書籍一覧
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定期購読
月刊バイオインダストリー￥54,000
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2017年8月号
￥4,860
<<著者一覧>>
伊藤壽一 滋賀県立成人病センター研究所
平林哲也 （公財）東京都医学総合研究所
村上 誠 東京大学
洪 繁 慶應義塾大学
秋山智彦 慶應義塾大学
スラバン ゴパラジュ 慶應義塾大学
平山雅敏 慶應義塾大学
洪 実 慶應義塾大学
泉 正範 東北大学
竹井邦晴 大阪府立大学
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BIO R&D
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ゼラチンハイドロゲルを利用した難聴治療
Treatment of Hearing Impairment Using Gelatin Hydrogel
治療が困難と考えられる感音難聴に対する新規医療として, 内耳に直接薬物を局所投与する方法を開発した。使用薬物はインスリン様細胞成長因子1（IGF-1）である。IGF-1を徐放物質であるゼラチンハイドロゲルに含浸させ, 直接内耳に投与した。この方法で突発性難聴患者に臨床試験を行い, 半数以上に改善を認めた。
【目次】
1 はじめに
2 耳の構造と聞こえのしくみ
3 難聴の種類
4 現在の最先端技術を応用した新しい感音難聴治療
5 内耳への薬物局所投与方法
6 ゼラチンハイドロゲルを利用した薬物内耳局所投与
7 ゼラチンハイドロゲルIGF-1による臨床試験
7.1 第I-II相臨床試験
7.2 第II相臨床試験（ステロイド鼓室内投与とのランダム化比較試験：多施設臨床試験）
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アシルセラミド合成酵素の発見と皮膚バリア機能
Acylceramide Synthesis and Skin Barrier
アシルセラミドは表皮の複雑な代謝経路で産生される, 極めて特殊な構造と機能を持つ脂質分子である。この脂質が不足すると皮膚バリア機能が低下し, 肌の乾燥や皮膚疾患の悪化の要因となる。本稿ではアシルセラミド合成酵素PNPLA1を同定した最近の我々の研究成果を紹介し, この酵素のバリア機能改善への応用について展望を述べる。
【目次】
1 はじめに
2 表皮セラミドの多様性とアシルセラミドの生合成経路
3 アシルセラミド合成酵素の同定
4 バリア機能改善への応用
5 おわりに
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Quick-Tissue テクノロジー：ヒト転写因子合成mRNA を用いたヒト多能性幹細胞の新しい細胞分化誘導法とその将来展望
Quick-Tissue Technology: a New Differentiation Method of Human Pluripotent Stem Cells Using Transcription Factor mRNAs
ヒト多能性幹細胞の新しい細胞分化誘導技術として, 転写因子を合成mRNAで導入する細胞分化誘導技術（Quick-Tissue テクノロジー）を開発した。骨格筋細胞, コリン作動性神経細胞, 涙腺様上皮細胞の作製が可能になった。今後, 再生医療用だけでなく, 薬剤スクリーニングや毒性試験, 臓器チップなどへの応用が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 マウスの発生過程を模した自律的な分化細胞作製技術―現在のヒト多能性幹細胞分化誘導技術の問題点―
2.1 胚様体（Embryoid body）を介した細胞の自己組織化による細胞分化誘導
2.2 複数の種類の細胞が含まれることによりデメリット
3 転写因子合成mRNAを用いたフットプリントフリー且つ迅速な新規多能性幹細胞分化誘導技術（Quick-Tissueテクノロジー）
4 転写因子強制発現により変化する遺伝子発現パターンと各臓器・細胞の遺伝子発現パターンの類似性マトリックス
5 転写因子mRNAを用いたヒト骨格筋細胞分化誘導
6 転写因子mRNAを用いたヒト神経細胞（コリン作動性神経）分化誘導法
7 転写因子mRNAを用いたヒト涙腺様上皮細胞分化誘導法
8 その他の細胞への分化技術への応用可能性
9 Quick-Tissueキット
10 この技術の今後の展望
10.1 ドラッグ・スクリーニング
10.2 毒性スクリーニング
10.3 臓器チップ
10.4 立体的臓器構築のための3-Dバイオプリンティング用細胞
10.5 基礎研究用細胞
11 おわりに
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葉緑体のオートファジーと応用
Towards the Applied Study on Chloroplast-targeted Autophagy
「オートファジー」という単語は, 大隅良典教授のノーベル医学・生理学賞受賞により広く知られるものとなった。その経路の実体は, 生物が, 自身の細胞内部の不要物や余剰成分を積極的に取り壊す機構である。本稿では, 筆者らが見出してきた植物細胞に特有のオートファジー経路である「葉緑体オートファジー」を解説すると共に, この経路に着目した応用研究の可能性について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 植物にとってのタンパク質分解と栄養素リサイクル
3 植物におけるオートファジー
4 葉緑体オートファジーの発見
5 もう一つの葉緑体オートファジー経路：クロロファジー
6 オートファジー欠損イネの解析
7 葉緑体オートファジーの応用利用を考える
8 葉緑体オートファジーの応用展開を目指して：今後解明すべき基礎的知見
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ウェアラブルなフレキシブル健康管理パッチ実現に向けて
Toward Practical Wearable and Flexible Healthcare Patches
本稿では, 現在注目を集めている絆創膏のように柔軟で添付型の健康管理デバイスの基礎技術及びその応用事例について紹介する。特に絆創膏のように安価で使い捨てを可能にするため各電子素子の作製及び集積化技術に注目する。
【目次】
1 はじめに
2 加速度センサ
3 温度センサ
4 紫外線センサ
5 心電センサ
6 センサ集積健康管理パッチ
7 結言
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《BIO BUSINESS》
抗菌・防カビ剤工業
Industry of Antibacterial and Antifungal Agents
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。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1兆円とも言われている。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, 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
2.1 無機系抗菌剤
2.2 有機系抗菌剤
2.3 天然系抗菌剤
3 用途
3.1 木材用（建築用含む）
3.2 紙・パルプ用
3.3 繊維製品用
3.4 プラスチック製品用
3.5 接着剤, 塗料, その他用
4 メーカー動向
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《BIO PRODUCTS》
キシリトール（Xylitol）
トレハロース（Trehalose）
カラギーナン（Carrageenan） -
2017年7月号
￥4,860
<<著者一覧>>
長岐清孝 岡山大学
小林孝嘉 電気通信大学
築谷朋典 国立循環器病研究センター研究所
阿野泰久 キリン(株)
中山裕之 東京大学
杜 隆嗣 神戸大学大学院
入野康宏 神戸大学大学院
川原康慈 ニチバン(株)
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BIO R&D
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植物透明化によるエピジェネティック修飾の解析
Analysis of Epigenetic Modifications by Histochemical After Clearing in Plants
最近, 植物の組織内において細胞の位置情報を保ったまま細胞内のタンパク質を解析する様々な方法が開発されている。本稿では, これまでの解析法に加えて, 筆者等が開発した植物組織内でエピジェネティック修飾が検出可能な組織免疫染色法（ePro-ClearSee法）について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 従来のエピジェネティック修飾の解析法
3 植物における透明化
4 植物組織でエピジェネティック修飾が検出可能な透明化後組織免疫染色法（ePro-ClearSee）
5 ePro-ClearSee法の汎用性
6 今後の課題・展開
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高感度超解像光熱顕微イメージング法
High-sensitive Super-resolution Photothermal Microscopy
現在照明用光源としてレーザーを用いた顕微鏡はほとんどが蛍光顕微鏡である。近年光の回折限界による解像度の制限を打ち破る新しいレーザー蛍光顕微法が開発され3年前にノーベル化学賞授賞の対象にもなった。しかしながら, 蛍光顕微鏡には, 蛍光性を有する対象しか適用できないという制約がある。また蛍光物質の光毒効果に依る光劣化の問題も大きい。このような制限の無い光熱顕微法を著者の研究グループで開発したのでそれについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 ポンプ・プローブ顕微法
2.1 ポンプ・プローブ顕微法の特徴
2.2 種々のポンプ・プローブ顕微法
3 光熱顕微（PTM）法
3.1 PTM法の原理
3.2 PTM法の特徴
4 輪帯・逆輪帯照明PTM 法
4.1 輪帯照明PTM法
4.2 逆輪帯照明PTM 法
5 光熱顕微法からマルチモーダル（多モード）顕微法への発展
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心不全治療と人工心臓
Ventricular Assist Devices for Severe Heart Failure
人工のポンプによって重症心不全に陥った患者のポンプ機能を補助・代替し, 心臓移植などの治療につなげる補助人工心臓は, 抗血栓性材料やコーティングの発展とともに飛躍的に普及した。ここでは補助人工心臓について材料面に焦点を当てて概説する。
【目次】
1 はじめに
2 補助人工心臓の目的
3 補助人工心臓システムの構造とマテリアル
4 空気圧駆動式補助人工心臓システム（ニプロVAS）
5 体内植込み型補助人工心臓（EVAHEART）
6 体内植込み型補助人工心臓の課題
7 まとめ
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ホップ由来のビール苦み成分・イソa 酸によるアルツハイマー病予防効果
Hop-derived Bitter Components in Beer, Iso-a-acids, Prevent Alzheimer’s Disease
近年の急速な高齢化に伴い, 日本を含む世界の先進国では認知症の予防と治療が重要な研究課題となっている。本稿では, 筆者らが最近解明した, ホップに由来するビール苦み成分, イソa酸がミクログリアのアミロイドb貪食活性と抗炎症活性を亢進することで, 認知症の予防に効果的であることを示す。
【目次】
1 はじめに
2 ビールの原料としてのホップとイソa酸
3 脳の清掃細胞, ミクログリア
4 イソa酸のミクログリアAb貪食亢進作用および抗炎症作用
5 イソa酸のアルツハイマー病モデルマウスに対する病態改善効果
6 今後の展望
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2-アミノ酪酸による体内酸化防止機能～新たなグルタチオン代謝制御機構の発見～
2-Aminobutyric Acid as a Novel Requlator of Glutathione Metabolism
2-アミノ酪酸（2-AB）は, グルタチオンの構成アミノ酸であるシステインが合成される際の副産物であり, 生体内のグルタチオン動態を鋭敏に反映するバイオマーカーであることを我々は明らかにした。さらに2-ABはグルタチオン代謝制御自体にも深く関与しており, 経口から摂取するだけで生体内のグルタチオンを効率的に増やすことを発見した。
【目次】
1 はじめに
2 バイオマーカーとしての2-AB
2.1 2-ABとオフタルミン酸
2.2 心臓病と2-AB
2.3 2-AB合成経路
2.4 グルタチオン代謝の鋭敏なマーカーとしての2-AB
2.5 心不全の超早期バイオマーカーとしての2-AB
3 グルタチオン補充戦略の新たな標的としての2-AB
3.1 2-ABがグルタチオン代謝に及ぼす影響
3.2 2-ABの経口投与によるグルタチオン補充戦略
3.3 酸化ストレスに対する2-ABの細胞・臓器保護作用
4 おわりに
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医療用粘着製品
Adhesive Products for Healthcare Application
皮膚は, 外的因子に対して防御機能を持つほか, 時には発赤や浮腫といった形態的な変化を起こし, さらには痒みなどの感覚的な変化をもたらすことで, 生体の異常を知らせる機能を持っている。そのため, 皮膚に適用する医療用粘着製品は, 皮膚へ負荷をかけないように, つまりは生理機能を損なわないように設計する必要がある。本項では, 皮膚機能の理解と共に進化した種々の医療用粘着製品を紹介する。
【目次】
1 絆創膏
2 ドレッシングテープ
3 ハイドロコロイドテープ
4 傷あとケアテープ
5 経皮吸収製剤
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《BIO BUSINESS》
バイオ医薬品
Biopharmaceutical
【目次】
1 はじめに
2 業界動向
3 バイオシミラー
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《BIO PRODUCTS》
アラキドン酸（Arachidonic acid）
ゴマペプチド（Sesame peptide）
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2017年6月号
￥4,860
井口竹喜 (株)菊池製作所
辻 晃仁 香川大学
細川正人 早稲田大学
丸山 徹 早稲田大学
西川洋平 早稲田大学
竹山春子 早稲田大学
西田和生 (株)ニチレイ
小泉雄史 (株)ニチレイ
馬場俊輔 大阪歯科大学
橋本典也 大阪歯科大学
笠原真二郎 日本特殊陶業(株)
小山義之 結核予防会 新山手病院
伊藤智子 結核予防会 新山手病院
江里口正純 結核予防会 新山手病院
中村泰之 神戸大学
伊藤洋一郎 神戸大学
梅津光央 東北大学
石井 純 神戸大学
近藤昭彦 神戸大学
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BIO R&D
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介護から快護へのモノづくり
Product for Willingly Care from Care
