------------------------------------------------------------------

食品添加物工業

　高齢化や人口減少が進むわが国において，食品添加物市場は成熟化が進んでおり，近年横ばいに推移している。消費者の健康・安全への関心の高まりから一部の食品添加物に対しては忌避傾向がみられる一方，健康志向の高まり，高齢者や共働きの増加，日本食ブーム，インバウンド需要，アルコール離れ，災害用備蓄などの時勢の変化に対応した商品群は市場を拡大しており，これらに関連する食品添加物の需要は堅調に推移している。食品添加物公定書第9 版が2017 年11 月30 日に告示された。2007 年の第8 版発行から約10年ぶりの改定となり，この間に指定された89品目が新たに収載された。2021年6月，指定添加物472品目，既存添加物357品目，天然香料609品目が指定されている。

【目次】
1　概要
2　需給動向

-------------------------------------------------------------------------

香料工業

　2020年の国内生産量は前年比96.4 ％の6万4,583トンと減少した。生産金額は前年比104.0％の1,856 億7,000万円となり，前年実績を上回った。香料には大きく分けて食品香料（フレーバー）と香粧品香料（フレグランス）があり，海外では同程度の市場を持っているが，国内ではおよそ7：1 で食品香料市場の方が大きい。2019 年の世界の香料売上高は，約265 億ドルと推定される。これはドルベースであり，現地通貨ベースでも増加している。特に中国，東南アジア市場の成長が大きい。香料は極めて嗜好性，快楽性の強い製品であるため，地域の気候，文化による差が大きく，それに対応した開発能力が求められている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　安全問題への対応
4　メーカー動向
5　製品開発動向

-------------------------------------------------------------------------

産業用酵素工業

　産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2020年の世界市場は推計で6,900億円と推計される。さらに2025年には9,500億円へと，年6.5％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

BIO PRODUCTS

-------------------------------------------------------------------------

アスパルテーム(Aspartame)

リゾチーム(Lysozyme)

D-アミノ酸(D-amino acid)

L-リジン塩酸塩(L-Lysine monohydrochloride)

月刊バイオインダストリー 2022年5月号

￥2,200

シーエムシー出版

<span style="color: red; font-size: 1.5em"><b>月刊バイオインダストリー5月号についてのお知らせ</b></span> <div>月刊バイオインダストリー5月号 P.52の図5を重複して</div> <div>掲載する誤植がございましたが、現在は修正済みです。</div> <div>　</div> <div>修正前のデータをダウンロードしている方はお手数ではございますが</div> <div>再度、修正後のデータをダウンロードしてください。</div>
＜著者一覧＞


木曽良明　長浜バイオ大学
向井秀仁　長浜バイオ大学大学院
野村　渉　広島大学
玉村啓和　東京医科歯科大学
後藤佑樹　東京大学
道上雅孝　大阪公立大学
藤井郁雄　大阪公立大学
西澤直城　日産化学㈱
吉矢　拓　㈱ペプチド研究所
相馬洋平　和歌山県立医科大学
小早川拓也　東京医科歯科大学
辻　耕平　東京医科歯科大学
黒原　祟　国立医薬品食品衛生研究所
三澤隆史　国立医薬品食品衛生研究所
出水庸介　国立医薬品食品衛生研究所

　　
---------------------------------------------------------------------

【特集】ペプチド医薬の最新動向 ～広い観点からのペプチド創薬科学～

---------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

---------------------------------------------------------------------

一群の自然免疫イニシエーションファクター，マイトクリプタイド
-効率的中和抗体獲得法の開発と炎症性疾患治療を目指したアプローチ-
Mitocryptides as a Novel Family of Innitiation Factors for Innate Immne Responses

　マイトクリプタイドは，我々が世界に先駆けて発見した，好中球に対して高い誘引・活性化能を示す一群の新規生理活性ペプチドである。マイトクリプタイドは，ミトコンドリアタンパク質からプロテアーゼにより切断されることにより産生されるが，最近，それらが虚血や怪我，火傷などにより誘導される，非感染性の組織・臓器傷害ばかりでなく，微生物やウイルス感染を含む，広範な自然免疫応答をイニシエートする因子群である可能性が明らかになりつつある。
　本稿では，解明されつつあるそれらマイトクリプタイドの生理的・病態生理学的機能について，それらの解明に向けた研究の経緯，特にマイトクリプタイドの生体機能解析において重要なツールである中和抗体の効率的取得法の開発を含めた研究を概説するとともに，それらをターゲットとした様々な炎症性疾患に対する創造的治療法の開発ならびに治療薬の創製について議論する。

【目次】
1　はじめに
2　クリプタイドおよびマイトクリプタイドとは
3　マイトクリプタイドの網羅的同定
4　マイトクリプタイド：自然免疫応答イニシエーションファクターとしての可能性
5　マイトクリプタイド：特異的中和抗体を用いた生理的・病態的存在意義の解明
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

HIV-1 阻害剤・腫瘍認識プローブとしてのケモカイン受容体リガンド
Chemokine Receptor Ligands as HIV-1 Inhibitors and Tumor Detection Probe

　ケモカイン受容体CXCR4 はHIV-1 感染，がん転移，関節リウマチなどに関与しており，多様な創薬標的として注目されている。著者らはこれまでにペプチド性，非ペプチド性のCXCR4 アンタゴニストを創製してきた。また，CXCR4 の細胞膜上での多量体状態の解析のために多価型リガンドプローブ，CXCR4 リガンドのスクリーニング手法の開発などにも取り組んできた。本稿では一連の研究成果を概説する。

【目次】
1　はじめに
2　天然由来ペプチドを基にしたペプチド性CXCR4リガンドの開発
3　ポリプロリンリンカーを利用した二価型リガンドの開発
4　三価型リガンドによるCXCR4多量体化状態の検討
5　二価型リガンドによる抗細胞遊走効果
6　NanoBRETを利用したホモジニアスアッセイによるCXCR4結合評価法
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

改変翻訳系と翻訳後骨格変換による擬天然ペプチドの合成
In vitro Synthesis of Pseudo-natural Peptides by the Combination of Engineered Translation and Posttranslational Modification Strategies

　我々は，望みの生物活性を発揮する擬天然ペプチドを開発し，創薬戦略に応用展開することを念頭に，試験管内翻訳系の改変を精力的に行ってきた。近年では，様々な翻訳後骨格変換反応と組み合わせることで，本来は翻訳反応で合成し得ない多種多様な非タンパク質性骨格を構築できることも実証している。本稿では，これら擬天然ペプチドの試験管内生産技術について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　遺伝暗号リプログラミングによる非タンパク質性残基の直接導入
3　翻訳後化学修飾による骨格変換
4　翻訳後酵素修飾による骨格変換
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ポスト抗体医薬：進化分子工学によるVEGF 標的
ヘリックス・ループ・ヘリックス（HLH）ペプチドの創出
Post-Antibody Drugs：Directed Evolution Generates VEGF-Targeting Helix-Loop-Helix Peptides

　近年，ポスト抗体医薬として分子標的ペプチドが注目されている。筆者らは，新しい創薬モダリティーとしてde novo 設計したヘリックス・ループ・ヘリックス構造を有する分子標的ペプチド（約4 kDa）の開発を進めている。本稿では，血管内皮増殖因子A（VEGF）に対する分子標的ペプチドの創出およびその生物活性について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　抗体のダウンサイジング
3　立体構造規制HLHペプチドライブラリー
4　ファージ表層提示HLHペプチドライブラリーのスクリーニング
5　標的タンパク質：血管内皮増殖因子A（VEGF）
6　VEGF阻害HLHペプチドのスクリーニングと機能評価
7　VEGF非阻害HLHペプチドのスクリーニングと機能評価
8　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

新規収束型液相合成法SYNCSOLを用いたN－メチルアミノ酸含有環状ペプチドの合成
Synthesis of N-Methylamino Acid Containing Cyclic Peptide with SYNCSOL, a Novel Convergent Liquid Phase Synthesis platform.

　ペプチド鎖を短いフラグメントに分割して合成し，結合することで全長ペプチドを構築する，収束型液相合成法は短～中鎖ペプチド製造に適した方法である。本稿では我々が開発した新規縮合法R－Couplingとシリル型保護基SIPSからなる新規ペプチド製造プラットホームSYNCSOLを用いた，N－メチルアミノ酸含有環状ペプチドの収束型液相合成法による製造例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　新規アミノ酸縮合法R－Coupling
3　新規シリルエステル型カルボン酸保護基（SIPS）
4　SYNCSOLによる環状ペプチドの製造研究
5　まとめ

-------------------------------------------------------------------------
ペプチド合成の現状と創薬への展望
Progress of Peptide Synthesis and its Application to Medicinal Research

　ペプチド合成法の発展について紹介した後，化学合成の力を活かしたペプチド医薬品をいくつか紹介し，ペプチド性医薬品へのペプチド合成化学の貢献について概説する。

【目次】
1　ペプチドの合成
2　D体含有ペプチドの応用
3　ジスルフィド結合含有ペプチド
4　修飾ペプチド
5　展望

-------------------------------------------------------------------------

アミロイドペプチドを光酸素化する化学触媒の開発と神経変性疾患治療への展開
Chemical Catalysts for Photooxygenation of Amyloid Peptides and Application for Treatment of Neurodegenerative Diseases

　アゾベンゼンホウ素錯体（AZB）を母骨格とした化学触媒は，アミロイドに特有のクロスβシート構造に結合することによって活性化され，アミロイドを選択的に酸素化した。さらに，本触媒は，血液脳関門を通過できるため，末梢からの触媒投与と対外からの光照射という非侵襲的な処置によってマウス脳内のAβアミロイドを酸素化することができ，Aβの除去を促進することができた。

【目次】
1　はじめに
2　アミロイドを選択的に光酸素化する化学触媒
3　非侵襲的なマウス脳内での光酸素化反応
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------
ペプチドミメティックを活用した中分子型創薬リードの創製
Development of Mid-size Drug Leads Using Peptidomimetics

　高分子と低分子の中間に位置する中分子化合物が新しい創薬モダリティとして注目されている。この中分子に属するペプチドは魅力的な分子群である。我々はこのペプチドの欠点を補うべく，模倣体としてのペプチドミメティックの開発を行ってきた。そのひとつであるクロロアルケン型ペプチド結合等価体（CADI）の創出と応用について，最近新たに“収束的”にCADI 骨格を構築できる合成法も確立したので，併せて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチドミメティック
3　クロロアルケン型ジペプチドイソスター（CADI）
3.1　CADIのデザイン
3.2　クロロアルケンの骨格構築
3.3　CADIの立体選択的合成
3.4　CADIの生理活性ペプチドへの応用
4　まとめと展望

-------------------------------------------------------------------------

二次構造制御を基軸としたペプチド創薬研究
Peptide Foldamers in Drug Discovery

　中分子ペプチドは，低分子と高分子双方の利点を活かすことができる創薬モダリティである。我々は，ペプチド二次構造制御を基軸とした創薬研究を行なってきた。本稿では，非天然型アミノ酸の合成と含有ペプチドの二次構造解析，PPI 阻害ペプチドの開発，抗菌ペプチドおよび細胞膜透過ペプチドの開発について，紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ヘリカル構造を制御できる非天然型アミノ酸の開発と含有ペプチドの二次構造
3　ヘリカル構造制御に基づく抗菌ペプチドの開発
4　ヘリカルテンプレートを利用したDDSキャリアペプチドの開発

月刊バイオインダストリー 2022年4月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


吉見孔孝　㈱ジェイテクト
山本圭治郎　㈱パワーアシスト研究所
山田泰之　法政大学; ㈱ソラリス
八木栄一　和歌山大学ベンチャー　パワーアシストインターナショナル㈱
中里裕一　日本工学大学
清水洋和　日本工学大学　
滝田謙介　日本工学大学
樋口　勝　日本工学大学
林　正弘　QVIジャパン㈱
高瀬　鍛　日本工学大学
宮嵜哲郎　東京大学
曽我部舞奈　東京大学
川嶋健嗣　東京大学
川瀬利弘　東京電機大学


---------------------------------------------------------------------

【特集】パワーアシストスーツ

---------------------------------------------------------------------

作業負荷軽減を目的としたアクティブ型電動パワーアシストスーツの開発
Development of The Active Type Electric Power Assist Suit for Work Load Reduction

　現在，少子高齢化に伴う労働人口減少が社会的課題である。また，作業者が腰痛リスクを抱えたまま作業に従事している実態があり，長期的には作業効率低下への影響が示唆されている。
　当社では，作業者の用途に合わせ，作業を制約せず腰への負荷を軽減したアクティブ型電動パワーアシストスーツを開発し，その負荷軽減効果と作業効率の向上性を確認した。

【目次】
1　はじめに
2　パワーアシストスーツの分類
3　荷役・掘削作業向けパワーアシストスーツ（J-PAS LUMBUS）
3.1　特長と利点
3.2　基本構成と構造
3.3　作動原理
3.4　安全設計
3.5　効果検証
4　介護・介助作業向けパワーアシストスーツ（J-PAS fleairy）
4.1　特長と利点
4.2　基本構成と構造
4.3　作動原理
4.4　安全設計
4.5　効果検証
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ベローズを利用したアクチュエータによるパワーアシストスーツの開発
Development of Power Assist Suit Employing Bellows Actuators

　介護者用ウェアラブルパワーアシストスーツの実現を目指し，新たに腰関節おび股関節の伸展力をアシストする為のベローズ式ロータリーアクチュエータ，及び，脚を伸展させ臀部を押し上げる為のベローズ内蔵式エアシリンダアクチュエータを開発し，これらを利用した新方式のパワーアシストスーツを開発したので紹介する。

【目次】
1　緒言
2　ベローズアクチュエータによるパワーアシストスーツ
3　着用者の骨盤とスーツの腰ベルトとの固定
4　腰，股関節用ベローズロータリーアクチュエータ
5　ベローズ内臓エアシリンダアクチュエータ
6　膝関節の補助力増強
7　動作実験
8　結言

-------------------------------------------------------------------------

必要最小限のアシスト力を多くの人に提供する：上向き作業補助装置TasKi の開発
Development of Overhead Work Assist Device TasKi：The Assistive Device with Minimum Necessary Assistive Force

　上向き作業時アシスト装置TasKi は，“必要最小限のアシスト力を多くの人（リーズナブル）に提供する。”をコンセプトに，バッテリやモータを用いず，ばねを用いた機械式自重補償機構でアシスト力を発生する。その概要と特徴を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バッテリの必要ない上向き作業アシスト装置TasKi
2.1　機械式自重補償装置による腕補助
2.2　圧縮ばねを用いた機械式自重補償機構
3　TasKiの自重補償力の設定
3.1　各被験者の上腕自重の確認
3.2　補助度合いの調査
3.3　上腕補助の筋電位計測による評価
4　結言

-------------------------------------------------------------------------

農業向けパワーアシストスーツの実用化と展開
Development and Realization of the Power-Assisted Suit for Agriculture

　日本の農業は後継者不足から高齢化が急速に進でいる。農業従事者は収穫物などの重い荷物を持ち上げて運搬することが多く，また露地栽培では長時間中腰作業が続くことにより，腰痛を患っている方が多い。このような状況のもとロボット技術を活用してスマート農業を実現する取り組みが進んでいる。今回スマート農業の一例として，全自動化する機械を用いることが難しい農作業に対して，装着して力を支援するロボットであるパワーアシストスーツを開発し，農作業を軽労化することによる生産性の向上について紹介する。今回農業分野での実用化とともに，建設・物流・工場内運搬・介護など他分野への展開についても報告する。

【目次】
1　はじめに
2　開発の経緯
3　開発したモーター式パワーアシストスーツ
4　モーター式パワーアシストスーツの効果検証
5　農業分野以外へのパワーアシストスーツの展開
6　モーター式パワーアシストスーツの普及活動
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

蛇腹を用いた水圧式リハビリテーション機器
Hydraulic Rehabilitation Equipment Using Bellows

　手指を対象としたリハビリテーション装置を開発している。装置には小型・軽量かつ柔軟で，低騒音であることが求められることから，水圧駆動の蛇腹構造アクチュエータを採用した。本論文では提案したリハビリ装置を設計・製作し，試作機を用いて動作実験をおこない提案した機構の有効性を明らかとしたので報告する。

【目次】
1　はじめに
2　脳卒中患者に対するリハビリテーション
2.1　脳卒中の種類と後遺症　
2.2　脳卒中患者のリハビリの現状
2.3　脳卒中患者のリハビリの方法
2.4　脳卒中患者のリハビリ装置の現状
3　開発コンセプトと目標可動範囲
4　蛇腹構造水圧駆動アクチュエータの提案
5　リハビリ装置の試作
6　動作実験
7　リハビリ実験
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

二関節筋構造を用いたパワーアシストスーツ
Power Assist Suit Using Bi-articular Muscle Structure

　二関節筋構造をロボット機構に採用する場合，高い応答性だけでなく，発生力や動特性の等方性を容易に実現できる。本研究では軽量かつ安全な歩行補助を目的とした二関節筋構造を有するパワーアシストスーツを提案し，試作機によりその力学特性及び動力学特性における二関節筋構造の有効性を明らかとしたので報告する。

【目次】
1　はじめに
2　一関節筋と二関節筋について
3　装置の仕様
4　実験結果・考察
4.1　足先に発生する力の測定
4.2　応答性実験
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

人にやさしい空気圧駆動式パワーアシストスーツ
Pneumatic Driven Type Power Assist Suit with High Usability and Safeness

　様々な場面で人の身体負荷を軽減することを目的として，多様なパワーアシストスーツが開発されている。その中で，著者らの研究グループでは，装着者の観点からユーザビリティを高めつつ安全安心に使用可能な空気圧駆動式パワーアシストスーツの開発を継続して行っている。本稿ではこれまでに得られた研究成果を説明する。

1　はじめに
2　空気圧駆動式パワーアシストスーツ
2.1　機構の設計
2.2　PAMの内圧変化を用いたアシストタイミングの検知
2.3　アシストスーツの性能検証実験
3　おわりに

月刊バイオインダストリー 2022年3月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


黒田章夫　広島大学
堀　克敏　名古屋大学
内田和希　九州大学
神谷典穂　九州大学
梅津光央　東北大学
中澤　光　東北大学
二井手哲平　大阪大学
大河内美奈　東京工業大学
隅田泰生　鹿児島大学
新地浩之　鹿児島大学
吉野知子　東京農工大学
鈴木智加良　東京農工大学
川久保雅友　信州大学


---------------------------------------------------------------------

【特集】固相へのバイオ分子の配向とその利用

---------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

---------------------------------------------------------------------

鉱物にアフィニティーのあるタンパク質の利用
Application of Mineral-binding Proteins

　特定の鉱物にアフィニティーのあるタンパク質を利用して鉱物を検査しようという試みは，現在のX 線を用いた分析法では判定が難しいものでも判定できる場合があることから，「環境検査」「医療診断」「鉱物学」の分野で将来有用な技術になると考えている。著者は，「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から始まった「結晶のバイオセンシング」を一般化したいと考えている。

【目次】
1　はじめに：「固相へのバイオ分子の配向とその利用」から「結晶のバイオセンシング」へ
2　アスベストをバイオで検査するという試み
2.1　アスベスト結合タンパク質を使ったアスベスト検査
2.2　鉱物資源を安全に利用するための簡便なアスベスト検査
3　結晶のバイオセンシングへの展開
3.1　DksAの分子認識メカニズム
3.2　様々な結晶を特異的に認識する人工タンパク質を創成する技術
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

細菌接着タンパク質と微生物固定化への利用
Bacterial Adhesive Protein and Its Application to Microbial Immobilization

　筆者らは，様々な材料表面に接着する細菌の細胞表層タンパク質AtaA を発見し，その性質，構造，接着機構の解明を進めてきた。さらに，AtaA を利用した画期的な微生物固定化法の開発と固定化微生物による革新的微生物プロセスの構築を手掛けてきた。本稿では，従来の微生物固定化法の概説後，AtaA について研究の進展について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　従来の微生物細胞固定化法
3　微生物接着タンパク質AtaA
4　微生物固定化技術への応用
5　将来展望

-------------------------------------------------------------------------

脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング技術
Anchoring Proteins on Lipid-bilayer Membranes

　細胞は脂質分子により構成される二重膜構造で区画化され，膜に局在するタンパク質を介した情報伝達やエネルギー変換を通して生命活動を営んでいる。本稿では，脂質分子の導入によるタンパク質への疎水性の付与と，人工脂質修飾タンパク質の合成二分子膜ならびに細胞膜表層へのアンカリング技術と応用例を紹介する。

【目次】
1　生体内におけるタンパク質の脂質修飾
2　合成脂質二分子膜へのタンパク質のアンカリング
3　細胞膜表層へのタンパク質のアンカリング

-------------------------------------------------------------------------

材料表面を認識するペプチド・タンパク質から発想するハイブリッドナノアセンブリ
Hybrid Nanoassembly via Material-binding Peptides and Proteins

　試験管の中で進化を模倣した進化分子工学は，分子集合体や無機材料表面などの非分子系材料をも分子認識対象とし材料表面に親和性のあるペプチド・タンパク質を創りだすことができる。本稿では，それらバイオ分子が様々な材料に対してハイブリッドな階層的複合構造を形成できるインターフェイス分子として利用できることを紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　材料結合性ペプチド
3　材料結合性抗体
4　天然に存在する材料結合性ドメイン：セルロース結合ドメイン
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ナノデバイスへのペプチドの固定と利用
Peptide Functionalization and Utilization in Nanodevices

　近年，ナノ粒子，ナノワイヤ，ナノシートなど比界面積の大きいナノ構造体を活用したバイオデバイスの開発が進んでいる。ペプチドは化学合成や化学修飾が容易であり，特定の材料表面への修飾や自己組織化が可能である他，構成されるアミノ酸の特性によりターゲットに対して優れた親和性を発揮する。本稿では，ペプチドを利用した分子認識界面の構築によるナノデバイスの開発について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　ペプチド修飾ナノワーヤデバイスによるエクソソーム回収
3　有害・危険物を迅速にセンシングする分子認識ペプチドプローブの開発

-------------------------------------------------------------------------

糖鎖のナノ粒子への固定化と医薬・検査薬への応用
Immobilization of Sugar Chain onto Gold Nanoparticle and Medical / Diagnostic Application
　
　糖鎖を金属へ効率よく固定化するオリジナルな方法を確立し，それを応用したナノ粒子のウイルス検査法，および免疫増強剤の開発研究について説明する。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖固定化ナノ粒子を用いたウイルス検査法の開発
2.1　ウイルス検査の重要性について
2.2　インフルエンザウイルスの実験
2.3　デング熱ウイルス
3　アジュバント（免疫増強剤）としてのToll様受容体7（TLR7）リガンド・糖鎖共固定化金ナノ粒子の開発
3.1　アジュバントとしてのTLRリガンド
3.2　1V209・糖鎖共固定化金ナノ粒子（1V209-SGNPs）の調製
3.3　1V209-SGNPsの免疫増強活性
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用
Single-cell Array and Its Application to Rare Cell Analysis

　生体内には疾病に関わる様々な希少細胞が存在しており，この様な希少細胞の解析により診断・治療や発症メカニズム解明が期待される。一方でこの様な希少細胞の解析には技術的な課題が多く残されており，十分なオミクス情報の取得には至っていない。本総説では希少細胞の解析に向けて，近年開発されている単一細胞アレイ化技術と希少細胞解析への応用に関して概説する。

【目次】
1　はじめに
2　希少細胞の種類と重要性
3　単一細胞アレイ化技術
3.1　ドロップレット
3.2　マイクロウェル
3.3　誘電泳動
3.4　マイクロフィルター
4　Microcavity array（MCA）の開発と希少細胞解析への応用
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

-------------------------------------------------------------------------

薬剤耐性ピロリ菌に除菌効果を有するコレステロール類似物質
Cholesterol Analogue Available for Antimicrobial Resistant Helicobacter Pylori

　コレステリル-α-D-グルコピラノシド（CGL）は，ピロリ菌の細胞壁構成成分である。我々は，コレステロール類似物質であるコレステノンが，CGL生合成を阻害することでピロリ菌に抗菌活性を示すことを明らかにした。また抗菌作用はクラリスロマイシン耐性を有するピロリ菌にも有効であった。さらにコレステノンは，ピロリ菌感染マウスに投与し単剤で除菌することができた。

【目次】
1　ピロリ菌とは
2　ピロリ菌除菌治療の方法およびその効果と問題点
3　ピロリ菌がもつ特徴的な糖脂質
4　ピロリ菌に対するコレステノンの効果
5　抗生物質とコレステノンの相違
6　今後の展望

月刊バイオインダストリー 2022年2月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


尾関健二　金沢工業大学
山田浩之　大関㈱
大浦友紀　大関㈱
幸田明生　大関㈱
渡辺敏郎　園田学園女子大学
北垣浩志　佐賀大学
西浦英樹　日本コルマー㈱
竹内愛子　九州大学
小山　遼　九州大学
善藤威史　九州大学
竹本拓矢　三省製薬㈱
外薗英樹　三和酒類㈱


---------------------------------------------------------------------

【特集】発酵美容成分の開発

---------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

---------------------------------------------------------------------

日本酒成分α－EG の塗布による皮膚真皮層のコラーゲンスコアへの影響
Effect of Application of Sake Ingredient α-EG on Collagen Score of Skin Dermal Layer

　日本酒の主要成分であるα-EG は真皮層の線維芽細胞を活性化しコラーゲン生産に大きく影響した。この現象は細胞実験だけでなく塗布試験でも証明でき，学生以上にコラーゲンが減少している年配層が効果的であることが分かった。さらに浸透剤とα-EG 濃度を組合せることよりコラーゲンを充実できる化粧料が開発できる。

1　はじめに
2　α-EGのヒト成人線維芽細胞に与える影響
3　α-EGのヒト塗布試験によるコラーゲンスコアに与える影響
3.1　ハンドクリームの塗布試験
3.2　乳液の塗布試験
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

日本酒と発酵の技術を活かした天然素材『J-プレミアエキス31』について
Natural Material “J-Premier Extract 31”Utilizing Sake and Fermentation Technology

　古くから美肌効果が伝承されている日本酒。その美肌効果の主要成分として着目されているのが，エチル-α-D-グルコシド（α-EG）である。本稿ではα-EG の機能性について紹介し，さらに，α-EG を高含有するコメ発酵液と，アミノ酸を高含有する酒粕エキスの2 種類の素材をブレンドした天然素材『J-プレミアエキス31』の機能性について紹介する。

1　はじめに
2　α-EGについて
2.1　α-EGが線維芽細胞の生育に与える影響
2.2　RT-qPCRを用いたα-EGの遺伝子発現に対する効果の検証
2.3　α-EGがNHDFのコラーゲン産生に与える効果
3　コメ発酵液と酒粕エキスをブレンドしたJP31について
3.1　JP31の組成とNHDFの遺伝子発現およびコラーゲン・ヒアルロン酸産生に与える影響
3.2　JP31のヒト塗布試験による肌に与える影響
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

酒粕の機能性
Sake Lees as a Functional Material

　酒粕は清酒製造の過程でもろみを圧搾した後に得られる搾り粕である。酒粕は，米由来の成分と麹菌や酵母の菌体成分，またこれらの菌が生産した代謝産物等が含まれており，栄養価も高く健康に良い食品素材として利用され，甘酒，粕漬け，粕汁等に用いられている。近年，酒粕は栄養のみならず機能性素材としても注目されている。ここでは，酒粕の機能性について，特に発酵酒粕素材とレジスタントプロテインを中心に解説する。

【目次】
1　レジスタントプロテイン
2　レジスタントプロテインを高含有させた酒粕素材
3　酒粕の油吸着効果
4　脂質代謝改善効果
5　コレステロール胆石形成抑制効果
6　内臓脂肪蓄積抑制効果
7　腸内環境改善効果
8　酒粕摂取による健康効果
9　酒粕甘酒が体温に及ぼす影響
10　酒粕の老化抑制および脳機能活性化
11　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

麹及びそれに含まれるグリコシルセラミドの皮膚への機能
The Function of Koji and Koji-realted Glycosylceramide on the Skin

　麹はこれまで化粧品や保湿剤として経験的に使われてきたが，そのメカニズムは必ずしも明らかではなかった。そこで麹に含まれるグリコシルセラミドの培養ヒト皮膚細胞への影響を調べたところ，皮膚のバリア機能や脂質の輸送に関わる遺伝子の発現が増加していた。麹を皮膚の常在菌であるStaphylococcus epidermidis に加えたところ，乳酸の産生を促していた。これらの効果により，麹は皮膚に良い影響を与えていると考えられた。

【目次】
1　皮膚の構造について
2　スフィンゴ脂質について
3　アトピー性皮膚炎とスフィンゴ脂質について
4　麹のスフィンゴ脂質について
5　麹のスフィンゴ脂質の肌細胞への効果について
6　麹の皮膚常在菌の代謝への作用
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

分裂酵母エキス「AQUALIZERⅡ」の保湿効果とスキンケアへの応用
The Cosmetic Effect of AQUALIZERⅡ

　我々は，日本だけでなく，世界的にも馴染み深い発酵原料の開発を目的とし，古くからパンやビール醸造に，また，細胞分裂の研究モデル生物としても利用されているSchizosaccharomyces pombe に着目し，オリジナルの化粧品原料「AQUALIZERⅡ」を開発した。その効果について簡単に紹介する。

1　分裂酵母エキス「AQUALIZERⅡ」
2　AQUALIZERⅡのアミノ酸分析結果
3　AQUALIZERⅡの真皮由来線維芽細胞賦活効果
4　AQUALIZERⅡの表皮バリア機能強化効果
4.1　三次元皮膚モデルLabCyte EPI-MODEL（6-day cultured model）を用いたセラミド産生促進効果
4.2　AQUALIZERⅡの角層形成への影響
4.3　AQUALIZERⅡの経表皮水分喪失量（TEWL）への影響
5　アトピー性皮膚炎の患者への利用の可能性
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌およびその類縁菌が生産するバクテリオシン
Bacteriocins Produced by Lactic Acid Bacteria and Related Bacteria
　
　抗菌ペプチドであるバクテリオシンのうち，乳酸菌やその類縁菌が生産するものは，安全性の高い抗菌物質として食品保存をはじめとする様々な用途への利用が期待されている。これらの特性や実用化の例などについて解説するとともに，発酵美容成分としての応用に向けてバクテリオシンが秘める可能性を考察する。

1　はじめに
2　乳酸菌とその類縁菌が生産するバクテリオシン
2.1　バクテリオシンの特性
2.2　バクテリオシンの分類
2.3　バクテリオシンの生合成機構・作用機構
3　バクテリオシンの応用
3.1　乳酸菌バクテリオシンの応用
3.2　乳酸菌の類縁菌によって生産されるバクテリオシンの応用の可能性
4　バクテリオシンの強化および生産系の構築
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

豆乳乳酸菌発酵液のスキンケア効果
Skin Care Effect of Soymilk Lactobacillus Ferment Filtrate

　長い間，日本人に親しまれてきた大豆と発酵の組み合わせに着目し，美容成分として豆乳の乳酸菌発酵液「豆乳発酵液（九州大豆）」を開発した。今回は，「豆乳発酵液（九州大豆）」のもつ幅広いスキンケア効果として，メラニン産生抑制作用，コラーゲン産生促進作用，そして近年注目されている美肌菌の増殖促進作用について紹介する。

1　はじめに
2　大豆と発酵
3　スキンケア効果のターゲット
4　豆乳発酵液（九州大豆）のスキンケア効果
4.1　メラニン産生抑制作用
4.2　コラーゲン産生促進作用
4.3　美肌菌の増殖促進作用
5　考察
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

γ－アミノ酪酸（GABA）
Gamma-aminobutyric acid （GABA）

　GABA には様々な機能性があり，2021 年11 月現在，4700 件を超える機能性表示食品の中でも570 件以上の届出数があり，最も多く利用されている機能性関与成分である。中でも注目されている機能性が「肌の弾力維持」であり，美容訴求の新素材として期待されている。GABA のヒト経口摂取における肌への有効性とその作用機序について説明する。

1　はじめに
2　GABA 摂取が肌に与える影響（オープン試験による探索的評価）
2.1　方法
2.2　結果
3　GABA摂取が肌に与える影響（二重盲検並行群間比較試験)
3.1　方法
3.2　結果
4　作用機序
5　おわりに

月刊バイオインダストリー 2022年1月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


川畑伊知郎　東北大学
福永浩司　東北大学
町原加代　高知大学
難波卓司　高知大学
建部陽嗣　量子科学技術研究開発機構
徳田隆彦　量子科学技術研究開発機構
伊藤-佐々木隆広　東北大学
伊藤健太郎　東北大学
山口皐平　群馬大学　
栁澤理央　群馬大学
大木佑哉　群馬大学
酒井真理　群馬大学
松村彰彦　群馬大学
加田　渉　群馬大学


---------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

---------------------------------------------------------------------

レビー小体病を予防可能な新規中分子治療薬の開発
Development of Novel Medium-molecular Therapeutics for Lewy Body Disease

　超高齢化社会の到来により，認知症や運動疾患の増加が社会問題である。本稿では，パーキンソン病やレビー小体型認知症の原因タンパク質αシヌクレインの神経細胞取り込みと凝集，細胞間伝播の新しい分子機序を解説する。また，その根本的予防が可能な低分子化合物，新規中分子治療薬の開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　脂肪酸結合タンパク質依存的なαシヌクレインの細胞内取り込み機構
3　ドパミン受容体とカベオラによるαシヌクレインの細胞内取り込み制御
4　αシヌクレインの凝集と伝播を予防する新たな治療薬開発
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

スピルリナによる新たな抗酸化作用の発見
Spirulina Ingredient Increases Antioxidant Capacity in Senescent Fibroblasts.

　スピルリナの新たな作用として老化線維芽細胞で抗酸化タンパク質の発現を誘導することで抗酸化能力を上昇させて，低下していたミトコンドリアの機能を回復させること，及びコラーゲンの産生量を増加させることを見出した。これにより，スピルリナはアンチエイジング作用を期待した新規素材としての開発が期待される。

1　はじめに
2　細胞老化とミトコンドリア
3　スピルリナによる老化細胞ミトコンドリアの機能回復
4　スピルリナによる細胞の抗酸化作用の増強
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

認知症の血液診断法の開発
Development of Blood Diagnostic Method for Dementia

　認知症の治療薬開発が進む中で，早期診断や病態評価のために血液バイオマーカーの必要性が高まっている。アルツハイマー病病理の構成成分であるAβやタウは，病態を反映するバイオマーカーとしてこれまで脳脊髄液で定量がおこなわれてきた。近年，これらのタンパクは血液中でも正確に定量できるようになってきた。今後は，多種多様な認知症性疾患の脳病理をより包括的に診断・層別化ができる次世代のバイオマーカーシステムの確立が進行している。バイオマーカー（BM）は，「病的過程あるいは薬理学的な反応などを客観的に測定して評価される特性」と定義される。これまで脳神経疾患の生化学的BMは，主に脳脊髄液BMが開発の主体であったが，採取の手間や，侵襲性の高さなどの問題があり，臨床で応用されるにはいたっていない。そのため，血液や尿といった身近なサンプルによるBMの開発が強く望まれてきた。その中でも，脳神経疾患の血液BMが強く希求されており，最近のイノベーションによって血液BMの臨床応用が夢ではなくなってきている。

【目次】
1　アルツハイマー病のコアBMとそれら血液BMへの応用
2　ADバイオマーカーとしての血液中リン酸化タウ（p－タウ）の有用性
3　“A” myloid, “N” eurodegenerationおよびその他の血液BM
4　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

世界初のLAL試薬を使用しないエンドトキシン検出法の開発
Development of LAL-free Endotoxin Detection Methodll Adhesion and Desorption

　Coulter－counter法を用いたエンドトキシンの連続モニタリング法を検討した。先端にナノポアを有するガラスナノピペットの内部にエンドトキシンを含む透析液を入れ，エンドトキシンフリー透析液のバルク溶液にピペット先端を浸した。ピペット内－バルク間で1 V印加して電流変化を観察した結果，エンドトキエンドトキシン濃度の上昇とともにパルス状の電流変化の現れる頻度が上昇した。本手法はこれまでに実現されていない透析や製薬工場のラインへの組込みができるエンドトキシン検出法としての応用が期待される。

【目次】
1　緒言
2　実験
2.1　試薬調製と電極作製
2.2　エンドトキシン定量
3　結果および考察
3.1　ナノピペットの評価
3.2　エンドトキシン定量
4　結言

-------------------------------------------------------------------------

重粒子線がん治療場での臨床線量の評価を目的とした半導体線量計の開発
Development of Semiconductor-based Dosimeter for Evaluation of Clinical Dose in Carbon Beam Cancer Treatment Field

　「がん死ゼロ健康長寿社会」の実現を目指す上で，重粒子線がん治療技術は重要な役割を果たしている。治療高度化につれ，線エネルギー付与（LET）に代表される粒子線の特徴量の測定が必要となっている。本稿では，エネルギー分解能や放射線耐性に優れたワイドバンドギャップ半導体を用いた線量計の開発と実際の治療場での測定例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　臨床線量計の開発
2.1　がん治療場での重粒子線照射
2.2　半導体線量計の開発
2.3　計測評価の流れ
3　実験結果
3.1　LETスペクトルの測定
3.2　今後の展開，LET解析とRBE推定
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO BISINESS

-------------------------------------------------------------------------

医薬品工業

　世界の医薬品市場は2014 年に1 兆ドルを突破し，2020 年には1 兆1,800 億ドルを超え，今後も3～6％程度の成長が見込まれている。2019 年の国内医薬品の生産金額は，9 兆4,860 億円となり，前年比37.3％の伸びを示した。医療用医薬品，一般医薬品とも増加したが，配置用家庭薬は減少した。全体的にみると生産金額は年によりばらつきがあるが，製薬業界にとって厳しい状況が続いている。また，2019 年末から発生しているコロナウイルス（COVID-19）による肺炎に関して，IQVIA は，国内のコロナワクチンの市場規模は，21 年度2,250 億円，22 年度500 億円，23 年度1,150 億円，24 年度300 億円，25 年度900 億円と予測している。

1　医療用医薬品
1.1　生産動向
1.2　輸出入
1.3　世界市場
1.4　国内動向
2　一般用医薬品
2.1　生産動向
2.2　市場動向
2.3　企業動向
3　臨床検査薬

-------------------------------------------------------------------------

≪BIO PRODUCTS≫

N-アシルグルタミン酸塩（N-Acylglutamate）

L-ロイシン (L-Leucine)

月刊バイオインダストリー 2021年12月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


高谷智英　信州大学
藤原良介　（国研）理化学研究所
野田修平　（国研）理化学研究所
田中　勉　神戸大学
上村靖司　長岡技術科学大学
杉原幸信　長岡技術科学大学
山口哲志　東京大学
嶋田和貴　京都大学
七夕高也　（公財）かずさ DNA研究所
磯部祥子　（公財）かずさ DNA研究所


---------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

---------------------------------------------------------------------

核酸医薬品シーズとしての微生物オリゴDNA
Bacterial Oligodeoxynucleotides as Nucleic Acid Drug Seeds

　核酸医薬品は，抗体医薬品に続く次世代医薬品として注目されている。中でも，標的分子と特異的に結合するアプタマー（核酸抗体）は有望な創薬シーズである。筆者は最近，微生物のゲノム配列に由来するオリゴDNAが，アプタマーとして機能することを報告した。本稿では，創薬モダリティとしての微生物オリゴDNAについて解説する。

【目次】
1　核酸医薬品と微生物オリゴDNA
1.1　核酸医薬品の種類
1.2　微生物オリゴDNAの生理作用
2　筋形成型オリゴDNA
2.1　核酸医薬品のターゲットとしての幹細胞
2.2　乳酸菌ゲノム配列に由来する筋形成型オリゴDNA
2.3　抗ヌクレオリンアプタマーとしての筋形成型オリゴDNA
2.4　筋形成型オリゴDNAの応用展開
3　創薬モダリティとしての微生物オリゴDNA

-------------------------------------------------------------------------

糖の使い分け技術・“代謝スパイス”を駆使した微生物発酵生産
Novel Bioproduction Technologies：Parallel Metabolic Pathway Engineering and Metabolic Spices

　本稿では，微生物による物質生産に資する2つの技術を紹介する。複数の糖を使い分けるParallel Metabolic Pathway Engineering（PMPE）技術，及び，ごく少量を外から加えるだけで微生物の性能を最大限引き出す “代謝スパイス” 技術により，目的生産物の収率と生産量を大幅に向上させることが可能となる。

1　はじめに
2　糖を使い分ける技術：Parallel Metabolic Pathway Engineering
3　“代謝スパイス”の開発に向けたペリプラズムエンジニアリング

-------------------------------------------------------------------------

美しく融けにくく飲料の味を変えない氷の製法
A Beautiful, Hard-to-melt Ice Making Methods for Beverages

　見た目がきれいで融けにくく飲料の味を変えない「良い氷」とはどんなものなのか。それを作るにはどのような方法があって，それぞれの長所短所は何か。本稿では著者らが新たに開発した「放射製氷」と「連続引上げ製氷」の2つの技術について，その特徴，氷の品質，優位性，市場性について既存技術と比較しながら紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　良い氷の定義と製氷プロセスの理解
2.1　「良い氷」とは
2.2　品質の観点からの製氷プロセスの理解
3　製氷技術の種類
3.1　その場製造
3.2　バッチ製造
4　開発された新しい製氷技術
4.1　放射製氷（バッチ製造）
4.2　連続引上製氷（その場製造）
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

細胞の付着と脱離を光制御できる細胞培養基板
Cell Culture Substrates for Photo?Controlling Cell Adhesion and Desorption

　細胞の解析や操作のために，細胞の基板表面への付着と脱離を遠隔操作する技術が求められている。我々は，細胞表層と相互作用する光応答性の合成分子を開発し，基板表面に修飾することによって，細胞の付着や脱離を光応答性に変換できる基板表面を創出してきた。本稿では，この光応答性表面の設計原理や性質と共に，応用研究についても紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　光照射によって細胞が付着しなくなる表面
3　光照射によって細胞付着性が可逆的に変化する表面
4　光応答性の細胞付着表面の応用
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

AIは緩和ケアの未来を拓く
AI is the Future of Palliative Care

　現代ホスピス・緩和ケアは社会的ニーズを反映して世界に広まりつつあるが，その歴史はまだ若く，様々な課題を抱えている。特に大きな問題点として，人手不足，臨床における実践の困難さ，発展のための基盤的研究の困難さ，が挙げられる。これらの問題点に対して人工知能（Artificial Intelligence，以下AI）や機械学習（Machine Learning，以下ML）は抜本的解決策を提供できる可能性がある。読者にとって身近ではないと思われる緩和ケアの概要はAIやMLの応用を考える際に重要であるため，本稿では紙面を費やし説明する。

【目次】
1　緩和ケアの背景
1.1　世界と日本のホスピス・緩和ケアの歴史
1.2　実践
2　緩和ケアの課題
2.1　日本における緩和ケアの課題
2.2　地域における緩和ケアニーズの実地調査
2.3　緩和ケアになぜAIが必要か
3　緩和ケアにはどのようなAI研究が必要か
4　緩和ケアにおけるAI・ML研究の実際
4.1　自験例
4.2　緩和ケアにおけるAI・ML研究のポイント
5　AIやMLの臨床応用の見通し
6　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

個体ごとに植物の形質値と環境値を取得する技術開発
Development of Technologies to Obtain Phenotypic and Environmental Values for Individual Plants

　近年，植物と植物を取り巻く環境値をより詳細に解析するための技術開発が行われ，多くの計測現場で利用が始まっている。我々は「個体ごとの形質値を非破壊かつ経時的に計測し，個体をとりまく全ての環境値を計測すること」を究極の理想として技術開発に取り組んでいる。本稿ではこれら技術開発の目的と現状について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　個体ごとの形質値と環境値の取得の必要性
3　個体ごとの評価を可能とする技術開発
3.1　形状計測
3.2　環境計測
3.3　個体やデバイス搬送の自動化
3.4　データベースと情報通信技術
4　おわりに

月刊バイオインダストリー 2021年11月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


森脇健司　弘前大学
川嶋大介　千葉大学
武居昌宏　千葉大学
鈴木宏和　鳥取大学
中後大輔　関西学院大学
大谷拓也　早稲田大学


---------------------------------------------------------------------

BIO R&D

---------------------------------------------------------------------

フレキシブルなフィルム型センサによる生体へ作用する力の評価
Development of Flexible Film-type Sensor for in Vitro Contact Force Measurement

　細胞や生体分子のメカノバイオロジーや，医療機器の力学特性と治療効果や合併症リスクの関係など，幅広い範囲で生体と機器の界面に作用する力の理解への需要が年々増している。本稿では，筆者らが研究を進めてきたフレキシブルなフィルム型圧力センサの開発と生体医工学分野への応用例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　フィルム型圧力センサ
3　バルーンカテーテル拡張時に血管に作用する力
4　引張力の測定と細胞組織評価への応用

-------------------------------------------------------------------------

電気インピーダンストモグラフィ・スペクトロスコピーによる細胞の視える化技術
Electrical Impedance Tomography and Spectroscopy for Cell Visualization Technique

　電気計測におけるコンピューテッド・トモグラフィ技術ならびに周波数解析手法である電気インピーダンストモグラフィ法および電気インピーダンススペクトロスコピー法は，簡便な非破壊検査手法として産業分野への応用が盛んに行われてきた。本稿では，これらを細胞インダストリーにおける新たな評価技術として応用するべく，著者がこれまで実施してきた細胞解析技術およびイメージング技術について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気計測概要
2.1　EIT法の計測原理
2.2　EIS法の解析法
3　細胞周りのイオン濃度の可視化計測
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

中等度好熱菌を利用してタンパク質をつくる
Production and Generation of Industrial Proteins in Moderate Thermophiles

　Geobacillus属細菌は環境に広く分布した中等度好熱菌で，著者らは当該好熱菌の新たな利用法を模索している。本稿では，Geobacillus属細菌を用いて異種タンパク質を高生産させる（タンパク質を作る）研究と，同細菌を用いて耐熱化変異タンパク質を発生さらには選別する（タンパク質を創る）研究を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　Geobacillus属細菌の研究動向
3　Geobacillus属細菌でタンパク質を作る
4　温度によって代謝経路を制御する
5　Geobacillus属細菌で耐熱化変異タンパク質を創る
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

使用者の能動性を引き出す，人に寄り添う支援技術
Assistive Robotics Which Uses Its User’s Remaining Physical Strength According to Their Intention for Movement.

　既存の支援装置の多くは機械が支援を行うため，使用者が自ら動作しようとする意志を弱め（依存心が生じる），さらに使用者が自らの力を使わないため身体の弱体化が進むという弊害がある。そのため，残存する個人の生体機能を最大限活用することが支援技術に求められる。本稿では，著者らが開発を進める起立支援装置，車椅子走行支援装置を例に，ロボット技術を応用した人に寄り添う支援技術の開発例を示す。

【目次】
1　家庭用起立支援機能付き歩行器
1.1　社会的な背景
1.2　開発した起立支援装置
1.3　起立支援装置の制御方法
1.4　今後の展望
2　サーボブレーキを用いたパッシブ型車椅子走行新装置
2.1　社会的な背景
2.2　開発したパッシブ型車椅子走行支援装置
2.3　使用者の意図推定とそれに基づく車輪制御法
2.4　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

足裏反力再現による人型ロボット操縦システムの開発
Development of a Humanoid Robot Teleoperation System Using a Plantar Haptic Display

　人間が自身の運動時に感じるのと同程度の圧力を提示可能な足裏感覚フィードバック装置を開発した。また，ロボットの重心変化による足裏荷重の変化を測定し，得られた荷重を被験者の足裏に再現した結果，小型人型ロボットの足裏反力を人間程度に拡大した場合，重心位置を高い精度で認識できることが確認できた。これにより，人型ロボットの安定性を認識できる可能性が示唆された。

【目次】
1　はじめに
2　足裏感覚フィードバック装置
3　人型ロボット操縦システムの開発
4　重心位置推定能力検証実験
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

口腔ケア用具・機器

【目次】
1　市場の概要
2　歯ブラシ
2.1　ライオン
2.2　サンスター
2.3　花王
3　電動歯ブラシ
3.1　パナソニック
3.2　フィリップス
3.3　P&G
3.4　サンスター
3.5　オムロンヘルスケア
3.6　ライオン
4　歯間洗浄品（歯間ブラシ／デンタルフロス／口腔洗浄器）
4.1　歯間ブラシ
4.2　デンタルフロス
4.3　口腔洗浄器
5　舌クリーナー
6　介護用口腔ウェットティッシュ
7　介護用口腔スポンジブラシ

-------------------------------------------------------------------------

≪BIO PRODUCTS≫

L-スレオニン(L-Threonine)

ゼラチン(Gelatin)

月刊バイオインダストリー 2021年10月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


境　慎司　大阪大学
小嶋　勝　大阪大学
岩永進太郎　富山大学
黒岡武俊　富山大学
中村真人　富山大学
南茂彩華　横浜国立大学大学院
景山達斗　横浜国立大学大学院
福田淳二　横浜国立大学大学院
伊野浩介　東北大学
宇田川喜信　東北大学
梨本裕司　東北大学
珠玖　仁　東北大学
花之内健仁　大阪産業大学
秋枝静香　(株)サイフューズ
木寺正晃　愛知産業(株)
渡辺紗由　愛知産業(株)
大嶋英司　(株)TKR
渡邉政樹　(国研)理化学研究所
辻村有紀　(国研)理化学研究所
山澤建二　(国研)理化学研究所
横田秀夫　(国研)理化学研究所
大山慎太郎　名古屋大学


---------------------------------------------------------------------

【特集】バイオプリンティング技術の開発動向

---------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

---------------------------------------------------------------------

酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
Enzyme-mediated 3D Bioprinting

　3Dバイオプリンティングは，3Dプリンタにデジタルデータを入力し，細胞を含む3次元構造物をプリントする技術であり，再生医療・組織工学分野の発展に寄与するものとして近年，多くの検討が行われている。本稿では，3D バイオプリンティングのなかでも，酵素反応をインクのゲル化に用いる研究の動向について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酵素反応
3　インクのゲル化に用いられる酵素反応
4　酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
4.1　連続押し出し方式：吐出前インク内での架橋形成
4.2　連続押し出し方式：吐出後インク内での架橋形成
4.3　インクジェット方式
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

光架橋反応を用いたバイオプリンティング技術
Bioprinting Using Photo-curing Technology

　3Dプリンティング技術の発達に伴い，生きた細胞を含む3次元構造物を造形するバイオプリンティング技術が注目を集めている。この技術の発展には印刷手法，バイオインク双方の開発が不可欠であり，様々な手法が報告されている。本稿では，光架橋反応を応用したバイオプリンティングに関して，近年，著者らが開発した最新の手法を交えて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　光架橋反応を用いたバイオプリティング手法
2.1　連続押出し式を用いたプリンティング
2.2　インクジェット式を用いたプリンティング
2.3　液槽を用いたプリンティング
3　光架橋反応を用いたバイオインクとバイオプリンティングの実例
3.1　紫外光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
3.2　可視光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
4　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

アルギン酸を用いた3D組織・臓器ファブリケーションへの展開
Development of 3D Tissue/Organ Fabrication Using Alginate Hydrogel

　本稿では3次元的に組織を構築する方法として，印刷技術を応用した「バイオプリンティング」や，細胞からなる微小なパーツを組み立てて重厚組織を構築する「バイオアセンブリ」の技術について論じる。また，これらの技術を用いて組織構築をする際に有用なバイオマテリアルとしてアルギン酸の利用に関して紹介していく。

【目次】
1　はじめに
2　バイオプリンティング技術による立体組織の作製
2.1　インクジェット式3Dバイオプリンタを用いた組織構築の構想
2.2　アルギン酸ベースのバイオインクを用いた積層印刷による3D構造の作製
3　バイオアセンブリ技術による立体組織の作製
3.1　微小パーツの積み重ねによる組織構築の構想
3.2　中空アルギン酸ゲルの利用：バイオパーツとしてのファイバー状組織を用いた3D組織構築
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

3Dバイオプリンティングによる培養皮膚や毛包の再生技術
Skin and Hair Follicle Regeneration by 3D Bioprinting Technology

　培養皮膚は，重度の熱傷に対する新しい治療法として，または薬剤評価のための動物実験代替法としてその利用が拡大してきている。本稿では，3Dバイオプリンタを用いて，より高度な培養皮膚を構築する手法，および著者らの取り組んでいる皮膚付属器である毛包を再生するための手法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　3Dバイオプリンティング技術を利用した培養皮膚研究
2.1　培養皮膚の3Dバイオプリンティング
2.2　in situ skin bioprinting
3　3Dバイオプリンティング技術を利用した毛包原基の大量調製
3.1　毛包を再生するための従来のアプローチ
3.2　細胞けん引力を利用した毛包原基の作製
3.3　3Dバイオプリンタを用いた大量調製技術の確立
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

電気化学反応を使ったハイドロゲルのバイオファブリケーション
Biofabrication of Hydrogels Using Electrochemical Reactions

　電気化学反応を駆動力にしたバイオファブリケーション技術が開発されている。近年，3次元的に形状をデザインしたハイドロゲルの作製とその細胞培養への応用に関する報告が増加している。そこで本稿では，バイオファブリケーションに使われている電気化学反応の種類や，電気化学デバイス・システムについて簡単に解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気化学ハイドロゲル作製
3　様々な形状の電極を用いたハイドロゲルの作製
4　電極移動による電気化学ハイドロゲル作製
5　電極アレイを用いたハイドロゲルファブリケーション
6　その他の電気化学システム
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

関節治療におけるバイオプリンティング技術への期待
Expectations for Bioprinting Technology in Orthopaedic joint Therapy

　およそ20年前に臨床医（整形外科医）としてのキャリアを開始した私は，一貫して骨と骨の間にある“関節”に対する診療に従事してきた（現在の本職は工学部教員だが，非常勤として活動を継続している）。その治療においてバイオプリンティング技術がどのように必要とされるかを説明し，現在までに経験したバイオプリンティングに関連した研究の紹介，および今後の期待について述べていきたい。

【目次】
1　関節治療とその延長にある再生医療
2　関節領域の再生医療のためのバイオプリンタ
3　バイオプリンタによるバイオインクの機械特性評価
4　3Dバイオプリンタを用いた超音波ゼリーのバイオインクとしての性能評価
5　バイオプリンタによる今後の期待

-------------------------------------------------------------------------

スフェロイド積層によるスキャフォールドフリー3D細胞プリンティング技術の開発と臨床応用
Development and Clinical Application of Scaffold-free 3D Printing Technology using Spheroid

【目次】
1　はじめに
2　平面培養から三次元培養への変遷
3　三次元組織の構築
4　バイオ3Dプリンタ
5　サイフューズのバイオ3Dプリンタ
5.1　「regenova」（剣山（KINEZAN）方式のバイオ3Dプリンタ）
5.2　「S－PIKE」（串団子方式のバイオ3Dプリンタ）
6　バイオ3Dプリンタを用いた臨床開発事例
6.1　細胞製神経導管の開発事例
6.2　細胞製人工血管の開発事例
6.3　その他のパイプライン開発
6.4　創薬支援ツールへの応用
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

産業用金属3Dプリント技術の種類と技術概要
Metal Additive Manufacturing Technologies and Industrial Adaption.

　金属のAM技術のうち金属粉末を材料とする技術から，Selective Laser Melting（SLM）方式，Laser Metal Deposit（LMD）方式，MoldJet-（MJ）方式，金属ワイヤを材料とする技術からElectron Bean Additive Manufacturing（EBAM）方式，Wire Ark Additive Manufacturing（WAAM）方式について，技術概要やその造形例を紹介するとともに，注目される周辺技術から小型で金属粉末を室内でアトマイズ可能な技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに-金属積層造形技術の発展
2　SLM方式概要
3　LMD方式概要
4　バインダー方式概要
5　EBAM方式概要
6　WAAM方式概要
7　粉末材料について
8　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

直描露光装置としても光造形装置としても使える1台2役の高速/ 高精度な3Dプリンタ“SPACE ART”の開発
Development of “SPACE ART”, a High-speed / High-precision 3D Printer that can be used as both a Direct Imaging Exposure System and a Stereolithography Apparatus

　SPACE ARTは一般財団法人素形材センターの2018年度「第34回素形材産業技術賞」で奨励賞を受賞，また2019年11月19 日～21 日に浜松で開催された「Future Technologies From Hamamatsu 2019」（電気学会，応用物理学会，日本機械学会や精密工学会など，日本の名立たる学会が参加している合同シンポジウム）では本装置の技術展示が最優秀技術展示賞を受賞するなど，本装置の機能/ 性能の高さや差別化技術が各種学会や業界に認められている。
　現在は高精度なマイクロ流路，ラティス構造の造形や回路パターン形成との複合造形で超先端技術や創薬を研究している研究所や大学で採用され，絶大なる評価を得ている。また，直描露光装置（電子回路パターンやレジストパターンのマスクレス形成など）としてもウェアラブル用素材への回路パターン形成やMID/LDS（Molded InterconnectDevice/Laser Direct Structuring）的な使い方として曲面へのアンテナ回路形成など，各種の応用検討がされている。1 台2 役という他の3D プリンタには無い機能/ 性能により，バイオ用や医療用（デンタル）としても応用され始めている。
　さらに，新しいビジネス用途を開拓するため，各種アプリケーションの開発や消耗材の開発も積極的に進めている。お陰様でモニタリング販売した各国立研究所や各大学などからの要望や改善点を取り込むことが出来，2021 年6 月から株式会社TKR で本格的に販売している。

【目次】
1　はじめに
2　SPACE ARTの特長
3　SPACE ARTの構造・仕様
3.1　直描露光装置（電子回路パターン/レジストパターン形成）仕様
3.2　光造形装置（3Dプリンタ）仕様
4　光学エンジンの構成
5　本装置の機能/性能
5.1　直描露光装置（電子回路パターンやレジスト形成）の機能/性能
5.2　光造形装置（3Dプリンタ）およびその他の機能/性能
6　おわりに（今後の展開）

-------------------------------------------------------------------------

3D プリンタ向け新規人工骨材の開発
Development of α-TCP Scaffold Fabricated by Modified Binder Jetting Process

　骨は力を受けることにより，密度やその内部構造を換えて，常に最適な形状に変化する。治療を必要とする患者に適した構造の人工骨を再現するためには，AM 技術が有望である。本論文では，骨内部の3 次元形状が反映できる新たな人工骨造形について，造形法，高精度・高強度化，生体適合性について紹介する。

【目次】
1　人工骨3Dプリンティングのための材料の特徴と開発
1.1　リン酸カルシウム系人工骨材料
1.2　αTCP粉末を用いたBJ法による人工骨の造形
2　新たな医療ニーズに即した高精度・高強度造形技術の確立
2.1　新規BJ法の開発
2.2　新規BJ法による造形材料の生体適合性評価
2.3　材料生体適応における課題と今後の展望

月刊バイオインダストリー 2021年9月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


藤田智大　合同酒精(株)
塩田一磨　合同酒精(株)
青柳秀紀　筑波大学
中辻匡俊　大阪府立大学
乾　隆　　大阪府立大学　
渡邊雄二郎　法政大学
岩城光宏　大阪大学



---------------------------------------------------------------------

BIO R&D

---------------------------------------------------------------------

プロテアーゼ含有タンパク質試料の簡便な純度分析法の開発
Development of a Simple Method for Analyzing The Purity of Protease-containing Protein Samples

　酵素などのタンパク質を医薬用途で使用する場合，純度を正しく分析する必要がある。一般的に，タンパク質の純度はSDS－PAGE法で分析されるが，試料がプロテアーゼを含む場合，目的タンパク質が分解し，純度が分析できない場合がある。本稿では，SDS－PAGE法で純度が測定できない具体例を示すと共に，簡便かつ正確な純度分析法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ゲルろ過クロマトフィーとSDS－PAGE法によるDプロテアーゼの分析
3　前処理時の阻害剤添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響
4　前処理時の酸の添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響7
5　前処理時の酸とEDTAの添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響の比較
6　酸処理SDS－PAGE法とSDS－PAGE法の比較
7　酸処理SDS－PAGE法の応用と展望

-------------------------------------------------------------------------

生体内輸送タンパク質による難水溶性薬剤の可溶化と経口投与
Solubilization of Poorly Water-soluble Drugs with Biocompatible Transport Proteins and Its Oral Administration

　経口投与薬の開発において，候補化合物の溶解性と膜透過性は非常に重要な要素である。溶解性と膜透過性が十分に高い化合物は良好な経口吸収性を示し候補化合物となるが，膜透過性は高いが難水溶性である化合物は開発段階で脱落する。本稿では，生体内輸送タンパク質を難水溶性化合物の可溶化剤として用いた新規経口固形製剤の開発について紹介する。

【目次】
1　医薬品の溶解性と経口投与
2　Lipocalin－type prostaglandin D synthase （L－PGDS） の機能とドラッグデリバリーシステム（DDS）への応用
3　L－PGDSを利用した経口固形製剤の作製
4　pH非依存的な薬物放出製剤の作製
5　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

ゼオライト複合体培地及びシートを使った葉物野菜の栽培技術
Cultivation Techniques of Leafy Vegetables Using Zeolite Composite Mediums and Sheets

　ゼオライトに水酸アパタイト（HA）を複合化したゼオライト/HA複合体及びそのシートは，水を供給するのみで窒素（N），リン（P），カリウム（K）などの肥料成分を徐々に放出する過剰な施肥を必要としない低環境負荷型のスマート培地として利用できる。本研究ではゼオライト/HA複合体の製造法と肥料成分の徐放性，複合体及びそのシートを使ったゼオライト培地による葉物野菜の生育結果について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ゼオライト複合体及びシートの製造法
3　ゼオライト複合体及びシートからの肥料成分溶出挙動
4　複合体及びシートを用いた葉物野菜の生育
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

DNA を材料とした世界最小のコイル状バネの開発と利用方法
World’s Smallest Spring made from DNA and The Applications

　生命科学や材料科学において，分子スケールでの機械的な力を可視化・制御する技術が求められている。筆者は，DNA を材料に，設計変更可能な分子サイズのバネ「ナノスプリング」の開発に世界に先駆けて成功した。世界最小のコイル状バネであり，本稿では，生命科学への応用を中心とした取り組みも含めて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ナノスプリングの設計
3　ナノスプリングの製造
4　生命科学研究への応用に向けて
5　生命科学研究での応用例
6　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

化粧品工業

　2019 年の化粧品の出荷実績は出荷個数31 億7,716 万個（ 前年比101.8 ％）， 出荷金額1 兆7,611 億円（前年比104.0％）となり，市場が拡大している。メーカー各社がシワ改善を訴求した薬用化粧品を投入し，中高年層だけでなく若年層にも高機能商品の需要が拡大した。薬用化粧品が好評を博していることから今後も機能性化粧品市場の拡大が見込まれる。2019 年1 月に中国で電子商取引法（中国EC 法）が施行されたことで，インバウンド市場の拡大幅は縮小した。海外に目を向けると，ASEAN 5ヵ国（インドネシア，タイ，フィリピン，ベトナム，マレーシア）では経済成長による個人消費の拡大により化粧品市場が拡大し続けている。日系化粧品メーカーも同市場で製品やブランドを根付かせていくために売り込みに力を入れている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日系メーカーの海外戦略

-------------------------------------------------------------------------

再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012 年の260 億円から急速に拡大し，2030 年には1.6 兆円に達すると予測されている。2014 年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

主な脂肪酸の市場動向

【目次】
1　油脂原料（植物油）の生産動向
1.1　大豆油
1.2　菜種油
1.3　パーム油
1.4　パーム核油
2　国外の需給状況
3　国内の需給状況
3.1　植物油（植物油脂）
3.2　動物性油脂

-------------------------------------------------------------------------

≪BIO PRODUCTS≫

コンドロイチン硫酸ナトリウム(Sodium chondroitin sulfate)

グアーガムグアーガム(Cyamoposis gum)

グルコアミラーゼ(Glucoamylase)

ゲラニオール(Geraniol)

月刊バイオインダストリー 2021年8月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


戸嶋一敦　慶應義塾大学
高橋大介　慶應義塾大学
佐々木　要　東邦大学
植﨑菜々子　東邦大学
小西彬仁　大阪大学
角永悠一郎　大阪大学
真鍋良幸　大阪大学
深瀬浩一　大阪大学
安田　誠　大阪大学
眞鍋史乃　星薬科大学;東北大学
安藤弘宗　岐阜大学
小林祐輔　京都薬科大学
竹本佳司　京都大学
清水弘樹　(国研)産業技術総合研究所
梶　英輔　北里大学　
牧野一石　北里大学


-------------------------------------------------------------------------

【特集】第三の生命鎖「糖鎖」を構築する合成化学～グリコシル化の最前線～

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

-------------------------------------------------------------------

ホウ素媒介アグリコン転移反応と病原菌糖鎖合成への応用
Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of Pathogenic Bacterial Oligosaccharides

　β－ラムノシドやβ－マンノシドなどの1,2－cis－β－グリコシドは，様々な病原菌の抗原糖鎖中に含まれており，これら抗原糖鎖の合成とワクチン開発への応用が期待されている。しかし，1,2－cis－β－グリコシドは，立体選択的な構築が最も困難な結合様式の一つであることから効率的な合成法の開発が急務である。このような背景の中，著者らは近年，新たな1,2－cis 立体選択的グリコシル化法として，ホウ素媒介アグリコン転移反応（BMAD）を開発し，本手法を用いた応用研究に取り組んでいる。本稿では，BMAD 法を用いたβ－ラムノシル化反応の開発と病原性大腸菌糖鎖合成を行った最近の報告例について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ボリン酸触媒を用いた立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
3　ボロン酸触媒を用いた位置および立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
4　病原性大腸菌O1由来五糖の合成と鳥類病原性大腸菌O1の抗原候補糖鎖の解明
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

異常配座糖を用いたグリコシル化
Glycosylations Using Donors Bearing Unusual Conformations

　一般的なマンノシル化反応はSN1 反応が優勢となり，α－グリコシドを与える。一方，配座を捻った2,6－ラクトン糖供与体は，SN2 反応を優勢とするのみならず，SN1 反応でもβ－グリコシドを与える。そして，2,6－ラクトングリコシドは立体配置決定も容易である。立体配座に注目し，既往の反応と2,6－ラクトン法を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　糖鎖の化学合成における古典問題
3　ピラノースの立体配座
4　既往のマンノシル化反応の反応機構と立体選択性
5　2,6－ラクトン糖供与体のデザインと合成
6　1,2－cis－β－立体選択的グリコシル化反応の実証
7　立体配置の決定
8　偶然の発見と展望

-------------------------------------------------------------------------

カゴ型アルミニウム触媒を用いた立体選択的グリコシル化
Stereoselective Glycosylation Catalyzed by Cage-shaped Aluminum Complex

　ルイス酸はグリコシル化反応における重要な反応試剤である。温和な条件下で進行する立体選択的グリコシル結合形成は，ルイス酸を用いた触媒的グリコシル化の大きな課題とされてきた。筆者らは13 族典型元素に注目し，そのルイス酸触媒の性状制御に取り組んできた。本稿では，独自の触媒系であるカゴ型アルミニウム錯体の合成と室温下におけるβ選択的グリコシル化について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カゴ型アルミニウム錯体の合成
3　カゴ型アルミニウム錯体を用いた触媒的グリコシル化
4　カゴ型アルミニウム錯体のルイス酸性と糖供与体活性化の機構
5　まとめと展望

-------------------------------------------------------------------------

有機光酸触媒を用いた光グリコシル化
Photo-induced Glycosylations Using Organophotoacids

　生命現象を左右する生体機能分子として，また，次世代の機能材料として注目される糖質。現在，この実用的な合成技術の開発が強く望まれている。本稿では，いくつかの有機光酸触媒を用いた環境調和型のグリコシル化反応による配糖体の高効率かつ簡便な合成法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　ナフトール誘導体を有機光酸触媒に用いたグリコシル化反応
3　芳香族チオウレアを有機光触媒に用いたグリコシル反応
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

糖環開裂反応を用いた立体選択的グリコシドの形成
Stereoselective Glycoside Formation via Endocyclic Cleavage Reaction

　アノマー炭素と環内酸素の結合が切断される，エンド開裂反応の存在を中間体の鎖状カチオンを捕捉することで証明した。N－アセチル2,3－trans カーバーメート基を持つピラノシドがエンド開裂反応を容易におこすことを用いて，これまでの合成法では困難であったアミノ糖の高選択的1,2－cis グリコシドの合成を行うことができることを示した。

【目次】
1　はじめに
2　アミノ糖の1,2－cis選択的グリコシル化反応：2,3－transカーバメート基を持つ糖供与体とオリゴ糖合成
3　2,3－transカーバメート基を持つ糖のエンド開裂による異性化反応
3.1　異性化反応の観測
3.2　立体電子効果理論によるピラノシド加水分解反応機構の理解
3.3　エンド開裂反応を経た異性化反応の合成化学への展開
3.4　複数のアノマー位立体化学の一挙変換反応
4　グルコース，ガラクトースの異性化反応，および他グループからのエンド開裂反応
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

架橋糖のグリコシル化
Glycosylation with Cyclically Modified Glycosyl Donors

　糖環を横切るようにして架橋した糖供与体によるグリコシル化反応は，特異な立体選択性を示すことが知られており，グリコシル化反応の新たな選択肢として注目されている。本稿では，近年我が国で確立された架橋糖を用いるグルコシル化反応について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　架橋グルコース
2.1　3,6－架橋糖による立体選択的グリコシル化
2.2　3,6－架橋糖のさらなる発展
3　架橋シアル酸供与体によるα選択的グリコシル化
3.1　シアル酸の架橋によるグリコシル化の立体制御
4　最後に

-------------------------------------------------------------------------

アミドのグリコシル化
Glycosylation of Amide

　独自に開発したハロゲン化アゾリウム塩を触媒として用いることでアミドのβ－N－グリコシル化，およびα－N－グリコシル化を達成した。また，その過程でアミドがC2 位水酸基のアシル保護基に導入された特異なN－アシルオルトアミドが得られることを見出した。さらに，開発したアゾリウム触媒はアミドの2－デオキシグリコシル化にも応用できることがわかった。開発した触媒の機能と構造の関係についても述べる。

【目次】
1　緒言
2　β－N－グリコシドの合成
3　α－N－グリコシドの合成
4　2－デオキシグリコシドの合成
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

マイクロ波を用いたグリコシル化
Microwave Application for Carbohydrate Chemistry

　マイクロ波は，効率加熱法として多くの化学反応系に利用されている。一方，多くのグリコシル化反応は低温中で行われるため，グリコシル化反応にマイクロ波が利用された例は非常に少ない。本項では，糖鎖合成分野でマイクロ波の活用例と，マイクロ波効果考察の際の一助となるマイクロ波作用の電磁気学的な解釈と分子レベルでの挙動についても述べる。

【目次】
1　マイクロ波とグリコシル化の相性
2　n－ペンテニル糖供与体反応
3　金属試薬反応とマイクロ波
4　マイクロ波作用の指標である誘電率
5　複素誘電率，実部と虚部の解釈
6　マイクロ波効果と糖鎖合成への利用展望む