長寿国日本では世界に先駆けて人類が経験したことのない超高齢化が進み, 正に寿命が延びるライフシフトとなりあらゆる意味で, 明治の文明開化以来の大変化＝感性開花が始まっているのではなかろうか？因みに筆者は昭和23年生まれの団塊の世代であり, 60歳までカメラメーカーのデザイン開発に携わってきた。現在は地元の試作製作企業の顧問として正に自分自身の年代のための福祉機器開発を, 自ら後述する日本特有の感性を生かしたカンセイウエアにより実現することを現場から進めている。そして表題に有るように一見マイナスの超高齢化への課題である介護に対し, される人もする人も共に喜び合えるビジョンを持ち, 新たなモノづくりへのチャレンジの事例をお伝えする。まだ途上の姿ではあるが皆様の参考にしていただけば幸いである。
【目次】
1 ライフシフト時代の生活支援機器とは？：カンセイウエアが開く高度文化成長へ
2 カンセイウエアを生かす一環連携
3 カンセイウエアとは？
4 楽ウオーク：脚を使う車椅子―「始作」による体感を基に一括一環開発へ
5 「楽書」：書く意欲が湧く振るえを抑えるサポーター
6 筆者（団塊の世代）の高齢社会における考え方：ケアで世界不況を救うケアディール
7 おわりに
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がん薬物療法専用新型インフューザーポンプの開発
Development of the Innovative Infusion Pomp for Chemotherapy
がん薬物療法の中心的役割を担う抗がん剤持続注入のデバイスは他の薬剤注入のためにつくられた汎用型の携帯型注入器が流用され, 20年以上大きな改良もされていない状況で, サイズも大きくかつ重く, 目立ったり邪魔になったりといった状況であった。これに対し臨床現場から新たなデバイスを提案した。携帯性, 堅牢性, 収納性に優れ, さらに安定した注入速度の新型デバイスを開発し, これを活用することで治療における患者負担の軽減につなげた。
【目次】
1 はじめに
2 開発のきっかけ
3 開発の経緯
3.1 扁平バルーンの開発
3.1.1 Plan-1
3.1.2 Plan-2
3.2 ボトルの開発
3.3 ターゲッティング
3.4 開発を振り返って
3.5 開発後の戦略
3.6 まとめ
4 さいごに
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環境微生物のシングルセルゲノム解析に向けた技術基盤
Technological Platform for Single-cell Genome Analysis of Environmental Bacteria
ヒトを取り巻くあらゆる環境に微生物は存在している。そこに在る微生物の正体を知り, それらの生産する物質を利活用するためには, それらのゲノム配列情報の獲得が欠かせない。今, たった1つの細胞から, その生物の持つ全ゲノム配列情報を取得することを目指した「シングルセルゲノム解析」が注目されている。
【目次】
1 はじめに
2 微生物のシングルセルゲノム解析の方法と研究事例
3 微小液滴を反応場として用いたシングルセルからの高精度なゲノム解析
4 シングルセルゲノムデータのクオリティコントロール法の開発
5 おわりに
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不凍タンパク質の開発と応用
Antifreeze Proteins: Development and Applications
【目次】
1 はじめに
2 AFPとは何か
3 魚類AFPの粗精製品, 高度精製品について
4 AFPの食品への応用
4.1 凍結飲料
4.2 多糖類ゲル
5 AFPの多孔体への応用
6 AFPの細胞保護への応用
7 おわりに
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ポリエーテルエーテルケトン多孔体の骨造成能
Bone Augmentation Ability of Porous Polyetheretherketone
【目次】
1 はじめに
2 ポリエーテルエーテルケトンとは
3 PEEKへの骨結合性の付与
4 表面発泡PEEKの開発
5 PEEK製 歯槽骨再建材のコンセプト
6 PEEK多孔体の作製
7 ウサギ大腿骨骨欠損モデルを用いた表面発泡PEEK多孔体の骨造成
8 おわりに
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《BIO REVIEW》
生体接着性水和ゲルを形成する可溶性止血材・癒着防止材
Tissue-adhesive and Bio-soluble Hydrogel with Functions of Hemostasis and Prevention of Adhesion Formation
【目次】
1 生体接着性材料
1.1 生体接着性材料の医療機器への応用
2 生体組織接着性ポリマー
2.1 シアノアクリレート系接着剤
2.2 フィブリン糊
2.3 ポリアクリル酸（PAA）
3 PAA/PVP水素結合ゲル
3.1 PAA/PVP水素結合錯体
3.2 膨潤性PAA/PVP複合体
3.2.1 固体/ 液体界面での複合体形成
3.2.2 膨潤性PAA/PVP複合体の組織接着性
3.2.3 膨潤性PAA/PVP複合体の生体内での解離・再溶解
4 膨潤性PAA/PVP複合体の止血材への応用
4.1 止血効果
4.2 臨床研究と商品化
4.2.1 外傷, 穿刺後の止血
4.2.2 口腔内・抜歯後の止血
4.2.3 商品化
5 膨潤性PAA/PVP複合体の癒着防止材への応用
6 生体接着性材料の今後
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《BIO INDUSTRY》
低分子抗体医薬の開発展望
Development Prospects of Smaller Antibody Drugs
抗体医薬において, 高い特異性を保持したまま分子量が比較的小さい低分子抗体の開発研究が近年行われている。最近筆者らは, 微生物（酵母）による二重特異性低分子抗体の生産に成功し, さらに, 作製した低分子抗体による癌細胞傷害活性も確認できた。このような二重特異性を示す低分子抗体は癌治療などにおける次世代の抗体医薬の候補物質として期待される。本稿では, 研究の現状と今後の展望について, 二重特異性低分子抗体を中心に述べる。
【目次】
1 はじめに
2 抗体医薬の特徴
2.1 抗体の構造
2.2 抗体医薬における治療効果
2.3 高価な抗体医薬品
3 低分子抗体の開発
3.1 抗体の低分子化
3.2 二重特異性低分子抗体
4 おわりに
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《BIO PRODUCTS》
ハイドロキシアパタイト（Hydroxy apatite）
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2017年5月号
￥4,860
作田庄平 東京大学
古川智宏 東京大学
飯村九林 東京大学
山本利義 東京大学
中野貴由 大阪大学
永瀬丈嗣 大阪大学
當代光陽 大阪大学
芝 健夫 山形大学
横澤晃二 山形大学
松井弘之 山形大学
時任静士 山形大学
岩井聡一 大阪大学
武岡真司 早稲田大学
柚木恵太 (株)サティス製薬
戒能智宏 島根大学
川向 誠 島根大学
十川佳奈子 (株)三井住友銀行
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BIO R&D
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食品添加物を用いたアフラトキシン汚染防除
Control of Afl atoxin Contamination with Food Additives
アフラトキシンはカビ毒（マイコトキシン）の中で最も深刻な農作物汚染被害を引起しているが，現在抜本的な汚染防除法は無い。アフラトキシンの汚染防除法として，アフラトキシン産生阻害物質の利用を考え，呼吸阻害剤が産生阻害活性を持つことを見出した。呼吸阻害活性を有する既存の食品添加物の汚染防除への応用が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 アフラトキシンとその汚染対策
3 アフラトキシン産生阻害物質について
4 食品添加物のアフラトキシン汚染防除への利用
5 おわりに
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生体用高強度ハイエントロピー合金の開発
Development of High-strength High-entropy Alloys with Superior Biocompatibility
従来の合金とは，合金設計概念や，それに基づく合金組成が全く異なる新規な生体用金属材料である「生体用ハイエントロピー合金」の開発に成功した。ハイエントロピー合金は，5成分以上の元素の組み合わせからなる多成分系であり，混合のエントロピーを高めるため等原子組成に近い合金組成を持つように設計される。ハイエントロピー合金は，Severe lattice distortion 効果によって高強度であるが，High entropy 効果によって固溶体が得られるため基本的には脆くなく，鋳造状態でさえも優れた機械的強度発現が期待できることから新たなタイプの金属系構造部材として注目されている。新規開発の等原子組成比Ti20Nb20Ta20Zr20Mo20合金（数字は原子％）は，チタンと同程度の生体適合性を示す上，その機械的強度は使用頻度の高いTi-6Al-4V合金などに比べ圧倒的に高く，高い加工性を持ち合わせる。
鋳造状態でもその優れた生体適合性と機械的性質を示すことから，精密鋳造や三次元金属積層造形などへの応用も可能である大変優れた特性を兼ね備えた新材料である。
【目次】
1 ハイエントロピー合金とは
2 生体用ハイエントロピー合金の設計開発
3 生体用ハイエントロピー合金の特徴
4 生体用ハイエントロピー合金の可能性と今後の展開
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フレキシブルハイブリッド型常時計測体温センサの開発
Development of Flexible Hybrid Body-temperature Sensors for Real-time Monitoring
健康モニタリングによる質の高いQoL社会の実現に向けて，印刷製法で作製および実装する，有機集積回路とSi-LSIを融合したフレキシブルハイブリッドヘルスケアセンサの開発を行った。有機体温センサを例にとり，インクジェット印刷法を用いてハイブリッド型常時計測体温センサの試作と計測実験を行い，身体への装着状態での基本的な計測とデータ伝送に成功した。このハイブリッドセンサ技術は，将来のIoT社会におけるフレキシブルセンサとして応用展開が期待される。
【目次】
1 はじめに
1.1 健康モニタリングの重要性
1.2 フレキシブルハイブリッドデバイスの重要性
2 ハイブリッド化の開発動向
3 ヘルスケアセンサ応用
4 ハイブリッドセンサの構成
5 一体型ハイブリッドセンサの試作と計測実験
6 おわりに
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ハイドロキシアパタイトアガロースゲルを用いた骨再生医療
Bone Regenerative Medicine Using Hydroxyapatite Agarose Composite Gels
【目次】
1 はじめに
2 ハイドロキシアパタイトアガロースゲル
3 臨床研究の概要
4 結果
5 結論
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生体適合性高分子ナノシートの物性と医療応用
Physical Properties and Medical Applications of Biocompatible Polymer Nanosheets
【目次】
1 諸言
2 ナノシートの作製
2.1 交互積層法（LbL）
2.2 キャスト法
3 ナノシートの密着性
4 ナノシートの分子透過性
5 ナノシートの分解特性
6 多孔質ナノシートとマイクロディスク型ナノシートの構築
7 ナノシートの医療応用
7.1 創傷被覆材（ナノ絆創膏）として
7.2 薬物徐放材として
8 ナノ医療のプラットフォームとしての将来展望
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和栗の皮からの植物ヒト型セラミド高含有原料の開発
Development of Botanical Human-type Ceramide from Japanese Chestnut Shell
植物性グルコシルセラミドは，ヒト表皮角質層にある細胞間脂質のセラミドとは化学構造が大きく異なることが知られている。本稿では，和栗の加工廃棄物である栗皮に，化粧品原料として有効なヒト型セラミドAPが蓄積していること，さらにそのセラミドがC22からC28の超長鎖脂肪酸から構成されていることを明らかにしたので報告する。
【目次】
1 はじめに
2 植物スフィンゴ脂質の特徴
3 ヒト型セラミドの特徴
4 天然素材からのヒト型セラミド生産
5 和栗について
6 くりセラミドTMの特徴
7 超長鎖セラミドAPについて
8 おわりに
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《BIO ENGINEERING》
コエンザイムQ10増産技術の開発
Development of Technology for Higher Production of Coenzyme Q10
コエンザイムQ10（CoQ10）は食品サプリメントとして広く市場に出回っている脂溶性物質で，生体内でのATP生産に必要である。CoQ10は酸化型と還元型の2つの形をとることにより，抗酸化物質としても働く。CoQ10は主に微生物により生産されているが，CoQ10の生合成経路は完全には解明されていないのが現状である。
【目次】
1 コエンザイムQ（CoQ）とは
2 CoQの生合成
2.1 CoQの生合成研究の歴史
2.2 メバロン酸経路
2.3 イソプレノイド側鎖の合成
3 CoQの生産性向上の取り組み
3.1 Agrobacterium tumefaciensとRhodobacter sphaeroidesの育種
3.2 大腸菌を用いた遺伝子の高発現によるCoQ 生産性の向上
3.3 酵母を用いたCoQ生産性の向上
3.4 植物におけるCoQ10生産
3.5 さらなるCoQ10高生産に向けて
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《BIO BUSINESS》
再生医療ベンチャーの現況と課題
Trends and Issues of Regenerative Medicine Startups
【目次】
1 はじめに
2 再生医療分野の成長性
3 再生医療の実用化プロセスにおけるベンチャー企業の役割
4 再生医療分野における規制緩和とその影響
5 再生医療ベンチャーの課題
5.1 人材の確保
5.2 知財戦略
5.3 大企業との連携
6 三井住友銀行の取組
7 おわりに
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2017年4月号
￥4,860
<<著者一覧>>
佐藤香枝 日本女子大学
太田庸介 京都府立医科大学
鈴木孝禎 京都府立医科大学
田澤 大 岡山大学大学院
大西哲平 岡山大学大学院
香川俊輔 岡山大学大学院
中村修治 (株)林原
藤原俊義 岡山大学大学院
松永行子 東京大学
野村広之進 みずほ証券(株)
前野一雄 NPO 法人「全世代」；地域医療機能推進機構（JCHO）
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BIO R&D
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遺伝子転写量および遺伝子変異の細胞内蛍光検出技術
Fluorescence Imaging for specifi c mRNA Detection in Cells
遺伝子転写量および遺伝子変異を細胞内で見る試みは, 近年, 高感度化や高性能化され発展を遂げている。細胞の形状を保ったまま分析することで, 組織内での遺伝子変異のある細胞の分布が明らかになり, がん診断などの場で役立つものと期待されている。RNAscope法は1980年代に開発されたFISH法を複数のプローブを組み合わせることで高感度にしたものであり, 一分子の検出も可能である。一塩基の違いを見分ける精度を持つ方法としては, Padlock probeを用いた方法が開発されている。一方, SmartFlare法という低侵襲で生きた細胞のmRNAの発現を蛍光で検出する革新的なプローブも開発されている。本稿では, 近年開発されたそれぞれの方法の原理と利点について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 ISH・FISH法
3 RNAscopeによる検出
4 Stellaris RNA FISH法による検出
5 in situ Padlock/RCA法による検出
6 マイクロデバイスを用いた細胞内遺伝子検出技術
7 SmartFlare RNA検出プローブ
8 まとめ
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LSD1阻害を引き金に抗がん剤を放出する小分子型DDSの開発
Development of a small molecule-based DDS：LSD1 inhibition-triggered release of anticancer agents
薬物の体内動態を制御する技術であるDDSは, 薬理作用の向上や副作用の低減が期待され, がん等をはじめ多くの疾患で応用されている。一方で, これまでのDDSは高分子を基にしたものであり, 投与方法が制限される等課題も残される。本稿では最近, 筆者らが開発したLSD1を利用した新規小分子型DDSについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 LSD1を標的とした小分子型DDS
2.1 LSD1とLSD1阻害薬
2.2 LSD1阻害を引き金に薬物を放出するPCPA-薬物複合体
2.3 PCPA-タモキシフェン複合体
3 おわりに
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HOZOT 細胞を用いた腫瘍融解ウイルス製剤のDDS
Drug delivery system of oncolytic virus using HOZOT cells
新たながん治療法として腫瘍融解ウイルスを用いたウイルス療法が開発されている。腫瘍融解ウイルスはがん選択的に増殖してがん細胞を破壊するが, ウイルスのがん選択的な運搬技術の開発が大きな課題である。本稿では, 筆者らが開発した細胞内侵入能を有するHOZOT細胞を用いたウイルス運搬技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 テロメラーゼ依存的に増殖する腫瘍融解ウイルス製剤「Telomelysin」
3 テロメラーゼ依存的に増殖する蛍光発現腫瘍融解ウイルス製剤「TelomeScan」
4 腫瘍融解ウイルス製剤「Telomelysin」の臨床開発
5 腫瘍融解ウイルス製剤の全身投与における問題点
6 がん選択的な細胞内侵入能を有するHOZOT細胞
7 HOZOT細胞を用いたウイルス運搬技術の開発
8 まとめ
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血管の破綻および正常化のみえる化―in vitro三次元微小血管モデルを用いた血管透過性評価系の構築―
Visualization of vascular dysfunction and vascular normalization: Development of method to evaluate vascular permeability using an in vitro 3D microvessel model
血管は体中にネットワークを形成し, 各種臓器のおよび生体の恒常性を担っている。血管の内層を構成する内皮細胞間の接着の破綻による血管透過性の亢進は, 様々な疾患の発症と密接に関係している。このため, 血管透過性を抑制し血管の正常化を目的とした薬剤の開発と利用が注目されている。本稿では, in vitro三次元微小血管モデルを用いた, 血管透過性の評価系構築に関する筆者らの最近の取り組みについて述べる。
【目次】
1 血管新生阻害療法におけるin vitro血管モデルの必要性
2 血管のバリア機構
3 三次元微小血管モデルの基本構造と特徴
4 in vitro三次元微小血管モデルを用いた血管透過性評価法の構築
4.1 共焦点レーザー顕微鏡による蛍光透過性評価法
4.2 EDTA前処理がトロンビンによる透過性亢進を向上させる
4.3 007による血管透過性抑制の評価
5 おわりに
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BIO BUSINESS
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日本と世界の再生・細胞医療産業化
Industrialization of Regenerative Medicine and Cell Therapy in Japan and the world
「再生・細胞医療」やその「産業化」というキーワードがにわかに注目されているが, 再生・細胞医療の初の製品が約30年前に誕生して以降, その産業化はほとんど失敗してきた事実は, あまりよく知られていない。足下の取り組みと過去の失敗は何が違うのか, 特に日本での産業化には何が必要かについて, 事例を交えつつ一定の見方を示したい。
【目次】
1 強い成長へのコンセンサス
2 足元の世界市場は一時的にやや縮小傾向
3 現在は再生・細胞ベンチャー企業も十分な収益を上げられていない
4 再生・細胞医療の歴史 ～産業化を阻んできた3つのハードル～
5 今後の再生・細胞医療はこれまでと何が違うか？
6 日本で再生・細胞医療が発展するために必要なこと
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産業用酵素の市場動向
Market trend of Industrial Enzymes
産業用酵素は, 食品やトイレタリーなどの身近な生活製品から, 繊維, タンパク, 油脂, 醸造, 異性化糖向けなどの各種加工製品において, 日常不可欠なものとなっている。こうした既存分野に対して新規の酵素を導入する動きも続いており, 高齢者用の食品加工など新たな技術応用も始まっている。このような市場環境の中, 遺伝子組換え技術によるGMO酵素が環境問題や原料高騰の流れを受けて市場展開の拡大を続けている。また, 産業用酵素の利用分野では, エコロジー分野, エネルギー分野, ファインケミカル分野に伸びが期待され, 洗剤用酵素は近年の液体洗剤へのニーズの高まりによって需要が増大している。エネルギー分野では, バイオエタノールの開発が依然として注目を集めているものの, やや落ち着いた動きとなっている。エネルギー産業への展開は, 国内の産業用酵素市場における飽和状態にインパクトを与える好材料であり, 今後はこうした高付加価値の機能向上品の用途開発を進めることにより, さらなる新規需要も期待される。
【目次】
1 酵素の分類と市場概況
2 産業用酵素の市場
3 メーカー動向
(1) ノボザイムズジャパン
(2) 天野エンザイム
(3) ナガセケムテックス
(4) 新日本化学工業
(5) ヤクルト薬品工業
(6) 三菱化学フーズ
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《BIO PRODUCTS》
ソーマチン(Thaumatin)
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《BIO POLICY PROPOSAL》
医療と保育のインテグレーション
～病院の職員の子ども達だけに利用されている全国2,700の病院内保育所を, 地域住民に開放するプロジェクト～
Integration of Medical Care and Child Care
先が読めない混沌とした時代。しかし不透明な現状を嘆くだけでは解決策は見つからない。主権者である国民はもっと発言する責任があり, 実際の政治, 行政に反映させていく社会的システムの構築が必要ではないか。一昨年9月発足したNPO法人「全世代」はいわば巷（ちまた）から未来の社会づくりに関わる参加型市井会議を目指している。
【目次】
1 はじめに
2 できることから力を合わせて解決していきたい
3 「待機児童」問題が解消できない理由
4 「病院内保育所」がもつ可能性
5 モデルケースで地域開放に向けた具体的流れをつくる
6 クラウドファンディングの実施
7 病院内保育所の地域開放に前向きな病院が多数ある
8 「子育て支援が日本を救う」
9 病院内保育所以外の取り組み -
2017年3月号
￥4,860
【特集】オリゴ糖の機能性開発
<<著者一覧>>
新井紀恵 (株)林原
宮坂清昭 三井製糖(株)
重久 晃 (株)ヤクルト本社
金井晴彦 ヤクルト薬品工業(株)
関 信夫 森永乳業(株)
山本采佳 焼津水産化学工業(株)
田中智子 江崎グリコ(株)
木下佳昭 学習院大学
内田就也 東北大学
中根大介 学習院大学
西坂崇之 学習院大学
山本朗仁 名古屋大学大学院
下島千明 名古屋大学大学院
竹内英之 名古屋大学環境医学研究所
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【特集】オリゴ糖の機能性開発
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トレハロースの特性を活かした機能性素材としての開発～エネルギー源, ストレス応答, オートファジー～
Development as a functional material making full use of trehalose characteristics ~Energy source, stress response, autophagy~
トレハロースは, 食品加工をはじめとする様々な分野で利用されている。ここでは, トレハロースの生物学的意義, 動物やヒト試験で認められた種々の生理作用の他, トレハロースが持つ生理作用がオートファジーと関連することを示唆する最近の知見を紹介し, 機能性素材としての今後の展望について記述する。
【目次】
1 はじめに
2 自然界に存在するトレハロースの生物学的意義
3 トレハロースの生理作用
3.1 トレハロース経口摂取が腸管に与える影響
3.2 トレハロースの骨吸収に対する影響
3.3 血糖やインスリンに与える影響
3.4 トレハロースの生活習慣病予防に対する効果
4 オートファジーとトレハロース
5 おわりに
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パラチノース(R)（イソマルツロース）
Palatinose(R)（Isomaltulose）
パラチノース(R)（イソマルツロース）はスクロースの構造異性体であり, 消化吸収が穏やかな二糖類である。他の糖質に由来する血糖上昇を抑え, 非う蝕性, 内臓脂肪蓄積抑制, 脳機能持続等の機能特性が報告されている。パラチノースは30年以上にわたる食経験があり, 特定保健用食品の関与する成分として認められた実績がある等, 安全性は確認されている。
【目次】
1 緒言
2 安全性
3 構造・代謝特性
4 血糖上昇抑制効果
5 内臓脂肪蓄積抑制効果
6 非う蝕・抗う蝕効果
7 脳機能維持・向上効果
8 用途展開及び実用例
9 おわりに
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ガラクトオリゴ糖
Galacto-oligosaccharides
ガラクトオリゴ糖は, 基本骨格であるラクトースにガラクトースが結合したオリゴ糖であり, 最も多用されるプレバイオティクスの一つである。本稿では, ガラクトオリゴ糖の合成や開発について説明するとともに, 近年明らかになった生理効果や作用機序についても概説する。
【目次】
1 概要
1.1 ガラクトオリゴ糖とは
1.2 GOSの合成反応
1.3 グルコシドヒドラーゼ（以下, GH）
1.4 市販されているGOS
1.5 高純度GOSの開発
2 オリゴメイトの機能性（ガラクトオリゴ糖の生理機能や作用機序の知見）
2.1 プロバイオティクスとの併用による感染防御効果の促進
2.2 腸内腐敗産物産生の抑制
2.3 皮膚症状の改善効果
2.4 育児粉乳で哺育される乳児への効果
2.5 ビフィズス菌によるGOS代謝メカニズム
2.6 これからの生理機能や作用機序の解析
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ラクチュロース（ミルクオリゴ糖）の機能性
Functionality of lactulose（ Milk oligosaccharide）
ラクチュロースはヒトに消化, 吸収されることなく大腸に到達し, プレバイオティクスとしてビフィズス菌に利用され, 腸内フローラを改善する。世界中で健康食品, 医薬品などに利用されている。また, ラクチュロースは腸管壁のバリア性の評価などにも用いられている。今後, ラクチュロースを関与成分とした機能性表示食品が開発されていくと考えられる。
【目次】
1 はじめに
2 ラクチュロース（ミルクオリゴ糖）とは
3 ラクチュロースの生理機能
3.1 資化性
3.2 ビフィズス菌増殖作用
3.3 カルシウム, マグネシウム吸収促進作用
3.4 血糖値への影響
4 医薬品としての利用
4.1 便秘薬としての利用
4.2 高アンモニア血症改善薬
5 ラクチュロースを用いた検査
5.1 腸管壁バリア機能の測定
5.2 呼気水素試験
6 安全性
7 加工特性
8 おわりに
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機能性食品素材「キチンオリゴ糖」の応用
Application of chitin oligosaccharides as a functional food material
キチンオリゴ糖はカニ, エビなどの甲殻に含まれる高分子多糖類のキチンを部分加水分解することによりつくられるオリゴ糖である。多くの研究の結果, キチンオリゴ糖を含む様々な糖質は生体調節機能を有することが明らかとなってきた。焼津水産化学工業(株)では, キチンの高度利用を目指し, 食品用キチンオリゴ糖「NACOS-Y」を製造, 販売している。本稿では, キチンオリゴ糖の機能性食品素材としての特性, 機能性, および利用の現状について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 製造方法
3 特性
3.1 味質と甘味度
3.2 溶解度
3.3 水分活性
3.4 pH安定性
3.5 着色性
3.6 難消化性
3.7 腸内細菌資化性
4 安全性
5 免疫賦活作用・抗腫瘍作用
5.1 免疫賦活作用（リンパ球を用いた検討）
5.2 免疫賦活作用（マウス単球細胞 RAW264.7を用いた検討）
5.3 抗腫瘍作用（マウスを用いた検討）
6 免疫調節作用
7 その他の利用
8 おわりに
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リン酸化オリゴ糖カルシウムの機能性食品への応用
Application of Phosphoryl Oligosaccharides Calcium for Functional Foods
口腔の健康は生活の質を左右する重要な決定要因の一つある。健康寿命を寿命により近づけた長寿化社会を実現するためには, むし歯をはじめとする口腔疾患が原因の, 歯の喪失を防ぐことが重要な取り組みである。そこで我々は高水溶性カルシウムであるリン酸化オリゴ糖カルシウムを開発し, だ液の機能性強化によるう蝕予防に有効な手段を開発した。歯質の必須ミネラルであるカルシウム, リン酸, に加えて, 強化剤のフッ化物を唾液に安定的に溶かし込み, 歯質への浸透性を高めて結晶再生を促す技術開発に成功した。本稿では, その技術開発と特定保健用食品への利用研究までを概説する。
【目次】
1 はじめに
2 口腔ケアとリン酸化オリゴ糖カルシウム
3 う蝕（むし歯）と糖質
4 リン酸化オリゴ糖カルシウムの特性
5 オーラルケア食品の設計
6 唾液を介した歯エナメル質結晶の回復検証