-------------------------------------------------------------------------

ボロン酸保護基を用いたグリコシル化
Glycosylation Reaction by Using Phenylboronic Acid as a Protective Reagent

　フェニルボロン酸は糖質と混合するのみで，ヘキサピラノシドの4 位および5位ヒドロキシ基間やcis－1,2－ジオールと環状ボロン酸エステルを位置選択的に形成することが知られている。通常，形成されたボロン酸エステルは容易に加水分解を受けやすいが，この性質を利用することで糖アクセプターのヒドロキシ基を環状ボロン酸エステルで一時的にマスキングし，位置選択的なグリコシル化反応を行うことが可能である。

【目次】
1　はじめに
2　糖質に対するフェニルボロン酸の特性と位置選択的グリコシル化反応への応用
3　フェニルボロン酸の分子認識能を利用した完全無保護糖の位置選択的グリコシル化反応
4　まとめ

月刊バイオインダストリー 2021年7月号

￥2,200

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


池　道彦　大阪大学
森川正章　北海道大学
藤原　拓　京都大学
前田守弘　岡山大学　
尾形有香　（国研）国立環境研究所　
井上大介　大阪大学
井藤賀　操　(株)ジャパンモスファクトリー　
渡邊亮栄　DOWA エコシステム(株)
森　一博　山梨大学　
遠山　忠　山梨大学
田中周平　京都大学　


-------------------------------------------------------------------------

【特集】SDGs と植物利用環境技術

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

-------------------------------------------------------------------

ウキクサホロビオントが開くグリーンサーキュラーエコノミーへの扉
Door to The Green Circular Economy Being Opened by Duckweed Holobiont

　ウキクサ（英語名称 Duckweed）は，毎年春先になると田んぼや池に自然発生しそして知らぬ間に消えてゆく，また人知れず小さな花を咲かせている。そんなはかないライフスタイルをもつ浮遊性水生植物の一群であるが，極寒地を除いて地球上のほとんどの場所で生育可能なタフな植物でもある。これまで，なにげなく見過ごされてきたこのウキクサが，次世代バイオマスとしていま脚光を浴びつつある。

【目次】
1　ウキクサとは
2　タンパク源としてのウキクサ
3　デンプン源としてのウキクサ
4　ウキクサ成長促進細菌の発見と活用
5　グリーンサーキュラーエコノミー（循環型グリーン経済）実現への展望
6　SDGsへの貢献

-------------------------------------------------------------------------

持続可能な施設園芸に寄与するクリーニングクロップ導入・活用技術の開発
Development of Catch Crop Systems Contributing to Sustainable Horticulture

　筆者らは，持続可能な施設園芸に寄与する除塩技術として，湛水の前にクリーニングクロップを導入することにより除塩，窒素溶脱抑制，亜酸化窒素放出抑制を同時に実現するとともに，その収穫物を有効利用するシステムの研究を行ってきた。本稿では，筆者らの研究成果を紹介するとともに，今後の展望についてまとめた。

【目次】
1　はじめに
2　クリーニングクロップ導入による施設園芸土壌からの窒素溶脱の抑制
3　クリーニングクロップ収穫物の土壌還元消毒への活用技術の開発
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

人工湿地システムを活用した熱帯地域における埋立地浸出水の環境負荷低減─持続可能な埋立地浸出水管理に向けて─
Reducing The Environmental Load of Landfill Leachate in Tropical Regions by Constructed　Wetland Systems-Toward Sustainable Management of Landfill Leachate-
　
　熱帯地域の埋立地浸出水管理において，浸出水貯留池からの未処理浸出水の越流防止と環境負荷の低減は優占課題である。本稿では，タイの廃棄物埋立地で実施した現場実証試験の成果を紹介するとともに，人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献を整理した。

【目次】
1　はじめに
2　浸出水管理を対象とした人工湿地の活用の可能性
3　タイの現場実証試験を通じた人工湿地の水量削減効果の評価
4　人工湿地による環境負荷の低減
5　浮遊型人工湿地の開発
6　人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

非常時リスクに対応する高機能型植栽環境浄化ユニットの開発
Unit-Type Constructed Wetland as a Versatile Pollutants Removal Technology Applicable to Unexpected Outflow of Hazardous Chemicals

　自然災害などの発生時には，直接的な人的・経済的被害だけでなく，事業所等からの有害化学物質流出に伴う副次的リスクが懸念される。本稿では，災害等の非常時に想定される制約条件下における化学物質リスクの低減に有望と考えられる，人工湿地の原理を応用した“高機能型植栽環境浄化ユニット”について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　非常時の浄化技術に求められる要件
3　人工湿地システムを応用した非常時リスク対応技術
3.1　人工湿地
3.2　人工湿地における浄化機構
3.3　人工湿地の非常時リスク対応技術への応用
4　植栽浄化ユニットによる様々な化学物質の除去能
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

廃鉱山の管理をエコ化する植物利用型坑廃水浄化技術
To Turn into a Sustainable Closed Mine Management with a New Green Remediation Technology

　近年，コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体が水中の鉛イオンを高蓄積する生物機能や特性が明らかとなり，実坑廃水中の鉛イオンを原糸体で浄化する基礎研究が実施された。本稿では基礎研究成果を紹介するとともに，コケ植物を利用する植物利用型坑廃水浄化技術で廃鉱山の管理をエコ化するポイントについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　植物利用型坑廃水浄化技術
2.1　コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体
2.2　二酸化炭素ガス吹き込み効果
2.3　性質改善
2.4　コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体の鉛の吸着機構と吸着特性
2.5　実坑廃水中の鉛を除去する連続吸着試験
2.6　鉛吸着材として成型・加工する試み
3　国の天然記念物にも指定された六合（くに）チャツボミゴケ生物群集の鉄鉱生成地
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

植物を活用した浄化法導入による下水処理でのエネルギー消費削減の可能性
Application of Aquatic Plants Cultivation System to The Sewage Treatment Process for The Reduciton of Electric Power Consumption

　人口普及率はおよそ80％で，処理工程では高度処理も適用されつつある下水道が我が国の水環境の保全に果たす役割は極めて大きい。しかし，下水道の維持管理に係る温室効果ガス排出の主要な要因ともなっている下水処理過程の更なる機能向上は喫緊の課題といえる。ここで，水生植物による栄養塩除去とバイオマス生産を下水処理に組み合わせることにより，消費エネルギーの削減効果が期待される。本合の消費エネルギーの削減効果を検討した。

【目次】
1　はじめに
2　植物を活用した水質浄化法
2.1　植生浄化法の原理
2.2　余剰植物バイオマスの有効利用
3　ウキクサによる高度処理を下水処理に適用する場合のエネルギーバランスの試算
3.1　ウキクサについて
3.2　ウキクサによる各種汚水からの窒素除去とバイオマス生産
3.3　ウキクサバイオマスからのバイオガス生産
3.4　キクサ栽培を三次処理として導入した下水処理のエネルギー生産量
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ヨシ原の管理・再生による琵琶湖の生物多様性保全
Conservation of Biodiversity on Lake Biwa Shore by Management and Restoration of Reed Communities

　著者らは2008～2011 年に琵琶湖岸のヨシ群落165 群落において，単独測位携帯型GPS 植生調査および地盤高測量を行い，絶滅の恐れのある植物種の地域別・群落形状別の生育環境特性を検討してきた。主な成果としては，1）環境省レッドデータブック（RDB）記載13 種，滋賀県RDB 記載25 種を確認した。2）最も多く貴重植物が出現した群落は琵琶湖北湖西岸の針江の群落であり，5 種の貴重植物（ミズネコノオ，ナガバノウナギツカミ，ヒメナミキ，ハナムグラ，ウスゲチョウジタデ）を確認した。3）貴重植物種の出現群落の中心地盤高と地盤高高低差との関係を検討し，群落の地盤高高低差45 cm 以上で貴重植物評価値が高くなる傾向を示した。4）地域別・群落形状別に多様な生育環境に植物種が存在し，琵琶湖岸で絶滅の恐れがある植物種が多く生育する植物群落は，針江，延勝寺，小野，塩津浜であることが示された。

【目次】
1　はじめに
2　調査および解析の方法
3　琵琶湖岸の絶滅の恐れのある植物種の分布
4　自生群落・植栽群落別の植生構造の特徴
5　地域別・群落形状別の貴重植物の生育環境
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

抗菌・防カビ剤工業

　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えている。国外に目を向けても，中国や米国等で関心が高まっており，特に新型コロナウイルス蔓延以降は非常に速いスピードでの市場成長が予想される。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

産業用酵素工業

　産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2019 年の世界市場は推計で6,500 億円との調査結果がある。さらに2025 年には9,500 億円へと，年6.5％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて市場は拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。

【目次】
1　酵素の市場概況
2　産業用酵素の市場
3　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

≪BIO PRODUCTS≫

イヌリン (Inulin)

月刊バイオインダストリー 2021年6月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞


飯田禎弘　神戸大学
田村厚夫　神戸大学
佐藤一臣　玉川大学
今村　亨　星薬科大学 　
伍賀正典　福山大学
小林悠輝　大阪大学
小林　光　大阪大学
島田昌一　大阪大学
今村亮一　大阪大学
香月　純　北九州市立大学
ドアン ティ ホン ヴァン　北九州市立大学
藤井翔太　北九州市立大学
櫻井和朗　北九州市立大学
礒田隆聡　北九州市立大学
藤元政考　九州歯科大学
吉居慎二　九州歯科大学 　
北村知昭　九州歯科大学
奥田正浩　同志社大学
柳瀬雄輝　広島大学
小澤光一郎　広島大学
秀　道広　広島大学 　
桐山善守　工学院大学


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

人工設計ペプチドによる脂肪分解
Lipolysis by Designed Peptides

　近年，世界的に肥満人口が増えており，これに起因，関連する健康障害を引き起こす肥満症を未然に防ぐために，肥満を解消する方法が求められている。私たちは，脂肪を分解する機能を持ったペプチドを人工設計することで，その解決を目指した。本稿では，その設計手法と脂肪分解の作用機序について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　人工設計ペプチドの特徴
3　設計方法
4　エステル分解能　
5　脂肪分解の作用機序
6　まとめと展望

-------------------------------------------------------------------

最近のメラニン生成制御剤研究
An Updated Review of Melanogenic Regulators

　異常なメラニン生成の改善または抑制は医療および化粧品分野において重要な課題である。本稿では筆者らの研究および最近のメラニン生成制御剤研究の動向について紹介する。
　
【目次】
1　はじめに
2　メラニン生成機構について
3　NSAIDsとメラニン生成
4　最近のメラニン生成制御剤研究

-------------------------------------------------------------------------

咳止めの既存薬が抗がん剤耐性のがん細胞を傷害-がん治療に新たな光-
Existing Cough Suppressant Drug Damages Anticancer Drug-resistant Cancer Cells－a New Light for Cancer Therapy－

　日本国内での既承認薬化合物のライブラリーをスクリーニングした結果，咳止めの既存薬であるヒスタミンH1受容体拮抗薬が，抗がん剤シスプラチンに対する耐性を獲得したがん細胞を選択的に傷害することを見出した。この発見はドラッグリポジショニングによるがん治療の新たな光となる可能性があり，早期の治療応用が期待される。（本稿は東京工科大学で実施した研究成果の紹介である）

【目次】
1　はじめに
2　承認医薬品のスクリーニングとクロペラスチンの選択
3　クロペラスチンと他のヒスタミンH1受容体拮抗薬の示す活性
4　ヒスタミンH1受容体拮抗薬はFGF13高発現細胞に選択的である
5　ヒスタミンH2, H3, H4受容体拮抗薬の耐性細胞傷害性は弱い
6　シスプラチンとクロペラスチンの併用で全てのがん細胞を傷害できる
7　FGF13発現レベルとクロペラスチン感受性，シスプラチン耐性は正に相関する
8　ヒスタミンはHeLa cisR細胞の増殖を促進する
9　クロペラスチンはHeLa cisR細胞のアポトーシスを誘導する
10　がん治療薬としてのクロペラスチンの可能性

-------------------------------------------------------------------------

透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
An Optical Tactile Sensor using a Flexible Transparent Resin
　
　近年，社会の様々なシーンへロボットを導入し，多様な作業を実現することが求められている。このような場面では，高機能なロボットハンドが必要とされ，それに実装される人間の皮膚のような柔軟性と高い性能を持つ触覚センサが注目されている。本稿では，我々が提案している光学式触覚センサを試作し，性能評価を行い，展望を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
2.1　特徴・構造と設計
2.2　製作・製造の方法
3　性能評価試験
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

シリコン製剤による体内水素発生と酸化ストレス性疾患の予防・治療
Internal Hydrogen Generation by Si-based Agent and Prevention of Oxidative Stress-induced Diseases

　シリコン製剤は，24時間以上持続的に体内で水素を多量に発生させる。したがって，体内で生成する活性酸素，特に最も酸化力が高いヒドロキシルラジカルを効果的に消滅して酸化ストレスが低減する。本稿では，シリコン製剤による水素発生のメカニズムと，酸化ストレスが大きな原因となって起こる種々の疾患に対する効果を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　シリコン製剤による水素発生
3　シリコン製剤によるヒドロキシルラジカルの消滅機構
4　シリコン製剤による慢性腎不全の防止
5　シリコン製剤によるパーキンソン病の防止
6　さいごに

-------------------------------------------------------------------------

疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子
Cyclodextrin-based Nanoparticles for Solubilizing Hydrophobic Drugs

　現在，癌の治療において腫瘍患部のみに薬剤を送達するドラッグデリバリーシステム（通称：DDS）の構築が急務となっている。私たちはこれまで，疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子の調製を報告してきた。本稿では，私たちが行ったナノ粒子の調製およびその薬剤キャリアとしての機能性を解説する。

【目次】
1　シクロデキストリン
2　シクロデキストリン系ハイパーブランチポリマー
3　新しい抗がん剤：α－マンゴスチン
4　CDNPの構造解析
4.1　CDNPの調製
4.2　DLS，SEC－MALS測定
4.3　CDNPの物性評価（1）
4.4　CDNPの物性評価（2）
5　CDNPとα－MGSの複合体形成
6　CDNP及びCDNP/α－MGS複合体の毒性評価
7　CDNP/MGSのin vivoでの抗がん作用
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

電気化学センサによる食中毒細菌の迅速検査
Rapid Test of Food Poisoning Bacteria Using an Electrochemical Sensor

　現状の食品衛生検査は試料を1日培養し，菌数をカウントする方法が主流であり，時間と労力が必要である。また国内では2021年より，全ての事業者に対して国際的な食品衛生管理手法（HACCP）の運用が義務化された1）。本稿では食品衛生指標である大腸菌検査の簡易化のため，電気化学センサによる迅速検査の開発事例を紹介する。

【目次】
1　はじめに
1.1　Withコロナ社会における簡易検査のニーズ
1.2　食品衛生試験の現状とセンサ測定のニーズ
2　電気化学センサによる大腸菌の測定
2.1　携帯型センサシステム
2.2　大腸菌測定の方法
2.3　センサの検出性能
3　実用化の課題点
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

歯科用内視鏡診断の普及に向けたレンズ付アダプターの開発
Development of Lens Attached Adapter for Spread Activity of Dental Endoscopic Diagnosis
　
　歯内部で歯のシンケイ（歯髄）が存在する直径 2 mm以下の狭小な管腔構造を根管という。根管を肉眼で観察・治療することは困難であり，国内の多くの歯科医師は手指感覚と自身の臨床経験を頼りに治療を行っている。歯科用実体顕微鏡や歯科用CTによって診断・治療の精度は大きく向上したが，これらの機器は十分に普及しておらず，加えて根管深部の微細構造検出にも限界がある。我々は，歯・歯髄の保存率向上に役立つ高精度診断機器をより普及させることを目的として，これまでに研究を進めてきた小型内視鏡プローブをペン型カメラに組み合わせるシステムを開発した。本稿では我々が開発した歯科用内視鏡とペン型カメラによる微細構造観察システム，および本技術を応用して歯科用内視鏡画像を歯科用実体顕微鏡で観察するシステムについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　歯科用内視鏡とペン型カメラの融合
3　歯科用内視鏡と歯科用マイクロスコープの融合
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

表面プラズモン共鳴イメージングセンサによるアレルギー・がん診断法の開発
Application of Surface Plasmon Resonance for Clinical Test of Allergy and Cancer

　センサ上の屈折率変化を高感度に検出できる表面プラズモン共鳴（SPR）センサと，センサ上の屈折率分布を二次元的に可視化できるSPR イメージング（SPRI）を利用した生細胞応答解析と，即時型アレルギーやがん診断法としての応用について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　SPR/SPRI センサによる生細胞応答解析
3　SPR/SPRIセンサの即時型アレルギー診断への応用
3.1　患者末梢血好塩基球を利用したアレルギー診断
3.2　IgE受容体発現細胞株と患者血清を利用したアレルギー診断
4　SPR/SPRIセンサのがん診断への応用
5　SPRIセンサの高機能化
6　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

ペダリング動作時における左右殿部接触力の精密な評価システム
A Bilateral Split Sensor to Evaluate Precise Contact Forces on a Saddle Surface During Pedaling Motion

　自転車のペダリング動作における動力学的な評価を精密に行うため，サドルと殿部の接触位置や接触力を正確に取得する左右分割式サドル反力計を開発した。この反力計では，接触部における荷重中心位置とサドル反力を3 次元的に計測することができる。このセンサを用いることで，動力学的な評価だけでなく左右対称性などについても評価することが可能になる。

【目次】
1　はじめに
2　左右分割式サドル反力計
2.1　左右分割式サドル反力計の寸法
2.2　サドル平面の着力点の計測原理
2.3　高さ方向の着力点の算出方法
2.4　計測システム
3　計測例
3.1　誤差の分布
3.2　着力点とサドル反力の変化
4　着力点とサドル反力の可視化
5　左右分割式サドル反力計の評価

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

バイオ医薬品

　これまで多くのブロックバスターを生み出してきた低分子化合物を用いた新薬が頭打ちになってきており，抗体医薬をはじめとするバイオ医薬品の市場が拡大している。バイオ医薬品の5割以上を占める2018 年の抗体医薬品の国内市場は11,051 億円程度とみられ，がん領域を中心に現在も多くの臨床試験が進められていることから，今後も安定した成長が期待される。大型医薬品の特許切れが相次ぐ中，メーカー各社は研究機関との共同研究やバイオベンチャーの買収によって新薬の投入を急いでいる。

【目次】
1　概要
2　業界動向
3　バイオシミラー

月刊バイオインダストリー 2021年5月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

冨永昌人　佐賀大学
加納健司　京都大学
北隅優希　京都大学
里村武範　福井大学
髙村映一郎　福井大学
末　信一朗　福井大学
中村暢文　東京農工大学
三宅丈雄　早稲田大学
高松泰輝　早稲田大学
井上（安田）久美　山梨大学
志和地弘信　東京農業大学
　

-------------------------------------------------------------------------

【特集】酵素バイオ発電・酵素バイオセンサ

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

-------------------------------------------------------------------------

酵素機能電極反応の速度論的解析法
Kinetic Analysis of Redox Enzyme-Functional Electrode Reaction

　酸化還元酵素と電極反応の共役系を酵素機能電極反応と呼ぶ。この共役系の概念を，酵素の基質特異性や電荷移動形態を基礎に概説する。その上で，メディエータ型と直接電子移動型の定常触媒電流に焦点をあて，その解析法について説明する。論文に多く見られる間違いについても指摘する。

【目次】
1　酸化還元酵素と酵素機能電極
2　MET型酵素機能電極反応におけるメディエータの選択
3　多孔質電極でのMET型酵素機能電極反応の定常触媒電流
4　均一配向におけるDET型酵素機能電極反応　
5　ランダム配向におけるDET型酵素機能電極反応　

-------------------------------------------------------------------

固定化酵素における電極界面電場の影響
Effect of Electric Field on the Adsorbed Enzymes at the Electrode Surface

　酸化還元酵素反応と電極反応の共役系である直接電子移動（DET）型の酵素電極反応は電極表面に吸着した酵素の状態を敏感に反映するため，それを解析することで電極表面における酵素の吸着量や配向が議論可能である。電極表面に局在する極めて強い電場である電気二重層が電極表面に吸着した酵素に与える影響についてDET 型の酵素電極反応に基づき検討した結果を紹介する。
　
【目次】
1　電解質溶液中での静電相互作用
2　電極の形状と電気二重層
3　固定化酵素の活性と電場
4　固定化酵素の配向と電場
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

人工酵素多段階酸化代謝経路を介した好熱性酵素バイオ燃料電池用アノードの開発
Development of a Bioanode for Thermophilic Enzyme Biofuel Cell Through an ArtificialEnzyme Cascade Pathway

　バイオ燃料電池研究において電池の耐久化，高出力化が近年の課題となっている。本稿では，筆者が進めている耐久性電極用酵素素子である好熱菌由来酵素を複数組み合わせて電極上に多段階酸化代謝経路を構築することにより高出力で長期連続稼働を可能にするバイオ燃料電池の開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バイオ燃料電池を長期間連続稼働可能にする耐久性電極用素子の開発
3　人工多段階酵素反応を利用したバイオ燃料電池用電極の開発
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

改変酵素による高性能バイオカソードの構築
Construction of High-performance Biocathode by Modifying Enzyme
　
　近年，ウェアラブルデバイスや体内埋め込み型デバイス用電源としてのバイオ電池の研究が活発になっている。本稿では，筆者の所属する研究グループにおいて進めてきた酵素固定化のための酵素改変および優れた電極触媒を取得するための酵素改変について，カソード側に焦点を当てて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　マルチ銅オキシダーゼ
3　電極に固定化されたMcoPの配向制御によるバイオカソードの電気化学特性の向上
3.1　McoP C及びMcoP N発現用プラスミドの構築および発現・精製
3.2　MWCNT-McoP複合体の作製及び電気化学的評価
4　McoPの酸化還元電位改変によるバイオ電池の電池電圧向上
4.1　470番目のメチオニン（野生型McoP）をロイシン（McoP M470L）もしくはフェニルアラニン（McoP M470F）へ置換したMcoP発現用プラスミドの構築
4.2　各McoPの酵素化学的性質
4.3　各McoPの熱，pH及び長期安定性
4.4　各変異体McoPの酸素の還元に対する電気化学的評価
5　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

尿中がんマーカーを検出するためのアンペロメトリック酵素センサ
An Amperometric Enzyme Sensor for Detecting a Cancer Marker in Urine

　L-フコースは，悪性腫瘍患者の血清中および尿中で濃度上昇することが報告されているマーカーであり，現在では特に肝・胆・膵の腫瘍マーカーとしての有用性が示唆されている。本稿では，このL-フコースを基質とする酵素の電極との直接電子移動反応に関する研究とその酵素固定化電極を用いたL- フコースの電気化学的な定量法の開発について述べる。

【目次】
1　序論
2　CcPDHの直接電子移動反応
2.1　全長CcPDHの直接電子移動反応
2.2　PQQドメインの直接電子移動反応
3　妨害物質の影響を受けないセンサ
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

酵素修飾繊維を用いた医療用計測レンズの開発
Wearable Smart Contact Lens With Enzymatic Biosensing Fibers

　近年，視力を補強するウェアラブルな高度医療機器“コンタクトレンズ”に電子素子を搭載させることで，新奇機能を実現可能なスマートコンタクトレンズの開発が盛んである。特に，①視覚拡張機器，②疾病治療機器，③生体情報計測機器といった新市場に向けた材料・デバイス・システム開発が目立つ。本稿では，これら次世代デバイスの開発動向とその将来性を述べると共に，筆者らが取り組む医療用計測レンズについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酵素修飾繊維
3　無線給電素子
4　無線給電式バイオセンシングレンズ
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

バイポーラ電極を用いるバイオセンサの開発
Development of Biosensors Using Bipolar Electrode

　バイポーラ電極とは，電解質溶液中に外部電源とつながらない状態で置かれたワイヤレスな電極であり，一対の駆動電極間に電位を印加するだけで，多数の電極を同時に動作させることができる。バイポーラ電極のバイオセンサ利用に向けた興味深い報告が数多くなされているので，その代表的なものを整理し，筆者らの研究とともに紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　バイポーラ電気化学とセンサへの応用
3　バイポーラ電極を用いるバイオセンサ
4　バイオイメージングデバイスへの展開
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

ヤムイモから発見された植物生育促進・窒素固定細菌の特性解明と農業革新
Characteristic Elucidation on Plant Growth Promoting and Nitrogen Fixing Bacteria from Yams for Agricultural Innovation
　
本研究はヤムイモ（Dioscorea spp.）から発見された植物生育促進・窒素固定細菌の能力や特性を明らかにして，作物生産における窒素固定細菌の利用を確立するとともに，農業生産への利用による窒素化学肥料に依存しない持続的な食糧生産技術の開発を目指したものである。

【目次】
1　はじめに
2　ヤムイモから分離された窒素固定細菌
3　窒素固定細菌の多様性
4　植物生育促進細菌の発見
5　メタ16S解析法による細菌叢の特定
6　バイオ資材として実用化に向けた研究

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

健康食品・機能性食品工業

　2019 年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は6,493 億円（前年比101.0％）と推定され，ほぼ横ばいに推移した。トクホ茶をはじめとする中性脂肪・体脂肪関連商品が市場をけん引した。乳酸菌ブームに一服感がみられたが，新型コロナウイルスへの警戒感から2020 年2 月以降，再び需要が伸び始めている。一方，機能性表示食品の市場規模は2,557 億円（前年度比128.3％）と推定され，市場は大きく拡大した。全体的な届出件数の増加に加え，茶系飲料の大型商品が新規投入され市場をけん引した。届出手続の簡素化・迅速化が図られ，また新規関与成分による届出が続々と認められており，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きがさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向　

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

イソマルトオリゴ糖(Isomaltooligosaccharide)

月刊バイオインダストリー 2021年4月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

槻木恵一　神奈川歯科大学
山本健吉　花王(株)
小林　香　花王(株)
生野千佳　花王(株)
森　卓也　花王(株)
横尾岳大　(株)明治
狩野　宏　(株)明治
物部真奈美　(国研）農業・食品産業技術総合研究機構
宮﨑義之　九州大学
笹野高嗣　医療法人明徳会
猿田樹理　神奈川歯科大学
山本裕子　神奈川歯科大学
小池　萌　徳島大学
佐々木すみれ　徳島大学
瀬川博子　徳島大学
長谷川智之　三重県立看護大学
斎藤　真　三重県立看護大学
森田雅宗　産業技術総合研究所
野田尚宏　産業技術総合研究所


-------------------------------------------------------------------------

【特集】唾液による健康効果の最前線;唾液腺健康医学という新たな領域での最新トピックス

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

-------------------------------------------------------------------------

唾液のシアル酸の抗インフルエンザウイルス作用に着目した研究開発
Research and Development Focusing on The Anti-influenza Virus Effect of Salivary Sialic Acid

　上気道粘膜には，ウイルス感染から粘膜上皮細胞を効果的・持続的に防ぐ，上気道粘膜上皮バリア機能（唾液，粘液，線毛における一連の生理機能）が備わっている。本稿では，筆者らが研究開発を進めている，上気道粘膜上皮バリア機能の一つである唾液の抗ウイルス作用について，現在までの取り組みの一部を概説する

【目次】
1　はじめに
2　唾液の抗インフルエンザウイルス作用
2.1　唾液の抗インフルエンザウイルス活性に関する先行研究
2.2　唾液の抗インフルエンザウイルス活性の個人差とその規定因子
2.3　唾液の抗IAV活性に対するタンパク質結合型シアル酸の寄与
2.4　唾液の抗IAV活性と年代による変化
3　唾液の抗IAV活性を高める取り組み ～炭酸刺激の効果～
4　おわりに　　

-------------------------------------------------------------------

乳酸菌Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について－細胞性免疫と液性免疫の両面から－
Immunostimulatory Effects of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 on Cellular and Humoral Immunity

　近年，乳酸菌の様々な生理機能が見出されており，そのひとつに免疫活性化作用が挙げられる。Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 についてはnatural killer 細胞の活性化等，主に細胞性免疫への影響が知られていたが，最近では唾液中IgA の増加等の液性免疫への影響も確認されている。本稿では，L.delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について，これまでの知見を概説する。
　
【目次】
1　はじめに
2　1073R-1乳酸菌由来の多糖体について
3　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-細胞性免疫-
4　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-液性免疫-
5　1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用の推定メカニズム　
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

緑茶の抽出温度と唾液IgA の関係
Relationship Between The Brewing Temperature of Green Tea and Salivary IgA

　熱湯で淹れて飲むと渋い緑茶には「良薬口に苦し」を期待する。緑茶の主要な生理活性成分としてこれまで苦渋味成分が注目されてきた。しかし最近，苦渋味成分を引き算することにより新たな生理活性が見出される可能性が出てきた。本稿では，緑茶を冷水で淹れた時に溶出される成分と唾液IgA の関係について考察する。

【目次】
1　はじめに
2　緑茶葉から溶出する成分と水温との関係
3　緑茶成分と活性
3.1　EGCとEGCG
3.2　一本鎖RNA
3.3　テアニンとカフェイン
4　水出し緑茶の飲用と唾液IgA

-------------------------------------------------------------------------

高分子CUA フコイダン摂取による健常人の唾液IgA 産生増強
Immune Enhancing Effect of High-Molecular Weight Fucoidan-Agaricus Mix（CUA）on Secretory IgA Production into Saliva of Healthy Individuals
　
　フコイダンは，褐藻類の“ぬめり”成分を構成する天然硫酸化多糖類である。免疫力の向上や抗ウイルス作用に関する基礎的な研究報告は多いものの，臨床学的な知見は未だ少ない。本稿では，唾液分泌型IgA（sIgA）を口腔内粘膜免疫の指標とする健常人を対象とした高分子フコイダン-アガリクスミックス（以下，CUA フコイダン）投与試験を紹介する。検討の結果，CUA フコイダンが粘膜免疫の増強に寄与する可能性が示され，口腔や上気道等における感染防御およびアレルギー疾患の病態緩和に貢献することが期待される。

【目次】
1　はじめに
2　粘膜免疫と分泌型IgAについて
3　フコイダンについて
4　健常人を対象としたフコイダン摂取試験
4.1　フコイダン-アガリクスミックスの唾液sIgA産生促進作用
4.2　フコイダン-アガリクスミックスの安全性
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

世界が注目する「うま味」を用いたドライマウス治療
Application of Umami Taste, Attracting Global Attention, to Remedy for Dry Mouth.

　ドライマウスとは，唾液分泌量が減少して口が渇く状態を言い，口腔乾燥症とほぼ同義に用いられる。高齢化に伴い，わが国のドライマウス患者は急増しているが，専門医が少なく，その診断と治療は普及していない。本稿では，うま味による味覚- 唾液反射を応用してドライマウスを改善する安心で安全な方法について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ドライマウスとは何か
2.1　ドライマウスの原因
2.2　唾液はどこから？
2.3　唾液のはたらき
2.4　唾液分泌の中枢機構
2.5　ドライマウスの症状
2.6　新しい知見 －ドライマウスは総唾液分泌量よりも小唾液腺分泌量と関連する－
3　ドライマウスを改善する新しいアイデア
3.1　小唾液腺における味覚?唾液分泌反射
3.2　うま味を用いたドライマウス治療
3.3　うま味とは？
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

唾液腺産生生理活性物質の全身への影響を解明する-脳-唾液腺ネットワークの視点から-
To Elucidate The Effect on The Whole Body from The Salivary Glands Producing Physiologically Active Substances－From The Perspective of The Brain-Salivary Gland Network－

　新たな臓器間ネットワークは臨床的に注目されているが，唾液腺情報伝達物質の口腔以外の他臓器への役割については多くの未解明な点を残している。筆者らは，神経細胞の機能維持に重要な脳由来神経栄養因子brain-derived neurotrophicfactor（BDNF）が唾液腺で産生され，海馬において抗不安作用を有することを明らかにした。このBDNF がどのようなメカニズムで海馬神経細胞に発現するtyrosine receptor kinase B（TrkB：BDNF レセプター）に結合し機能発現するか等，いわゆる「BDNF を介した脳-唾液腺ネットワークの分子機構」は不明な点が多いが，脳の精神作用における唾液腺の有効性（新たな役割）は，医学分野における新たな医療の構築に貢献していくことが期待される。そこで本稿では，筆者らが世界に先駆けて研究を進めてきた，「唾液・唾液腺と全身との関連」について脳-唾液腺ネットワークの視点から解説する。

【目次】
1　唾液腺の存在意義
2　臓器間ネットワークとは
3　唾液腺と成長因子の関係
4　唾液腺産生物質から全身への移行
5　脳由来神経栄養因子（brain-derived neurotrophic factor（BDNF））の唾液腺での産生とその意義
5.1　BDNFとは
5.2　唾液腺BDNFの血中への影響
5.3　唾液BDNFのターゲット臓器の探索
5.4　BDNFと副腎との関連性
5.5　脳-唾液腺ネットワークの発見
6　in vivoイメージングを用いた脳?唾液腺ネットワークの検証
7　唾液腺健康医学の創生に向けて

-------------------------------------------------------------------------

難消化性糖類摂取による唾液IgA の増加とそのメカニズム
Mechanism of Increase in Salivary IgA level with Ingestion of Indigestible Carbohydrates

　上気道感染症予防に重要な役割を果たしている唾液中IgA は，難消化性糖類（繊維）摂取で増加すること，難消化性糖類摂取による唾液中IgA レベル増加は，腸管免疫賦活化の結果，大腸で産生された短鎖脂肪酸の効果であることが判明した。このメカニズムを社会に周知させることが，高齢者の健康寿命延伸につながる可能性がある。

【目次】
1　はじめに
2　唾液腺
3　唾液
4　唾液中IgA
5　難消化性糖類とその機能
6　難消化性糖類摂取が唾液中IgAレベルに与える影響
7　まとめ
-------------------------------------------------------------------------

唾液腺のリン代謝における役割
Role of Salivary Glands in Phosphate Metabolism

　リンは動物・植物を含めて全ての生物において必要であり，生体内でエネルギー代謝・細胞膜・骨の構成成分など生体機能維持を担っている。体内のリン濃度の恒常性は，主に腸管，腎臓，骨が様々な因子により調節を受けバランスが保たれている。唾液には，リンが多量に排出されるが，その調節機構等詳細は明らにされていない。唾液腺は，生体内リン代謝調節機構に関与する臓器であるのか？　本稿では，生体におけるリンの重要性と著者らが生体内リン代謝と唾液腺に発現するリン酸トランスポーター調節に焦点を当て明らかにした結果の一端を紹介する。

【目次】
1　生体に含まれるリン形態
2　生体におけるリンの役割
3　食事に含まれるリン
4　リン代謝調節機構とその破綻
5　リン酸トランスポーターファミリー
6　唾液中のリンの役割
7　唾液腺におけるリン酸輸送系
8　唾液腺におけるリン代謝調節機構の存在
9　さいごに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

誰でも簡単に使用できる手浴用容器の開発
Development of Hand Bath Bag That Anyone Can Easily Use

　病院や介護施設等で勤務するスタッフの困り事として，「寝たきり患者さんの手をきれいに洗うことができない」という意見がある。本稿では，ビニール袋を活用し，患者の手と術者の手を直交することができる形状にすることで，ベッド上でも温湯を使用し患者の手を洗うことができる技術を開発したため解説する。

【目次】
1　はじめに
2　手浴用容器の製作，実験
2.1　手浴用容器の試作
2.2　手浴用容器を用いた実証実験
3　結果
3.1　実験1
4　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

巨大リポソーム型微生物インキュベータ
Giant Liposome based Microbial Incubator

　微生物は，工業，エネルギー，食品，医薬品，健康，環境など，我々の生活の身近に存在する重要なパートナーである。我々は，巨大リポソームという大きさが1 - 100μm の細胞サイズの人工カプセルに，微生物をシングルセルレベルで内包し，その内部で微生物を培養することに成功している。本稿では，巨大リポソームに微生物を内包し，微生物培養器（インキュベータ）として利用できることを実証した研究の紹介と微生物内包巨大リポソームの将来展望について紹介する。

【目次】
1　巨大リポソーム（Giant liposome，GL）と作り方
2　GL内での微生物培養
3　微生物内包GLの将来展望

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

キサンタンガム(Xanthan gum)

5-アミノレブリン酸(5-Aminolevulinic Acid)

月刊バイオインダストリー 2021年3月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

井上國世　京都大学名誉教授
菅原卓也　愛媛大学
酒井康行　東京大学
チェ・ヒョンジン　東京大学
ファド・ガンジー・トリザール　東京大学
堀口一樹　東京大学;大阪大学
西川昌輝　東京大学
藤田泰毅　(株)大塚製薬工場
西村益浩　(株)大塚製薬工場
小森奈月　(株)大塚製薬工場
上田忠佳　DS ファーマアニマルヘルス(株)
松村昌典　北見工業大学
吉原利忠　群馬大学
田上友季也　福岡大学
上原吉就　福岡大学;福岡大学病院


-------------------------------------------------------------------------

【特集】動物細胞培養における培地および培養系の工夫

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
Introduction

　本特集号では，動物細胞培養における培地，培養系，培養方法などのハード面における変遷と現状および解決すべき問題点を中心に，活発に研究されておられる先生方に執筆していただいた。ご多忙のところ，快く執筆してくださった先生方にあつく御礼申し上げる。動物細胞培養の研究においては，生産物の生理機能や応用性に関心が向くのは当然のこととしても，細胞を安全かつ簡便，安価に培養するための科学・技術にも，重要でかつ困難な課題が含まれている。本特集号の情報が，日々，細胞培養に取り組んでおられる研究者，学生諸氏にとり，タイムリーで有用なものであることを期待したい。

【目次】
1　バイオテクノロジー（BT）の要素技術には細胞融合・細胞培養が含まれる
2　BTは科学技術の延長線上で取り扱うことができる
3　石油ショック時代のBTから脱CO2時代のBTへ　
4　半世紀にわたるNBTの進歩
5　動物細胞培養の流れ：ワクチン開発，モノクローナル抗体（MAb），多能性幹細胞
6　動物細胞培養と故・村上浩紀教授

-------------------------------------------------------------------------

ハイブリドーマの培養に適した無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発と応用および多能性幹細胞用培地における最近の進展
Development of a Protein- and Hormone-free Medium（PHFM）Applicable to Hybridoma Culture and Recent Progress of Culture Media for Pluripotent Stem Cells.