7 特定保健用食品の取得
8 おわりに
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BIO R&D
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アーキアべん毛作動機構解明のための精密顕微測定技術
Imaging techniques for elucidation of motility mechanisms of archaella
自然界には化学エネルギーを力学的な仕事に変換する, 生体分子モーターと呼ばれるタンパク質が存在する。生体分子モーターの形や作動機構は生物種により様々であるが, 人類が生み出した機械を超越した精巧な仕組みで働く。本稿では光学顕微鏡下での精密測定により明らかとなった, アーキアが有する生体分子モーターの仕組みを紹介する。
【目次】
1 生体分子モーター
2 分子モーター研究を支えるイメージング技術
3 アーキア
4 1細胞レベルで詳細な運動を画像化する
5 まるで時計の針の様に規則正しく動くモーター
6 数値計算による遊泳運動の再現
7 おわりに
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歯髄幹細胞培養上清による多発性硬化症改善効果
Conditioned Medium from the Stem Cells of Human Exfoliated Deciduous Teeth Ameliorates Experimental Autoimmune Encephalomyelitis
再生医学（幹細胞移植療法）による多発性硬化症の治療が期待されている。しかしながら, 移植細胞の品質, 腫瘍形成や免疫拒絶の危険性など, 臨床応用には課題が多い。本稿では幹細胞が分泌する組織再生因子群を無血清培養上清として回収し, 多発性硬化症の治療法開発に応用した我々の研究を概説する。
【目次】
1 はじめに
2 再生医療の細胞源としての歯髄幹細胞の特性
3 歯髄幹細胞CMによる神経再生療法の開発
4 歯髄幹細胞CMによる新しいMS治療法の開発の可能性
5 まとめ
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≪BIO PRODUCTS≫
ポリ酸無水物（Polyanhydrides） -
2017年2月号
￥4,860
【特集】認知症診断・根治に向けたイメージング利用
＜＜著者一覧＞＞
石井賢二 東京都健康長寿医療センター研究所
木村泰之 国立長寿医療研究センター
加藤隆司 国立長寿医療研究センター
木澤 剛 国立長寿医療研究センター
伊藤健吾 国立長寿医療研究センター/認知症先進医療開発センター
松田博史 国立精神・神経医療研究センター
宿里充穂 昭和薬科大学
尾上浩隆 理化学研究所
木村成志 大分大学
加賀千晶 (株)ヤクルト本社
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【特集】認知症診断・根治に向けたイメージング利用
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認知症診断・治療におけるアミロイドイメージングの現状
Current status of amyloid imaging in clinical application for diagnosis and treatment of dementia diseases
アミロイドイメージングはアルツハイマー病における脳内アミロイドbの蓄積を超早期に診断することができる。わが国でもPET用診断薬合成装置が薬事承認され, 製薬会社による製造販売も間もなく開始される。非典型例の正確な診断を可能とするとともに, 疾患修飾薬の実用化や将来の先制医療の実現に向けて欠かせない診断技術として, 普及が望まれている。
【目次】
1 はじめに
2 アルツハイマー病の原因は何か
3 疾患修飾薬の開発と早期診断バイオマーカー
4 アミロイドイメージングの登場と研究開発へのインパクト
5 アミロイドPET診断薬
6 アミロイドイメージングの診断原理
7 アミロイドPETの診断的意義
8 アミロイドPET診断薬の互換性
9 アミロイドPETの日常診療における適用
10 病態モデルの再構築
11 おわりに
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タウイメージングと診断・治療応用の現状
Application of tau imaging to dementia diagnosis and drug development
認知症患者が増え続ける現在, 診断および治療法の開発は全世界的に喫緊の問題である。認知症をきたす疾患によく認められる神経病理像の一つである凝集したタウ蛋白を, 陽電子断層撮像法を用いてイメージングする方法が開発されつつあり, 認知症の診断精度向上や治療法の開発促進への貢献が期待されている。本稿ではタウイメージングについて集積されつつある知見を俯瞰した。
【目次】
1 認知症におけるタウイメージングの位置づけ
2 タウイメージングの開発
3 認知症各種疾患におけるタウイメージング
3.1 健常高齢者におけるタウイメージング
3.2 アルツハイマー病におけるタウイメージング
3.3 レビー小体病におけるタウイメージング
3.4 前頭側頭葉変性症におけるタウイメージング
3.5 慢性外傷性脳症におけるタウイメージング
4 治療薬開発へのタウイメージングの応用
5 タウイメージングの定量性
6 まとめ
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ドパミントランスポータイメージングの診断応用の現状
Current status of diagnostic application of dopamine transporter imaging
ドパミントランスポータイメージングはSPECT製剤の保険収載によりシナプス前ドパミン障害があるパーキンソン症候群の早期診断, シナプス前ドパミン障害がないパーキンソン症候群との鑑別, およびレビー小体型認知症とアルツハイマー型認知症との鑑別に日常診療で広く用いられるようになった。診断には画像の定性評価のみならず線条体の特異的集積の定量も重要である。
【目次】
1 ドパミントランスポータとそのイメージングに用いられる放射性医薬品
2 ドパミントランスポータイメージングの臨床適応
3 ドパミントランスポータイメージングによる診断と定量評価
4 おわりに
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PETによる神経変性疾患における神経炎症のライヴイメージング
Live imaging by PET in neurodegenerative disorders
神経変性疾患の一つであるアルツハイマー病ではbアミロイド(Ab)蛋白質やタウ蛋白質の関与が明らかになり, 脳内におけるこれらの疾患特異的蛋白質(バイオマーカー)を非侵襲的にイメージングすることのできる技術として, 認知症の早期診断, 治療薬開発における陽電子断層撮像法(positron emission tomography, PET)の有用性が注目されている。神経変性の進行にはアミロイドの蓄積が惹起するミクログリアの活性化を特徴とする神経炎症の質的・量的変化が重要な鍵となっていることから, 本稿では, 神経炎症のPETイメージングの現状と展望について紹介する。
【目次】
1 陽電子断層撮像法(positron emission tomography, PET)による神経変性疾患のイメージング
2 神経炎症におけるtranslocator protein(TSPO)のPETイメージング
3 神経炎症におけるシクロオキシゲナーゼのPET イメージング
4 おわりに
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認知症の早期診断に有用な画像マーカーの開発
Developement of useful imaging markers for early diagnosis of dementia
認知症をきたす神経変性疾患では, 発症早期からの適切な治療やケアが, 認知機能低下の進行を遅らせるためにきわめて重要となる。各疾患で適切な治療やケアが異なるため, 日常診療における早期かつ正確な診断が求められる。さらに, 認知症の代表的な疾患であるアルツハイマー病では, これまでの根本的治療薬による臨床試験の不本意な結果から発症早期段階での治療的介入の必要性が指摘されている。
近年, X線断層撮影法(Computed Tomography:CT), 核磁気共鳴診断法(magnetic resonance imaging:MRI), 単光子放出断層撮像(Single photon emission computed tomography:SPECT), 陽電子放出断層撮像(Positron emission tomography:PET)などの神経画像検査を用いた診断技術は長足の進歩を遂げ, 認知症の早期診断および鑑別診断に大きな役割を果たすようになった。
MRIや脳血流SPECTによる疾患特異的な脳萎縮および脳血流低下パターン解析は, 日常診療における認知症診断に有用であり, 臨床研究におけるアミロイドPETやタウPETの活用は, 病態解析や新規治療薬の開発をさらに進展させるであろう。
【目次】
1 はじめに
2 PET
2.1 アミロイドPET
2.1.1 アミロイドPETの有用性
2.2 タウイメージング
2.3 18F-fl uoro-2-deoxy-D-glucose(FDG)PET
2.4 PETを用いた臨床研究
2.4.1 PiB PET
2.4.2 神経心理検査
2.4.3 3.0T MRI
2.4.4 FDG PET
3 SPECT(single photon emission computed tomography)
3.1 脳血流SPECT
3.1.1 アルツハイマー病(Alzheimer’s disease:AD)
3.1.2 レビー小体型認知症(dementia with Lewy bodies:DLB)
3.1.3 前頭側頭葉変性症(frontotemporal lobar degeneration:FTLD)
3.1.4 進行性核上性麻痺(progressive supranuclear palsy:PSP)
3.1.5 大脳皮質基底核症候群(corticobasal syndrome:CBS)
4 おわりに
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BIO REVIEW
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乳酸菌シロタ株を利用した発酵豆乳飲料の開発と機能性
Development and functionality of fermented soymilk beverage by Lactobacillus casei strain Shirota
豆乳を乳酸菌シロタ株で発酵した「発酵豆乳」を開発した。本飲料は, 植物性素材(豆乳)を発酵基材としたプロバイオティクス飲料であり, 発酵によって得られる高吸収型大豆イソフラボンと乳酸菌シロタ株を同時に摂取できる優れた機能性飲料である。豆乳の持つ生理効果を強化するだけでなく, プロバイオティクス摂取のための新たな選択肢を提供し, 多くの人々の健康維持に貢献することが期待される。
【目次】
1 はじめに
2 豆乳の機能性
3 発酵豆乳の優位性
4 大豆イソフラボンとLcSによる乳がんリスク低減効果
4.1 背景
4.2 乳がんリスクに関する疫学調査
4.3 動物モデルを用いた乳がん予防効果の検討
5 おわりに
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≪BIO PRODUCTS≫
ポリグリコール酸(polyglycolic acid, PGA)
乳酸-グリコール酸共重合体(poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA)
ポリカプロラクトン(PCL) -
2017年1月号
￥4,860
【特集】近赤外バイオイメージング―NIR-II:第2 の生体の窓
＜＜著者一覧＞＞
上村真生 東京理科大学
曽我公平 東京理科大学
今村行雄 理化学研究所
神 隆 理化学研究所
岡﨑俊也 産業技術総合研究所
湯川 博 名古屋大学
小林香央里 名古屋大学
新岡宏彦 大阪大学
亀山達矢 名古屋大学
佐藤和秀 名古屋大学
鳥本 司 名古屋大学
石川哲也 名古屋大学
馬場嘉信 名古屋大学
東 和生 鳥取大学
吉田 亘 東京工科大学
馬場勇次 東京工科大学大学院
吉岡仁美 東京工科大学大学院
軽部征夫 東京工科大学
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【特集】近赤外バイオイメージング―NIR-II:第2 の生体の窓
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「第2の生体の窓」の波長域を利用する近赤外蛍光バイオイメージング
Near-Infrared Fluorescence Imaging in the Second Biological Window
近年, 「第2の生体の窓」と呼ばれる波長1000nmを超える波長域の近赤外光が, 極めて高い組織透過性を示すことが知られており, 生体深部の蛍光イメージングへの応用が話題を呼んでいる。本稿では, 筆者らが世界に先駆けて研究を進めてきた, この次世代の蛍光イメージング技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 蛍光プローブの設計
2.1 希土類含有セラミックスナノ粒子
2.2 量子ドット
2.3 カーボンナノチューブ
2.4 有機蛍光色素
3 OTN-NIR蛍光in vivoイメージングシステム
4 まとめ
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第2光学窓近赤外蛍光プローブによるマウス脳の非侵襲イメージング
Noninvasive imaging of mouse brain using near-infrared fl uorescent probe in the second optical window
生体の第2光学窓と呼ばれる波長1000-1400nm領域での非侵襲近赤外蛍光イメージングは, 従来の近赤外領域(波長700-900nm, 生体の第1光学窓)に比べ生体組織からの自家蛍光, 散乱が弱いため, 高い空間分解能での生体深部蛍光イメージングが可能である。 本稿では, 生体の第2光学窓で利用可能な近赤外蛍光量子ドットプローブの簡易合成法とこれを用いたマウス脳の非侵襲蛍光イメージングについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 生体組織(皮膚, 心臓, 脳)の光学特性
3 第2光学窓で利用できる近赤外蛍光プローブ
4 高輝度発光する第2光学窓近赤外量子ドット蛍光プローブの簡易合成法
4.1 グルタチオン被覆水溶性PbS量子ドット
4.2 蛋白質被覆水溶性PbS量子ドット
5 第2光学窓におけるマウス脳の非侵襲イメージング
5.1 マウス脳血管の蛍光イメージング
5.2 脳血栓の蛍光イメージング
5.3 第2光学窓による脳血栓の顕著な量的変化の検出
6 おわりに
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カーボンナノチューブのNIR-IIにおける蛍光
Fluorescence of carbon nanotubes in NIR-II region
カーボンナノチューブ(CNT)は, 構造に依存して1000～1400nmの波長領域に蛍光を有する。そのため, 生体透過性の良い近赤外領域の蛍光プローブとしての応用が期待されている。本稿ではCNTの近赤外発光について解説し, CNT近赤外蛍光標識をもちいたイムノアッセイについて述べる。
【目次】
1 カーボンナノチューブの近赤外発光
2 CNT近赤外蛍光標識をもちいたイムノアッセイ
3 まとめ
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NIR-II近赤外領域における移植幹細胞in vivo蛍光イメージング
In vivo fluorescence imaging of transplanted stem cells in near-inflared II region
再生医療において, 移植幹細胞の生体内動態や集積組織・臓器を正確に診断するためのイメージング技術は極めて重要である。本稿では, 従来の可視光やNIR-I近赤外領域と比較して極めて生体透過性が高い「第2の生体の窓」と称されるNIR-II近赤外領域の蛍光を利用した移植幹細胞in vivo蛍光イメージング技術について概説した。
【目次】
1 はじめに
2 これまでの成果～NIR-I近赤外領域における移植幹細胞in vivo蛍光イメージング～
3 NIR-II近赤外領域におけるin vivoイメージングの有用性
4 NIR-II近赤外領域における移植幹細胞in vivo蛍光イメージング
5 まとめと展望
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BIO REVIEW
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キチンナノファイバーの食品, 化粧品および医療分野への応用
Applications of chitin nanofibers for food, cosmetic and medical field
カニ殻などの主成分であるキチンは, 天然ではナノ繊維(ファイバー)が密集した状態となっている。近年, キチンナノファイバー(CNF)の作製が容易に可能となり, その応用が期待されている。筆者らは, 現在CNFの食品, 化粧品および医療分野への応用の可能性を模索している。本稿では一連の研究成果を概説し, CNFの様々な分野への応用の可能性に関して述べる。
【目次】
1 キチンナノファイバー(CNF)
2 CNFの食品分野への応用
2.1 CNF経口摂取による抗炎症効果
2.2 SDACNF経口摂取による抗肥満および高コレステロール血症改善効果
2.3 CNFおよびSDACNFのプレバイオティクスとしての有用性
3 CNFの化粧品分野への応用
4 医療分野への応用
4.1 創傷治癒に対する効果
4.2 皮膚炎に対する効果
5 まとめ
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メチル化DNAの簡易計測法の開発
Development of direct DNA methylation sensing systems
ヒトゲノムDNAにおいてシトシン・グアニン塩基配列中のシトシンはメチル化され, このDNAメチル化が遺伝子の発現を制御するスイッチとして機能している。がん細胞中ではこのメチル化パターンが異常になっているため, メチル化DNAはがんのバイオマーカーとして期待されている。本稿では, 筆者らが開発した遺伝子特異的なメチル化レベルとゲノム全体のメチル化レベルを簡便に測定する方法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 DNA四重鎖構造を利用した遺伝子特異的メチル化レベル検出方法
2.1 測定原理
2.2 PCR産物のメチル化レベル測定
2.3 ヒトゲノム中のVEGFA遺伝子のメチル化レベル測定
3 ルシフェラーゼ融合メチル化CpG結合蛋白質を利用したゲノム全体のメチル化レベル測定法
3.1 測定原理
3.2 MBD融合ルシフェラーゼの組換え生産
3.3 プラスミドDNAのメチル化レベル測定
3.4 ヒトゲノムDNAのメチル化レベル測定
4 まとめ
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BIO BUSINESS
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木質系バイオマス原料の市場動向
Market Trend of Woody Biomass Materials
食料問題への波及が懸念されている可食性植物由来のバイオマス原料に対して, 非可食性植物由来のトウゴマ(ヒマシ油), 廃糖蜜, キャッサバなどのバイオマス原料に加えて, 木質系セルロース原料の研究開発も進んできている。特にセルロースナノファイバーや木質チップの応用が期待されている。
【目次】
1 セルロース
1.1 概況
1.2 原料別動向
(1) セルロース粒子
(2) セルロース誘導体
2 ヘミセルロース
3 リグニン -
2016年12月号
￥3,888
【特集】再生医療用培養機器と材料
<<著者一覧>>
三輪達明 旭硝子(株)
アリムジャン イディリス 旭硝子(株)
細田雅也 (株)クラレ
小野塚新 JX エネルギー(株)
服部秀志 大日本印刷(株)
村岡 恵 大日本印刷(株)
土屋勝則 大日本印刷(株)
福田雅和 和光純薬工業(株)
新井華子 和光純薬工業(株)
藁科雅岐 和光純薬工業(株)
上村光宏 和光純薬工業(株)
竹田康弘 和光純薬工業(株)
松田博行 藤森工業(株)
塚田亮平 住友ベークライト(株)
<<総目次>>
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【特集】再生医療用培養機器と材料
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多能性幹細胞スフェロイドの高密度形成および培養用微細加工容器〈EZSPHERE(R)〉
Microfabric vessels〈 EZSPHERE(R)〉 for high-density spheroid formation and cultivation of pluripotent stem cells
ES/iPS 細胞など多能性幹細胞を用いた再生医療の実現化には, 細胞の大量培養技術の開発が必須である。本稿では, iPS 細胞から均一なスフェロイドを短時間で大量に形成させ, 高品質で効率良く培養・分化が可能なユニークな微細形状を持つ微細加工培養容器「EZSPHERE(R)」と, それを用いて独自開発した3次元培養・分化技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. EZSPHERE(R)の特徴
3. EZSPHERE(R)でヒトiPS細胞スフェロイドの高効率形成
4. EZSPHERE(R)でiPS細胞スフェロイドの未分化維持増殖
5. EZSPHERE(R)でiPS細胞スフェロイドの効率的な分化誘導
6. EZSPHERE(R)でiPS細胞の3次元培養・増殖からドーパミン神経分化・成熟化まで一貫したプロセスの達成
7. EZSPHERE(R)の心筋分化への応用
8. まとめと今後の展開
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三次元細胞培養容器〈Elplasia(エルプラシア)〉
Elplasia(R), 3D Discovery Tools and Spheroid Generators
細胞を2次元でなく, 3次元で培養する試みが行われている。3次元培養の一つの方法としてスフェロイドまたはオルガノイドと言われる細胞塊として培養する方法がある。株式会社クラレではプラスチックの微細成形技術を応用し, 底面に微細構造をもつ細胞培養容器を開発しており, 簡易な操作で, 均一サイズの多数の細胞塊を作製する方法を提案している。
【目次】
1. はじめに
2. 微細構造を活用した大量細胞塊作製容器
3. 〈Elplasia〉Round Bottom Type(RB)
4. 〈Elplasia〉Multiple Pore Type(MPc)
5. 〈Elplasia〉Square Type(SQ)
6. その他の〈Elplasia〉
7. おわりに
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間葉系幹細胞用無血清培地(JX エネルギー株式会社)
Human mesenchymal stem cell (MSC) expansion serum-free medium
本稿では, JXエネルギーが進めている培地事業を紹介するとともに, 取り扱っている再生医療・細胞治療研究用培地のうち, 間葉系幹細胞用無血清培地(他種動物由来成分不含(Xeno-free))を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. JXエネルギーの培地事業
2.1 石油事業と培地事業の接点
2.2 生殖補助医療用培地
2.3 バイオ医薬品製造(ICC)用無血清培地
2.4 再生医療・細胞治療研究における培地の重要性
2.5 アーバイン社の再生医療・細胞治療研究用培地の開発
3. 再生医療・細胞治療研究の実用化への対応
4. おわりに
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培養容器
Development Trend of Cell Culture Vessels
【目次】
1. はじめに
2. 細胞製造に用いられる培養容器の現状と今日の開発動向
2.1 汎用容器
2.2 閉鎖系培養容器
2.3 3次元培養用容器
2.4 細胞シート作製用容器
2.5 接着性を制御した培養容器
2.6 大容量化への展開
3. 標準化の必要性とFIRMの取り組み
4. おわりに
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培地と関連試薬
Culture Medium and Reagent
【目次】
1. はじめに
2. 基礎培地
3. ヒトES・iPS用培地
3.1 オンフィーダー培地
3.2 フィーダーフリー培地
3.3 ゼノフリー培地, アニマルフリー培地
4. 間葉系幹細胞培地
5. 培養基質・フィーダー細胞
6. サイトカイン
7. 未分化維持・分化誘導因子
8. 細胞分散剤
9. 未分化マーカー抗体, 未分化マーカーレクチン
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幹細胞培養容器と材料
Culture Vessel for Stem Cell and its Material
【目次】
1. はじめに
2. 幹細胞培養で使用される工程資材
3. シングルユース工程資材の材質
4. 工程資材のリスクアセスメント
5. 工程資材のリスク
5.1 工程資材の細胞培養への影響
5.1.1 溶出物
5.1.2 不溶性微粒子および不溶性異物
5.1.3 エンドトキシンおよび微生物
5.2 工程資材の安定供給
5.3 工程資材の管理
6. 動物細胞の培養装置について
6.1 シングルユース培養装置
6.2 シングルユース培養装置の使用上の注意点
6.3 シングルユース培養バッグによる動物細胞培養例
6.4 シングルユース動物細胞培養バッグを使用する利点
6.5 シングルユース培養槽の再生医療への応用
6.6 シングルユース培養槽の課題
7. おわりに
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再生医療研究支援のための培養容器
Cultureware for Regenerative Medicine Studies
【目次】
1. ライフサイエンスにおける当社のあゆみ
2. 高水準の品質管理がなされた培養器材
3. タンパク質吸着抑制表面処理を施した培養器材
3.1 凝集塊培養用培養容器
3.2 スリットウェルプレート
3.3 高効率細胞回収用遠沈管
4. おわりに
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BIO PRODUCTS
1,4-ブタンジオール(1,4-butanediol)
バイオコハク酸(Bio-(Succinic acid)) -
2016年11月号
￥3,888
【特集】皮膚モデルの活用
<<著者一覧>>
藤堂浩明 城西大学
半田由希 倉敷紡績(株)
住田能弘 DSファーマバイオメディカル(株)
京谷大毅 (株)ニコダームリサーチ
加藤雅一 (株)ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング
石田優佳 筑波大学
櫻井弘哉 筑波大学
新井達郎 筑波大学
室伏きみ子 お茶の水女子大学
長谷川博 福島県立医科大学附属病院
増井誠一郎 福島県立医科大学
石幡浩志 東北大学
金子哲治 福島県立医科大学附属病院
工藤聖美 福島県立医科大学附属病院
佐々木啓一 東北大学
大坪忠宗 広島国際大学
池田 潔 広島国際大学
紅林佑希 静岡県立大学
南 彰 静岡県立大学
高橋忠伸 静岡県立大学
鈴木 隆 静岡県立大学
<<総目次>>
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【特集】皮膚モデルの活用
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3次元培養ヒト皮膚モデルを介した物質透過性の違い
Difference in chemical permeation properties through cultured human skim models
化学物質の安全性を保証する上で, それらの皮膚透過性の評価は非常に重要である。近年では, 3次元培養ヒト皮膚モデルなどの人工膜を用いたin vitro皮膚透過性試験が注目されている。本稿では, 種々3次元培養ヒト皮膚モデルを介した物質透過性の違いや化学物質の皮内代謝の違いについて述べる。
【目次】
1. 物質透過性測定の重要性
2. 3次元培養ヒト皮膚モデルを介した物質透過性の違い
3. 3次元培養皮膚内での化学物質代謝について
4. おわりに
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MatTek 社皮膚3次元モデル, 角膜3次元モデルを用いた評価法─皮膚刺激性, 眼刺激性試験法を中心に─
Evaluation of 3D Skin Models and 3D Corneal Epithelial Models by MatTek:focusing on in vitro Skin Irritation and Eye Irritation testing
クラボウでは, 研究用皮膚3次元モデルを生産するMatTek Corporation(米国, 以下MatTek社)と1996年に提携し, EpiDermTM, EpiOcularTM含む3次元モデルの輸入販売を開始し20年が経過した。MatTek社3次元モデルの特長は, 米国, 欧州, 日本を含むアジア各国で生産ロットごとの品質が管理された多種類のモデルを入手でき, さらに安全性試験代替法や有効性評価での技術情報が豊富なことである。近年さらに利用用途は拡大しており, 本稿では, 日本で販売している代表的モデルの概要と利用用途について, 最新研究動向を含め解説する。
【目次】
1. 製造元MatTek社について
2. 3次元モデルの基本構造と特長
3. 用途
3.1 各種安全性試験法の国内外利用状況 眼刺激性 Eye Irritation Test;EIT
3.2 皮膚腐食性 Skin Corrosion Test;SCT
3.3 皮膚刺激性試験 Skin Irritation Test;SIT
3.4 医療機器の皮膚刺激性試験 Skin Irritation Test for Medical devices;SIT-MD
3.5 光毒性 Phototoxicity;PHO
3.6 遺伝毒性 Genetoxicity
3.7 感作性 Sensitization
4. おわりに
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ヒトMuse 細胞由来メラノサイトを用いた3次元培養皮膚モデル“HADA”の作製
Three-dimensional( 3D)Cultured Skin Employing Melanocyte from Muse Cells
医薬品や化粧品の研究開発において, 3次元培養皮膚モデルを用いたさまざまな研究が行われているがこれまでのヒト培養皮膚モデルは未だ十分満足できるものとは言えない。ヒト成体の間葉系組織に分布する多能性幹細胞Muse細胞から分化誘導したメラノサイトとその誘導技術を用い, 優れたバリア機能を持った3次元培養皮膚モデルの構築を行った。
【目次】
1. はじめに
2. Muse細胞について