　モノクローナル抗体（MAb）は，各種生理活性物質の検出や分析，精製及び臨床診断や治療薬（抗体医薬）として広く用いられている。ハイブリドーマのinvitro 培養は，当初，ヒトMAb の生産を目的として，ヒト-ヒト（H-H）ハイブリドーマの培養に応用された。一方，マウスMAb についても，従来のマウス-マウス（M-M）ハイブリドーマをマウス腹水で培養する方法（腹水法）に代わり，invitro 培養での生産が広く行われている。本稿では，ハイブリドーマのin vitro 培養に向けた培地の開発の歴史を縦覧し，筆者らが開発に関わった無タンパク質無ホルモン培地（Protein- and hormone-free medium, PHFM）を紹介し，さらに本培地でのハイブリドーマ培養とMAb 生産について述べる。また，多能性幹細胞の無血清培養開発の最近の展開に関して概括し，ハイブリドーマ培養との関連を考察する。

【目次】
1　はじめに
2　動物細胞培養と合成培地
2.1　動物細胞培養黎明期
2.2　EarlのBSS，EagleのBMEとMEM，DulbeccoのDMEM
2.3　血清添加の問題点
3　無血清培地（Serum-free medium）と成長因子ITES
4　ハイブリドーマ無血清培養用基礎培地eRDFの開発
4.1　ITES添加eRDF培地の有用性
4.2　ITES添加eRDFによるハイブリドーマ培養
5　その他の成長因子の検索
5.1　ニワトリ卵黄リポタンパク質（Yolk lipoprotein, YLP）
5.2　ホスファチジン酸（phosphatidic acid, PA）
5.3　コラーゲン（Col）
5.4　ラクトフェリン（LF）
5.5　イムノグロブリン産生促進因子（IPSF）
6　無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発
6.1　PHFM開発の背景
6.2　PHFMの組成
6.3　PHFMでのハイブリドーマの培養
6.4　PHFM中でのハイブリドーマからのMAb生産
6.5　PHFMで培養したハイブリドーマ培養上清のSDS?PAGE
6.6　大量ハイブリドーマ培養によるMAb生産
7　ヒト多能性幹細胞（ES/iPS細胞）の培地
7.1　ゼノフリー・フィーダーフリー培養用の完全合成培地が望まれている
7.2　ヒトES/iPS細胞用無血清培地
7.3　FGF-2及びTGF-βに代わる増殖因子の探索
7.4　ES/iPS細胞の浮遊培養
8　おわりに　　

-------------------------------------------------------------------

動物細胞の生産性を向上する培地添加因子
Production Stimulating Factors for Animal Cell Culture

　動物細胞が産生する物質は生物製剤，特に近年では抗体医薬として様々な疾病の治療に用いられている。動物細胞による物質生産の効率化には，大量培養や高密度培養などの培養工学的手法，強力なプロモーター遺伝子の導入などによる分子生物学的手法がある。また，生理学的手法による生産性向上として，本稿では，ハイブリドーマのモノクローナル抗体産生やマクロファージのサイトカイン産生を促進する因子を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　コラーゲンによる抗体生産性の改善
3　コラーゲンの作用機構
4　マクロファージに対するコラーゲンの促進効果
5　塩基性タンパク質の抗体産生促進効果
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

多能性幹細胞の大量培養法の現状と問題点および将来
Status and Future Perspectives of Large-scale Culture of Pluripotent Stem Cells

　iPS 細胞などの多能性幹細胞をヒトの再生医療に用いるためには，細胞を移植に必要な数まで大量培養し，かつ必要な臓器細胞へと分化誘導することが必須である。このためには，バイオ医薬品製造のための細胞大量培養技術を基礎としながらも，多能性幹細胞培養の特有の課題を克服し，適切な手法を構築する必要がある。本稿では，多能性幹細胞の大量培養技術を概観した後，そこで課題となる細胞凝集現象の制御と，コストダウンのための高密度培養に対する筆者らの最近の研究成果を紹介し，将来を展望してみたい。

【目次】
1　はじめに
2　大量培養法
2.1　2つの培養形式
2.2　iPS細胞の凝集・増殖プロセス
2.3　iPS細胞の凝集体浮遊培養の種類
2.4　攪拌翼を用いる動的浮遊培養
2.5　容器振盪型の動的浮遊培養
3　凝集の制御
3.1　添加剤による凝集制御
3.2　容器形状による凝集制御
4　透析と高密度化
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

細胞懸濁保存液セルストアS 及び細胞洗浄保存液セルストアW によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存
Preservation of Human Adipose Tissue Derived Mesenchymal Stromal Cells with The Cell Suspension and Preservation Solution （Cellstor-S） and The Cell Wash and Preservation Solution （Cellstor-W）

　抗炎症や免疫調節といった機能を有している間葉系幹細胞は，様々な疾患への適応が期待され，数多くの臨床研究が進められている。承認された間葉系幹細胞製品では，凍結保存や常温保存が選択されている。本稿では，筆者らが開発した細胞保存液によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存の実例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　冷蔵保存及び常温保存条件での使用例
3　細胞濃度の均一性の維持
4　凍結保存液の基液としての使用例
5　セルストアS及びセルストアWの製造原料について
6　凍結解凍の影響について
7　結語

-------------------------------------------------------------------------

動物細胞用培養液の基礎と特長
Basic and Features of Animal Cell Culture Medium

　動物細胞の培養にとって培養液は必要不可欠なものであるが，培養液の特長や注意点などは意外と知られていない。そのため，本来，緩衝系に炭酸ガスを必要としない培養液を炭酸ガスインキュベータで使用するなど，誤った使用方法も増えつつある。そこで，本章では汎用されている動物細胞用培養液について，その特長と注意点等を解説したい。

【目次】
1　組織培養と培養液の歴史
2　培養液の基本的な組成
2.1　無機塩類
2.2　アミノ酸
2.3　ビタミン
2.4　糖など有機化合物
2.5　微量元素（Trace Element）
2.6　脂肪酸，脂質
2.7　ホルモン，タンパク質
3　主な基礎培養液
3.1　199
3.2　BME
3.3　Alpha－MEM　
3.4　D-MEM
3.5　RPMI1640
3.6　F10
3.7　F12
3.8　L158
3.9　McCoy
3.10　MEM
3.11　DF12
3.12　MCDB
3.13　混合培養液
4　血清の役割と無血清培養液
5　無血清培養液
6　無血清培養液の分類
6.1　血清代替品添加培養液1　
6.2　Defined培養液，Chemically Defined培養液
6.3　Xeno-Free培養液
6.4　Animal?Free培養液　
7　培養液の今後について

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

血管のようなヌルヌル柔軟弾性管と簡単・瞬時に着脱できるコネクタの開発
Development of Connectors that can Easily and Instantly ConnectFlexible and Elastic Tubes

　生体管にカテーテルのようなチューブを接続するコネクタには，多くの課題がある。例えば，血管のような生体管は，ヌルヌルして滑りやすく，管壁が薄くて弾力があるため，カテーテルを確実かつ簡便で迅速に着脱することが難しく，しかもコネクタの装着が生体管に物理的損傷を与えることもある。本稿では，このような課題を解決するために開発されたコネクタを紹介する。

【目次】
1　開発経緯
2　ヌメリのある柔軟弾性管用コネクタに関する課題と技術的要求事項
3　バルーンカテーテルを応用したコネクタの開発
4　外筒内壁面形状と抜けにくさ
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

蛍光性脂質滴プローブを用いた細胞および組織内脂質滴のライブイメージング
Live Imaging of Intracellular and in vivo Lipid Droplet Using Lipid Droplet-specific Fluorescent Probe

　脂質滴は，細胞内において脂質をエネルギー源とする代謝過程や，脂肪肝などの病態と深く関与している。本稿では，細胞から小動物臓器内の脂質滴のイメージングを可能とする蛍光性脂質滴イメージング試薬，およびそれを用いた細胞内脂質滴の形成過程やin vivoにおける脂質滴イメージングについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　脂質滴イメージングのための蛍光性試薬
3　蛍光性脂質滴プローブの光物理特性
4　PC6Sを用いた細胞内脂質滴イメージング
5　PC6Sを用いた脂質滴のin vivoイメージング
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

心拍の揺らぎに含まれる自律神経成分を活用した新たな運動強度判定法の試み
Novel Evaluation Method of Exercise Intensity Using Autonomic Nervus Components Contained in Heart Rate Variability

　運動が健康増進に効果的であることはよく知られており，その効果を高めつつ安全に運動を実施するためには適切な運動強度の設定が重要である。本稿では，筆者らが研究を進めている心拍変動を活用した新たな運動強度判定法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　心拍変動測定における運動中の自律神経評価
3　心拍変動を活用した新規の運動強度判定法

-------------------------------------------------------------------------

月刊バイオインダストリー 2021年2月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

松原輝彦　慶応義塾大学
堀　克敏　名古屋大学
小澤祐市　東北大学
中野祥吾　静岡県立大学
小塚康平　静岡県立大学
南野優季　静岡県立大学
伊藤創平　静岡県立大学
駒崎友亮　(国研)産業技術総合研究所
木村賢一　岩手大学
鈴木　聡　(株)実正
神崎　浩　岡山大学
仁戸田照彦　岡山大学
畑生俊光　岡山大学
森　隆　埼玉医科大学
羅霄霖　(株)ジェヌインR&D　
開　忍　(株)ジェヌインR&D　
宮鍋征克　㈱ジェヌインR&D　
今井博之　甲南大学　


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------
繊細な生体物質を触れずに操る無容器バイオフラスコ
Contactless Bioflask for Investigation of Sensitive Biological Samples

近年，定在波音波を利用して液滴を空気中で捕捉して浮揚させ，特殊な界面を利用した化学および生物反応を行う研究が始まっている。微小重力環境においてのみ可能な三次元の気-液界面を常温・常圧下，地球上で実装できる技術である。本稿では，この技術が次世代の無容器バイオフラスコとして利用できるかどうか，その可能性について解説する。

【目次】
1　はじめに
1.1　繊細な生体物質を扱う実験プロトコールの必要性
1.2　定在波捕捉による浮揚液滴
2　浮揚液滴内による生物有機合成反応
2.1　単軸超音波振動子による浮揚装置の構成
2.2　高分子重合反応
2.3　生体直交反応（クリック反応）
2.4　酵素による発色反応
2.5　制限酵素によるDNA切断反応
2.6　超音波による生体試料への影響
3　近年の研究動向
4　最後に

-------------------------------------------------------------------------

微生物接着タンパク質AtaAの無限の可能性
Boundless Applicability of the Microbial Adhesive Protein AtaA

　筆者らは，様々な材料表面に付着する細菌の細胞表層タンパク質AtaAを発見し，その性質，構造，接着機構の解明を進めてきた。さらに，AtaAを微生物固定化や接着分子材料へ利用する応用研究についても取り組んできた。本稿では，AtaA分子の特徴を説明するとともに，無限に拡がりつつある応用展開について紹介する。
【目次】
1　はじめに
2　微生物接着タンパク質AtaA
3　AtaAの微生物工学への応用
3.1　微生物固定化技術への応用
3.2　オン・ファイバーディスプレイ
4　AtaAの接着分子材料としての応用
4.1　リポソームのファイバーデコレーション
4.2　分子固定，表面機能化への利用
5　将来展望

-------------------------------------------------------------------------

3次元情報を一挙に可視化するレーザー走査顕微鏡法
Laser Scanning Microscopy Acquiring Three-Dimensional Information from a Single Laser Scanning

　レーザー走査型蛍光顕微鏡法は試料の3次元構造を詳細に可視化可能なイメージング法として生命科学分野を始めとして広く用いられているが，複数枚の2次元断層画像の重ね合わせから3次元化する従来法では，イメージングの高速化が容易ではなかった。本稿では，光の新しい特性を巧みに利用して深さ情報を一挙に可視化できるイメージング法について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　原理
2.1　長焦点ニードルスポット励起
2.2　蛍光信号に対するエアリービーム変換
3　ニードル顕微鏡システムによる3次元画像構築
3.1　顕微鏡システム
3.2　エアリービーム変換に基づく深さ情報の抽出
3.3　画像構築
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

配列解析を礎とした次世代蛋白質工学～難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を例に～
A Semi-rational Protein Engineering by Sequence-based Method and Development of Artificial L-amino Acid Oxidase.

　40億年にわたる進化の過程において，生物は変異を遺伝子に蓄積することで，多様な機能を獲得してきた。遺伝子から転写・翻訳され生合成される酵素の進化を俯瞰すると，相同な立体構造を持ち類似の触媒反応を担う酵素であっても，分子全体に多数の変異が導入され，自在に基質特異性，生産性，安定性等の機能が改変されている。しかし，一つ一つの変異のほとんどは，生物の自然淘汰に対して有利でも不利でもない中立的な変異であり，蛋白質の機能においても中立的である。加えて分子進化による変異は極めて不規則であり，人間の目で変異による機能の変化を合理的に理解するのは極めて困難である。よって，実験科学的手法に依存したスクリーニング，構造生物学・分子進化工学的手法による合理的な改変が現在も主流となっている。しかし，これら手法に依存した技術開発や合理的改変のコストは総じて高く，バイオ技術の社会実装を阻む障壁にもなっている。我々は，拡大の一途を辿る遺伝子・配列データベースを，独自の機械学習型配列解析法により演繹的に解析，実験結果と照合することで，蛋白質・酵素機能のデザインが可能であるか検証してきた。本報では，次世代型の蛋白質工学技術の紹介と，適用例として難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を紹介する。

【目次】
1　次世代蛋白質工学とは？
2　人工L-アミノ酸酸化酵素の設計と動的光学分割
3　今後の展開

-------------------------------------------------------------------------

高柔軟性シリコーン感湿材料の開発と状湿度センサへの応用
Hygroscopic Silicone Rubber Composite and Textile Based Humidity Sensor

　近年，人が身に着けて使用する電子機器，「ウェアラブルデバイス」が話題を呼んでいる。本稿では，著者らが衣服型ウェアラブルデバイス向けに開発した布状湿度センサと，それを可能にした高柔軟性シリコーン吸湿材料について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　高柔軟性シリコーン感湿材料の開発
3　布状湿度センサの作製
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

久慈産琥珀に含まれる生物活性物質の多彩な化学構造と生物活性－メラニン産生抑制活性とコラーゲン産生促進活性の発見－
Diversity of Structures and Biological Activities of Bioprobes Isolated from Kuji Amber-Discovery of Inhibition of Melanin Production and Promotion of Collagen Production Activities in Kuji Amber-

　久慈産琥珀の約5％を占めるアルコール可溶性画分には，他国産琥珀の場合とは大きく異なり，kujigamberolを中心に多数の新規構造を有する生物活性物質が含まれている。これまで，動物における高い抗アレルギー活性を報告してきたが，今般メラニン産生抑制とコラーゲン産生促進活性が細胞で新たに見出された。今後，それらの活性を有する新たな成分の発見とメカニズム解析，並びに抽出物を用いた多角的な商品化が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　医薬品探索のための天然資源としての琥珀
3　久慈産琥珀の生物活性物質の構造
4　久慈産琥珀の抗アレルギー活性
5　久慈産琥珀のメラニン産生抑制活性
6　細胞外マトリックスとコラーゲン
7　久慈産琥珀抽出物の多角的な産業利用

-------------------------------------------------------------------------

エノキタケ菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果とペット動物用サプリメントへの応用
Adipogenesis Suppression by Enokitake Mushroom Bed Extract and its Application to Pet Animal Supplements

　エノキタケ栽培針葉樹菌床水抽出物が，脂肪蓄積抑制効果を示し，その抽出液を含む飲料を用いる飲水試験で，通常食給餌マウスに対して，体重増加抑制，血糖値抑制，脂肪蓄積抑制，腸内細菌叢改善効果等を示すことが判明した。食用キノコ生産で得られる菌床抽出物のペットサプリメント等への用途開発が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　生物試験に供するキノコの培養とその抽出物の調製
3　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果
4　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の血糖値上昇抑制効果
5　エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物のマウス飲水試験
6　ペット用試作飲料の小型犬に対する試飲アンケート
7　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

没食子酸（α/β-セクレターゼ作用剤）はアルツハイマー病のマウスモデルの認知機能障害を改善しアルツハイマー様病態も軽減する
Gallic Acid is a Dual α/β-secretase Modulator that Reverses Cognitive Impairment and Remediates Alzheimer-like Pathology in the Alzheimer’s Disease Mouse Model

　植物由来の没食子酸をアルツハイマー病のマウスモデルに6ヶ月間経口投与すると，認知機能障害が改善し，アルツハイマー様病態も軽減した。没食子酸がアミロイド前駆体蛋白質代謝を制御する2種類の切断酵素（α/β-セクレターゼ）に作用して，原因蛋白質の1つであるアミロイド-β蛋白質の産生を抑制することを明らかにした。
　本稿では，没食子酸の概要，行動・認知機能障害の改善効果，脳アミロイド症の抑制効果，α/β-セクレターゼへの二重効果，抗炎症・抗酸化効果を紹介する。没食子酸は現行する処方薬との併用も可能であり，軽度認知障害の患者への適応も期待される。

【目次】
1　はじめに
2　没食子酸の概要
3　行動・認知機能障害の改善効果
4　脳アミロイド症の抑制効果
5　α/β-セクレターゼへの二重効果
6　没食子酸の抗炎症・抗酸化効果
7　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

食用キノコの自己消化反応を利用した植物からの遊離セラミドの生産
Free ceramide production from plants using enzymes prepared from mushrooms

　セラミドは，化粧品やサプリメントの美容成分として一般消費者にも周知されてきた。その中でも注目されている角質層セラミドと同じ構造を持つヒト型セラミド（遊離セラミド）を，野菜や果物などの植物から作り出す研究を行った。植物にはグルコシルセラミドなどの糖セラミドはあるが，ヒト型セラミドは存在しない。この植物の糖セラミドを食用キノコの消化反応を利用して遊離セラミドに変え，機能性素材として展開する。

【目次】
1　はじめに
2　キノコの自己消化によるヒト型セラミド産生
2.1　植物スフィンゴ脂質
2.2　スフィンゴ脂質代謝経路生合成系と分解系
3　実験方法
3.1　キノコ自己消化後酵素液の調製
3.2　酵素反応
4　結果と考察
4.1　GIPC由来遊離セラミドの産生
4.2　GlcCer由来遊離セラミドの産生
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

医薬品工業

　世界の医薬品市場は2014 年に1 兆ドルを突破し，2019 年には1 兆2,500 億ドルを超え，今後も3～6％程度の成長が見込まれている。2018 年の国内医薬品の生産金額は，6 兆9,077 億円となり，前年比2.8％の伸びを示した。医療用医薬品，一般医薬品とも増加したが，配置用家庭薬は減少した。全体的にみると生産金額は年によりばらつきがあるが，製薬業界にとって厳しい状況が続いている。また，2019 年末から発生しているコロナウイルス（COVID-19）による肺炎に関して，2020 年，政府はPCR 検査を幅広く行い，治療薬やワクチンの研究開発や生産体制の整備を行い，医療提供体制を強化することを発表している。今後，医薬品業界に大きな影響を及ぼすと思われる。

【目次】
1　医療用医薬品
2　一般用医薬品
3　臨床検査薬

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

α-アミラーゼ(α-Amylase)

β-アミラーゼ(β-Amylase)

月刊バイオインダストリー 2021年1月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

矢澤一良　早稲田大学
孫　輔卿　東京大学
飯島勝矢　東京大学
葛谷雅文　名古屋大学
鈴木隆雄　桜美林大学
大澤俊彦　愛知学院大学
長竹貴広　(国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
國澤　純　(国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
山口浩平　東京医科歯科大学
戸原　玄　東京医科歯科大学
香川靖雄　女子栄養大学
功刀　浩　帝京大学
田中友規　東京大学
安藤　進　IMS グループ　クローバーのさと
大渕修一　(地独）東京都健康長寿医療センター研究所　


-------------------------------------------------------------------------

【特集】抗フレイルと予防医学

-------------------------------------------------------------------------
抗フレイルと予防医学～特集にあたって～
Anti-Frail for Preventive Medicine

1　はじめに
2　ロコモティブシンドロームからフレイルへ
3　ロコモ，フレイル対策としての運動系・抗疲労系機能性食品素材の有効活性
4　抗疲労系機能性食品と「筋肉・脳相関」
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

フレイル対策の実践
Combined Practces for Frailty Prevention

　フレイルは健康状態と要介護状態の中間的な段階であり，可逆性があるため，適切なタイミングでの予防・対策により健康な状態に戻れる概念である。フレイル予防・介入には，「運動」「栄養・口腔」，「社会参加」の3 本柱が重要とされている。そのなか，「運動」と「栄養・口腔」は身体的フレイルの予防・介入の中核となる。加齢による骨格筋量の減少や食欲不振による慢性的な低栄養は相互に影響し，さらに悪循環となり，心身機能の低下を加速させることからもサルコペニアと低栄養に対する予防・介入はフレイル予防対策の大きな部分を占めている。現在，フレイルの予防・介入策は確立されているとは言い難いが，アジア太平洋のフレイル管理の診療ガイドラインでは，フレイル管理の原則として，「フレイルはサルコペニアと重複する。そのため管理の原則は両者間で同一になりうる」と述べられている。日本サルコペニア・フレイル学会の「サルコペニア診断ガイドライン2017 年版」においても，栄養と運動がサルコペニアの発症を予防・抑制できるかについて，強く推奨すると示している（表）。
　実際，フレイル高齢者における運動や栄養の介入効果については多数報告されている。「運動」や「栄養」単独の効果だけではなく，組み合わせによる増大効果（augment effect）に関してもランダム化介入試験などによる検討が行われ，効果検証されるようになってきた。このような動向からも，フレイルの予防・介入策は「運動」，「栄養・口腔」，「社会参加」をどのように組み合わせて，相乗効果をもたらすか，また続けられる組み合わせはなにかが重要になっている。最近の知見をあげながら，その組み合わせの例を紹介する。

【目次】
1　運動：種類の組み合わせ効果
2　栄養：運動や口腔との組み合わせ効果
3　ウイズ・ポストコロナ社会における「社会参加」の創意工夫

-------------------------------------------------------------------------

フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームの概念
The Concept of Frailty, Sarcopenia, and Locomotive Syndrome

　フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームは昨今健康寿命延伸との関連性で良く聞かれるタームである。ただ，それぞれの正確な定義，診断法などは意外と周知されていない。本章ではそれぞれの概念，診断，相違点，地域高齢者の有病（症）率などについて言及する。

【目次】
1　はじめに
2　フレイルの概念
3　サルコペニア
4　ロコモティブシンドローム（運動器症候群）
5　フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームとの相互関係
6　さいごに

-------------------------------------------------------------------------

フレイルと認知症
Frailty & Dementia

　わが国の超高齢社会における高齢者の健康の大きな課題となっているフレイルと認知症について両者の概念，疫学的データを述べた。特に認知的フレイルの特徴や，認知症の前段階とも考えられる軽度認知障害（MCI）における認知症予防対策に関する科学的根拠の構築状況についても実験例を中心として紹介した。

【目次】
1　フレイルと予防対策
2　認知的フレイルについて
3　認知症予防としての軽度認知障害の重要性
4　BDNFと脳機能
5　わが国の地域在宅高齢者を対象としたBDNFに関する研究の紹介

-------------------------------------------------------------------------

フレイルとフリーラジカル障害
Frailty and Free Radical Damage

　高齢期では加齢に伴ない「フリーラジカル・活性酸素」の過剰な産生が「酸化ストレス障害」を生じ，「フレイル」の大きな原因となっている。本稿では，「酸化ストレス障害」のメカニズムを概説し，「植物エクオール」や「アスタキサンチン」，「レモンフラボノイド」などの「抗酸化物質」による「フレイル」予防の可能性を紹介する。

【目次】
1　「フレイル」と「サルコペニア」
2　「酸化ストレス障害」はなぜ生じるか？
3　「フレイル」の予防における「酸化ストレス障害バイオマーカー」の開発への期待
4　「フレイル」予防における「抗酸化物質」への期待
5　抗酸化評価系のヒト臨床への応用

-------------------------------------------------------------------------

加齢による免疫フレイル・炎症・脂質代謝
Frailty in Immune System：Ageing, Inflammation and Lipid Metabolism

　加齢は感染症への罹患や重症化のリスク因子であり，その背景には免疫老化や炎症制御機構の破綻が考えられる。本項では，免疫老化におけるT 細胞の質的変容や，胸腺や二次リンパ組織の構造変化，ワクチン応答の差，また筆者らが最近見出した抗炎症性脂質代謝物に関する知見を交えて最近の話題を提供する。

【目次】
1　はじめに
2　加齢による胸腺の退縮とT細胞の変容
3　加齢による二次リンパ組織の変容とワクチン応答の減弱
4　炎症制御における脂質代謝の重要性
5　ω3脂肪酸代謝物による新たな炎症制御機構
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

口から始める，フレイル予防
Frail Measures Starting From the Oral Cavity

　オーラルフレイルは，口腔機能の軽微な低下から心身の機能低下に至るまでの一連の現象および過程を指す。フレイルは健常と障害の中間に位置するため，適切な介入による予防効果は高い。口腔・嚥下機能向上には，口腔だけでなく，身体へのアプローチも重要である。フレイル対策には，口腔・嚥下，運動，栄養などが一体化したプログラムの構築が必須であり，同時に対象者を適切に動機付けすることも重要である。

【目次】
1　オーラルフレイルとは？
2　オーラルフレイル理解の第一歩，口腔機能って何？？
2.1　口腔乾燥
2.2　口腔衛生環境
2.3　舌圧
2.4　咬合力
2.5　咀嚼能力
2.6　嚥下機能
3　オーラルフレイルの勘所　口腔と全身の関連について
4　オーラルフレイルを広げるために～高齢者のニーズを捉える～
5　まとめ　～オーラルフレイルからの抗フレイル～

-------------------------------------------------------------------------

抗フレイルのための栄養学
Nutrition to Prevent Frail

　フレイル予防の基本は全ての栄養素を揃える食品多様性である。特にサルコペニアを予防する蛋白質摂取量は1.2～1.5 g/ 体重kg/ 日を3 食に等しく分け，消化能と同化能の低下に半消化態蛋白質，ロイシン，HMB 等を使う。さらに炎症性老化を防ぐ食事炎症指数の低い食事とし，老化で拡大する個人差の原因である遺伝子多型に対応した食事が望ましい。

【目次】
1　フレイル検診
2　心身活動と食事多様性で予防
3　低栄養とサルコペニアの予防
3.1　三大栄養素の最適な割合
4　フレイル予防のビタミン・ミネラル
5　炎症性老化を防ぐ食事
6　フレイルからの回復運動
7　遺伝子対応抗老化栄養
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

フレイルと老年期の精神疾患：うつ病，認知症との関連を中心に
Frailty and Elderly Psychiatric Disorders：Focus on Depression and Neurocognitive Disorders

　フレイルと関連する精神疾患として，老年期うつ病や認知症との関連がよく検討されている。うつ病はフレイルの危険性を高め，フレイルはうつ病の危険性を高める。認知症も同様であり，特に歩行速度の低下や筋力低下は認知症発症のリスクとなる。これらの3 病態は互いに関連しており，老年期の健康維持において極めて重要な要因となる。日常的な運動習慣は，これらの病態の予防に重要である。

【目次】
1　はじめに
2　うつ病とフレイル
3　認知機能障害とフレイル
4　抗フレイル対策
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

社会的フレイル
Social Frailty

　フレイルの社会的側面（社会的フレイル）は，外出・生活範囲，社会的ネットワーク（人とのつながり），社会的サポート，社会的脆弱な状況（一般・医療資源へのアクセス，経済的困窮など）が絡み合うため，慎重に見極め，介入する必要がある。社会的フレイル対策は貧困対策や生活支援は全体に講じつつも，社会参加や人とのつながりの醸成には性差を加味することが留意点である。

【目次】
1　フレイルとは？
2　社会的フレイルとは？
3　社会的フレイル対策はなぜ必要か？
4　社会的フレイルに性差はあるのか？
5　社会的フレイル対策「人とのつながり」の重要性
6　さいごに

-------------------------------------------------------------------------

後期高齢期に要介護にならないために
To Avoid The Requirement of Nursing Care in Late Old Age

　後期高齢期に入ると健康上の不具合が多くなる。平均寿命に対して健康でいられる期間はおよそ10 年短いといわれる。介護保険の世話にならないためには第1 に認知症にならないことである。認知症予防を目指す臨床試験の現状を述べる。第2に高齢者は感染症に罹りやすい問題である。免疫力の低下に帰せられるが，特に感染阻止の自然免疫力を高める重要性を述べる。

【目次】
1　はじめに
2　認知症を回避する試み
2.1　中枢神経系の老化─シナプス老化から説明
2.2　中枢神経機能の改善─シナプス機能の改善から
2.3　高次脳機能を向上させる─脳可塑性の賦活によって
2.4　認知症のリスク要因─疫学研究からわかってきたこと
2.5　認知症予防─臨床試験の現状から
3　免疫系の賦活
3.1　免疫系の老化─高齢者の易感染性の理由
3.2　免疫力を高める方法─自然免疫力を高めるのがベターか
3.3　ビタミンD（VD）による感染症流行の抑え込み─有望な臨床効果
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

フレイルと高齢者スポーツ
Sports Participation Preventing Frailty Among Old Persons

　超高齢社会に於いては，疾病の予防にくわえて加齢に伴う心身機能，並びに社会機能の低下を予防していく必要がある。この加齢に伴う心身機能や社会機能の低下のうち可逆的なものを日本老年医学会はフレイルと定義した。要介護状態となる原因は疾病よりフレイルが多い。高齢期の生活の質を高めるためにもフレイル予防が大切となる。
　本稿では，このフレイル予防に有効と考えられる介入をレビューし，これらの要素を持つスポーツについて論じたい。

【目次】
1　はじめに
2　介入
3　スポーツ
3.1　運動機能低下
3.2　認知機能低下
3.3　口腔機能低下
4　おわりに

月刊バイオインダストリー 2020年12月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

川添嘉徳　佐賀大学
上村大輔　神奈川大学
池松真也　沖縄工業高等専門学校
石上友章　横浜市立大学
荒川健太郎　横浜市立大学
陳　琳　横浜市立大学
内田浩太郎　横浜市立大学
西郷紗絵　横浜市立大学
菅原拓哉　横浜市立大学
木野旅人　横浜市立大学
中島理恵　横浜市立大学
土肥宏志　横浜市立大学
安部開人　横浜市立大学
桑江明子　横浜市立大学
杉山美智子　横浜市立大学
鹿野耕平　旭川医科大学　
川辺淳一　旭川医科大学　
坂根郁夫　千葉大学
八尾　滋　福岡大学
杉山友康　東京工科大学
髙橋史樹　信州大学
片山礼司　久留米大学　
櫻井謙三　聖マリアンナ医科大学　


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

抗肥満薬リードの開発
Drug Leads for Anti-obesit

　近年，肥満人口は年々増加している。肥満は様々な生活習慣病のリスク因子であり，その解決は世界的にも喫緊の課題である。私たちはこれまで，肥満の治療に対して効果を示す天然物の取得に努めてきた。本稿では，私たちの取り組みによって見出した二種類の天然物について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　カワラタケより得られたテルナチン
3　海洋性藍藻から得られたヨシノンA

-------------------------------------------------------------------------

“琉れん草”有効成分を活用したサプリメント開発（沖縄生物資源の産業利用）
The Supplement Development that Utilized the“Ryurensou”Grass Active Ingredient（The Industrial use of okinawa Bioresources）

　「琉れん草」は沖縄県の名護市と恩納村の一部で栽培され，食されてきた葉物野菜である。本研究開発では，有効性を高めるためのサンプルの調製法を検討し，そのサンプルを用いて「免疫賦活作用」や「抗腫瘍活性」を検討した。しかし，これら作用は商品開発において訴求効果が弱いと考えられ，「抗肥満効果」の活性を検討した。その結果，「抗肥満作用」が確認された。

【目次】
1　はじめに
2　沖縄の自然環境に適した栽培状況
3　“琉れん草”の強みを探す
3.1　生理活性探索用サンプル調製
3.2　免疫賦活作用
3.3　抗腫瘍活性
4　やっと見つけたストロングポイント
4.1　沖縄県民における健康上の留意点
4.2　抗肥満活性探索
4.3　株化細胞を用いたin vitroアッセイ
4.4　マウスを用いたin vivoアッセイ
5　抗肥満作用検索結果考察

-------------------------------------------------------------------------

腸管粘膜バリア機能に着目した，新たな動脈硬化治療
New Therapeutic Approaches For Atherosclerosis Targeting Intesitinal Mucosal Barrier Function