3. “HADA”の実用化
4. “HADA”について
5. “HADA”の研究応用
6. 今後の展開
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EPISKIN社の三次元組織モデル
3D tissue models of EPISKIN
EPISKIN社の三次元表皮モデルEpiSkinTM, SkinEthicTM RHE, および色素細胞含有表皮モデルSkinEthicTM RHPE, また, 角膜上皮モデルSkinEthicTM HCE, 口腔粘膜モデルSkinEthicTM HOE, 歯肉モデルSkinEthicTM HGE, および膣粘膜モデルSkinEthicTM HVEについて, その特徴から用途まで, OECDのテストガイドライン法から, 有用性試験について概略を説明する。
【目次】
1. 製品紹介
2. 販売方法
3. 三次元組織モデルの製造法
4. 三次元組織モデルのロット間再現性
5. 三次元表皮モデル
6. 三次元粘膜モデル
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ヒト培養上皮組織モデルLabCyte(ラボサイト)
Human reconstructed epithelial tissue models, LabCyte
株式会社ジャパン・ティッシュ・エンジニアリングは, 再生医療用の組織培養技術を応用して研究用ヒト培養表皮モデルLabCyte EPI-MODELを開発し, 2005年に発売を開始した。その後, 培養表皮モデル作製キットLabCyte Epi-Kit, ヒト培養角膜上皮モデルLabCyte CORNEA-MODELを順次開発して, 製品ラインアップを拡充してきた。本稿では, これらの製品概要を説明するとともに, その活用例について紹介したい。
【目次】
1. はじめに
2. LabCyte EPI-MODEL
2.1 LabCyte EPI-MODELの製造方法, および組織構造の変化
2.2 LabCyte EPI-MODELの組織構造
2.3 LabCyte EPI-MODELの活用例
2.3.1 皮膚刺激性試験
2.3.2 皮膚腐食性試験
2.3.3 皮膚透過性試験
2.3.4 LabCyte EPI-MODELを用いた皮膚関連基礎検討
3. LabCyte CORNEA-MODEL
3.1 LabCyte CORNEA-MODELの組織構造
3.2 LabCyte CORNEA-MODELを用いた眼刺激性試験
4.おわりに
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BIO R&D
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光化学的細胞観測用色素の開発
Development of pigment for the live cell imaging based on photochemistry
光を用いた細胞イメージングのいくつかに関して, 光化学の基礎と分子の機能に焦点を当てて解説した。特に, 蛍光イメージング, 無蛍光SHGイメージングについて紹介し, 蛍光波長, 光化学反応との関連なども含め, 多様な分子設計・合成が可能である化学的アプローチによるイメージングに対する貢献手法について述べた。
【目次】
1. はじめに
2. 蛍光による細胞観測
3. 環境に応答する蛍光色素
4. SHGによる細胞観測
5. 細胞観測用色素と光化学的性質
6. おわりに
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環状ホスファチジン酸(cyclic phosphatidic acid, cPA)の多様な生理作用と変形性関節症(osteoarthritis, OA)治療薬への応用
Biological functions of cyclic phosphatidic acid and its medical application for osteoarthritis
環状ホスファチジン酸(cPA)とその誘導体である2カルバ環状ホスファチジン酸(2ccPA)の変形性関節症(OA)への効果を検証した。特に2ccPAが, ウサギOAモデルを用いた実験で, 疼痛・腫脹を抑制し, 関節軟骨破壊に対して顕著な改善効果を示すことが明らかとなった。また2ccPAは, OA患者由来の滑膜細胞に働いて, 高分子ヒアルロン酸合成を促進し, 滑膜細胞と軟骨細胞において, 炎症により誘導された基質分解酵素・マトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の産生を抑制することが示された。これらの作用によって, 2ccPAはOAの発症・進行を軽減していることが示された。
【目次】
1. はじめに ― 研究の背景
2. 変形性膝関節症(膝OA)と治療の現状
3. cPAの誘導体2ccPAの膝OA動物モデルと滑膜細胞および軟骨細胞への効果
3.1 ウサギの膝関節半月板切除によるOAモデルへの2ccPAの効果
3.2 培養滑膜細胞と軟骨細胞への2ccPAの効果
4. おわりに
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新規骨再生誘導法用メンブレンの開発
Development of a new membrane for guided bone regeneration method
われわれは, 歯科・口腔外科領域で普及している骨再生誘導法の際に用いるメンブレンを開発した。これは厚さ20μmの純チタン製の薄い膜に超精密微細加工を施したもので, 2016年9月に国産の高度管理医療機器製品として薬事承認を得た。製品名はTiハニカムメンブレンである。今回, その開発過程, 製品特徴等について述べた。
【目次】
1. はじめに
2. 現代病の一つである歯周病
3. 最近の歯科治療-インプラント治療
4. GBR法とは
5. GBR法用メンブレンの材質と特徴
6. 新規GBR法用のメンブレンの材質-純チタンをレーザー加工する
7. 先行品FRIOS(R) Bone Shieldの特徴と改良点
8. 新規GBR法用メンブレンの形状-ハニカム形状へ改良
9. 新規純チタン製メンブレン-Tiハニカムメンブレンの効果
10. 今後の展望
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シアリダーゼ蛍光イメージング試薬の開発
Development of a fluorescent imaging probe for sialidase activity
【目次】
1. はじめに
2. 背景
3. シアリダーゼ基質の合成
4. インフルエンザウイルス感染細胞の可視化
5. 薬剤耐性インフルエンザウイルス感染細胞の選択的可視化
6. 他のシアリダーゼ(ノイラミニダーゼ)活性イメージングへの応用
7. 今後の展望 -
2016年10月号
￥3,888
<<著者一覧>>
舩本誠一 東京医科歯科大学
木村 剛 東京医科歯科大学
岸田晶夫 東京医科歯科大学
田川大輔 森下仁丹(株)
高橋宏明 ユシロ化学工業(株)
白川瑛規 ユシロ化学工業(株)
加藤秀典 黒金化成(株)
牧昌次郎 電気通信大学
長岡 功 順天堂大学
華 見 順天堂大学
坂本廣司 順天堂大学
蓬田 伸 東北薬科大学
奥津徳也 栗田工業(株)
Liesbet Lagae imec
<<総目次>>
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BIO REVIEW
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生物由来材料を使った人工血管の開発動向
An overview of artificial blood vessels prepared by biological materials
これまで, 生物由来材料とはコラーゲン, ゼラチンなどの精製タンパク質あるいは化学架橋された動物由来組織を指していた。近年, 新しい加工プロセスである脱細胞化や生体内で素材を構築する技術が提案され, 生物由来材料の考え方が大幅に広がっている。本稿では人工血管に焦点を絞り, 最近の生体由来材料の応用について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 生物由来材料の最近の動向
2.1 脱細胞化生体組織
3. 生物由来材料を用いた人工血管
3.1 シルク
3.2 細胞・生体を用いて調製した細胞外マトリックス
3.2.1 細胞および生体反応を用いて調製したECMによる人工血管
3.2.2 生体組織を用いて調製したECMによる人工血管
4. 生物由来材料と人工材料の複合化の試み
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シームレスカプセルの開発と応用展開
Seamless capsule of the development and application
【目次】
1. はじめに
2. 森下仁丹シームレスカプセルの製造方法
3. 森下仁丹シームレスカプセルの機能と特性
4. 生きた乾燥ビフィズス菌末のカプセル化
5. バイオカプセルの開発
6. シームレスカプセルの機能
6.1 遮蔽効果
6.2 リリースコントロール
6.3 物質吸収
6.4 マイクロリアクター
7. シームレスカプセルの応用
7.1 レアメタル・貴金属回収カプセルの開発
7.2 環境浄化カプセルの開発
7.3 シロアリ駆除剤カプセルの開発
8. 最後に
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BIO R&D
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自己修復性ポリマーゲルの紹介
The introduction of self-healing polymer gel
【目次】
1. はじめに
2. 自己修復の技術動向
2.1 工学的な手法
2.2 物理的な手法
2.3 化学的な手法
3. 「ウィザードゲル」について
3.1 分子構造とホスト-ゲスト相互作用
3.2 耐乾燥性能
3.3 自己修復性能
3.4 その他の性能
4. おわりに
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深部観察用発光試薬の開発
Innovation of NIR luciferin analogue for in vivo imaging
光イメージングは, RIのように特別な施設を必要とせず, かつ空間分解能が高い精密計測ができることで知られているが, 生体内深部可視化が世界的課題であった。ホタル生物発光型近赤外発光材料を創製し実用化することで, 生体計測に新しい方法を提案することができた。再生医療の実用化研究には, 中・大型動物の経時精密計測が必要となる。近赤外イメージング技術は正に, このニーズに最適な技術である。発がんやがん転移の可視化にもこの技術は活用できるであろう。
【目次】
1. はじめに
2. ニーズと背景
3. 技術開発
4. 工業化について
5. 市場
6. 展望
7. おわりに
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グルコサミンの抗血小板凝集作用と抗動脈硬化作用
Anti-Platelet Aggregation and Anti-atherosclerotic Actions of Glucosamine
【目次】
1. はじめに
2. 血小板凝集抑制作用
3. 血管内皮細胞の活性化抑制
4. グルコサミンの抗動脈硬化作用
5. おわりに
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塩素化エチレン分解能を有する
嫌気性微生物群の大量培養
Large-scale production of anaerobic bacterial consortia containing the genus
著者は, 塩素化エチレン汚染地下水の微生物浄化技術に関連し, 中間生成物であるクロロエチレンを確実に無害化できるDehalococcoides属細菌を含む, 嫌気性微生物群の大量培養方法を開発した。本報では, 200L容量の発酵槽を用いた嫌気性微生物群の大量培養方法とその培養液をもちいた実汚染地下水における浄化事例について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 揮発性有機塩素化合物の分解機構
3. Dehalococcoides属細菌の特徴
4. Dehalococcoides属細菌を含む嫌気性微生物群の大量培養
5. 培養液の品質確認
6. バイオオーグメンテーションの現場実証試験
6.1 サイト概要
6.2 施工およびモニタリング
6.3 不飽和帯における気相中PCE 濃度の推移
6.4 施工結果
7. おわりに
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干し草の山の中の針でも見つける(またはそれを調べる)ことが出来るチップ
This chip can find the needle in a haystack( and examine it)
【目次】
1. introduction(はじめに)
2. Scanning everything from tumor cellsto stem cells
(腫瘍細胞から幹細胞まですべてをスキャン)
3. A concept comes alive(コンセプトが現実となる)
4. A smart combination of silicon technology, lens free microscopy and ultrasmall steam bubbles
(シリコン技術とレンズフリー顕微鏡法と超マイクロ水蒸気泡の賢い組み合わせ)
5. The power of parallelization(並列化の力)
※英論文に日本語を併記しております。
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BIO BUSINESS
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バイオポリアミド
Bio-polyamide
【目次】
1. 概要
2. 生産量
3. 用途
4. ポリアミド関連企業動向
5. 価格
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BIO PRODUCTS
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コラーゲン
Collagen
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格・荷姿
7. 市場予測
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ヒアルロン酸(ヒアルロン酸ナトリウム)
Sodium hyaluronate
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格・荷姿
7. 市場予測 -
2016年9月号
￥3,888
【特集】再生医療のための細胞加工物の評価技術
<<著者一覧>>
佐藤陽治 国立医薬品食品衛生研究所
内田恵理子 国立医薬品食品衛生研究所
古田美玲 国立医薬品食品衛生研究所
山口照英 金沢工業大学
蓜島由二 国立医薬品食品衛生研究所
清水則夫 東京医科歯科大学
外丸靖浩 東京医科歯科大学
渡邊 健 東京医科歯科大学
森尾友宏 東京医科歯科大学
宮川 繁 大阪大学
井家益和 (株)ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング
水谷 学 大阪大学
紀ノ岡正博 大阪大学
<<総目次>>
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【特集】再生医療のための細胞加工物の評価技術
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特集にあたって
Introduction
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再生医療・細胞治療製品のマイコプラズマ検査