　動脈硬化症は，国民の健康長寿を妨げる主要な疾患である。高血圧・動脈硬化症・脂質異常症といった，生活習慣病に共通する終末像であり，狭心症・心筋梗塞・脳梗塞の原因になる。重要臓器の虚血症状によって有症化するまで，自覚・他覚されることがないことから，動脈硬化症に対する医療は，カタストロフ的な病状に対する医療が展開されている。その結果，有症時にすでに，全身の動脈が侵されていることを経験することも，しばしばである。我々は，動脈硬化症の成因に迫り，初期の段階での病的な状態を診断し，特異的な手段によって解消することで，生存や健康を脅かす動脈硬化症の制圧の実現へ向けた研究を進めている。本稿では，その一部の成果についてご紹介したい。

【目次】
1　はじめに
2　無細胞タンパク質合成技術を応用した高感度ハイスループット・自己抗体アッセイによる，動脈硬化症患者の自己抗体解析
3　腸内細菌による脾臓B2細胞の活性化と，動脈硬化症の制御
4　腸管バリア機能の改善による，動脈硬化症の制圧
5　腸内共生微生物（Commensal Microbiota）と動脈硬化症（Atherosclerosis）-これまでと，これから

-------------------------------------------------------------------------

EphA7陽性多能性周幹細胞の組織再生における役割と臨床応用にむけて
Role of EphA7＋Multipotent Pericytes in Tissue Regeneration and its Clinical Appplication

　組織の隅々に分布する毛細血管，その構成細胞である周細胞群の中から，多能性幹細胞の，EphA7をマーカーとして末梢組織から分離した。EphA7陽性周幹細胞（Capillary stem cells；CapSCs）は，血管細胞や骨格筋細胞を含む間葉系および神経系細胞への多分化能を有し，優れた組織再生能を示す。本稿では，多細胞生物が維持していく上での基盤細胞としてのCapSCsの役割や臨床応用への展望について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　微小血管内の多能性幹細胞
2.1　多能性周細胞（MPCs）は主要な体性幹細胞なのか？
2.2　不死化細胞を利用した新しいMPCsの識別
3　多細胞生物におけるEphA7 陽性PCsの役割
3.1　血管新生：「毛細血管」前駆細胞として機能するか？
3.2　神経再生：CapSCsは「神経血管伴走化」の中心的な役割を果たすか？
3.3　骨格筋再生：CapSCsは，持続的な筋芽細胞供給能があるか？
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

科学的根拠に基づいた継続が容易な2型糖尿病リスク低減食品・サプリメントの開発
Development of Risk Reduction Foods/supplements of Type 2 Diabetes that Have Scientific Evidence and is Easily Continued

　2型糖尿病の症状改善のためには，継続的な日常の運動や味気ないエネルギー調整食の持続的摂取が必要であり，継続が難しい。我々は，従来注目されず盲点だったミリスチン酸に注目し，科学的根拠に基づいた，楽に血糖値を下げ且つ肥満を軽減する，継続が容易な2型糖尿病のリスク低減食品・サプリメントの製品化を目指している。

【目次】
1　はじめに
2　目指す製品
3　製品の分析と波及効果
3.1　新規性，優位性
3.2　市場性
3.3　波及効果
4　製品化・事業化へ向けて

-------------------------------------------------------------------------

小口径・閉鎖系内表面の抗血栓性を可能にする新規バイオマテリアル創製技術
New Biomaterial Creation Technology that Enables Antithrombotic Properties on the Inner Surface of Small-diameter or Closed Systems

　側鎖に長鎖アルカン鎖を持つ高分子はこのユニットで結晶化し，ポリエチレンなどの難改質性高分子表面と強い相互作用を示す。この特性を活かし，親水性などの機能を持つユニットを対に持たせたブロック共重合体は，PE表面を簡単に改質することができ，種々の用途に展開が可能である。本報では，この側鎖結晶性ブロック共重合体を用いた新たなバイオマテリアル創製技術について述べる。

【目次】
1　緒言
2　側鎖結晶性ブロック共重合体とその機能
3　抗血栓性機能について
4　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

がん幹細胞の形態を識別する人工知能の開発
Development of an Artificial Intelligence for the Segmentation of Cancer Stem Cells in Microscope Image

　がん組織は少数のがん幹細胞によって維持，亢進される。したがって治療や診断法を開発する標的として注目されてきた。そのがん幹細胞は未分化かつ特徴的な形質・形態を持つことが知られる。一方，人工知能による画像識別技術が飛躍的に進歩している。我々は条件付き生成的敵対的ネットワークを使用して，その識別を試みた。

【目次】
1　はじめに
2　CSCの形態と画像認識技術
3　培養したCSCを深層学習したAIの作成
4　培養したCSCを認識するAIの改善策
5　腫瘍組織に存在するCSCを深層学習したAIの作成
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

電気化学発光による薬毒物の検出
Electrochemiluminescence for Primary Screening of Drugs and Poisons

　法令などにより規制されている化学種である薬毒物を分析するため，ラボ分析に加えて，現場での予備的な試験が必要とされている。今回，電気化学発光原理に基づく薬毒物の分析方法について基礎および応用に関する知見の取得を行ったため，本稿で紹介する。市販の予備的な検査キットと合わせることで，分析結果の誤判定防止の一助として提案したものである。

【目次】
1　はじめに
2　電気化学発光を利用した薬毒物スクリーニングに向けた取り組み -覚醒剤の分析を中心に-
3　超音波照射条件下における新しいECL反応場を用いた分析
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

臓器外形3Dプリントモデルで触覚を再現するhybrid型VR
Tactile Sensing Hybrid Virtual Reality with Organ-shape 3D Printed Model

　近年，virtual reality（VR）技術の医学・医療分野への応用が進んでおり，教育やトレーニングツールとしての期待が大きい。本稿で解説する「臓器外形3D プリントモデルで触覚を再現するhybrid 型VR」は，VR 技術の持つ大きな課題を補完するものであり，医療・医学・教育・産業などの広い分野での導入や応用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　医学・医療分野におけるVR の活用状況
3　VR解剖画像観察の特徴と課題
4　触知可能な既存の医療用ツール
5　VR環境での触覚再現技術
6　触覚を再現する補完的技術の開発
7　VR臓器画像と3Dプリントモデルの重畳・同期
8　本技術の特徴
9　臓器外形3Dプリントモデルの特徴
10　医学・医療分野での用途
10.1　診察
10.2　教育
10.3　研究
11　そのほかの応用可能な用途例
11.1　リハビリテーションへの組み込み
11.2　認知症予防ツールとしての活用
11.3　工業・産業への応用
12　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

近未来の脳卒中診療～脳卒中診療補助アプリケーションの開発～
Medical Treatment of Stroke in The Near Future

　本邦において死因および介護を要する疾患として常に上位に位置する脳卒中における診療格差の均霑化は以前より大きな課題となっている。近年，IT 技術の発展と医療の融合は目覚ましく，脳卒中領域においても例外ではない。ここでは，2つの新たな脳卒中関連機器について，実臨床の課題も踏まえながら紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　脳卒中診療の均霑化
3　脳卒中診療補助アプリケーション；OneStroke
4　脳卒中CT画像自動読影アプリケーション；Abierto
5　近未来における脳卒中診療の可能性
6　さいごに

月刊バイオインダストリー 2020年11月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

宮崎　均　筑波大学
浅野敦之　筑波大学
國府大智　筑波大学
安井貴之　筑波大学
中島　章　東京工業大学
砂田香矢乃　（地独）神奈川県立産業技術総合研究所
永井　武　（地独）神奈川県立産業技術総合研究所
石黒　斉　（地独）神奈川県立産業技術総合研究所
高橋弘毅　関西医科大学附属病院
梶野健太郎　関西医科大学附属病院
佐々木健一　関西医科大学
鈴木啓章　山梨大学
川原敦雄　山梨大学
松岡浩司　埼玉大学
島村宗尚　大阪大学
中神啓徳　大阪大学
冨永昌人　佐賀大学
坂本憲児　九州工業大学
大野宏毅　産業医科大学


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

機能性作物未利用部位の生殖障害改善への有効活用
Effective Utilization of Unused Parts of Functional Crops for Improving Rreproductive Failure

　機能性作物は通常特定の部位のみが利用され残りは廃棄される。未利用部位を有効活用することは，農作物に新たな付加価値を与え儲かる農業に繋がるだけでなく，安価な原材料として，人だけでなく家畜への応用など様々な可能性を生み出す。本稿では，昨今問題となっている人や家畜のストレスによる生殖障害に焦点を当て，著者らが構築した生殖障害改善評価系を用いて明らかとなった未利用部位の有用性を紹介する。

【目次】
1　機能性作物の未利用部位の有効活用とは
2　人および家畜の生殖障害の現状
3　機能性作物の未利用部位を用いたストレス依存的な生殖障害改善の具体例
3.1　オリーブ葉の有効活用
3.2　アシタバの茎の有効活用
3.3　シャクヤクの葉の有効活用
3.4　コーヒーチェリー残渣の有効活用

-------------------------------------------------------------------------

抗菌・抗ウイルス活性を有する撥水性複合酸化物
Hydrophobic Complex Oxides with Antiviral and Antibacterial Activities

　昨年末に発生した新型コロナウイルスは，未だ世界中で猛威を振るっている。感染の「予防」や「拡大抑制」の技術や知識は「ワクチンや治療法の開発」と同様に，極めて重要である。本稿では最近筆者らが見出した，抗ウイルス作用を有する新しい撥水性無機複合酸化物についてその開発の経緯と作用について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　無機抗ウイルス材料
3　撥水性と抗ウイルス性
4　自己撥水性を有する希土類酸化物
5　撥水性と抗菌・抗ウイルス性を併せ持つモリブデン酸ランタン（LMO）
6　活性向上・機能性付与の試み
7　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

点滴開始までの時間短縮を可能とした新たな点滴キットの開発
A New Intravenous Drip Infusion Kit Shortening The Time for Preparation.

　点滴を開始するまでに点滴セットを組み立てる必要があり，少なくとも数十秒から数分の時間を要する。医療現場では点滴開始までの時間短縮と労力の軽減が求められている。点滴開始までの時間を大幅に短縮し，労力不足の解消に繋がる新たな点滴キット開発について報告する

【目次】
1　はじめに
2　点滴の必要性
3　点滴の構造について
4　点滴の作成
5　現行の問題点
6　新たな点滴キットについて
7　期待できる用途や効果
8　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

ゲノム編集技術を活用した有害外来魚の戦略的な駆除
Strategic Extermination of Harmful Non-native Fish Using Genome Editing Technology

　琵琶湖ではブルーギルやオオクチバスなどの外来魚による在来魚の食害が問題となっている。ゲノム編集技術はピンポイントでゲノム改変を誘導できる発生工学的手法であるが，生殖発生に関与する遺伝子をゲノム編集技術で破壊した有害外来魚を作製し，それらを湖沼に放流することで標的とした有害外来魚を選択的に駆除する戦略が考えられている。我々は，孵化腺に特異的な発現を示す遺伝子をゲノム編集技術で破壊したゼブラフィッシュが孵化不全を伴う胚性致死となることを見出したので，この知見が生殖発生の制御だけでなく孵化不全を誘導することで有害外来魚の個体数を制御できるのではないかと考えている。

【目次】
1　はじめに
2　klf17遺伝子破壊ゼブラフィッシュの孵化不全の表現型
3　klf17遺伝子破壊ゼブラフィッシュにおける孵化腺細胞の欠損　
4　オオクチバスにおけるklf17遺伝子の破壊を基盤とする個体数の制御
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

糖-タンパク質相互作用解析への分子間FRETの活用
Intermolecular FRET can be applied for Evaluation of Carbohydrate-protein Interactions.

　糖-タンパク質間の相互作用は弱いため，糖鎖クラスター効果を利用して親和力の向上を行った。また，本論文では，その解析法において，主として蛍光分光法の利用について述べる。糖鎖は蛍光発光しないため，レクチン由来の蛍光発光や蛍光発色団を導入した基質を合成するなど，種々の対応を行ってきたのでその一端を紹介する。

【目次】
1　研究背景
2　糖-タンパク質相互作用解析における最近の例
3　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

RANKL部分ペプチドMHP1による炎症性疾患の治療法開発
Development of Parial Peptide of RANKL, MHP1, for Treatment of Inflammatory Diseases

　炎症制御は脳梗塞や乾癬，多発性硬化症などの様々な炎症に関連する疾患において重要な課題である。本稿では，TLR関連炎症を抑制する新たな機能性ペプチドであるRANKL部分ペプチドMHP1について，これらの疾患への治療応用の可能性について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　脳梗塞後炎症の制御に関わるRANKL/RANKシグナルの発見
3　破骨前駆細胞に作用しないRANKL部分ペプチドMHP1の開発
4　MHP1による脳梗塞治療
5　乾癬および多発性硬化症への応用可能性
6　MHP1の新たな作用機序と今後の課題

-------------------------------------------------------------------------

酵素バイオ発電・酵素バイオセンサのための電極設計技術
Electrode Design Technology for Electricity Generation and Biosensors Utilizing Enzyme

　近年，超低消費電力・低電圧で動作可能な超小型パッケージICが開発されたことにより，ポータブル血糖値センサに続く，酵素を用いたデバイス開発が新しいフェーズを迎えている。本校では，筆者が研究を進めてきた酵素バイオ発電開発のための電極設計について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酵素と電子コミュニケーション
3　酵素の配向制御
4　ウェアラブル型酵素バイオ発電
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

生活習慣病予防のための体液粘度測定装置
Body Fluid Viscosity Measuring Device for the Prevention of Lifestyle-related Diseases
　
　体液粘度は，生活習慣病をはじめとする多くの疾患のマーカーとなる可能性が指摘されている。しかし現在，微量の体液粘度測定に特化した測定装置は存在しない。九州工業大学と産業医科大学は体液粘度測定を目指した粘度測定装置の共同開発を進めている。その内容について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロ流体チップを用いた粘度測定手法
3　毛細管を用いた粘度測定手法
4　非ニュートン流体への適用
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

保湿用化粧品に使われる生薬・薬用植物の市場

1　α-トコフェリルレチノエート
2　ベタイン
3　大豆タンパク分解物
4　デオキシリボ核酸（DNA）
5　ポリアスパラギン酸ナトリウム
6　納豆抽出物
7　大豆抽出物
8　水溶性コラーゲン
9　乳酸菌発酵代謝液　
10　キトサンおよびその誘導体
11　ヒアルロン酸ナトリウム
12　トレハロース

-------------------------------------------------------------------------

世界のバイオプラスチックの市場

1　市場規模
2　地域別動向

月刊バイオインダストリー 2020年10月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

小川　順　京都大学
安藤晃規　京都大学
奥田知生　京都大学
菊川寛史　静岡県立大学
阪本鷹行　徳島大学
櫻谷英治　徳島大学
岸野重信　京都大学
藤原昂平　慶應義塾大学
磯部洋輔　(国研）理化学研究所
有田　誠　慶應義塾大学
竹田浩章　(国研）理化学研究所
和泉自泰　九州大学
馬場健史　九州大学
守口　徹　麻布大学
原馬明子　麻布大学
石田　渓 （国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
長竹貴広　(国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
國澤　純　(国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
小倉正恒　国立循環器病研究センター研究所
後藤　剛　京都大学
岩瀬麻里　京都大学
川原崎聡子　京都大学
高橋春弥　京都大学
野村　亘　京都大学
井上和生　京都大学
河田照雄　京都大学
河島　洋　サントリーグローバルイノベーションセンター㈱


-------------------------------------------------------------------------

【特集】ω-3脂肪酸

-------------------------------------------------------------------------

特集にあたって
－ω-3 脂肪酸をつくる・理解する・展開する－
Introduction －Producing, Understanding, Developing ω-3 Fatty Acids－

-------------------------------------------------------------------------

油糧微生物による種々のω3 脂肪酸含有油脂の発酵生産
Production of Various ω3-polyunsaturated Fatty Acid-containing Lipids by Oleaginous Microorganisms

　オメガ3 高度不飽和脂肪酸（ω3-PUFA）は近年多彩な生理機能や有効性が報告され，健康維持に欠かせない食品成分として認知されつつある。ω3-PUFA のうち，ドコサヘキサエン酸（DHA），エイコサペンタエン酸（EPA）などは，魚油が主要な供給源となっているが，今後の需要の増加への対応や安定供給のために代替供給源の開発が活発化している。本稿では，DHA やEPA に加え，天然では希少なω3-ドコサペンタエン酸（ω3-DPA），エイコサテトラエン酸（ETA）を含有する油脂の微生物生産を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　Crypthecodenium sp. D31株によるDHA高含有油脂の発酵生産
3　Aurantiochytrium sp. T7株によるω3-DPA高含有油脂の発酵生産
4　Mortierella alpinaの分子育種株によるEPA高含有油脂の発酵生産
5　Mortierella alpina S14の分子育種株によるETA高含有油脂の発酵生産
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

腸内細菌によるω3 脂肪酸代謝と代謝物の生理機能
Omega 3 Fatty Acid Metabolism in Gut Microorganisms and Metabolite Biofunction

　食事由来の主なω3 脂肪酸，α-リノレン酸，EPA，DHA が，宿主の酸化的代謝により生理活性脂質メディエーター等へ変換されるのみならず，腸内細菌による還元的代謝をうけ，水酸化脂肪酸，共役脂肪酸などの多様な代謝物に変換されることが明らかになってきた。その腸内細菌代謝の詳細と代謝物の生理機能を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　水和化代謝
3　飽和化代謝
4　ω3脂肪酸の腸内細菌代謝物の生理機能
4.1　抗炎症作用
4.2　抗酸化作用
4.3　脂肪酸合成抑制効果
4.4　消化促進作用
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ω3 脂肪酸から生じる脂質メディエーターの生理機能と代謝経路
Physiological Function and Metabolic Pathways of Lipid Mediators Derived from ω3 Fatty Acids

　生体内には多様な脂肪酸分子種が存在し，それらは代謝されることで様々な生理機能をもった脂質メディエーターに変換される。特にω3 脂肪酸由来の脂質メディエーターは炎症の制御や組織恒常性維持に関与することが近年報告されている。本稿ではω3 脂肪酸由来の脂質メディエーターの生理機能とその代謝経路について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ω3脂肪酸由来の炎症収束性メディエーター（Specialized pro-resolving mediator；SPM）の生理機能
2.1　EPA由来の脂質メディエーター
2.2　DHA由来の脂質メディエーター
2.3　DPA由来の脂質メディエーター
3　ω3脂肪酸の機能性発現に関わる代謝経路
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ω-3 脂肪酸含有脂質を識別する定量リピドーム解析技術
Quantitative Lipidome Analysis for Separating Lipids with ω-3 Fatty Acids

　生体内には脂肪酸と極性基の組み合わせにより膨大な種類の脂質分子が存在し，脂肪酸側鎖が異なる構造異性体やその結合位置が異なる位置異性体など，個々の脂質分子の識別には高度な計測技術が必要となる。しかし，個々の脂質分子を高精度に識別かつ定量が可能な技術基盤は未だ十分に構築されていない。本稿では，こうした課題を克服するために取り組んできた超臨界流体クロマトグラフィー質量分析を用いた定量リピドーム解析技術について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　リピドーム解析の現状
3　超臨界流体クロマトグラフィーを用いた脂質クラスの分離
4　構造異性体を識別する質量分析計の選択
5　定量分析技術の開発と応用
5.1　三連四重極型質量分析計を用いた脂質分子の定量分析
5.2　荷電化粒子検出器を用いた脂質クラスの定量分析
5.3　生体試料への適用例
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

成長発達期における多価不飽和脂肪酸の相互作用
Interaction of Polyunsaturated Fatty Acids During Growth and Development Period

　Δ6 不飽和化酵素欠損マウスの生後2 日齢から，人工哺乳法により多価不飽和脂肪酸のバランスを調整した人工乳を与え，成長発達期における各脂肪酸の機能性とその相互作用について検討した。 その結果，身体成長にはARA が，脳機能を含む身体の発達にはDHA が必須であることがわかった。

【目次】
1　脳神経組織の発達
2　早産児，正期産で出生しても体重の低い新生児
3　マウス，ラットの人工哺育法
4　多価不飽和脂肪酸の代謝とω3系脂肪酸の必要性
5　食餌性ω3系脂肪酸欠乏マウスの作製
6　Δ6不飽和化酵素欠損（D6D-KO）マウス
7　多価不飽和脂肪酸のそれぞれの働きについて
7.1　身体形成における多価不飽和脂肪酸の働き
7.2　脳機能における多価不飽和脂肪酸の働き
7.3　脳組織の多価不飽和脂肪酸組成
8　多価不飽和脂肪酸の摂取バランスについて
9　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ω3 脂肪酸代謝物に見出された新たな抗炎症・抗アレルギー作用
Emerging Roles of ω3 Fatty Acid Metabolites in the Regulation of Allergic and Inflammatory Diseases

　ω3 脂肪酸の抗炎症作用は古くより知られていたが，その作用機序についての全容は明らかではなかった。本稿では，ω3 脂肪酸の「代謝」に着目することで見えてきたω3 脂肪酸代謝物によるアレルギー・炎症性疾患に対する抑制作用とそのメカニズムについて概説する。

【目次】
1　はじめに
2　ω3脂肪酸の代謝
3　EPA代謝物17,18-EpETEに見出された食物アレルギー抑制効果
4　17,18-EpETEのアレルギー性皮膚炎に対する有効性と作用機序の解明
5　17,18-EpETEの立体異性体に着目した構造活性相関
6　EPA代謝物15-HEPEによるアレルギー性鼻炎抑制効果
7　ω3 DPA代謝物14-HDPAによる母乳を介した仔マウスの接触皮膚炎の軽減
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ω3 脂肪酸と動脈硬化予防
Do Omega-3 Fatty Acids Prevent Atherosclerotic Cardiovascular Disease?

　ω3 脂肪酸はω6 脂肪酸とは対照的に血中トリグリセリド値を低下させ，抗炎症または炎症収束的に働き，さらに血小板凝集抑制作用も有することから動脈硬化予防に有用と考えられてきた。しかし，ω3 脂肪酸を用いた臨床試験の結果は一定せず，メタ解析結果は否定的である。ω3 脂肪酸の動脈硬化予防効果について，その是非や今後の課題について概説した。

【目次】
1　はじめに
2　ω3 脂肪酸の脂質代謝への影響
2.1　血中脂質の量に及ぼす影響
2.2　血中リポタンパクの質に及ぼす影響
3　動脈硬化性疾患予防のエビデンス
3.1　魚食習慣と心血管イベント
3.2　心血管リスクマーカーとしてのEPA/AA比
3.3　介入試験による心血管イベント抑制効果
3.4　なぜω3脂肪酸と心血管イベントの関連は一定しないか？
3.5　ω3脂肪酸の腸内細菌代謝物の研究
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

脂肪酸および脂肪酸代謝物が褐色脂肪組織機能に及ぼす影響 ～ω-3 脂肪酸を中心に～
The Effects of Dietary Fatty Acids and Their Metabolites on The Function ofBrown Adipose Tissue ～Based around Omega-3 Fatty Acids～
　
　褐色脂肪組織はミトコンドリア内膜中に存在する脱共役タンパク質1 の機能を介して高い熱産生能を有する組織である。褐色脂肪組織の活性は肥満や肥満に伴う代謝異常症の発症と逆相関し，肥満関連疾患の予防・改善における新たな標的組織として注目されている。いくつかの食品成分が褐色脂肪組織の活性化能を有することが示唆されており，その有効活用が期待されている。本稿では，ω -3 脂肪酸をはじめとする脂肪酸およびその代謝物による褐色脂肪組織機能制御に関する知見について，筆者らの研究結果を含めて紹介する。

【目次】
1　褐色脂肪組織の機能
2　ω-3脂肪酸・その代謝産物による褐色脂肪組織機能亢進とそのメカニズム
2.1　ω-3脂肪酸摂取による褐色脂肪組織機能の活性化
2.2　ω-3脂肪酸摂取時の褐色脂肪組織機能亢進のメカニズム
3　その他の脂肪酸・脂肪酸代謝産物による褐色脂肪組織機能調節
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

ω-3 脂肪酸の食品への応用
Application of Omega-3 Fatty Acids to Functional Foods

　日本では2015 年から機能性表示食品制度が始まったが，ヒトにおける様々な機能性が知られているω-3 脂肪酸はその主役の一つである。ここでは，機能性表示食品を中心にω-3 脂肪酸を用いた食品について概観するとともに，ヒトにおけるエビデンスの最近の動向を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　ω-3 脂肪酸を用いた食品
2.1　DHA, EPA を用いた食品
2.2　α-リノレン酸を用いた食品
3　栄養素としてのω-3脂肪酸
3.1　摂取状況
3.2　目安量と目標量
4　ω-3脂肪酸と機能性表示食品制度
4.1　機能性表示食品制度の概要
4.2　DHA, EPAを機能性関与成分とする食品
4.3　α-リノレン酸を機能性関与成分とする食品
5　ω-3脂肪酸の機能性に関する最新の動向
5.1　機能性表示制度とω-3脂肪酸の機能性
5.2　循環器疾患リスクに関する最新情報
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

月刊バイオインダストリー 2020年9月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

島村道代　（国研）海洋研究開発機構
中川慎太郎　東京大学
吉江尚子　東京大学
小関康雄　小関環境事務所
加茂　徹　（国研）産業技術総合研究所
内藤　航　（国研）産業技術総合研究所
大南英雄　花王株式会社
南部博美　花王株式会社
藤井健吉　花王株式会社
髙橋祐次　国立医薬品食品衛生研究所
赤渕芳宏　名古屋大学
椎葉　究　東京電機大学;日本バイオリファイナリー株式会社
平本　茂　日本バイオリファイナリー株式会社
大平辰朗　（国研）森林研究・整備機構　森林総合研究所
茂木精一郎　群馬大学
内田紀之　東京農工大学


-------------------------------------------------------------------------

【特集】海洋プラスチック問題への対応策：環境流出を念頭としたLCAリスク・管理の考え方

-------------------------------------------------------------------------

海洋プラスチック問題への新たな視点：プラスチックの多角的評価の必要性
A New Perspective on Plastic Pollution Issues：The Need for Multifaceted-Viewpoints Evaluation of Plastics

　近年，環境中に流出した5 mm 以下のプラスチック，すなわち「マイクロプラスチック」の環境影響が注目されている。プラスチック自体は，毒性や危険性の低い，比較的安全な化学物質である。しかし，長期間にわたり安定で自然界の一般的分解プロセスを免れるプラスチックの特性のために，適切な廃棄物マネジメント・プロセスから外れ，大量に環境中へ漏れ出したプラスチックが環境中に留まり続け蓄積することによって新たな問題を引き起こしている。一方，海洋科学分野においてこの現象は，古くから認識されていたことだった。本稿では，海洋プラスチック問題を自然科学の観点から整理した上で，社会全体でこの問題とどのように付き合っていくべきなのか，考えてみたい。また本特集号全体を通じ，環境中へのプラスチック流出も想定した今後のライフサイクルアセスメント（LCA），リスク評価，リスク管理等について，各界の先生方に最新の知見をご提供いただき現状を俯瞰することで，新しいプラスチックとのつきあい方，代替マテリアル開発等の一助となることを期待する。

【目次】
1　海洋プラスチック問題
1.1　SDG14 と海洋汚染
1.2　海洋汚染物質としてのプラスチック：時間的・空間的汚染の広がり
1.3　海洋マイクロプラスチック問題
1.4　不適切なプラスチック廃棄物処理と未来予測
1.5　プラスチックの利用と深海ごみの関係
2　プラスチック環境問題と社会・経済・政策
2.1　欧州
2.2　日本
3　おわりに代えて
3.1　プラスチック問題は海洋だけに限られるのか？　明らかになり始めた地球規模環境汚染
3.2　社会としてこの問題といかに付き合うか？　COVID-19による「コロナごみ」という新たな海洋MP源の出現とニュー・ノーマル

-------------------------------------------------------------------------

動的結合に基づく力学機能性ポリマー材料の開発
Development of Mechanofunctional Polymeric Materials Based on Dynamic Bonds

　ポリマー材料の利用にともなう環境負荷を低減するためには，材料の信頼性を高め寿命を伸ばすことが重要である。共有結合よりも弱く可逆的な「動的結合」は，ポリマー材料に強靭性や自己修復性などの優れた力学機能を与える。本稿では，筆者らの最近の研究を中心に，動的結合を用いた力学機能性ポリマー材料開発の最近の動向を解説する。

【目次】
1　緒言
2　動的結合による高分子材料の強靭化
2.1　動的結合ユニットの疎密に基づく強靭なポリマー
2.2　動的結合ユニットの配置制御による熱可塑性エラストマーの強靭化
3　動的結合に基づく自己修復性材料の開発
3.1　水で自己修復性がトリガーされるボロン酸エステル架橋ポリマー
3.2　アルコールで自己修復性がトリガーされるヘミケタール架橋ポリマー
3.3　エントロピー駆動型水素結合により強靭性と自己修復性を両立したポリマー
4　まとめと展望

-------------------------------------------------------------------------

バイオプラスチックのライフサイクルアセスメント（LCA）～石油由来プラスチックとバイオマス由来プラスチックの比較～
Life Cycle Assessment（LCA）of Bio-plastics－Comparison Between Petroleum-derived Plastics and Biomass-derived Plastics－

　近年，温暖化と資源枯渇の対策の観点からバイオプラスチックが注目されている，ライフサイクル全体の視点から環境負荷を評価するLCA 技法を用いて，バイオマスプラスチックのPE とPET 及び生分解性プラスチックのPLA を例に取り，石油系由来のプラスチック（PE, PET, ABS）と比較し，バイオプラスチックの特徴（利点・欠点）を明確にすると共に，今後のバイオプラスチックの普及のための開発ポイントと評価の考え方を提案した。

【目次】
1　はじめに
2　LCA とは
2.1　LCA の概要
2.2　ISO規格に基づくLCA実施手順
3　バイオプラスチックのLCA
3.1　LCA計算方法
3.2　LCA評価結果
4　LCAの観点からの今後のバイオプラスチックの普及のために
4.1　バイオマスプラスチック
4.2　生分解性プラスチック
4.3　両者共通
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

海洋プラスチック問題に対するリサイクルの役割
The Role of Plastic Recycling for the Marine Debris

　海洋プラスチック問題を解決するため，廃プラスチックのリサイクルの実用化が期待されている。多様な廃プラスチックに対応するためには，マテリアルリサイクル，ケミカルリサイクル，およびエネルギー回収の3 つの手法の特徴を活かして組あわせて利用する必要がある。また，ライフサイクル全体を通じて環境負荷を低減化させる社会システムの構築も重要である。

【目次】
1　はじめに
2　廃プラスチック問題とは
3　廃プラスチックのリサイクルの現状
4　なぜ廃プラスチックのリサイクルは難しいのか？
5　バイオプラスチックへの期待と課題
6　海洋プラスチック問題を解決するために

-------------------------------------------------------------------------

海洋プラスチックの環境リスク評価の実施に向けてポイントと課題―マイクロプラスチックを中心に
―Challenges to Environmental Risk Assessment of Marine Plastics and Microplastics

　海洋プラスチック，特に最近では「マイクロプラスチック」と呼ばれる微細なプラスチックによる海洋生態系への悪影響が懸念されている。本稿では，海洋プラスチック，特にマイクロプラスチックに着目して，合理的なリスク管理・対策に資する環境リスク評価の枠組み，重要ポイント，今後の課題と評価事例について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロプラスチックの環境リスク評価の枠組み
3　マイクロプラスチックの環境リスク評価のポイント・課題
3.1　評価の目的は何か？　何を評価の対象とするのか？
3.2　暴露と有害性の単位の整合化
3.3　モデルによる暴露評価の重要性
4　MPの環境リスク評価事例
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

海洋プラスチックごみ問題の排出源プロファイルから考える解決志向性リスク管理
Solution-Focused Risk Management on the Marine Plastic Waste Problem Based on the Emission Source Profile Analysis

　現在，海洋プラスチックごみ問題が地球規模で問題となっており，解決に向けた取組を世界全体で推進することが求められている。本論では海洋に排出されるプラスチックの排出源プロファイリング，環境影響の検証，海洋マイクロプラスチックの環境運命，定量的リスクアセスメントの考え方について概説したい。

【目次】
1　背景
2　海洋プラスチック排出源のプロファイリング
3　海洋プラスチックごみの海洋生物への影響評価
4　下水処理施設におけるMPの捕捉
5　海洋プラスチックごみ問題の解決志向性リスク管理の検討

-------------------------------------------------------------------------

ナノサイズプラスチックの評価
Evaluation of Nano-sized Plastics

【目次】
1　はじめに
2　ナノ/ マイクロプラスチックの経口摂取影響
3　ナノ/マイクロプラスチックの吸入曝露影響
4　ナノ/マイクロプラスチックの評価
5　革新的な物質が引き起こした事故例
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

予防原則とリスク評価─若干の試論をかねて
A Sketch on Risk Assessment and the Precautionary Principle：From the Perspective of Environmental Jurisprudence

　環境法研究者からみれば，予防原則は，〈環境法の基本原則〉の1 つに位置づけられる，環境法上の概念であるが，それは科学的な不確実性を伴うリスクを対象とするものであり，〈不確実性〉あるいは〈リスク〉といった概念が窓口となり，さまざまな学問分野での議論に開かれてもいる。本稿は，環境法学の観点から，予防原則および同原則とリスク評価とのかかわりにつき，若干の試論を交えて，概説する。

【目次】
1　はじめに
2　予防原則について
2.1 予防原則と予防的アプローチ
2.2 予防原則の定式化とその多様性
2.3 予防原則を構成する4つの要素
2.4　〈半具体化〉された予防原則と，予防原則の定義
3　予防原則の適用要件である「科学的不確実性」とリスク評価
3.1　2つの不確実性──「科学的不確実性」と「慎重なアプローチ」との区別
3.2　予防原則の適用要件である「科学的不確実性」──環境法学における分類の試み
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

「竹バイオリファイナリー」孟宗竹中の健康に資する成分と孟宗竹の総合利用について
“Bio-refinery Technology on Moso-bamboo” An Application of Bamboo Constituents as Health Materials

　孟宗竹は，その堅固な細胞壁構造を崩壊することが難しかったために，その後の健康素材としての利用が困難となった経緯がある。ここでは，孟宗竹の竹稈から健康素材となりうるリグノヘミセルロース成分を抽出する方法，抽出した成分の組成と化学的な構造，生理活性と，竹成分の総合的な利用について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　酸・塩基，有機溶媒を用いない健康に資する成分の抽出と分画方法
3　抽出した成分の組成と化学的な構造
4　抽出した成分の生理活性について
4.1　減圧マイクロ波処理により抽出した画分（BMW）の抗菌活性
4.2　蒸圧・酵素処理抽出成分（BOS）の抗酸化活性と局所光保護効果
4.3　BOSのコレステロール上昇抑制効果
4.4　免疫賦活活性
5　孟宗竹中の健康に資する成分と孟宗竹の総合利用について

-------------------------------------------------------------------------

全身性強皮症に伴う末梢循環障害に対するボツリヌス毒素局所注入療法
Local Botulinum Toxin Injection Therapy for Peripheral Circulation Disorders Associated with Systemic Ssclerosis

　全身性強皮症に伴うレイノー現象や手指潰瘍は難治であり有効な治療法が確立されていない。本稿では，筆者らが世界に先駆けて臨床研究を進めてきた「ボツリヌス毒素局所注入療法」の高い有効性と安全性について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　レイノー現象
3　末梢循環障害（レイノー現象，皮膚潰瘍）の治療
4　ボツリヌス毒素について
5　全身性強皮症に伴うレイノー現象や手指潰瘍に対するボツリヌス毒素局所注入療法について
6　ボツリヌス毒素局所注入療法のランダム化2重盲検試験（医師主導治験）
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