Mycoplasma Testing for Regenerative and Cellular Therapy Products
再生医療・細胞治療製品では, 感染症に対する安全性確保のため最終製品の出荷試験のひとつとしてマイコプラズマ否定試験の実施が求められており, 日本薬局方(日局)参考情報の試験法が広く利用されている。2016年3月に改正された日局マイコプラズマ否定試験の核酸増幅法(NAT)を中心に, 再生医療製品のマイコプラズマ検査の方法を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 培養細胞を汚染するマイコプラズマの性質
3. 日局17のマイコプラズマ否定試験の概要
4. 培養法
4.1 原理と特徴
4.2 操作法と注意点
5. DNA染色法
5.1 原理と特徴
5.2 操作法と注意点
6. 核酸増幅法( Nucleic Acid Amplification Test:NAT)
6.1 原理と特徴
6.2 操作法と注意点
6.3 NATのバリデーション
6.3.1 NATの評価に用いるマイコプラズマの調製法
6.3.2 特異性, 検出感度, 頑健性の評価法
6.3.3 NATを代替法として用いるための同等性試験
6.3.4 市販のNAT試験用キットを利用する場合
7. 再生医療製品にマイコプラズマ否定試験を適用する場合の考え方
7.1 試験結果が被験者への投与後にしか得られない場合
7.2 検体量が少ない場合
7.3 接着細胞の場合
7.4 培養上清を検体とする場合
7.5 最終製品にNATを適用することが困難な場合
8. おわりに
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エンドトキシン規格値と検査法
Endotoxin Limit and Test Method
グラム陰性細菌の表層抗原であるエンドトキシンは, 極微量で発熱を惹起するほか, 様々な生物活性を発現するため, 注射用医薬品や血液と接触する医療機器のほか, 再生医療等製品へのLPSの混入は厳格に管理される必要がある。エンドトキシン汚染に係る品質管理法は古くから検討されてきたが, 比較的単純な組成をもつ注射用医薬品と異なり, 医療機器や再生医療等製品においては未だ解決されていない課題が残されている。レギュラトリーサイエンスの観点から取り組むべき課題としては, LPSの回収法・不活化法の確立, 科学的根拠に基づいたLPS規格値の設定, ヒト細胞を利用したin vitro発熱性試験法の有用性評価等が挙げられる。エンドトキシン試験の方法論や基本的注意事項は別書に委ねることとし, 本稿においては医用材料及び再生医療等製品の安全性を考える上で重要となる, これらの課題を中心に著者らのグループの研究成果も交えて概説する。
【目次】
1. はじめに
2. in vitro LPS規格値の設定:培養細胞に対するLPSの影響
2.1 細胞増殖に及ぼす影響
2.2 分化能に及ぼす影響
3. in vivo LPS規格値の設定:LPSの生体影響
4. エンドトキシン試験
4.1 測定法
4.2 スキャホールド等の医用材料・実験器具等の測定
4.3 培地, 血清, 培養上清および細胞等の測定
4.4 HCPT
5. おわりに
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ウイルス検査
Virus tests
再生医療の原材料は組織・細胞であるが, ヒトには多くのウイルスが持続感染しているため常にウイルス混入のリスクが付きまとう。また, 患者に投与される細胞加工物は滅菌できない特質を持つため, あらかじめ混入するウイルスの有無・種類・量・培養中での増幅の有無などを検討し, 治療のリスクとベネフィットを正しく評価することが極めて重要である。
【目次】
1. はじめに
2. 検査対象ウイルス
3. ドナー検査
3.1 血清学的検査
3.2 核酸増幅検査
3.3 ウインドウピリオドを勘案した検査
4. 生物由来原料の検査
5. 細胞加工物のウイルス検査
6. ウイルスの迅速検査系の開発
6.1 網羅的ウイルス検査
6.2 ウイルスの迅速定量法
7. データ収集
8. おわりに
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重症心不全治療に用いられる移植細胞に関する免疫学的考察
Immunological Aspects in Donor Cells for the Treatment of Severe Heart Failure
心不全に対して細胞治療が行われているが, 製品の均一性, 産業化を鑑みると他家細胞が有効である可能性が考えられる。しかし, その場合, 同細胞の有効性の検証と同時に, 免疫原性を科学的に検討することが重要である。本稿では, 自己, 他家細胞の免疫原性, 有効性に関して, 考察する。
【目次】
1. はじめに
2. 自己細胞による細胞治療の利点と欠点
3. アロ体性幹細胞の心不全に対する有効性, 免疫原性
3.1 他家骨髄間葉系幹細胞
3.2 他家筋芽細胞
4. iPS細胞由来心筋細胞の免疫原生
4.1 移植急性期における宿主移植片反応
4.2 移植慢性期における宿主移植片反応
4.3 他家iPS細胞由来移植片の生着と寿命
4.4 iPS細胞の免疫原性に関する基盤研究
5. 免疫学的メカニズムを用いた細胞治療の有効性向上
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非細胞成分由来不純物検査
Evaluation for Impurities Derived from Non-cellular Components
再生医療等製品の製造では, 原材料となるヒト細胞以外に培地添加物やスキャフォールドなどの非細胞成分が多く使用される。この非細胞成分由来不純物については, 品質対策と安全性に関するリスク評価が重要である。必要に応じて最終製品の残留量試験を行う必要があり, 出荷時に適切な洗浄工程を設定することが望ましい。
【目次】
1. はじめに
2. 非細胞成分と製造工程由来不純物
2.1 非細胞成分の安全性評価
2.2 製造工程由来不純物の安全性評価
3. 非細胞成分由来不純物
3.1 原料および材料の品質
3.2 製造工程由来不純物
3.2.1 培地と添加物
3.2.2 血清類
3.2.3 無血清培地
3.2.4 抗生物質
3.2.5 細胞剥離液
3.2.6 スキャフォールド
3.2.7 製品保存液
3.2.8 培養機器および器具
4. 実例
4.1 培地と添加物
4.2 ウシ血清
4.3 抗生物質
4.4 細胞剥離液
4.5 スキャフォールド
4.6 製品保存液
5. おわりに
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製造のモニタリング評価
Environmental and Process Monitoring in Manufacturing of Cell-based Products
生きた細胞を最終製品とする再生医療等製品では, 外乱に対する無菌性の維持に加え, 原料細胞が生じさせる内乱に対し工程の再現性が得られるよう, 細胞製造性(Cell Manufacturability)を意識した製造システムの構築が不可欠である。本稿では, 製造時の品質を確保するために有用な, 製造モニタリングについて概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 再生医療等における製品形態の多様性と製造モニタリングの考え方
3. 再生医療等製品の製造で生じる現状の課題
4. 製造モニタリングについて
4.1 環境モニタリング
4.2 工程モニタリング
5. 加速度センサーを用いた動作キャリブレータの可能性
6. おわりに
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BIO BUSINESS
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食品添加物工業の市場
Market Trend of Food Additive
【目次】
1. 概要
2. 需給動向
2.1 甘味料
2.2 着色料
2.3 保存料・殺菌剤(防腐剤)
2.4 酸化防止剤
2.5 酸味料
2.6 調味料
2.7 その他の食品添加物
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バイオポリウレタン(バイオPU)の市場動向
Market of Bio-polyurethane
【目次】
1. 概要
2. 生産
2.1 業界動向
3. 需要
4. バイオポリウレタンの動向
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BIO PRODUCTS
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キチン・キトサン
Chitin/Chitosan
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格
7. 市場予測
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ゼラチン
Gelatin
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格 -
2016年8月号
￥3,888
【特集】介護食品の高機能化に期待される素材開発
《著者一覧》
丸田和彦 (株)林原
渡邉卓巳 コンビ(株)
鈴木 誠 ヒガシマル醤油(株)
前渕元宏 不二製油グループ本社(株)
長 秀吉 ユニテックフーズ(株)
柳原 彩 ユニテックフーズ(株)
宮村充彦 高知大学医学部
横田淳子 高知大学医学部
円谷陽一 埼玉大学名誉教授
東海林義和 埼玉大麦食品普及・食のモデル地域実行協議会アドバイザー
早川享志 岐阜大学
加藤節司 島根大学医学部
大野美穂 社会医療法人仁寿会
橋本道男 島根大学医学部
桝田哲哉 京都大学大学院農学研究科
吉野知子 東京農工大学大学院
本多 亨 東京農工大学大学院
《総目次》
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【特集】介護食品の高機能化に期待される素材開発
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トレハロースの介護食品への応用
Application of Trehalose to Nursing Care Food
非還元性二糖トレハロースは, 様々な食品において多彩な機能を発揮し, 美味しさの向上や品質保持に加え, 最近では嚥下支援や健康機能も見出されるようになった。トレハロースによって, いつもの介護食を高度に進化させることが可能となり, 要介護者の健康寿命の延伸, QOL向上に働きかける。本稿では, トレハロースの介護食品への最新の取り組みについて解説する。
【目次】
1. 介護食品を取り巻く環境
2. トレハロースとは
3. 介護食をもっと美味しく嚥下しやすく
3.1 澱粉老化抑制
3.2 タンパク質変性抑制
3.3 離水抑制
3.4 冷凍耐性
3.5 温野菜の色調保持
3.6 矯臭
3.7 塩味増強
4. トレハロースの健康機能
5. おわりに
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殺菌乳酸菌EC-12の整腸・排便促進作用と床ずれ予防
Effects of Heat-Killed Lactic Acid Bacteria EC-12 on Defecation, Fecal Microflora and Pressure Ulcer
近年, 乳酸菌に対し数多くの研究がなされ様々な生理活性が報告されている。介護・医療現場においても, 乳酸菌は注目の機能性食品素材である。しかし, 一般的な乳酸菌は生きている菌のため, 使用するにあたり, 保管条件であったり加工に対し制限がある。それに対し殺菌乳酸菌は加工特性に優れており, 長期保管も可能である。本稿では, 殺菌乳酸菌EC-12について整腸・排便促進作用と床ずれ予防に対する研究成果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 整腸・排便促進作用
2.1 方法
2.2 結果
2.3 考察
3. 床ずれ予防
3.1 方法
3.2 結果
3.3 考察
4. おわりに
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鉄の吸収をサポートする大豆発酵多糖類
Promotive Effect of Shoyu Polysaccharides from Fermented Soybeans on Iron Absorption
我々は, 醤油に含まれている天然成分「醤油多糖類」(SPS:Shoyu polysaccharides)が, 鉄吸収促進作用を有することをこれまでに明らかにしている。当社では, 大豆を原料に独自の醸造技術によりSPSの製造に成功しており, SPSを主成分とする「大豆発酵多糖類」を開発している。本稿では「大豆発酵多糖類」の特長とその利用方法について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 鉄吸収促進作用をもつSPS
3. SPSを主成分とする「大豆発酵多糖類」
4. 「大豆発酵多糖類」のラインナップ
5. 「大豆発酵多糖類(鉄)」を使用するメリット
6. おわりに
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大豆タンパク質および大豆ペプチドの機能性介護食品素材としての可能性
Soy Protein and Soy Peptide as Functional Care Food Materials
食品の機能性とは人体に対する食品の作用や働きのことで, 栄養機能, 嗜好・食感機能, 生体調節機能の三つの機能がある。本稿では, 大豆タンパク質および大豆ペプチドの生体調節機能に着目し, 機能性介護食品素材としての有用性・可能性について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 経腸栄養剤としての大豆タンパク質の有用性
3. 機能性介護食素材としての大豆タンパク質および大豆ペプチドの可能性
4. 大豆タンパク質のメタボリックシンドローム予防効果
5. 大豆ペプチドのロコモティブシンドローム予防効果
6. 大豆ペプチドの認知機能低下抑制作用
7. おわりに
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ペクチンによる新たなゼリーの紹介
New Type of Jelly with Pectin
ペクチンは柑橘類の皮やりんごの搾りかすから抽出される増粘多糖類であり水溶性食物繊維の代表格である。古くからジャムやデザートに使用されてきたゲル化剤であるが, 最近の研究によりLMペクチンのユニークな物性特性を見出したので報告する。
【目次】
1. ペクチンゲルのリセット性(再セット性)
2. リセットゲルの嚥下障害への応用
3. リセットゲルの包埋剤への応用
4. その他の応用
4.1 飲料分野
4.2 コーティングゼリーの分野
5. 今後の課題
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キウイフルーツ由来の肉・魚介類軟化剤“KFPE”の効果
KFPE～Natural Meat Tenderizer from Kiwifruit～
肉や魚の食感を柔らかくし, 咀嚼・嚥下をより容易にさせるために, 市場には様々な軟化剤が存在する。肉のタンパク質の保水性を高める食塩・リン酸塩や, タンパク質を分解する酵素, 肉の組織内に水を抱いて留まる増粘多糖類や澱粉がその例として挙げられる。本稿では, タンパク質分解酵素“アクチニジン”を豊富に含むキウイフルーツ果汁由来の軟化剤“KFPE”の特徴的な作用を報告する。
【目次】
1. 食肉の軟化とは
2. キウイフルーツパウダー KFPE とは
3. スジ・繊維質に特異的に働く
3.1 豚ロース肉
3.2 牛スジ肉
3.3 タラ
4. 低温で活性を保持する
5. 優れた食品加工適性
6. 今後の応用～介護食～