経皮浸透性リン脂質ナノシート
Skin Permeable Phospholipid Nanosheets

　市販のアニオン性リン脂質をある条件下で水に分散させると，ナノサイズの厚みをもつナノシートが形成されることを見出した。このリン脂質ナノシートは高い生体適合性，簡便なサイズ制御性に加え，ナノシートの形状効果により皮膚組織の狭い間隙を通過し，皮膚組織内部へと浸透することができる。

【目次】
1　緒言
2　リン脂質ナノシート（バイセル）
3　生体親和性リン脂質ナノシートの発見
4　経皮DDSへの応用
5　構造色の発現と色材化粧品の可能性
6　おわりに

月刊バイオインダストリー 2020年8月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

酒井芳紀　大阪大学
奥田直樹　国立循環器病研究センター
宮川　繁　大阪大学
平田陽一郎　北里大学　
佐田政隆　徳島大学
田邊克幸　岡山大学病院
小屋俊之　新潟大学
松本邦夫　金沢大学
中川敬也　国際医療福祉大学
奥野龍禎　大阪大学
白石直之　大阪大学
望月秀樹　大阪大学
櫨川　舞　福岡大学
内田享弘　武庫川女子大学
矢嶋真心　兵庫医科大学病院
金谷知潤　大阪大学
河村拓史　大阪大学
上野高義　大阪大学
戸田宏一　大阪大学
倉谷　徹　大阪大学
澤　芳樹　大阪大学


-------------------------------------------------------------------------

【特集】再生誘導剤(セルフリーな再生医療)の展望

-------------------------------------------------------------------------

再生誘導剤の開発展開
Development of Regenerative Inducer

　我々は，「炎症とプロスタグランジンに関する自然治癒メカニズムの基礎的研究を通じて見出した体内再生因子誘導剤（再生誘導剤）は，単一物質で炎症，虚血，線維化等組織損傷を伴う多くの疾患を治癒する」との仮説の基に多くの専門家と共同研究を行い，多種疾患に対する効果の検討を行った。その結果，本再生誘導剤は，局所疾患部位では，血管新生作用，抗線維化作用，抗アポトーシス作用，及び抗炎症作用等を示し，広範囲損傷部位では，骨髄間葉系幹細胞（MSC）の動員・集積作用等を示すことにより，心臓，肺臓，腎臓，肝臓，膵臓，骨，血管閉塞，及び神経変性疾患等多種の疾患に対して傷害部位を治癒することを確認した。
各種体内再生因子誘導による自然治癒力を増強した再生誘導剤の開発は，細胞を用いた再生医療に比し，緊急性，経済性，安全性，汎用性等に優れており，「飲み薬で再生医療」をも可能とする細胞を用いない全く新しい再生医療に成り得ることが示唆された。

【目次】
1　はじめに
2　医薬品開発の変遷
3　自然治癒力を増強した再生誘導剤の開発
4　プロスタグランジンの体内再生因子誘導作用
5　再生医療（細胞・遺伝子治療）の問題点と再生誘導剤
6　現在上市されている細胞治療及び遺伝子治療
7　再生誘導剤の位置付け
8　YS-1301類開発の立ち位置
9　再生誘導剤の特徴と競争優位性
10　YS-1301の耐性抑制作用
11　IP受容体作動薬（ベラプロスト）とTXA2合成酵素阻害薬（オザグレル）
12　YS-1301は，体内再生因子誘導剤（再生誘導剤）
13　YS-1301類の各種疾患モデルへの効果
14　YS-1301の製剤改良
15　YS-1301の各種製剤の特性
16　開発パイプライン
17　謝辞
18　あとがき
19　再生誘導剤（YS化合物）に関する論文・学術発表，及び特許出願状況

-------------------------------------------------------------------------

拡張型心筋症に対するONO-1301 を用いた再生治療
Regenerative Therapy Using ONO-1301 for Dilated Cardiomyopath

　拡張型心筋症は治療抵抗性の難病で，根本的治療が心臓移植しか存在しないが，ドナー心不足により治療困難な患者が数多く存在する。そのため，心臓移植に代わる治療の開発が急務である。ONO- 1301 を拡張型心筋症早期から継続的に経口投与することで，心不全の進行を抑制するという，新たなアプローチによる再生治療の可能性を示す。

【目次】
1　ONO-1301 と心臓再生治療
2　拡張型心筋症における再生医療の位置づけ
3　拡張型心筋症モデルハムスターに対するONO-1301の長期経口投与の効果
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

YS-1402 皮下投与，および心筋投与における虚血性心筋症に対する効果の検討
Beneficial Effect of YS-1402 on Rat Ischemic-reperfusion Injury Model

　我々は，プロスタサイクリン製剤であるYS-1402 をラット心筋虚血・再灌流モデルに皮下投与することにより，心機能低下と心筋リモデリングを抑制する作用を示した。日本人における重要な死因の一つである，虚血性心疾患およびその後の慢性心不全への臨床応用が期待される。

【目次】
1　はじめに
2　方法
3　結果
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

YS-1402 による慢性腎臓病の治療効果
Therapeutic Effects of YS-1402 on Chronic Kidney Disease

　慢性腎臓病は，末期腎不全とともに心血管イベントのリスクとなるが，その進行を抑制する治療戦略は未だ不十分であり，特に糖尿病性腎症と腎硬化症に対する治療ニーズは高い。本項では，これらの病態とともに，YS-1402 による糖尿病性腎症及び腎線維化に対する動物実験での治療効果を検討し，慢性腎臓病に対する新たな治療薬となる可能性について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　腎臓とプロスタサイクリン
3　糖尿病性腎症の進展機序
4　糖尿病性腎症に対するYS-1402の治療効果
5　腎硬化症と線維化
6　腎線維化に対するYS-1402の治療効果
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

YS-1301 およびYS-1402 皮下投与におけるマウス喘息モデルに対する効果
Effects of Subcutaneous Administration of YS-1301 and YS-1402 on Murine Asthma Model

　慢性気道炎症が主病態とされる気管支喘息において，吸入ステロイド薬（ICS）をはじめとする抗炎症薬は治療の柱である。一方で同時に存在する気道リモデリングも臨床的に重要で，症状に直結することも多い。気道狭窄に対して，気管支拡張剤が使用されるが，気道リモデリングに影響を与える薬剤が少ないのが現状である。YS-1301 またはYS-1402 はトロンボキサン合成酵素阻害作用を併せ持つ新規プロスタサイクリンアゴニストで，抗炎症および抗リモデリング効果を持つ数少ない薬剤であり，その効果についてマウス喘息モデルにおける解析結果を解説する。

【目次】
1　はじめに
2　YS-1301皮下投与における難治性喘息に対する効果
3　YS-1402皮下投与における難治性喘息に対する効果
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

増殖因子（HGF）パスウェイを介した肝傷害・肝線維化の抑制
Suppression of Hepatic Faimure and Fibrosis Through Growth Factor（HGF）Pathway

　YS-1301 は，急性肝傷害に対して肝細胞死を阻止し，肝傷害を強く抑制する一方，慢性肝傷害による肝臓の線維化を改善した。YS-1301 はHGF の発現を強く促す活性をもち，YS-1301 の薬効はHGF の中和により減弱した。YS-1301 はHGF発現促進→MET 活性化を介して肝傷害阻止・線維化改善作用を発揮する。

【目次】
1　HGFとMET受容体
2　YS-1301によるHGF産生促進
3　YS-1301→HGF誘導を介した肝傷害抑制
4　YS-1301→HGF誘導を介した肝線維化抑制
5　MET受容体活性化による再生・治癒促進医薬の展望

-------------------------------------------------------------------------

重症下肢虚血に対するYS-1402 投与による血管再生および骨格筋再生療法の構築
Administration of a Slow Release Synthetic Prostacyclin Agonist Promoted Angiogenesis and Skeletal Muscle Regeneration for Limb Ischemia

　重症下肢虚血疾患（CLI）は，血管の途絶による虚血がメインの病態であるが，崩壊していく骨格筋をいかにして再生させるかも重要であり，血管新生および組織再生効果を併せ持つような新しい治療法の開発が期待されている。我々は，低分子合成化合物による各種体内再生因子誘導剤として，YS-1301 を新しく見出し，そのDDS（Drug Delivery System）製剤であるYS-1402 を作製した。これらの製剤はCLI に対し機能的な血管新生と骨格筋の再生を促進し，下肢虚血を改善する新しいCell Free 型再生誘導剤になり得る可能性がある。

【目次】
1　はじめに
2　YS-1402投与による血管再生
3　YS-1402投与による骨格筋再生
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

YS-1402 のALS に対する効果の検討
The Beneficial Effect of YS-1402 on ALS

　筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis：ALS）は運動ニューロンが選択的に変性，脱落する致死的神経変性疾患であるが，病巣の低酸素およびHGF やVEGF といった体内再生因子の病態への関与が示唆されてきた。我々はこれらの病態を改善させ得る薬剤としてYS-1402 に注目し，ALS モデルマウスへの有効性を検討した。YS-1402 の単回皮下投与によりALS モデルの運動機能の改善および体重の増加が認められ，治療薬候補となりうることが示唆された。

【目次】
1　筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis：ALS）
2　ALSの病態，特に低酸素および血流障害との関連について
3　ALSモデルマウスに対するYS-1402の効果
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

YS-1301 の血管新生作用と実用化のための再生医療製剤の開発
The Angiogenic Effect of YS-1301 and Development of　Practical Regenerative Medical Formulation

　YS-1301 は，PGI2 誘導体の中から体内再生因子誘導剤として見出された新規低分子化合物である。本稿では，YS-1301 の有する血管新生作用に着目し，その実用化のために開発されたYS-1301 含有マイクロスフェア製剤のセルフリーな再生医療製剤としての有用性と今後の展望について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　YS-1301の血管新生作用の作用機序
3　YS-1301含有マイクロスフェア製剤の血管新生作用
4　セルフリーな血管新生作用を有する再生医療製剤の重要性とその展望
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

YS-1301 の脳保護作用とその徐放性製剤の脳梗塞治療薬としての有用性
The Neuroprotective Effects of YS1301 and Usefulness of YS-1301 Loaded PLGA Microspheres, as a Therapeutic Medicine for Cerebral Ischemia

　プロスタグランジン誘導体YS-1301 は，体内再生因子誘導作用を有し，脳虚血後の学習障害に対し顕著な改善効果を発揮する。本稿では，脳虚血ラットモデルを用いたYS-1301 の学習障害・短期作業記憶障害の改善作用を紹介し，YS-1301 およびその徐放性製剤の脳梗塞治療薬としての有用性について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　 MCAOモデルラットを用いたYS-1301原末の1日2回の反復経口投与の梗塞巣形成抑制効果と治療可能時間
3　 4-VOモデルラットを用いたYS-1301原末反復経口投与の学習障害の改善効果
4　 4-VOモデルラットを用いたYS-1301マイクロスフェア製剤単回皮下投与の短期作業記憶障害の改善効果
5　脳梗塞治療のための今日の再生医療の現状と将来の展望
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

心筋虚血再灌流障害に対する疾患局所集積性nanoparticle 製剤；YS-1603 の効果の検討
Prostacyclin Analogue-Loaded Nanoparticles（YS-1603）Attenuate Myocardial Ischemia/ Reperfusion Injury in Rats

　YS-1603 は，ナノサイズ粒子であり，ポリエチレングリコールをその表面に持つ構造によりステルス性を高めている。その結果，虚血心筋組織に特異的に集積し，組織中薬物濃度が維持，延長され，疾患局所において有効に血管新生性効果，抗炎症性効果により心保護効果発揮を発揮する。

【目次】
1　はじめに
2　研究方法
3　研究結果
4　心筋虚血再灌流傷害に対するYS-1603の治療効果に関するメカニズム
5　結語

-------------------------------------------------------------------------

肺高血圧症モデルに対するYS-1603 の効果の検討
Effect of YS-1603 for the Pulmonay Artery Hypertension Rat

　ONO1301 はProstacyclin 作動作用であり，新規肺高血圧薬として期待されるが，全身の副作用が問題である。Nano 粒子に薬剤を封入し投与する事で，障害部位特異的に作用する事が期待される。今回，Sugen/hypoxia 誘導の肺高血圧ラットにおいて，ONO1301 ナノ製剤が肺高血圧肺に特異的に取り込まれ，肺高血圧を組織学的，血行動態的に改善させることを示した。

【目次】
1　はじめに
2　YS-1301内包リポソームナノスフェアー製剤（YS-1603）
3　YS-1301の肺高血圧薬としての作用
4　モノクロタリン誘発ラット肺高血圧症モデルの対する効果の検討
5　肺高血圧モデルラットの作成
6　肺高血圧モデルラットにおけるNano drugの組織分布
7　肺高血圧に対するYS-1603の効果
8　おわりに

月刊バイオインダストリー 2020年7月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞

高原茉莉　北九州工業高等専門学校
神谷典穂　九州大学
舘野浩章　（国研）産業技術総合研究所
堀北夏未　東海大学
酒井大輔　東海大学
上原　隆　金沢医科大学
倉知正佳　富山大学
近藤　隆　富山大学
阿部　仁　富山大学
鈴木道雄　富山大学
矢口俊之　東京電機大学
井上　聡　東京電機大学
大山慎太郎　名古屋大学医学部附属病院
岩月克之　名古屋大学
平田　仁　名古屋大学


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

人工脂質化タンパク質の調製法
How to Prepare Artificial Lipid-protein Conjugates

　生体系を構成するタンパク質のなかには，脂質が付加されることで新たな機能を獲得するものがある。本稿では，自然界における脂質化タンパク質の生合成機構と機能を概説した後，その機能を評価・活用するために開発された様々な人工脂質化タンパク質の調製法について，最近の展開を紹介する。

【目次】
1　脂質化タンパク質の機能性
2　脂質化タンパク質の化学合成
3　酵素反応を用いた脂質化タンパク質の合成

-------------------------------------------------------------------------

膵がん表層糖鎖をレクチン?薬剤複合体で狙い撃ち
Targeting Cell Surface Glycans of Pancreatic Cancer Using a Lectin-durg Conjugate

　膵がんの治る確率（5年生存率）は未だ10%未満であり，新たな抗がん剤の開発が切望されている。我々は膵がんに発現する新たな糖鎖マーカーと結合するレクチンを同定した。レクチン?薬剤複合体を創出し，膵がん移植マウスモデルに投与すると，劇的な抗がん作用を示した。本総説ではレクチンを用いた新たな膵がん治療の可能性について紹介する。

【目次】
1　背景
2　糖鎖とは
3　レクチンマイクロアレイ
4　糖鎖プロファイリングに用いるレクチン
5　膵がん細胞株の糖鎖プロファイリング
5.1　多能性幹細胞と膵がん細胞に共通して発現するHタイプ3構造
5.2　レクチン?薬剤複合体の膵がん細胞株への殺傷効果
5.3　膵がん移植マウスモデルにおけるrBC2LCN?PE38の治療効果
5.4　rBC2LCN?PE38の安全性
5.5　レクチンを抗がん剤として使う利点

-------------------------------------------------------------------------

椎間板再生医療と産業化の課題
Commercialization Challenges of Regenerative Medicine for Intervertebral Discs

　国内でも患者数の多い腰痛は，椎間板の変性によって発症するとも言われる。未だ抜本的な治療法が存在しない中，椎間板組織の再生を目指した再生医療等製品の開発が進められている。本稿では，椎間板変性症における再生医療の必要性と産業化の課題について述べる。

【目次】
1　はじめに
2　椎間板組織の変性と腰痛
3　国内外の臨床研究
4　再生医療等製品の産業化における課題
5　開発が進む椎間板変性症に対する再生医療等製品
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

抗酸化機能を付与したハイブリッド型神経保護薬の創製
Nobel Hybrid Neuro-protectors with Anti-oxidant Activity

　統合失調症は慢性の経過をたどる精神疾患である。罹患患者やその家族に多大な負担を強い，社会的コストから見てもその損失は大きい。しかしその病態生理は未だ不明な点が多く，したがって根治的な治療薬は開発されていない。近年その病態生理に酸化ストレスが関与しているエビデンスが蓄積されつつある。そこで我々は抗酸化作用を有するアポシニンと認知機能を改善し神経保護作用を持つタンドスピロンをリード化合物とした新規化合物を合成した。新規化合物はin vitroで抗酸化作用を示し，in vivoでも統合失調症モデル動物において抗酸化作用と神経保護作用を示した。このことから新規化合物が統合失調症の根治的治療薬になる可能性を秘めており，今後臨床応用に向けた開発が進むことが期待される。

【目次】
1　はじめに
1.1　統合失調症の薬物療法と現状
2　グルタミン酸仮説と酸化ストレス
3　リード化合物
3.1　アポシニン
3.2　タンドスピロン
3.3　新規化合物の構造
4　新規化合物の評価系とその結果
4.1　in vitro：抗酸化活性と抗アポトーシス効果
4.2　in vivo：NMDA受容体遮断薬投与ラットにおける効果
5　新規化合物の可能性（適応疾患など）と今後の課題

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

水性二相系培養液を用いた細胞組織構築法
Developmental Study of Newly Method for Fabricating Cell Aggregate Using Aqueous Two Phase System


　細胞凝集組織であるスフェロイドは再生医療分野や創薬分野で注目されている。本稿ではスフェロイド様細胞凝集塊の新たな細胞加工法として，水溶液でありながら“水と油”のように分離する性質を持つ水性二相系（Aqueous Two PhaseSystem, ATPS）法を応用した浮遊培養システムを提案し，その基礎検討と今後の展望について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　水性二相系（Aqueous Two Phase System）
2.1　水性二相系の特性
2.2　ATPSのバイオ領域への応用例
3　ATPS浮遊培養システム
3.1　浮遊培養の原理とシステム
3.2　浮遊培養の検討
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

機械学習を用いた複合性局所疼痛症候群（CRPS）の重症度評価技術の開発
Development of Machine-learning Based Objective Severity Assessment Model for Complex Regional Pain Syndrome（ CRPS）

　これまで疼痛の評価は主観的な質問票に頼る部分が大きく，客観的かつ定量的な検査が望まれてきた。近年，慢性疼痛における脳の可塑的変化が明らかになってきており，疼痛と密接な関連を持つと考えられている。本稿では慢性で強い疼痛が主症状である複合性局所疼痛症候群（Complex regional pain syndrome， CRPS）の患者に対して，脳磁計による脳機能解析を行い，それらパラメータを入力変数，主観的疼痛指標を応答変数とするモデルを機械学習手法により確立，その妥当性を示すことができたのでこれを報告する。

【目次】
1　慢性疼痛と複合性局所疼痛症候群
2　脳機能に着目したCRPSの重症度評価方法の開発
3　検証方法
4　結果
5　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

再生医療

　経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012年の260 億円から急速に拡大し，2030 年には1.6 兆円に達すると予測されている。2014 年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。

【目次】
1　概要
2　関連制度と体制
3　研究開発動向
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

バイオ医薬品

　これまで多くのブロックバスターを生み出してきた低分子化合物を用いた新薬が頭打ちになってきたことから，抗体医薬をはじめとしたバイオ医薬品の市場が拡大している。バイオ医薬品の5 割以上を占める2017 年の抗体医薬品の国内市場は9,695 億円程度とみられ，がん領域を中心に現在も多くの臨床試験が進められていることから，今後も安定した成長が期待される。大型医薬品の特許切れが相次ぐ中，メーカー各社は研究機関との共同研究やバイオベンチャーの買収によって新薬の投入を急いでいる。

【目次】
1　概要
2　業界動向
3　バイオシミラー

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》


ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl methyl cellulose)

乳酸ナトリウム(Sodium lactate)

ローカストビーンガム(Locust bean gum)

レブリン酸(Levulinic acid)

1,3―プロパンジオール(1,3-Propanediol)

月刊バイオインダストリー 2020年6月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
大浦イッセイ　特定非営利活動法人　まもるをまもる
西垣孝行　森ノ宮医療大学
小栁智義　筑波大学
野口裕史　筑波大学
池野文昭　筑波大学
八木雅和　大阪大学
荒川義弘　筑波大学
原　正彦　(株)mediVR
小川晋平　ＡМＩ(株)
神尾　翼　ＡМＩ(株)
齊藤旬平　ＡМＩ(株)
髙木良輔　ＡМＩ(株)
加藤博史　神戸大学
安齊崇王　テルモ(株)
樋口高志　(株)カワニシホールディングス
本田佳範　(株)カワニシホールディングス
前島洋平　(株)カワニシホールディングス
西澤美幸　(株)タニタ
笠原靖弘　(株)タニタ
中村英治　(株)タニタ
蔦谷孝夫　(株)タニタ
Steven B Heymsfield　Pennington Biomedical Research Center

-------------------------------------------------------------------------

【特集】医工連携医療機器開発の最新動向

-------------------------------------------------------------------------

デザインドリブンで行う医療機器開発
Medical Device Development with Desig-Driven Approach

　ニーズドリブン，テクノロジードリブンでの開発ではなく，ニーズもテクノロジーも精査し，提供する価値を創造した上で，ソリューションとして社会実装できる，デザインドリブンで行う医療機器開発の一例を記す。

【目次】
1　はじめに
2　医療機器開発の最初に行うデザイン作業
3　医療機器開発に最も重要なデザイン作業
4　デザインドリブンで行う医療機器開発
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

医療機器開発における国の取り組みと医工デザイン融合
National Initiatives in Medical Device Development, Moreover Integration of DESIGN,Medicine and Industry

　医療機器開発に関連する国の取り組みについて解説する。主に医工連携における開発支援策と日本におけるベンチャーエコシステムの現状を提示しながら，最新の動向を紹介する。また医療者と企業が新規事業を共創する社会を目指すための「医工デザイン融合」のコンセプトを解説し，著者らが開発した医療者の知的資産を守りながら企業と共創するプラットフォーム「evaGraphy」について情報提供を行う。

【目次】
1　はじめに
2　　医療機器開発における国の取り組み
2.1　国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）について
2.2　医工連携における開発支援策
2.3　日本の医療機器産業の課題
2.4　ベンチャーエコシステムにおける課題
2.5　J-Startupによる国主導のエコシステム
2.6　2040年の医療（ビジョナリーとバックキャスト）
3　　医工デザイン融合
3.1　医工連携とデザイン
3.2　医療者の知的資産をまもるWEBプラットフォーム「evaGraphy」

-------------------------------------------------------------------------

アカデミア発の医療機器開発支援?マーケットニーズと基礎技術のギャップを意識した開発人材育成
Creating Values Through the Matching of Clinical Needs and Technologies atthe University Hospital

　アカデミアでは基礎医学，工学など，医療機器開発に結びつく可能性のある様々な研究が行われており，その成果の社会実装が大きな期待となっている。本稿ではまず大学の医療機器開発プロジェクトの特徴，日本の医療機器開発の潜在的な課題について，日本の国際競争力と医療機器開発の特徴をもとに考える。
　ユーザーとしての臨床現場でありかつ臨床研究の現場である大学病院を舞台として様々な取り組みが進んでいるが，臨床現場の「ニーズ」を持つ医療者と，アカデミアの研究成果である「シーズ」を持つ研究者・技術者が共同して最終製品の開発に取り組まなければならない。そこで「デザイン思考」と「SPARK」という2 つのアプローチを元にし，筑波大学で行っている製品開発支援Program での挑戦について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　大学での医療機器開発に見られる特徴
3　日本のものづくりと医療機器開発体制の課題
4　デザイン思考とアカデミア発「シーズ」「ニーズ」の活用の可能性
5　筑波大学の医療関連製品事業化支援プラットフォーム
5.1　Research Studio powered by SPARK
5.2　クリニカルエクスポージャーと新たな取組
6　新型コロナウイルス対策プロジェクトで見えてきた課題
7　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

医療機器イノベーション人材育成プログラム「バイオデザイン」の国内動向について
The Perspective of Biodesign Program to Make an Innnovation of Medical Ddevice in Japan

　バイオデザイン・プログラムはStanford 大学で開発された医療機器イノベーション人材育成教育プログラムであり，同プログラムから多くの製品を創出するなど優れた成果も上げていることから世界的にも評価が高い。日本でも2015 年にジャパンバイオデザインが発足し，医療機器イノベーションのエコシステム創成が進められている。ジャパンバイオデザインのこれまでの取り組みとバイオデザインプロセスの特徴，ジャパンバイオデザインの課題及び今後の展望について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　国内におけるバイオデザインの沿革
3　バイオデザインプロセスの実際
3.1　医療機器開発プロセスを体系化し，製品化に至るまでのロードマップが示されていること
3.2　医療現場に求められる開発に即したニーズを探求すること
3.3　医療現場に求められる「ニーズ」の仕様を事前に定めた上で，その目標に従ってプロトタイプとして具現化すること
4　日本の医療機器産業の動向とバイオデザインが果たす役割
5　日本におけるバイオデザインのさらなる発展に向けて
6　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

VR リハビリ機器開発を通した医工連携による事業化の考え方と実際
Conceptual Review of Commercialization Through Medical-engineering Alliance with a Practical Example of Virtual Reality-guided Rehabilitation Medical Device Development

　株式会社mediVR では仮想現実技術を用いたリハビリテーション支援用医療機器の開発及び製造販売を行っている。本特集ではニーズの掘り起こしから開発理論，上市から臨床効果に至るまでの弊社の取り組みを紹介することによって，読者が医療機器開発の一連の流れを理解し，医工連携活動を行う際の一助となるような情報提供を行いたい。

【目次】
1　はじめに
2　医工連携総論
3　各論1 mediVRカグラ開発に至る背景
4　各論2 mediVRカグラ開発の医学的理論根拠
5　各論3 mediVRカグラガイド下治療の臨床効果
6　各論4 mediVR社の資金調達と出口戦略
7　各論5 mediVR社の知財戦略
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

超聴診器
Development of the Stethoscope with Automatic Assisted Diagnosis for Heart Disease

　著者らは各種バイタルサイン計測機能搭載 心疾患自動診断アシスト機能付遠隔医療対応聴診器「超聴診器」を開発中である。心音と心電を同時計測し，心音を可視化することで聴診を定量的に解析することを可能にした。今後は，自動診断アシスト機能を搭載するために，2020 年夏には複数の大学病院と連携し，大規模臨床研究を実施予定である。

【目次】
1　超聴診器とは
1.1　開発の背景
1.2　自動診断アシスト機能の開発
1.3　今後のビジョン
2　遠隔聴診の実現
2.1　遠隔医療の必要性
2.2　遠隔聴診の問題点
2.3　スペクトログラムの有用性
3　遠隔医療システムの構築に向けて
3.1　予備健診の実施
3.2　企業との連携
4　急激な医療革新を起こすために

-------------------------------------------------------------------------

医工連携の出口戦略について
Exit Strategy for Medical-engineering Collaboration

　医工連携による医療機器等の開発においてニーズを探し，これを検証する入口の部分は非常に重要だと認識されている。あわせて，開発された製品を世に送り出す出口の部分も非常に重要なプロセスである。本稿では筆者がニーズ検証の際に実施している出口戦略について説明する。

【目次】
1　出口戦略とタイミング
2　顧客はだれなのか？　顧客のビジネスを理解せず製品は売れない
3　市場調査
4　忘れてはいけない経営者というステークホルダー
5　ビジネスモデル
6　エビデンス
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

心臓血管関連医療機器
Medical Device for Cardiovascular Disease

　我々，医療機器メーカーの技術者にとっての医工連携とは，医療現場のニーズ，課題をとらえ，それらに対して自らの専門技術や知識を駆使し，さらには異分野，先端技術も積極的に学び，取り入れることで医療現場に変化を起こすことである。本稿においては，筆者自身が開発初期から関わった抗血栓性ポリマーコーティング技術，その抗血栓性メカニズム，未来の医療に向けた展望について述べる。

【目次】
1　医工連携のスピリッツ
2　心臓血管関連医療機器に価値を提供する高分子化学
3　人工心肺とコーティング
4　ポリ2メトキシエチルアクリレート（PMEA）
5　PMEAコーティング人工肺の有効性
6　他用途への展開
7　PMEAの抗血栓性メカニズム
8　血栓課題の克服に向けて
9　最後に

-------------------------------------------------------------------------

医療機器販売商社による医工連携の実践事例
Implementation of the Medical Device Dealer-driven Medical-engineering Collaboration

　本稿では，医療機器流通の現状と医療機器販売業が医工連携に果たしうる役割，および当社が目指している医工連携のあり方を論述する。また，当社の開発事例の紹介と説明を通じて，現在の医工連携においてしばしば起こりうる問題や克服すべき課題，それに対する当社の現在および将来の取り組みを論述する。

【目次】
1　はじめに
2　背景
2.1　医療機器の商流と医療機器販売業の機能
2.2　当社の目指す医工連携・医療機器開発
3　当社の開発事例より
3.1　医師の手の代わりに器械器具を保持するカッツェシリーズ
3.2　心臓カテーテルの操作を安定化させるためのカテーテルホルダー
3.3　女性医師の消化器内視鏡操作を補助するためのアタッチメント
4　これからの課題
5　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIA 体組成評価装置
BIA Body Composition Monitor

　近年，健康診断や保健指導など様々な場面でBioelectrical Impedance Analysis（BIA）による体組成評価が活用されつつあるが，簡便に使用できる反面，この装置の詳細についてはあまり知られていない。ここではこのBIA を用いた体組成評価装置についての測定原理や臨床的有用性に触れつつ，最新の研究情報についても紹介する。

【目次】
1　メタボリックシンドローム診断における内臓脂肪型肥満スクリーニングの意義
2　健康情報としての「体組成評価」の有用性
3　体組成評価法の変遷と各方法の特徴，有効な利用法について
3.1　古くから実施されている体組成評価法
3.2　DXA：Dual energy X-ray Absorptiometryによる体組成分析
3.3　4C（4-Compartment-model）法
3.4　簡便で客観的な測定：BIAによる体組成評価
3.5　BIAの問題点と精度について
3.6　BIA体組成計の測定をできるだけ正確に実施するために
4　近年のBIA研究：加齢や鍛錬によって変化する筋肉の「質」を評価

月刊バイオインダストリー 2020年5月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
木下英樹　東海大学
中島勇貴　東海大学
覚張孝大　東海大学
竹田志郎　麻布大学
春日元気　日本大学
川井　泰　日本大学
本田洋之　八戸工業大学
荒川千夏　カゴメ(株)
鈴木重德　カゴメ(株)
重盛　駿　信州大学
下里剛士　信州大学
島津朋之　宮崎大学
荻田　佑　信州大学
西山啓太　慶應義塾大学
橋本光紀　医薬研究開発コンサルティング

-------------------------------------------------------------------------

【特集】乳酸菌の機能と活用

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌の機能性について
Functionality of Lactic Acid Bacteria

　乳酸菌やビフィズス菌は安全性が高く，ヨーグルトを始めとした様々な発酵食品に利用されている。また，これらの菌やその発酵物の様々な機能性が明らかになっている。そこで本稿では乳酸菌やビフィズス菌の機能性を皮膚，口腔，胃，腸に分けて紹介すると共に免疫賦活作用や脂質代謝改善作用等の体内での機能についても概説する。

【目次】
1　はじめに
2　皮膚の保湿性改善効果
3　う蝕と歯周病予防
4　ピロリ菌の抑制
5　整腸作用
6　病原菌やウイルスの感染防御作用
7　免疫賦活化作用
8　抗アレルギー作用
9　血圧降下作用
10　脂質代謝改善作用
11　ストレス緩和作用

-------------------------------------------------------------------------

青果物の発酵と食品開発
Fermentation of Vegetables and Fruits by Lactic Acid Bacteria and
Development of New Fermented Foods

　乳酸菌と言えばヨーグルトとチーズを想像される人が多いと思うが，漬物，キムチ等，青果物を発酵させたものも多い。本稿では青果物や穀物等の植物原料の乳酸発酵食品について概説し，新しい発酵食品の可能性について述べる。また，当研究室で取り組んでいる六次産業化支援のための「種菌構想」について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　乳酸菌による青果物の発酵
2.1　醸造製品
2.2　大豆発酵製品
2.3　漬物
2.4　発酵飲料
2.5　その他
3　乳酸菌の効果的な活用法と新しい発酵食品の提案
4　六次産業化を支援する「種菌構想」
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌の発酵を利用した畜産食品
Animal Food Products Fermented by Lactic Acid Bacteria

　我々は畜産食品の保存性や嗜好性の向上のために，乳酸発酵を利用してきた。乳酸菌は乳酸発酵に関与する細菌グループとして知られ，特定の菌株においてプロバイオティクス効果をもたらすことが分かってきた。従って，乳酸発酵は畜産食品の有効な加工法だけでなく，我々にとって乳酸菌を多く摂取するための有益な方法とも言える。

【目次】
1　乳酸菌による発酵を利用した乳製品
2　乳酸菌による発酵を利用した食肉製品
2.1　発酵食肉製品と乳酸菌スターター
2.2　乳酸菌スターター添加による発酵食肉製品のメリット
3　乳酸菌による発酵を利用した食卵製品

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌が産生するバクテリオシンと食品保蔵への応用
LAB Bacteriocins and Their Application to Food Preservatio

　化学合成された食品保存料が忌避される傾向にある現代では，天然由来の抗菌物質がその代替として考えられている。なかでも，乳酸菌由来のバクテリオシンは生産菌自体が長い食経験を有することに加え，耐熱性が高く，無味無臭であることから，食品の風味を損なわない保蔵剤として期待されている。本稿では，乳酸菌バクテリオシンの特徴や，食品応用に向けた研究例について解説する。

【目次】
1　バイオプリザベーションについて
2　乳酸菌バクテリオシンの歴史と分類について
3　乳酸菌バクテリオシンの食品応用に向けた研究について

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌の細胞外多糖とβ-ガラクトシダーゼの機能
Functions of Exopolysaccharides and β-galactosidase in Lactic Acid Bacteria

　乳酸菌の糖代謝は食材の発酵性に影響するのみでなく，細胞外多糖の産生，β-ガラクトシダーゼによるラクトースの低減，配糖体の生成・分解などを介して種々の機能性にも寄与している。本稿では， 植物性発酵食品由来の乳酸菌Lactobacillus brevis を中心として，糖質に関連した発酵性，および機能性について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　乳酸菌が生成する細胞外多糖（EPS）
2.1　EPSによる消化液耐性への寄与
2.2　EPSによる宿主の免疫機能への貢献
2.3　EPS産生に関する遺伝子研究
3　Lactobacillus brevisのラクトース資化の特徴
3.1　ラクトース糖源培地における生育緩慢性
3.2　カタボライト抑制機能の欠損によるβ-ガラクトシダーゼの常時発現
4　乳酸菌を用いた並行複発酵の可能性
5　配糖体を加水分解するβ-ガラクトシダーゼ

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌組換え体を用いたバイオ医薬品の創製と課題
gmLAB as a Tool for Microbial Therapeutics：Current Perspectives

　乳酸菌を有益タンパク質の運搬体として用いる乳酸菌組換え体（gmLAB）研究は，種々の疾病に対する予防・軽減手法の一つとして注目されている。本稿では，我々の研究グループが主導したgmLAB 研究に加えて，これまでの関連トピックスと現状，今後の課題について総括し，gmLAB の有用性と将来性について論じる。

【目次】
1　乳酸菌組換え体
2　乳酸菌粘膜ワクチンを用いた疾患の予防戦略
2.1　感染症ワクチン
2.2　アレルギーワクチン
3　炎症性腸疾患への適応
4　低分子抗体を産生するgmLABの開発と抗体医薬への展開
5　課題と将来展望　

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌による抗炎症作用
Anti-inflammatory Function of Lactic Acid Bacteria

　食経験が豊かな乳酸菌には様々な機能性が期待されている。現在，生活習慣病や生活環境病など，炎症が関与する疾患が急増しており，炎症応答を改善可能な機能性乳酸菌が求められている。本稿では腸管上皮細胞において抗炎症作用を有する乳酸菌や炎症を抑制する制御性T 細胞を増加させる乳酸菌について紹介し，その応用可能性について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　腸管上皮細胞における乳酸菌の抗炎症効果
3　乳酸菌による制御性T細胞の誘導
4　終わりに

-------------------------------------------------------------------------

食成分による腸細菌叢変化が宿主に及ぼす影響
Effect of Changes in Intestinal Microflora by Dietary Components on the Host

　近年，腸細菌と様々な疾病との関連が指摘されている。著者らは，これまで，食による腸細菌叢の変化に着目し，研究を進めてきた。本稿ではまず，プロバイオティクスと，食成分による腸細菌叢の変化と宿主への影響について概説する。最後に，著者らが最近明らかにした，腸細菌のアレルギー免疫応答抑制効果について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　食成分による腸細菌叢の変化と宿主への影響
3　腸細菌Flavonifractor plautii
4　F. plautiiのアレルギー免疫応答抑制効果
5　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

乳酸菌の消化管定着
Colonization of Lactic Acid Bacteria in the Gut

　乳酸菌はヒトの小腸に主に棲息する腸内共生細菌である。消化管への接着機構の理解は，乳酸菌の腸内環境での生存戦略を知る手がかりであると考えられる。本稿では，腸内細菌のヒト消化管での局在について述べるとともに，乳酸菌の接着機構と病原細菌の感染予防への応用例について，筆者らの研究成果を中心に解説したい。

【目次】
1　ヒトに共生する細菌の分布と局在
2　腸内細菌の消化管への接着
3　乳酸菌の消化管への接着
4　乳酸菌のムーンライティングタンパク質
5　最後に

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGNEERING

-------------------------------------------------------------------------

医薬品GMP と品質
Good Manufacturing Practice for Active Pharmaceutical Ingredients and its Quality

　医薬品は直接人体に投与されることより品質には特に留意すべきである。恒常的に高品質な製品の製造を行うためにGMP という規制があり，これを遵守することが必須である。グローバル化が進んだ今，ICH やPIC/S という世界規模での規制の統一が図られており医薬品を取り巻く環境が大きく変化している現状をGMP を中心に解説する。

【目次】
1　はじめに
2　GMPの歴史
3　GMP組織と責任
4　品質保証
5　GMP適合性評価
6　委受託における品質保証
7　品質管理と不純物
8　生データとデータインテグリティ
9　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

食品添加物工業

【目次】
1　概要
2　需給動向

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

ダイマー酸(Dimer acid)

DL-α-トコフェロール(DL-α-Tocopherol)

　

月刊バイオインダストリー 2020年4月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
東　大志　熊本大学
有村源一郎　東京理科大学
宮永正斗　東京理科大学
八須匡和　東京理科大学
臼杵克之助　大阪市立大学
入江文子　日本カンタム・デザイン(株)
大澤匡弘　名古屋市立大学
宮本啓補　名古屋市立大学　
芳賀洋一　東北大学
鶴岡典子　東北大学

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

シクロデキストリンを含有するポリカテナンの調製と構造解析
～世界最多級の環状分子数を有する放射型ポリカテナンの構築～
Design of Cyclodextrin-based Radial Polycatenanes

　近年，ポリロタキサンおよびポリカテナンなどのインターロック超分子が大変注目を集めている。ポリロタキサンを構築するにあたり，環状分子としてシクロデキストリン（CyD）が最も汎用されてきたが，CyDポリカテナンに関する知見は極めて少ない。本稿では，CyDポリカテナンの調製と構造解析を行った筆者らの最近の知見を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　戦略
2.1　どの状態で環化するか?
2.2　軸分子と環状分子は何を用いるか?
3　β-CyDポリカテナンの調製
4　β-CyDポリカテナンの構造解析
4.1　反応液中のチオール基含量
4.2　各種分析装置を用いた解析
4.3　化学量論
4.4　構造様式
5　還元環境におけるポリカテナンの物性変化とβ-CyDの放出性
6　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

植物香気成分とテルペン誘導体の免疫活性化機能
Immunostimulation Activity of Plant Volatiles and Terpene-derivatives in Plants and Humans


　メントール等の植物香気成分は，生物間の情報伝達（生物間コミュニケーション），病害虫に対する防衛，環境適応ならびに，ヒト健康の機能性成分としての多彩な役割を担う。本稿では，植物の香りの機能と応用基盤を構築するための学術研究について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　植物の香りを介した植物間コミュニケーション
3　ミントをコンパニオンプランツとして利用した栽培技術の確立
4　香気成分の植物免疫促進機能
5　香気成分のヒトの健康における機能性

-------------------------------------------------------------------------

放線菌に学ぶ：新規抗アレルギー剤の創出展望
Lessons from Streptomyces：Prospects for Creating New Anti-Allergic Agents

　現在，乳幼児から高齢者に至るまで日本人の約2人に1人が何らかのアレルギー疾患を有している。発症予防・重症化予防によって Quality of Life の改善をめざすプロジェクトがいくつも遂行されている。本稿では，筆者らがアンチマイシン系抗生物質の一種であるUK-2Aを構造上のモチーフとして創出した，アレルギー疾患克服に貢献する創薬シーズについて解説する。

【目次】
1　はじめに
2　UK-2Aを構造上のモチーフとする創薬シーズ
2.1　アンチマイシン系抗生物質
2.2　誘導体の分子設計と生物活性評価
2.3　抗体医薬と低・中分子薬
3　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGNEERING

-------------------------------------------------------------------------

ExoView を用いたエクソソーム同定，発現定量評価
Indentification and Quantitative Evaluation of Single Exosomes Using ExoView.

　最近のニュース等で知られるようになったエクソソーム（細胞外小胞）は癌の罹患や転移に非常に重要な役目をしていることが解明されつつあり，注目を集めています。しかしながらエクソソームは，顕微鏡でその存在を捉えることのできない極めて小さなナノサイズである為，従来の技術では扱うことが不可能でした。本稿で紹介するNanoView 社の製品，ExoView は，このようなナノサイズのエクソソームの計数と同定が可能な専用のアレイチップを世界に先駆け開発し，より正確，簡単かつスピーディーにエクソソームの分析が可能となりました。

【目次】
1　はじめに
2　ExoViewについて
3　対象サンプル
4　単一粒子解析
4.1　測定フローと手順
5　粒子サイズ・個数計測の原理
6　標的マーカの蛍光評価
6.1　共局在の評価，内腔タンパク質の検出
7　HEK293由来エクソソームの評価例
8　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

慢性疼痛治療ターゲットとしてのアストロサイト-ニューロン乳酸シャトル
Astrocyte-neuron Lactate Shuttle as a Therapeutic Target for Chronic Pain

　慢性疼痛は，超高齢社会を迎えた本邦だけでなく，全世界的に患者数が増大しており，その治療法の開発は喫緊の課題である。本稿では，これまでの視点とは異なる慢性疼痛発現の機序として，脊髄におけるアストロサイトのエネルギー供給の異常に焦点を当て，ニューロンへの乳酸供給過多の関与について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　脊髄アストロサイト選択的活性化モデルの作出
3　脊髄後角ANLSの慢性疼痛への関与
4　ANLSの慢性疼痛の治療標的への応用
5　ANLSの高次脳機能での役割
6　まとめとして

-------------------------------------------------------------------------

マイクロシステムを用いたウェアラブルヘルスケア機器
Wearable Healthcare Devices Using Microsystem

体表に装着し連続計測，間欠的計測を実現するウェアラブルシステムを身体に装着しやすい形状と大きさを維持し高機能化，多機能化するには，集積回路技術，MEMS（微小電気機械システム）などを用いたマイクロシステムが役立つ。本稿ではマイクロシステムを用いたウェアラブルヘルスケア機器について，筆者らの開発事例を引用しながら解説する。

【目次】
1　はじめに
2　小型発汗計とストレス反応の計測
3　超音波血管径計測と血圧，血管緊張の計測
4　微小還流を用いた乳酸計測
5　おわりに　
-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

化粧品工業


2018 年の化粧品の出荷実績は出荷個数31 億2,167 万個（ 前年比106.2 ％）， 出荷金額1 兆 6,942 億円（ 前年比105.2 ％） となり， 市場が拡大している。洗顔料， 化粧水， 美容液，フェイスパックなどを中心とした訪日外国人観光客の需要取り込みの成功が市場の拡大に貢献した。またメーカー各社がシワ改善を訴求した薬用化粧品を投入し，中高年層だけでなく若年層にも需要が拡大した。薬用化粧品が好評を博していることから今後も機能性化粧品市場の拡大が見込まれる。海外に目を向けると，ASEAN 5ヵ国（インドネシア，タイ，フィリピン，ベトナム，マレーシア）では経済成長による個人消費の拡大により化粧品市場が拡大し続けている。日系化粧品メーカーも同市場で製品やブランドを根付かせていくために売り込みに力を入れている。

【目次】
1　需給動向
2　輸出入動向
3　化粧品受託製造市場の動向
4　日本メーカーの海外戦略

-------------------------------------------------------------------------

健康食品・機能性食品工業


2018 年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は6,432 億円（前年比97.7 ％）と推定され，4年ぶりに減少に転じた。健康機能の認知度が高い乳酸菌やコレステロール関連のトクホが前年に引き続き市場をけん引した一方，近年好調であったトクホ飲料はブームに一服感がみられた。2015 年4 月より施行された機能性表示食品は，2018 年度は1,990 億円（前年度比108.7 ％）規模の市場に成長したものと推定される。ガイドラインの第3 次改正により，届出手続の簡素化・迅速化が図られ，また糖質，糖類，植物エキスおよび分泌物についても新たに機能性関与成分として認められたことから，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きがさらに加速している。

【目次】
1　健康食品と機能性食品
2　トクホ市場動向
3　機能性表示食品市場動向
4　健康食品の機能別市場動向

-------------------------------------------------------------------------

抗菌・防カビ剤工業


　抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイド（Biocide）と呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えていると推定される。国外に目を向けても，中国や米国等で関心が高まっており，非常に速いスピードで市場が成長している。

【目次】
1　概要
2　抗菌剤の種類
3　用途
4　メーカー動向

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

L―システイン塩酸塩(l-Cysteine monohydrochloride monohydrate)

L-セリン(l-Serine)

　

月刊バイオインダストリー 2020年3月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
久保田博南　ケイ・アンド・ケイジャパン(株)
三木則尚　慶應義塾大学
竹井邦晴　大阪府立大学
鈴木博也　(株)テクノメディカ
前中一介　兵庫県立大学
太田裕貴　横浜国立大学
浅野康一郎　東京大学
南木　創　東京大学
南　豪　東京大学
成瀬　康　(国研)情報通信研究機構
池田四郎　(株)ガステック
井上賢紀　広島大学
山本屋　武　広島大学
浅野知一郎　広島大学


-------------------------------------------------------------------------

【特集】ウェアラブル医療・ヘルスケア機器

-------------------------------------------------------------------------

ヘルスケアを支える生体情報モニタリング
Health Care Supported by Vital Sign Monitoring

　ヘルスケアを目的とした健康機器の基礎技術は,医療のための生体情報モニタが基礎になっている。近年では,これにIT 関連技術が加わり,スマホで自分の健康状態をチェックできるようになってきた。測定項目には大きな変化が見られないが,日常の体調チェックが行えるような小型で持ち運び可能な機器に変貌しつつある。

【目次】
1　単能機器によるモニタリングの現況
1.1　スタートは歩数計から
1.2　体重計から体脂肪計へ
1.3　現在の代表格は脈波数モニタリング
1.4　ヘルスチェックのための心電図モニタなど
1.5　パルスオキシメータの役割増加
1.6　血圧モニタリングへの各社の競争
2　複合機器を含む市場開拓の動き
3　医療機器から一般ヘルスケア機器への移行動向

-------------------------------------------------------------------------

インプラント人工透析システム
Implantable Dialysis System

　国内33 万人の透析患者は,週3 回の通院や週12 時間の急峻な治療,太い注射針による毎回の血管穿刺などQOL が決して高いとは言えない。我々は,患者の通院負担,ならびに血管穿刺回数を低減するなど患者QOL を劇的に向上するインプラント人工透析システムの研究開発を行っている。本稿ではこれまでの成果と,課題について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　インプラント人工透析システム
3　インプラント人工透析システムの界面技術
4　インプラント人工透析システムの実用化に向けて
5　インプラント人工透析システム研究開発における課題
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

皮膚表面から健康管理する貼付型フレキシブルセンサシート
Attachable Flexible Sensor Sheet for Healthcare from Skin Surface

　常時健康管理に向けた新たな取り組みの一つとして貼付型のフレキシブルセンサシートが注目を集めている。本項では,そのフレキシブルデバイスとして,活動量,心電図,皮膚温度,そして汗の化学物質を計測するセンサシートについて紹介する。また精度高く計測する方法についても簡単に議論する。

1　はじめに
2　多種物理センサを集積したフレキシブルセンサシート
2.1　印刷形成した3軸加速度センサ
2.2　ウェアラブル健康管理パッチ
2.3　その他フレキシブル物理センサ
3　汗成分計測用フレキシブル化学センサ
4　対象温度(皮膚温度)の高精度計測
5　結言

-------------------------------------------------------------------------

検査分散・データ中央管理型診断機器
Central Management System for Clinical Data at In Vitro Diagnostic Devices

　ヘルスケアデバイス,ウェアラブルデバイスには,検査データをはじめとしたデバイス管理のためのデータ一元管理と運用が必要である。臨床検査領域の検査データ管理の在り方を起点としてヘルスケア,ウェアラブルデバイスのデータ管理について考察し,著者らが取り組んでいるヘルスケアデバイス,ウェアラブルデバイスへの通信機能の搭載とデータの一元管理について解説したい。

【目次】
1　はじめに
2　臨床検査分野のデータ管理トレンド
3　ヘルスケア分野のデータ管理システム
4　IoT機能搭載のPOCT機器の一例
5　ウェアラブルで用いられる検査装置について
6　最後に

-------------------------------------------------------------------------

身体密着型生体活動モニタリングシステムの開発
Development of Adhesive Type Human Monitoring Systems

　身体に貼り付ける,あるいは密着させるタイプの生体モニタリングシステムについて述べる。このような形態のモニタリングシステムは,体躯の向きや動きを精度良く検出でき,また心電,筋電,脈波,血圧,(深部)体温など基本的バイタル量を計測しやすいという特徴を持ち,確度の高い見守りシステムに最適である。本稿では具体的なシステム例をいくつか示し,それらの内容を簡単に説明する。

【目次】
1　はじめに
2　生体活動モニタリングの形態
3　身体貼り付け型モニタリングシステム
3.1　絆創膏型実証モデル
3.2　柔軟センサとの組み合わせ
3.3　VitalgramII
3.4　Vitalgram CT
3.5　アクティブ筋電電極
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

周産期新生児医療のIoT 化に向けたウェアラブル黄疸計測デバイスの開発
Wearable Jaundice Device for Perinatal and Neonatal Medicine

　近年,様々な現場でIoT 化が進んでいる。重要な現場の一つに周産期新生児医療がある。本研究では,当研空室で開発中の新生児用ウェアラブル黄疸計に関して論ずる。新生児黄疸は新生児の80%以上で検出される現象であるとともに処置が遅れると重篤な後遺症につながる症例である。本論のデバイスは,その診断・治療とIoT 技術の懸け橋となるデバイスである。

【目次】
1　はじめに
2　新生児黄疸
3　新生児黄疸の検出方法
4　ウェアラブル黄疸計測デバイス

-------------------------------------------------------------------------

有機トランジスタ型化学センサの開発動向
Recent Trends in Development of Organic Transistor-based Chemical Sensors

　有機電界効果トランジスタ(OFET)型化学センサは,分子認識情報の読み出しを可能とする有機デバイスの1 種である。本稿では,マイクロ流路と接合した延長ゲートOFET と,より高集積化を指向した電解質ゲートOFET を用いたそれぞれの化学センサによる標的種の検出例をもとに,人工レセプタを導入したOFET型化学センサのウェアラブルデバイスへの応用可能性について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロ流体デバイスを接合した延長ゲート有機トランジスタ型化学センサの開発
3　電解質ゲート有機トランジスタ型化学センサによるヒスタミン検出
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

ウェアラブル脳波計の開発
Development of Wearable EEG System

　近年の脳波計測技術の進歩により,簡易に計測が可能なウェアラブル脳波計が実現されつつある。脳波計測を行うことでてんかんや認知症などの脳疾患の情報を得ることができる。現状では,長時間の装着が難しいなどの課題があるが,今後,よりよいウェアラブル脳波計が開発された場合,新たなるヘルスケアの創出につながると考えられる。

【目次】
1　はじめに
2　簡単に脳波計測が可能なウェアラブル脳波計の開発
2.1　一般的な脳波計測手法
2.2　導電性ジェルが不要で簡単に脳波が測れる技術の開発
2.3　ウェアラブル脳波計の為の小型脳波計とヘッドギアの開発
2.4　開発したウェアラブル脳波計の評価
2.5　日常での常時脳波計測を目指して
3　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

パッシブインジケータ法での皮膚アンモニア測定によるストレスの見える化
Visualization of Mental Stress by Measurement of Ammonia Emanated fromHuman Skin Using Passive Indicator

　気象などわたしたちを取り巻く環境や社会的価値観の変化に伴い,体臭がこれまでと異なるとらえられ方をするようになり注目を集めている。一方,からだから発せられるにおいをさまざまな化学物質の集合体ととらえ,生体から放たれる情報として活用しようとする研究分野もある。皮膚表面から放散される微量な化学成分(皮膚ガス)について,皮膚ガスとは何か?　から,最新の研究により日進月歩で明らかになっている皮膚ガスの利用価値,また皮膚アンモニアを利用したストレス診断に向けた取り組みについて,実測例も含めて解説する。

【目次】
1　なぜいま皮膚ガスが注目されるか
2　皮膚ガス測定でわかる生体情報
2.1　皮膚ガスとは
2.2　皮膚ガス測定により得られる情報
3　皮膚アンモニアとストレス
3.1　ストレスと心拍変動
3.2　皮膚アンモニアの生成と放散
3.3　皮膚アンモニアの測定方法
4　簡易ストレス測定キット
4.1　パッシブインジケータ法および測色
4.2　ストレス検出用の測定キットの開発
5　おわりに　

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

肥満から生活習慣病が生じるメカニズムの解明とその治療戦略
Mechanisms for the Treatment of Lifestyle-related Diseases fromObesity and Their Treatment Strategies

　高カロリーの食事や運動習慣の欠如によって生じる肥満は糖尿病や非アルコール性脂肪肝(NAFLD)などの様々な生活習慣病を引き起こす。本稿では,肥満によって生じる生活習慣病の発症メカニズムについて各臓器で生じる分子シグナリングの変化に着目して,その治療戦略とともに解説する。

【目次】
1　はじめに
2　肥満とインスリン抵抗性
3　各臓器で引き起こされる肥満による変化
3.1　肥満による腸管炎症
3.2　肥満による肝臓での炎症と脂肪蓄積
3.3　肥満による脂肪組織のリモデリング
3. 4　肥満による筋肉の変化
4　肥満と生活習慣病を克服する治療戦略

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

γ-オリザノール(γ-Oryzanol)

アルギン酸ナトリウム(Sodium alginate)

月刊バイオインダストリー 2020年2月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
木村信忠　(国研)産業技術総合研究所
兼橋真二　東京農工大学
内堀亮介　自治医科大学
林　幸壱朗　九州大学
橋本洋佑　Trinity College Dublin
橘　敬祐　大阪大学
近藤昌夫　大阪大学
松田健人　北海道大学
アリフ ムハンマド ラセドゥル コビル　北海道大学
佐田和己　北海道大学
角五　彰　北海道大学
葛谷明紀　関西大学
山田貴子　松谷化学工業(株)
汐田剛史　鳥取大学
板場則子　鳥取大学
竹山　旭　(株)NOVENINE


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

未知微生物資源をターゲットにした機能性化合物の探索
Screening for Novel Bioactive Compounds from the Uncultivated Microbial Resources

　環境中に生息するおよそ99%以上の微生物は未知であり，有用な生物遺伝子資源として様々な産業への活用が期待されている。本稿では，未知微生物を対象にした生物遺伝子資源の探索技術と，筆者の研究を中心に，未知微生物に由来する機能性化合物の探索研究について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　未知微生物資源の探索技術の進歩と成果
2.1　メタゲノム解析とは
2.2　メタゲノム解析技術の開発と応用
2.3　メタゲノム解析のターゲット
2.4　メタゲノム解析による新規なインジゴ合成酵素の探索
2.5　メタゲノム解析による微生物間コミュニケーション物質の探索
3　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

未利用廃棄資源の有効利用技術の確立に向けて
－非可食カシューナッツの殻油由来の機能性材料－
Development of Effective Utilization of Non-food Biomass
－Development of Cashew Nuts Green Plastics－

　次世代の未利用資源として期待できる非食用の廃棄未利用資源のひとつであるカシューナッツの殻油の有効利用について紹介する。この殻油を原料として，速乾性，耐熱性，フレキシブル特性，耐薬品性，抗菌活性，光学的透明性を有する室温で材料形成可能な環境調和型材料を開発した。

【目次】
1　緒言
2　カシューナッツシェルリキッド（CNSL）とは
3　殻油を原料とする室温硬化可能な環境調和型バイオマスプラスチック
4　まとめと要望

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

CAR-T療法の課題と次世代型CARの開発
Development of “Next-generation” CAR-T Cells

　免疫チェックポイント阻害薬の登場によりがんに対する免疫療法が大きな注目を集めている。キメラ抗原受容体（chimeric antigen receptor：CAR）発現T細胞を用いた養子免疫療法（CAR-T療法）もまた，B細胞性造血器腫瘍に対する治療で劇的な効果をあげている。CAR-T療法の寄せられている期待は大きく，さらに有効性を高める次世代型CARの開発がより一層活発化すると見込まれる。

【目次】
1　はじめに
2　キメラ抗原受容体
3　B細胞性腫瘍に対するCD19特異的CAR-T療法
4　CD19以外の抗原を標的としたCARの開発
5　CAR-T療法の課題
6　次世代型CAR-T細胞
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

骨髄様組織を形成するハニカムスキャフォールド
Honeycomb Scaffold for Generation of Bone Marrow-like Tissues

　骨の無機組成である炭酸アパタイトからなるハニカム型スキャフォールドを作製した。ハニカム壁内に1～5μmのマイクロポアを有するスキャフォールドは骨と置換された後，大規模に材料吸収が生じた部位において骨髄様組織が形成した。この人工的に骨髄を形成するスキャフォールドは，白血病治療や造血幹細胞研究に有用であると思われる。

【目次】
1　はじめに
2　炭酸アパタイトハニカムの作製
3　炭酸アパタイトハニカムのポア特性
4　炭酸アパタイトハニカムの機械的特性
5　細胞接着およびアルカリホスファターゼ活性
6　骨および骨髄様組織形成
7　結論

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

血液脳関門制御抗体の開発
Development of Antibodies with the Ability to Modulate the Blood-brain Barrier

　血液脳関門には密着結合が存在し，薬物の脳内への移行を妨げる物理的障壁となっている。この密着結合を制御する技術を確立することができれば，中枢神経系疾患に対する治療に大きく貢献すると考えられている。本稿では，当グループが開発した血液脳関門制御抗体に関する研究の概要を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　BBBのTJを構成するタンパク質
2.1　Claudin-5
2.2　Occludin
2.3　Tricelluinとangulin-1
2.4　JAM-A
2.5　ZO-1
3　抗claudin-5抗体の特性
3.1　市販されている抗claudin-5抗体
3.2　当グループで作製した抗体
4　取得した抗claudin-5抗体によるバリア機能の制御
5　今後の展開

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

生体分子モーターとDNAオリガミによる分子人工筋肉の開発
Development of Molecular Artificial Smooth Muscle by Using Biomolecular Motorand DNA Origami Nanostructures

　生体分子モータータンパク質は，化学エネルギーを力学的な仕事へと変換するナノメートルスケールの分子機械である。本研究では，バイオテクノロジーにより合成される生体分子モータータンパク質とDNAナノテクノロジーにより合成されるDNAナノ構造体（DNAオリガミ）を組み合わせ，自在にサイズを制御可能な分子人工筋肉を開発した。

【目次】
1　はじめに
2　分子人工筋肉の設計
2.1　DNAオリガミによる微小管の空間配置制御
2.2　キネシンを架橋点とする微小管ネットワークの形成
2.3　分子人工筋肉が示す収縮運動
3　応用に向けた取り組み
4　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

希少糖含有シロップを用いた機能性表示食品の開発
Development of Foods with Function Claims Using Rare Sugar Syrup

　希少糖含有シロップは，ブドウ糖や果糖を主成分とし，希少糖（プシコース，ソルボース，タガトース，アロース）を固形分として13％程度含有している。希少糖含有シロップは体脂肪低減効果や血糖応答低減効果などの生理作用を示す。本稿では，希少糖含有シロップを用いた血糖に関する機能性表示食品の開発について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　希少糖
3　希少糖含有シロップ
3.1　低GI甘味料
3.2　低用量血糖応答試験
4　希少糖含有シロップを利用した機能性表示食品
4.1　スクラーゼ活性阻害
4.2　血糖応答低減効果
4.3　機能性表示食品の開発
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

肝硬変治療細胞シートの開発
Development of Cell Sheets for Treatment of Liver Cirrhosis

　肝硬変は予後不良であり，特に，非代償性肝硬変は治療法がなく，治療法の開発が喫緊の課題である。著者らが開発した肝硬変治療細胞シートは，強力な肝線維化抑制作用を有し，作用機序は肝線維合成の抑制とマトリックスメタロプロテナーゼ（MMP）分泌による線維分解促進による。本細胞シートは有望な肝硬変治療法として開発を続けている。

【目次】
1　はじめに
2　肝硬変治療細胞シートの開発
3　肝硬変治療細胞シートの肝線維化抑制効果
4　硬変治療細胞シートの肝線維化抑制のメカニズム
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

歯科医療を通じて，ヘルスケアの未来を創る。
IoT スマート歯ブラシ“SMASH”の開発
Development of IoT Smart Tooth Brush“SMASH”

　少子超高齢化社会と言われて久しい我が国において，生活習慣病の予防は非常に重要である。日本の医療費は年間42 兆円を超えており様々な抑制策が実行されているが，目立った効果は出ておらず，また歯科を主体とした取り組みは現状なされていない。近年，歯周病や虫歯による歯の欠損を素因とした口腔機能の低下により，全身のフレイル（虚弱）が惹起されることや，透析や脳卒中などの重篤な疾患は歯周病及び虫歯が発端となっていることを示す「メタボリック・ドミノ」という概念が報告された。そこで弊社では，健康寿命の延伸とQOL の向上を目的として，歯周病リスクをセンシングできるスマート歯ブラシと，それに付帯するサービス及びデータプラットフォームを開発し社会実装する。これにより，予防医療の当たり前化や疾患の早期発見，受診勧奨を実現し，全ての人々が自由で自分らしい人生を創出できる社会を実現したいと考えている。

【目次】
1　日本の医療課題
2　医療費増大の深刻化
3　歯科疾患と全身疾患の関係
4　行動変容
5　口臭と歯周病
6　口臭とは
7　口臭の原因物質
8　口臭の検査法
9　口臭をセンシングする歯ブラシ

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

芳香・消臭・脱臭剤工業

　2018 年度の芳香・消臭・脱臭剤市場は前年とほぼ横ばいの約506 億円規模となった。消費者の価値観やニーズの多様化に対応し，2018 年も各社から様々な新商品が上市され，市場は活況を呈した。特定の悪臭の消臭に特化した機能や，よりナチュラルな香りを追求した商品が多く見られた。また，スプレー，ジェル，液体，スティックなど様々な形態の商品が発売され，消費者の選択肢が広がった。とりわけ女性をメインターゲットにした，インテリア性が高く，高単価な室内用スティックタイプの芳香・消臭剤が好調を博した。
　また，ウイルスや雑菌から守る効果や，雑菌やカビの繁殖を抑える効果など，除菌機能や介護用途を想定した商品の需要が高まっている。今後もさらなる付加価値商品の開発・投入が進むとみられる。

【目次】
1　概要
2　種類・素材など
3　市場動向
4　主な企業動向


-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

酢酸フタル酸セルロース(Cellulose acetate phthalate)

月刊バイオインダストリー 2020年1月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
末永　光　産業技術総合研究所
河崎雄太　横浜国立大学
武田　穣　横浜国立大学　
岩長祐伸　物質・材料研究機構
亀崎允啓　早稲田大学
土屋浩一郎　徳島大学


-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

新しい合成生物学装置の開発～遺伝子発現のファインチューニング～
Fine-tune System for Gene Expression in Synthetic Biology

　新奇な生命現象の発見は，新規なバイオテクノロジー創出への可能性をも秘めている。たとえば，CRISPR/Casシステムという獲得免疫機構の発見が，今まさに画期的なゲノム編集技術へと応用展開を遂げつつある。本稿においては，筆者らがメタゲノム配列から発見した反復配列について，合成生物学における有用な装置となり得る興味深い機能を明らかにしたので紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　反復配列とは
3　メタゲノムとは
4　メタゲノムからのタンデムリピートの発見
5　［MTR9］xの機能解析
5.1　大腸菌宿主
5.2　酵母宿主
5.3　宿主の拡大
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

グルコース・グルコサミン交互共重合体によるセルロースの表面改質-細菌性マイクロチューブ発の新技術-
Surface Modification of Cellulose with Glucosaminoglucan-New Technologies Based on Bacterial Microtubes-

　グルコース・グルコサミン交互共重合体（グルコサミノグルカン）は糸状性硫黄酸化細菌の細胞列を包み込むマイクロチューブの主成分である。グルコサミノグルカンはあたかもセルロースとキトサンのキメラ多糖のような化学構造を有し水溶性と凝集性を併せ持つ。そして，セルロース素材に強く吸着し表面にアミノ基を付与する。本稿では，グルコサミノグルカンとその由来である細菌性マイクロチューブについて概説する。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロチューブ形成細菌
3　Thiothrix属
4　Thiothrix属のマイクロチューブ
5　グルコサミノグルカン
6　セルロース素材の表面アミノ化
7　表面アミノ基の効果
8　グルコサミノグルカンの調製
9　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

生体分子を高感度に蛍光検出するメタ表面センサー
Metasurface Sensors Detecting Biomolecules Highly Efficiently with Fluorescence

　数ある生体分子センサーにおいて蛍光検出を動作原理とするものは，最も高い感度を示すと認識されている。蛍光強度を著しく増強できるメタ表面を2 種類見出した。プラズモン・フォトンハイブリッド型と全誘電体型のメタ表面について紹介する。いずれも巨大タンパク質分子からなる生体分子用のセンサーとしても応用可能な新しい人工材料である。

【目次】
1　はじめに
2　メタ表面における蛍光増強
2.1　プラズモン・フォトンハイブリッド型メタ表面
2.2　シリコンナノロッドからなるメタ表面
2.3　生体分子検出に向けて
3　　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

新産業創出のための機能性材料とメカトロニクスの融合デザイン～磁気応答性材料を用いたロボットアクチュエータ～
Multidisciplinary Design of Functional Material and Mechatronics for New Industries-Robot Actuators Using Magnetorheological Materials-

　外部刺激に応じて物理化学等の特性が変化する機能性材料は，メカトロニクスのデザインにパラダイムシフトを起こし，いままで実現が難しかった新たな機能を発現させる大きな潜在性を有している。本稿では，機能性材料とメカトロニクスの融合による新産業創出を見据え，機能性材料をロボットアクチュエータへ応用した研究開発について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　BMSアクチュエータの駆動原理
3　BMSアクチュエータの設計手法
3.1　概念設計
3.2　設計パラメータの決定
3.3　導出した設計パラメータ
4　性能試験
4.1　性能試験手法
4.2　性能評価の結果と考察
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

抗体結合蛍光ナノビーズを活用した可搬型血中濃度測定装置の開発
Development of an Immunoassay-based Point-of-care Testing （POCT） Device forTherapeutic Drug Monitoring

　臨床現場では薬剤師が患者の血液中の薬物濃度を分析し，医師がその投薬量を調節する薬物治療モニタリング（TDM）が行われている。しかし多くの医療機関は外注で薬物濃度を測定しているためTDM に基づいた迅速な判断は不可能な場合が多い。そこで抗体結合蛍光ナノビーズを活用し，POCT でTDM を可能にするシステムを開発したので紹介する。

【目次】
1　治療薬物モニタリング（TDM）とは
2　TDMの現状と課題
3　TDM用POCTシステムの概要
4　TDM用POCTシステムの将来性
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

バイオ3D プリンティングの開発動向

【目次】
1　はじめに
2　バイオ3D プリンティングによる生体材料の作製プロセス
3　組織化プロセス
4　組織構築の手法
5　ハードウェア
6　バイオインク
7　国内研究開発動向
8　3Dプリンティングの医療応用
9　臓器モデル
10　義足／義歯
11　人工骨／人工関節

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

日本のバイオプラスチック市場

【目次】
1　バイオプラスチックの市場規模
2　国内市場の動向
3　研究開発動向
3.1　石油由来プラスチックのバイオプラスチック化
4　生分解性ポリマーの高性能化
5　新たなバイオプラスチックの開発

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

香料工業

　2018年の国内生産量は前年比101.4 ％の6万5,312トンで，減少から増加に転じた。生産金額は前年比105.7 ％の1,769億6,700万円となり，前年実績を上回った。香料には大きく分けて食品香料（フレーバー）と香粧品香料（フレグランス）があり，海外では同程度の市場を持っているが，国内ではおよそ7：1 で食品香料市場の方が大きい。世界の香料売上高は，263 億ドルとなり前年比107.6 ％と増加した。これはドルベースでの結果であり，現地通貨ベースでも増加している。特に中国，東南アジア市場の成長が大きい。香料は極めて嗜好性，快楽性の強い製品であるため，地域の気候，文化による差が大きく，それに対応した開発能力が求められている。

【目次】
1　需要動向
2　輸出入動向
3　安全問題への対応
4　メーカー動向
5　製品開発動向

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

紙・パルプ用化学薬品工業

製紙用薬剤は，紙・板紙の製造において様々な用途で用いられる。国内需要は紙・板紙の成熟市場に連動して縮小傾向にあるが，製紙用薬剤メーカー各社は，ニーズの高機能化に取り組むとともに，中国や東南アジア地域の発展をにらみ，同地域における市場展開・生産体制の強化を行っている。

【目次】
1　概要
2　紙・板紙需要動向
2.1　紙
2.2　板紙
3　製紙パルプ需要動向
4　古紙需要動向
5　製紙用薬剤需要動向
5.1　製紙パルプ用薬品
5.2　古紙処理工程用薬剤
5.3　抄紙工程用薬剤
5.4　二次加工用薬品
5.5　その他
6　製紙用薬剤メーカーの動向
6.1　国内メーカーの中国，東南アジア地域への進出
6.2　各社の国内動向

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

DL-アラニン(DL-Alanin)

　

月刊バイオインダストリー 2019年12月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
笹内謙一　(株)PEO技術士事務所
菅野明芳　(株)森のエネルギー研究所
片岡直明　水ingエンジニアリング(株)
澤井正和　(株)テクノプラン
原田龍一　東北大学
盛戸貴裕　東北大学
谷内一彦　東北大学
梅津光央　東北大学
齋藤　裕　産業技術総合研究所
亀田倫史　産業技術総合研究所
津田宏治　東京大学
小沼泰子　(株)ニコン
清田泰次郎　(株)ニコン


-------------------------------------------------------------------------

【特集】バイオマス発電の実際と今後

-------------------------------------------------------------------------

木質バイオマス小規模発電
Small Scale Power Plant for Woody Biomass

　小規模の木質バイオマス発電がFITの買取価格が40 円/kWh と再生可能エネルギーの中でも群を抜いて高いことや必要な燃料の量が比較的少ないことから注目を浴びている。中でもガス化発電は高効率であることからその導入が盛んである。ただしその技術の大半が欧州からの輸入であること，熱電併給の熱利用が活かせていないことから事業性の妨げとなっており，その留意点について述べる。

【目次】
1　はじめに
1.1　2,000 kW未満の発電所のメリットとデメリット　　
1.2　BTG発電
1.3　ORC発電
1.4　熱分解ガス化発電（ガス化CHP）
1.5　汎用ガス化CHPの留意点
1.6　熱電併給は必須

-------------------------------------------------------------------------

バイオマス熱電併給・熱供給の最新動向
Latest Trends in Biomass Cogeneration and Heat Supply

　「2050年にCO2排出量80％削減」達成には，日本のあらゆる企業や家庭が「CO2ゼロ」の実現に投資を行う必要がある。太陽光に比べバイオマス発電はコストが高止まりする短所がある一方で，工場での蒸気利用等の熱利用では他の再エネよりバイオマスが安価となる。民間企業や一般家庭から投資を呼び込む「バイオマス熱電併給・熱自給」のビジネス創出が胎動し始めた。

【目次】
1　はじめに
2　木質バイオマスの熱利用を伴う発電（熱電併給）・熱供給の現状　
2.1　他の再エネ発電と，木質バイオマス発電の将来動向　
2.2　木質バイオマスの熱利用の現況　
2.3　民間事業者にとっての「儲かる木質バイオマスの熱利用事業」の定義　
3　近年の特徴ある木質バイオマス熱電併給・熱利用の動向，導入事例について
4　結び

-------------------------------------------------------------------------

バイオマスのメタン発酵技術の基礎と開発事例
Trends in Research & Development of Anaerobic Biological Treatment Technology for Biomass

　メタン発酵（嫌気性処理）は，酸素のない嫌気環境下で生育する嫌気性菌の代謝作用により，有機物をメタンガスや炭酸ガスに分解する方法である。現在，低炭素社会に向けた未利用資源の活用技術として，生ごみや食品加工残渣，汚泥などのバイオマス向けメタン発酵が普及し始めており，その基礎と研究開発動向を紹介した。

【目次】
1　はじめに
1.1　メタン発酵技術の歴史
1.2　バイオマス活用の推進，循環型社会の形成，法制度の施行状況
1.3　バイオマスメタン発酵の技術開発
2　メタン発酵技術の基礎
2.1　メタン発酵処理の特徴
2.2　有機物の嫌気分解経路
2.3　バイオガス発生
2.4　バイオマス活用に向けたメタン発酵処理技術　
3　食品廃棄物系メタン発酵技術の開発事例
3.1　システムフロー
3.2　食品製造残渣バイオガス化設備の運転結果
4　下水汚泥のメタン発酵技術の開発事例　
4.1　高濃度汚泥消化システム　
4.2　高濃度汚泥消化システムの評価（室内実験）
4.3　下水汚泥消化のバイオガス有効利用技術と課題
5　地域バイオマス利活用施設の事例
6　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

メタン発酵発電事業の採算性と最適化および新技術
Profitability and Optimization of Methane Fermentation Power Generation Business and New Technology

本稿では，「新エネルギー・産業技術総合開発機構」（NEDO）の支援を受けて開発したメタン発酵槽に関する新技術について紹介する。この技術は，真空装置とバイオマスの可溶化装置として機能する「蒸気エジェクター」を利用したメタン発酵促進技術で，この技術を利用した発電システムからの熱回収と消化率の効率化により，発電事業の採算性を従来システムと比較して飛躍的に改善する方法を解説する。
　
【目次】
1　はじめに
2　メタン発酵発電事業の事業性向上対策　
2.1　メタン発酵発電事業に適したバイオマスと発電事業の状況
2.2　メタン発酵発電事業における利益率向上のための方策と課題
3　蒸気エジェクター式加温装置によるメタン発酵の効率化技術
3.1　蒸気エジェクター式加温装置の原理と機能
3.2　蒸気エジェクター式加温装置の性能
4　蒸気エジェクター式加温装置を利用したメタン発酵発電システム
4.1　蒸気エジェクター加温装置を利用した高温メタン発酵システム
4.2　温水加温発電システムとの事業性（投資利益率）比較
5　おわりに　

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

ポジトロン放出核種標識タンパク質の新規合成方法の開発
Development of New Methods for Protein Radiolabeling with Positron Emitting Radionuclides

　バイオ医薬品のようなタンパク質製剤が治療薬に出てきてから，タンパク質型のPETプローブへの期待も高まってきている。本稿では，筆者らが取り組んできた炭素11とフッ素18標識高比放射能標識アミノ酸と無細胞タンパク質合成試薬を用いた，新しいポジトロン放出核種標識タンパク質PETプローブの合成技術について解説する。


【目次】
1　はじめに
2　無細胞タンパク質合成試薬を用いたポジトロン放出核種標識タンパク質の合成
2.1　11C標識L-メチオニンを用いた11C標識タンパク質の合成
2.2　18F標識4-フルオロ-L-プロリンを用いた18F標識タンパク質の合成
2.3　部位特異的な18F標識タンパク質の合成
3　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

機械学習が道先案内するタンパク質の進化分子工学
Can Machine Learning Guide Directed Evolution of Functional Proteins ?

　タンパク質の設計とは「20種類のアミノ酸をどのように配列させるか」であるが，アミノ酸の配列が生み出す「場合の数（配列空間）」は膨大である。タンパク質のデータベースから骨格タンパク質を選定した場合，タンパク質の設計は「どこの残基」を「何のアミノ酸」に変えるかという単純なものになる。しかし，タンパク質の大規模な変異体ライブラリーの作製技術やスクリーニング操作が発展してきているにも関わらず，未だ開発時間も創出確実性も読めない中で開発を進めざるを得ない現状がある。本稿では，進化分子工学における変異体ライブラリーの作製に人工知能技術の一つである機械学習による機能予測を導入することで，目的変異体を含む確率が飛躍的に向上している小規模な変異体群（スマートホットライブラリー）を構築する手法を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　進化分子工学の課題：配列空間問題
3　配列空間の道先案内人としての機械学習
4　学習データの質と量
5　アミノ酸の記述子
6　ベイズ最適化に基づく機械学習
7　酵素への利用
8　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINEERING

-------------------------------------------------------------------------

細胞培養向けライブセルイメージング
Live Cell Imaging for Cell Culture

　ライブセルイメージングは基礎研究だけでなく，医療及び産業で利用される細胞品質管理や in vitro での創薬スクリーニングにおいても欠かせないツールとなっている。安定したライブセルイメージングを実現するための，細胞培養環境を維持する細胞培養観察装置と画像解析について述べる。

【目次】
1　培養細胞のライブセルイメージング
2　ライブセルイメージングを支える画像解析技術
3　接着細胞のコンフルエンシーの解析
4　ヒト多能性幹細胞コロニーの解析
5　神経細胞の解析
6　画像解析のための撮影条件設定


-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

世界のバイオプラスチック市場

【目次】
1　世界市場
2　ブラジル
3　アジア
4　欧州
5　北アメリカ

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

特定保健用食品（トクホ）市場の動向

【目次】
1　はじめに
2　市場動向
3　用途別動向
4　販売チャネル別動向
5　将来動向
6　トクホ市場における食物繊維含有製品の動向

月刊バイオインダストリー 2019年11月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
志字寿文　松浦薬業㈱
今井昇治　松浦薬業㈱
大野高政　松浦薬業㈱
山地史哉　ポーラ化成工業㈱
多田明弘　ポーラ化成工業㈱
鈴木　茂　㈱バスクリン
秀　道広　広島大学
榎本有希子　㈱ファンケル
渡辺　均　千葉大学
新藤　聡　千葉大学
松原紀嘉　千葉大学
池上文雄　千葉大学
安藤広和　金沢大学
佐々木陽平　金沢大学
御影雅幸　東京農業大学
白鳥　誠　㈱ウチダ和漢薬
福井健一　大阪大学


-------------------------------------------------------------------------

【特集】漢方生薬・薬用植物の効能と栽培技術

-------------------------------------------------------------------------

パフィアエキスパウダーの美肌素材としての有用性
Beneficial Effect of Pfaffia Extract Powder as Beautiful Skin Agent

　老化を実感する肌などの組織は，コラーゲンの含有率が非常に高い。体内のコラーゲンは加齢と共に減少することや，20 歳前後をピークにコラーゲン合成能が低下することから，コラーゲン合成促進作用を有する素材はアンチエイジングに有用であると考えられる。
本稿では，パフィアエキスパウダーのコラーゲン合成促進作用，紫外線による光老化に対する改善作用など，パフィアエキスパウダーの美肌分野の研究成果をヒトモニターによるアンケート調査結果も交えて紹介する。

【目次】
1　はじめに
1.1　皮膚の構造　　
1.2　皮膚老化とコラーゲン
2　パフィアとは
3　パフィアの加齢による皮膚老化に対する有用性
4　パフィアの紫外線による皮膚老化に対する有用性
5　パフィアエキスパウダーの皮膚線維芽細胞活性化作用
6　モニターアンケート調査
7　パフィアエキスパウダーの安全性
8　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

コルチゾールによる細胞間接着の減少とトウニンエキスによる改善
The Intercellular Adhesion is Decreased by Cortisol and Increased by Peach Kernel Extract

　様々な肌のトラブル・悩みに対応するため，有用性のある植物抽出物が多くの化粧品に含まれている。今回我々は，女性の肌悩みの一つである「むくみ」に着目し，むくみが細胞間接着の減少により生じることから，細胞間接着について調べた。
その結果，ストレスにより増加するコルチゾールが細胞間接着を弱くすることが新たに明らかとなり，またトウニンエキスが接着を強化する可能性が示された。

【目次】
1　はじめに
2　実験　
2.1　試料　
2.2　細胞間接着を構成するZO-1の染色　
2.3　画像解析　
2.4　ZO-1およびLNX1の発現量解析
2.5　統計解析
3　結果
3.1　コルチゾールが細胞間接着に与える影響
3.2　コルチゾールが細胞間接着を弱くするメカニズム
3.3　細胞間接着を強化するトウニンエキスの効果
4　考察
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

アトピー性皮膚炎に対するタンニン酸のスキンケア剤への活用
Efficacy of Sweat-antigen-inactivating Skin Care Products on Itching of Patients with Atopic Dermatitis

　アトピー性皮膚炎の治療では，ステロイド外用薬を中心とした薬物療法ととも，原因・悪化因子の検索と対策，および異常な皮膚機能の補正を行うスキンケアが必要である。我々は，アトピー性皮膚炎に対する悪化因子である汗に着目し，植物成分の中からタンニン酸が汗中の抗原（汗抗原）を中和し，末梢血好塩基球からのヒスタミン遊離を抑制することを見出した。本稿では，アトピー性皮膚炎患者の痒みの軽減を目的としたタンニン酸を配合したスキンケア剤について報告する。

【目次】
1　はじめに
2　アトピー性皮膚炎患者における汗の影響　
3　汗に含まれる抗原成分（汗抗原）　
4　植物成分における汗抗原の中和作用　
4.1　植物成分からのスクリーニング　
4.2　タンニン酸の精製汗抗原中和試験　
5　タンニン酸を配合したエアゾールスプレー剤の臨床的有用性
6　タンニン酸の入浴剤への活用と臨床的有用性
6.1　タンニン酸の吸着試験
6.2　タンニン酸入浴剤の臨床効果
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

Arginase-1 （ARG-1）に着目した新しい美白機能における生薬・有用植物由来成分“Stigmasterol”の効果
The Effect of“ Stigmasterol”, One of the Herbal Medicine and Useful Plant-derived Compound, on New Whitening Mechanism Regulated by Arginase-1（ ARG-1）.

「シミ」とは紫外線等により表皮中で過剰にメラニンが産生・滞留して形成される。「酸化反応」がシミ形成を加速することから，多数の抗酸化成分が美白用に開発されてきた。本稿では，抗酸化成分ではなく皮膚内の抗酸化性を間接的に保つARG-1 に着目した新しい美白機能と，その有効成分“Stigmasterol”の効果について紹介する。
　
【目次】
1　はじめに
2　シミの形成メカニズム　
3　美白主剤および抗酸化機能成分から見た近年の美白機能研究　
4　角層中ARG-1量とシミ
5　ARG-1阻害によるシミ形成促進メカニズム　
6　ARG-1発現促進成分Stigmasterolと美白効果
7　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

トウキの系統選抜とセル成型苗生産
Line Selection and Plug Seedling Production of Angelica acutiloba Kitagawa

　国産生薬の需要の高まりと共に，薬用作物の効率的な生産が求められている。トウキにおいて，国内で栽培されている系統を調査し，系統解析と系統選抜を行なって品質の高い系統を選抜した。また，採種技術の改善により発芽率が飛躍的に向上し，セル成型苗育苗が可能となった。これによりトウキの1 年栽培が実現した。

【目次】
1　生薬「当帰」の基原植物の遺伝的背景と系統選抜　
1.1　はじめに　
1.2　遺伝子解析によるトウキおよびホッカイトウキ同定法と選抜　
2　トウキのセル成型苗生産に向けた課題解決　
2.1　トウキ栽培の問題点　
2.2　採種法の確立　
2.3　トウキのセル成型苗により1年栽培が実現
3　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

漢方生薬「麻黄」の国産化研究
Studies of Domestic Production for Ephedra Herba

　現在，我々は麻黄の国産化に向けて様々な研究を展開している。本稿では原植物の多様性について報告する。マオウ属植物の草質茎は，同一種であっても多様な形態的形質を有しており，含有成分においても個体内で差異を生じている可能性がある。そこで，特徴的な部位に分別し個体内での総アルカロイド含量の局在性を明らかにした。これらの知見は麻黄の製品化に向けた収穫時の重要な指標になると考えられる。

【目次】
1　はじめに
2　マオウ属植物のアルカロイド含量の局在性について　
2.1　実験方法
2.2　結果
2.3　考察
3　日局収載種を用いたアルカロイド含量の局在性
3.1　実験方法
3.2　結果
3.3　考察
4　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

生薬の流通の現状と今後の課題
Current Situation of Crude Drugs and Future Subjects

　生薬の流通については，日本漢方生薬製剤協会が継続して実施している「原料生薬の使用量等調査」の結果を基に，医薬品原料として用いられる生薬の種類，使用量，生産国などについて，その現状を報告した。また今後の課題として，生薬の栽培化と産地の複線化，中国産生薬の価格上昇，中国との交流強化の必要性を取り上げ,その状況を説明した。

【目次】
1　はじめに
2　生薬流通の現状
2.1　医薬品原料に用いられる原料生薬の使用量等調査データ　
2.2　原料生薬使用量等調査　
2.3　医薬品原料として用いられる生薬の種類，使用量及び生産国　
2.4　医薬品原料における使用量の多い生薬　
2.5　生産国による分類
3　今後の課題
3.1　生薬の栽培化と産地の複線化
3.2　中国産生薬の価格上昇
3.3　中国との交流強化

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

睡眠中の生体活動に基づく睡眠個性の可視化と良否判別
Sleep Pattern Visualization and Quality Assessment Based on Activities During Sleep

　本稿では，人工知能技術よる睡眠中の生体睡眠活動に基づく睡眠個性の可視化，および睡眠の時系列モデリングに基づく良否判別法を紹介する。本技術は，非接触・簡便に計測可能な睡眠中の音に基づいており，また，体動，歯ぎしり，いびきといった睡眠中の生体活動に基づく睡眠の個性を評価している。


【目次】
1　生体活動に基づく睡眠個性の可視化
1.1　睡眠個性可視化の流れ　
1.2　睡眠関連音イベントの検出　
1.3　睡眠個性の可視化法
1.4　睡眠個性の可視化例
2　生体活動の時系列モデリングに基づく睡眠の良否判別
2.1　睡眠の良否判別の流れ
2.2　音イベントの自動分類
2.3　隠れマルコフモデルによる生体活動の時系列モデリング
2.4　睡眠の良否判別法
2.5　睡眠の良否判別結果

月刊バイオインダストリー 2019年10月号

￥4,950

シーエムシー出版

＜著者一覧＞
村上庸人　明治大学
早瀬文孝　明治大学
渡辺寛人　明治大学
木下英樹　東海大学
橘　熊野　群馬大学
森　隆　埼玉医科大学
角南　寛　琉球大学
清水雄介　琉球大学
普天間直子　琉球大学
牧田昌士　オルソリバース(株)
大阪直也　オルソリバース(株)
西川靖俊　オルソリバース(株)
茶山和敏　静岡大学
南　和幸　山口大学


-------------------------------------------------------------------------

BIO REVIEW

-------------------------------------------------------------------------

コラーゲン架橋分子ピリジノリンの新たな生理作用
A Novel Physiological Function of Pyridinoline, a Crosslink of Collagen

　細胞外マトリクスの主成分であるコラーゲンにおいては，特有の翻訳後修飾機構により架橋構造が形成される。主要な架橋構造はピリジノリンと呼ばれ，コラーゲンの分解によって線維から遊離するが，遊離ピリジノリンの生理作用は全く不明であった。糖尿病合併症に関わる糖化タンパク質の構造－作用相関を解析する過程で，ピリジノリンがパターン認識受容体RAGE に結合し，細胞に作用しうることが最近明らかとなった。この知見はコラーゲンの代謝や過剰産生が関わる骨代謝や組織線維化にピリジノリンが関与しうることを示唆するものである。

【目次】
1　コラーゲン
1.1　コラーゲンの構造
1.2　コラーゲンの架橋構造
2　ピリジノリンの受容体「RAGE」を介した新たな機能　
2.1　RAGEの既知のリガンドAGEと糖尿病合併症　
2.2　ピリジノリンはRAGEの生理的リガンドである
3　RAGEがピリジノリンを認識する意義
4　ピリジノリンの工業的利用の可能性　
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

食材と機能に応じた乳酸菌の活用と六次産業化のための種菌構想
Utilization of Lactic Acid Bacteria According to Foods and Functions and a Starter Project for Promotion of Primary Producers’Diversification into Processing and Distribution

　乳酸菌は安全性が高く様々な機能を持つ有用菌の一つである。現在ではヨーグルト，チーズのみならず様々な食品に添加され，利用範囲が拡大している。乳酸菌の発酵性や機能性は菌株により大きく異なることから活用にあたっては，発酵特性や機能性を十分考慮する必要がある。本稿では乳酸菌の効果的な活用法と当研究室で取り組んでいる六次産業化推進のための「種菌構想」について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　乳酸菌による青果物の発酵
3　乳酸菌の機能性
4　乳酸菌を用いた六次産業化と種菌構想
5　機能性表示食品を狙った商品開発
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

バイオベースポリブチレンサクシネートとその共重合体
Biobased Poly(Butylene Succinate) and Its Copolymers

　ポリブチレンサクシネート（PBS）は1,4-ブタンジオールとコハク酸の重縮合によって合成されているポリエステルである。PBSは自然環境中で分解する生分解性高分子であることに加えて，モノマーであるコハク酸や1,4-ブタンジオールのバイオマス化が検討されているため，バイオベース生分解性高分子として有望な高分子である。

【目次】
1　はじめに
2　PBSの合成
2.1　化石資源からの1,4-ブタンジオールとコハク酸合成
2.2　バイオマス資源からの1,4-ブタンジオールとコハク酸合成
2.3　バイオマスからの1,4-ブタンジオールとコハク酸化学合成
3　PBS共重合体
3.1　商業生産されたPBS共重合体
3.2　新たなPBS共重合体
4　材料特性
4.1　PBSの物性
4.2　生分解性
5　最後に

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

アポリポ蛋白EとN末端アミロイド前駆体蛋白の結合を標的としたアルツハイマー病の新規治療法
Targeting the Interaction of Apolipoprotein E with N-terminal Amyloid β-proteinPrecursor as a New Therpeutic Strategy for Alzheimer's Disease

アポリポ蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）とN末端アミロイド前駆体蛋白（amyloid β-protein precursor，APP）の結合に着目し，Aβ産生に関与するApoEとN末端APPの結合を明らかにした。ApoEの低密度リポ蛋白受容体（low-density lipoprotein receptor, LDLR）結合領域の133-152アミノ酸配列のみで構成されるペプチド（ApoEp）は，ApoEと同様にN末端APPに結合して，Aβ産生を亢進した。一方，ApoEpのN末端に6個のlysine（6K）を付加したペプチド（6KApoEp）は，ApoEとN末端APPの結合を阻止して，Aβ産生を抑制した。ApoEpをアルツハイマー病の病態モデルへ腹腔内投与（12週間）するとアルツハイマー様病態が悪化したが，6kApoEpを同様に腹腔内投与すると病態が軽減した。アルツハイマー病の新規治療法として，6KApoEpの臨床応用が期待される。
　
【目次】
1　はじめに
2　ApoEの受容体結合領域の構造修飾
3　ApoE，ApoEp，6KApoEpとN末端APPの結合
4　6KApoEpによるApoEとN末端APPの結合阻止
5　6KApoEpの細胞表面へのAPP輸送とp44/42 MAPKリン酸化に対する抑制効果
6　6KApoEpのアルツハイマー病の病態モデルに対する脳アミロイド症・タウ蛋白病変の軽減と行動認知機能の改善効果
7　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

組織再生を促進する幹細胞抽出培養シートの開発
Development of the Regenerative Sheet for Stem Cell Extraction and Culture

　我々は再生治療に有用な幹細胞抽出培養シートを開発した。このシートは，生分解性高分子のPLGAとハイドロキシアパタイトからなる不織布で作製されたものである。我々は，このシートを用いて脂肪組織から脂肪幹細胞を迅速に抽出し，大量に培養することに成功した。シート状に大量培養された脂肪幹細胞は，幹細胞シートとしてそのまま再生治療に利用することも可能である。このシートは脂肪組織から脂肪幹細胞を抽出して培養できるだけでなく，様々な組織の幹細胞の抽出と培養にも活用できる。

【目次】
1　背景
2　生分解性不織布シートの開発
3　生分解性不織布シートを用いた幹細胞抽出培養方法の検討
4　生分解性不織布シートの構造が細胞増殖などに及ぼす影響の調査
5　生分解性不織布シート上での幹細胞の分化誘導実験
6　動物への幹細胞シート移植実験
7　まとめ

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

新生児における母乳中CCL25の免疫促進作用
Promoting Action of CCL25 in Breast Milk on the Development of Immune Function in Neonate

　我々は，母乳中のCCL25の存在を世界に先駆けて確認した。そして，新生児の免疫器官およびそれらの免疫機能の発達に母乳中CCL25が重要な役割を果たしていることを明らかにした。そこで，本稿では，これまでに判明した母乳中CCL25の免疫学的機能性について解説する。

【目次】
1　緒論
2　材料および方法
2.1　マウス母乳中のCCL25含有量の分析　
2.2　マウス新生仔の人工哺育法による母乳中CCL25の役割の解明
3　結果
3.1　マウス母乳中のCCL25含有量
3.2　人工哺育されたマウス新生仔の臓器重量
3.3　胸腺および脾臓の免疫細胞の解析
3.4　小腸内のパイエル板の発達
3.5　小腸絨毛内のCCL25発現およびIgA産生細胞の解析
4　考察

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

生体吸収性スナップスルーステントとその微細加工技術開発
Bioresorbable Snap-through Stent and Development of Micromachining Technology

　心筋梗塞の治療に用いられるステントを生体吸収性の材料で実現する努力がなされている。生体吸収性ポリマーで製作されたステントが市販されたものの，それまで金属製であったステントと同等の性能を，強度などの材料特性が異なるポリマー製で実現するためには，解決しなければならない問題が依然として残っている。本稿では，筆者らが提案し開発を進めているスナップスルー動作を行うスナップスルーステントと，それを製作するためのポリマーの微細加工技術について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　スナップスルーステント構造の概要
3　ステントの試作
4　製作したスナップスルーステントの拡張力評価
5　ポリ乳酸チューブの微細加工技術開発
6　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

バイオシミラー市場
Biosimilars Market

【目次】
1　市場概要
2　国内の市場および研究開発の動向

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

美容食品市場

【目次】
1　市場の概要
1.1　美容成分を含む一般食材
1.2　主要美容食品素材

-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

ヒドロキシプロピルセルロース(Hydroxypropyl cellulose)
乳酸メチル(Methyl lactate)
乳酸エチル(Ethyl lactate)
テトラヒドロフラン(Tetrahydrofuran)

月刊バイオインダストリー 2019年9月号

￥4,950

シーエムシー出版

横越英彦　静岡県立大学名誉教授
有原圭三　北里大学
横山壱成　北里大学
大畑素子　日本大学
齋藤忠夫　東北大学
水道裕久　サンスター(株)
磯部勝考　日本大学
赤田倫治　山口大学
鈴木絢子　大分大学
中村美紀子　信州大学
星田尚司　山口大学
藤本哲憲　(株)ヤナギヤ
鎌倉秀行　(株)エコマスター

-------------------------------------------------------------------------

【特集】機能性タンパク質・アミノ酸・ペプチドの応用

-------------------------------------------------------------------------

緑茶アミノ酸：テアニンと環状テアニンの生理作用
Green Tea Amino Acid：Physiological Function of Theanine and Cyclic Theanine

　緑茶特有アミノ酸のテアニンは，多くの生理機能を有しており，今回は，特に睡眠とのかかわり，動物実験での寿命延長作用について紹介する。テアニンが環化された環状テアニンが煎茶よりも玉露や碾茶に多く含まれており，また，緑茶の製造・抽出法の工夫により生成されることが分かり，その機能性について紹介する。


【目次】
1　緑茶特有アミノ酸のテアニンとは
2　テアニンと脳との関わり（概説）
2.1　実験動物を用いた試験
2.2　ヒトボランティア試験
3　テアニンの睡眠改善効果
4　環状テアニンについて
4.1　緑茶中の環状テアニン量
4.2　環状テアニンの機能性について
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

食品タンパク質由来ペプチドの利用における新展開
～メイラード反応による新しい機能性食品素材の開発～
Novel Ingredients from Food Protein-derived Peptides by the Maillard Reaction

　第2回国際生理活性ペプチドシンポジウムがスペインで開催され（2019/5/22～24），世界各国から機能性ペプチド領域の研究者が集まり，この分野の最新の情報が発表された。本稿では，このシンポジウムの様子を紹介したうえで，筆者らが取り組んでいるペプチドを原料としたメイラード反応を利用した機能性素材の開発に関する成果を紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　国際生理活性ペプチドシンポジウム
3　ペプチドとメイラード反応
4　メイラード反応を利用した「香りの機能性食品」
5　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

血圧降下ペプチド
Antihypertensive Peptides

　2019年4月には，5 年ぶりに高血圧治療ガイドラインが改訂された。本稿では，食事で摂取することで血圧を下げる機能性のあるペプチド類について，血圧調節機構とペプチドの評価方法，トクホと機能性表示食品，血圧降下ペプチドの構造と活性相関，遺伝子発現による大量調製の将来性などについてこれまでの知見をまとめた。

【目次】
1　血圧調節のメカニズムとアンジオテンシンI変換酵素（ACE）
2　ペプチドのin vitroおよびin vivoアッセイ
3　血圧降下ペプチドの活性評価における不整合
4　特定保健用食品（トクホ）と血圧降下ペプチド
5　機能性表示食品の血圧降下ペプチド
6　乳タンパク質由来の血圧降下ペプチド
7　血圧降下ペプチドの化学構造と活性の関連性

------------------------------------------------------------------------

コレステロール代謝改善アミノ酸・ペプチド
Cholesterol Metabolism Improving Amino acids and Peptides

　古くからある種の食品に含まれるタンパク質やそれらを構成する特定のアミノ酸にコレステロール代謝を改善する作用があることが知られているが，近年，タンパク質を加水分解してできる特定のペプチドにも同様な作用があることがわかってきた。本稿では，これらアミノ酸およびペプチドのコレステロール代謝改善作用について概説する。

【目次】
1　コレステロール代謝改善アミノ酸
1.1　含硫アミノ酸
1.2　含硫アミノ酸類似物質
1.3　その他のアミノ酸
2　コレステロール代謝改善ペプチド
2.1　大豆由来ペプチド
2.2　乳由来ペプチド
2.3　卵白由来ペプチド
2.4　豚肉由来ペプチド
2.5　牛肉由来ペプチド
2.6　魚由来ペプチド
3　アミノ酸・ペプチドを関与成分とする特定保健用食品
3.1　ブロッコリー・キャベツ由来のSMCS（天然アミノ酸）を関与成分とするもの
3.2　リン脂質結合大豆ペプチド（CSPHP）を関与成分とするもの

-------------------------------------------------------------------------

BIO INDUSTRY

-------------------------------------------------------------------------

新規導入作物キノアの我が国での栽培化とその市場性
Cultivation and Marketability of Newly Introduction crops, Quinoa in Japan

　アンデス高地原産でヒユ科に属するキノアは食材として優れた機能性を有し，塩類が集積した土壌環境下でも生育可能であることから，近年注目を集めている。ただし，我が国で販売されているキノアはそのほとんどが南米などからの輸入品であり，キノアが市民権を得ているとは言い難い。そこで，キノアの持つ能力や機能及び栽培法などについて解説をする。

1　はじめに
2　植物としてのキノア
2.1　キノアという植物
2.2　キノアの耐塩性とセシウム吸収能力
3　キノアを栽培する際のポイント
3.1　生育期間と播種期
3.2　生育に適した土壌環境と施肥
3.3　病害虫や障害の発生状況とその対策
4　国際キノア年
5　キノアの栽培状況と市場価値
6　キノア子実に含まれている成分特性と摂取時の効果
6.1　キノア子実に含まれている成分特性
6.2　キノア子実を摂取した時に期待できる効果
7　キノアの利用法
8　今後の課題

-------------------------------------------------------------------------

BIO R&D

-------------------------------------------------------------------------

大容量PCR装置によるmLスケールでのDNA生産
mL-Scale DNA Production by a Large-Scale PCR Machine

　PCR（ポリメラーゼ連鎖反応）とは，DNAの特定の領域をごくわずかな量から2時間程度で数億倍に増幅することのできる技術である。DNAを扱う研究室でPCR装置を知らない人はほぼいない。しかし，PCR反応は10-50μL程度の少ない量でしか行われてこなかった。本稿では，筆者らが開発した大容量での反応が可能なPCR装置とその使い道を解説する。

1　はじめに
2　食品製造機械メーカーとの共同開発
3　大容量PCR装置「0」号機
4　なぜPCR反応はμLスケールでなければいけないのか
5　均一で急激な温度変化を与える大容量PCR構造
6　サンドイッチ型ペルチェ素子を持つPCR装置1号機
7　耐熱性DNA複製酵素の大腸菌からの生産
8　核酸医薬と大容量PCR
9　研究用試薬としての大容量PCR産物
10　おわりに

-------------------------------------------------------------------------

BIO ENGINNERING

-------------------------------------------------------------------------

日本初のごみ処理「トンネルコンポスト方式」について
Tunnel Compost, Japan’s First Waste Treatment System

　香川県三豊市にあるバイオマス資源化センターみとよでは，日本初となるトンネルコンポスト方式によるごみ処理で燃やせるごみを固形燃料原料にリサイクルしている。この原料を固形燃料製造工場で製品化して最終的に石炭代替燃料として販売している。本稿ではトンネルコンポストの処理フローを中心に紹介し，その特徴をまとめる。

【目次】
1　はじめに
2　処理フロー
2.1　前処理工程
2.2　発酵乾燥工程
2.3　後処理工程
2.4　脱臭工程
2.5　固形燃料化工程
3　特徴
4　今後の展開

-------------------------------------------------------------------------

BIO BUSINESS

-------------------------------------------------------------------------

バイオ医療品の市場
Maket of Biologics

【目次】
1　はじめに
2　業界動向
-------------------------------------------------------------------------

《BIO PRODUCTS》

セバシン酸(Sebacic acid)
バイオコハク酸(Bio Succinic acid)
L-グルタミン(L-Glutamine)
D-キシロース(D-Xylose)

月刊バイオインダストリー 2019年8月号

￥4,950

シーエムシー出版

加藤美砂子　お茶の水女子大学
今村壮輔　東京工業大学
田中　寛　東京工業大学
宮下英明　京都大学
齋藤　猛　花王(株)
瀧村　靖　花王(株)
松本光史　電源開発(株)
前田義昌　東京農工大学
田中　剛　東京農工大学
増田篤稔　玉川大学
神田英輝　名古屋大学

-------------------------------------------------------------------------

【特集】藻類由来バイオ燃料

-------------------------------------------------------------------------

微細藻類におけるトリアシルグリセロール生合成
Triacylglycerol Biosynthesis in Microalgae

　微細藻類の生産するトリアシルグリセロール（TAG）はバイオディーゼルの原料となる。TAG はグリセロ脂質であり，グリセロール骨格に3 分子の脂肪酸が結合している。本稿では微細藻類におけるTAG の生合成系や細胞内でのTAG の集積場所である油滴について解説する。


【目次】
1　はじめに
2　トリアシルグリセロールの代謝
2.1　脂肪酸の生合成
2.2　TAGの生合成
2.3　TAGの蓄積条件
2.4　油滴の発達

-------------------------------------------------------------------------

オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株の作出：オイル生合成のチェックポイントキナーゼTOR の発見とその応用
Improvement of Oil Productivity in Microalgae

　微細藻類を用いたオイル生産系の確立には，藻類のオイル生産能の向上が不可欠である。そのためには，オイル生合成制御の基本的な仕組みを理解し，遺伝子工学的手法にて藻類の形質を改変することが必須となる。本稿では，TOR キナーゼによる藻類オイル生産の制御機構と，その知見を活かして作出した，オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株について紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素代謝制御
3　TAG生産のON/OFFを決定づけるTORキナーゼ
4　TOR不活性化によるトリアシルグリセロールの蓄積
5　TAG生合成制御におけるTORの作用点
6　考察
7　今後の展望

-------------------------------------------------------------------------

油脂蓄積微細藻類の分離・選抜戦略─好酸性緑藻株の分離を例に─
Strategies for the Isolation and Selection of Oil-accumulating Microalgae─ an Example of the Finding of a New Acidophilic Green Alga ─


　野外開放型の微細藻類バイオマス生産に適した藻類の分離・選抜事例として，好酸性緑藻の分離・選抜について述べる。藻類バイオ燃料生産におけるコスト削減には，大量の藻類バイオマスを安価に安定供給可能な藻類バイオマス生産システムの構築が不可欠であり，天然からの油脂生産藻類の分離・選抜は，安定的なバイオマス生産や油脂生産性の向上に貢献することができる。

【目次】
1　はじめに
2　藻類燃料生産に用いる藻類選抜の重要性
3　藻類の分離戦略
4　好酸性単細胞緑藻の分離と選抜の実際
4.1　選抜条件の設定
4.2　採取場所の選定
4.3　微細類の採取と集積培養
4.4　分離
4.5　増殖速度による選抜
4.6　油脂蓄積の確認
4.7　増殖特性と油脂蓄積の詳細な評価
5　おわりに

------------------------------------------------------------------------

微細藻類による持続可能な油脂原料開発の取り組み
Deveploment of the Sustainable Algal Oil Production

　主にパーム油・ヤシ油など植物系の油脂を原料に製品を生み出す油脂化学（オレオケミカル）分野において，持続可能な事業活動のために，社会課題に配慮した責任ある原料調達を目指すことは重要な取り組みとなる。本稿では，オレオケミカル原料としての藻類油脂開発において進めてきた，主に実装を見据えた藻類株の改変と培養検討の取り組みについて報告する。

【目次】
1　背景
2