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ショウガを利用した嚥下機能改善剤
Swallow Function Improvement Agents Using Ginger
加齢や基礎疾患による嚥下反射低下を有する高齢者, 要介護者が急増している。嚥下反射を亢進させるという観点に立脚し, TRPV1 agonistであるgingerol, shogaolを機能性本体とするショウガを主成分とした口腔内崩壊(OD)錠を開発, 臨床評価を行い, 嚥下機能の低下した高齢者における有用性を認めた。
【目次】
1. はじめに
2. 嚥下反射
3. ショウガ含有口腔内崩壊錠の作成
4. ショウガ含有口腔内崩壊錠の嚥下機能改善機能の臨床的評価
5. 今後の課題
6. 研究体制
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大麦β-グルカンの健康維持増進機能
Barley β-Glucan and its Role in Health Maintenance and Promotion
大麦は主要穀物の一つとして食されてきたが, 50年ほど前から国内生産量は激減し, 国民一人当たりの年間摂取量は50年前の約1/30(0.3kg, 2014年)になっている。近年, 大麦の水溶性食物繊維(主成分はβ-グルカン)の健康機能性が注目されている。大麦食品が健康維持増進, 生活習慣病の予防と改善, 介護食, 等で広く普及することが期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 大麦と食物繊維
3. 食物繊維摂取量の推移
4. 大麦の健康機能性
5. 機能性大麦素材の開発
6. 埼玉大麦プロジェクトの取り組み
7. まとめ
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ルミナコイドによる消化管機能の活性化を介した高齢者のサポート
Support of Elderly People through Activating Intestinal Functions by Luminacoids
ルミナコイドは“ヒトの小腸内で消化・吸収されにくく, 消化管を介して健康の維持に役立つ生理作用を発現する食物成分”である。その代表として, 食物繊維, オリゴ糖, 難消化性デキストリン, レジスタントスターチについてその所在, 成分, 機能を概説するとともに, 高齢者の健康サポートに役立つ特性を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ルミナコイドに包括される有用な難消化性物質について
2.1 食物繊維
2.2 オリゴ糖
2.3 難消化性デキストリン
2.4 レジスタントスターチ(RS)
3. ルミナコイドの有する特性と消化管で期待できる効果について
3.1 溶解性の違い, 保水性と水中沈定体積
3.2 陽イオン(カチオン)の吸着
3.3 非イオン性の吸着
3.4 腸内細菌に対する作用
4. ルミナコイドによる高齢者サポート
5. おわりに
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オメガ3 系脂肪酸の健康増進効果と介護食品への期待
Expectation of ω-3 Fatty Acids on Health Benefits and Care Foods
ω-3系脂肪酸の健康増進・疾病予防効果に対するこれまでの観察・介入研究の成果, さらには認知機能低下に対するω-3系脂肪酸の有効性を中心に述べた。それらをもとに, いわゆる介護食品の高機能化に必要な論点を整理・考察した。ω-3系脂肪酸に関する介護食品への期待は極めて高く, さらなる充実が望まれる。
【目次】
1. はじめに
2. ω-3 系脂肪酸の生理機能
3. ω-3 系脂肪酸と心血管病
4. ω-3 系脂肪酸と呼吸器疾患
5. ω-3 系脂肪酸と代謝性疾患
6. ω-3 系脂肪酸と炎症性疾患
7. ω-3 系脂肪酸とがん
8. ω-3 系脂肪酸と精神・神経・感覚器疾患
9. ω-3 系脂肪酸とその他の疾患
10. ω-3 系脂肪酸と認知症
11. ω-3 系脂肪酸の介護食品への期待
11.1 日本人の食事摂取基準を満たしている
11.2 安全である
11.3 品質を保持できる
11.4 継続して摂取できる
11.5 健康増進・疾病予防効果
12. おわりに
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BIO R&D
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甘味タンパク質ソーマチンの甘味度強化
Thaumatin“Sweetened Up”by Site-Directed Mutagenesis
甘味タンパク質ソーマチンはショ糖に比べモル比で10万倍, 重量比で3,000倍と非常に強い甘味を呈する。これまでソーマチンの甘味発現に重要な役割をするアミノ酸残基を同定してきたが, さらに甘味度を強化することは困難であった。本稿では, ソーマチンの甘味度強化に成功した知見について, 甘味物質, 甘味受容体, それら相互作用を交え紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 甘味物質と甘味受容体との相互作用
2.1 甘味物質の特徴
2.2 甘味受容体
2.3 甘味受容体発現細胞を用いた相互作用部位の探索
2.4 Wedge model による相互作用部位の検討
3. 甘味タンパク質ソーマチンの高甘味度化
3.1 部位特異的変異による甘味発現部位の探索
3.2 ソーマチンの高分解能構造解析
3.3 Hyper sweet proteinの作製
4. おわりに
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効率的なセルロース分解に向けた多酵素-磁性粒子複合体の生合成
Biogenic Synthesis of Multi-enzyme and Magnetic Nanoparticle Complexes for Efficient Cellulose Hydrolysis
持続可能な社会を構築するための環境負荷の少ない再生可能エネルギーとして, 木質系バイオマスからのバイオエタノールの生産が注目されている。本稿ではセルラーゼ分解菌が生産する多酵素複合体(セルロソーム)を模倣した人工タンパク質複合体の構築と, 菌体内に磁性粒子を生合成する磁性細菌を用いた多酵素-磁性粒子複合体の生合成について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. セルロース分解に用いられる酵素群の複合化
3. コヘシン-ドッケリン相互作用を利用した多酵素複合体の構築
4. マグネトソームディスプレイ技術を用いた多酵素-磁性粒子複合体の開発
4.1 マグネトソームディスプレイ技術
4.2 磁性粒子上への多酵素複合体の構築とセルロース分解への応用
5. おわりに -
2016年7月号
￥3,888
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【特集】微細藻類が生み出すオイル/成分の産業展望
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リン欠乏応答性プロモーターを利用したナンノクロロプシス油脂合成の改変
A Phosphorus Starvation-inducible Promoter is Effective in Manipulating TAG Synthesis in Nannochloropsis
岩井雅子 (東京工業大学)
太田啓之 (東京工業大学)
近年, 藻類油脂の産業利用が話題になっているが, 藻類では栄養欠乏時に油脂などが大量に細胞内に蓄積することが知られている。最近我々は, 特に植物で研究を行ってきたリン欠乏時における膜脂質転換の仕組みを藻類に活用することで, 藻類の油脂蓄積の改変に成功した。本稿では研究の現状と今後の展望についてモデル藻類であるクラミドモナスと油脂高生産藻であるナンノクロロプシスを中心に述べる。
【目次】
1. 植物における油脂代謝改変研究
2. 藻類における油脂代謝研究
3. クラミドモナスを用いた油脂蓄積
4. ナンノクロロプシスを用いた油脂蓄積の応用
5. 今後の展望
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海洋微細藻類によるグリーンオイル生産における屋外大量培養技術開発
Development of Outdoor Mass Cultivation for Green Oil Production Using Marine Microalgae
松本光史 (電源開発(株))
野島大佑 (国立大学法人 東京農工大学)
田中剛 (国立大学法人 東京農工大学)
微細藻類によるグリーンオイル生産技術では, 安定的に屋外で微細藻類を培養・生産する技術の確立が一貫生産プロセスを構築する上で非常に重要となる。さらに, 生み出されたグリーンオイルがしっかりとしたCO2削減効果を有する価値のあるものとするには, プロセス全体のエネルギー収支, CO2バランスが取れたプロセス技術としなければならない。本稿では, 特に屋外培養技術を中心にし, 上述した点について議論したい。
【目次】
1. はじめに
2. 微細藻類によるグリーンオイル生産一貫プロセスに求められるもの
3. グリーンオイル年間生産に向けた屋外培養技術
3.1 年間生産のハードル
3.2 ソラリス株, ルナリス株による年間を通じた屋外培養
3.3 屋外培養におけるグリーンオイル蓄積条件
3.4 培養規模の大型化と天然海水利用
4. ソラリス株におけるオイル蓄積機構の解明
5. ソラリスオイルのブランド化
6. まとめ
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微細藻類の大量培養システムの開発
Large-Scale-Culture Systems Development of Microalgae
増田篤稔 (玉川大学)
微細藻類は, 食品添加剤から試験薬の原材料まで利用されている。新規産業用の有用物質探査や燃料用途の研究などが継続的に行われており, 産業利用可能な有用物質も発見されるなど注目のバイオマス資源である。しかし, 産業化するためには, 低コストで安定的な生産技術が求められている。室内大量培養システム開発方法を解説し, 屋外培養での留意点を述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 微細藻類培養装置開発に関する基礎的知見
2.1 培養槽における環境制御項目
2.2 光環境
2.3 溶存ガス環境
3. 設計における環境因子の定量方法
3.1 培養槽外郭周辺の光環境設計計算
3.2 培養槽内の光環境計測と培養器形状
3.2.1 光透過測定装置と結果
3.2.2 解析
3.2.3 考察
3.3 培養内におけるガス挙動
3.3.1 培養槽内における溶存酸素濃度動態について
3.3.2 培養槽を用いた溶存酸素動態の検討事例
4. 実用プラントにおける餌料用微細藻類培養システム開発
4.1 培養槽条件と設計と性能
4.2 実用プラントシステム
5. 屋外培養についての留意点
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微細藻類収穫用分離板型遠心分離機「三菱ディスクセパレータ」
Disc Type Centrifuge“Mitsubishi Disc Separator”for Harvest of Microalgae
加治圭介 (三菱化工機(株))
三菱化工機(株)は, 産学協同の一社藻類産業創成コンソーシアムに参画し, 「福島県再生可能エネルギー次世代技術開発事業」に採択された福島藻類プロジェクトで活動してきた。本稿では, 福島藻類プロジェクトの藻類バイオマス生産開発拠点で微細藻類の収穫・濃縮用として稼動する分離板型遠心分離機「三菱ディスクセパレータ」について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 三菱ディスクセパレータの特徴と構造
2.1 微細藻類の収穫・濃縮方法
2.2 分離板型遠心分離機の分離理論
2.3 排出機構
3. 微細藻類の収穫・濃縮工程の実証結果
3.1 藻類培養液
3.2 微細藻類の収穫率
3.3 濃縮液の濃度
4. おわりに
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金属触媒を用いた藻類オイルの軽質化
Production of Lighter Compounds from Algal Oils using Metal Catalysis
冨重圭一 (東北大学大学院工学研究科)
中川善直 (東北大学大学院工学研究科)
田村正純 (東北大学大学院工学研究科)
藻類が産生する重質な炭化水素を液体燃料として有用度の高い軽質なオイルへ変換して利用する方法について, オイルの炭化水素分子の骨格構造を維持したまま炭素―炭素結合を水素化分解する方法について紹介する。この方法は石油精製産業で用いられている固体酸触媒と金属触媒の二元機能型触媒と異なり, 藻類オイルが持つ構造的特徴を活かした生成物の利用を志向するものである。
【目次】
1. はじめに
2. 触媒の活性金属スクリーニング
3. Ru/CeO2触媒を用いたスクワランの水素化分解反応試験結果と従来触媒系との比較
4. Ru/CeO2触媒上の水素化分解反応を用いたスクワランの軽質化
5. Ru/CeO2触媒の構造的特徴
6. まとめ
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藻類を利用した持続可能な油脂原料の開発
Development of Sustainable Raw Materials of Fats and Oils using Microalgae
萩原浩 (花王(株))
筆者が所属する花王(株)は“社会のサステナビリティヘの貢献”を目的に, バイオマスの高度利用を中心とした先進的な環境技術研究を進めている。本稿では, 界面活性剤の原料である天然油脂の主成分「中鎖脂肪酸」を多く蓄える藻類の獲得, および「中鎖脂肪酸」の生成に寄与する酵素類を藻類より初めて見出すことに成功したので紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ラウリン酸生産藻類の探索
3. 培地・培養条件の改良によるラウリン酸の生産性向上
4. 藻類由来の中鎖脂肪酸特異的Acyl-ACP thioesterase(TE)の発見
5. 藻類由来の中鎖脂肪酸特異的β-Ketoacyl ACP synthase(KAS)の発見
6. 最後に
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ヘマトコッカス藻から得られるアスタキサンチンの食品への展開
Food Application of Astaxanthin Derived from Haematococcus Algae
清水稔仁 (オリザ油化(株))
単少桀 (オリザ油化(株))
下田博司 (オリザ油化(株))
抗酸化作用を有するカロテノイドの一種であるアスタキサンチンは, ヘマトコッカス藻を産業的に培養し製造している。アスタキサンチンには多岐にわたる機能性が見出されており, 食品への応用も盛んである。本稿ではそのヘマトコッカス藻由来アスタキサンチンの安定性, 安全性, 機能性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. アスタキサンチン
3. アスタキサンチンの安定性
4. アスタキサンチンの安全性
5. アスタキサンチンの機能性
6. おわりに
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BIO R&D
加熱変性リゾチームの抗ノロウイルス性とこれを含むアルコール系製剤の開発
Research of Anti-Norovirus Activity of Heat Denatured Lysozyme and Development of Alcohol Based Disinfectant Containing it
武内章 (キユーピー(株))
東京海洋大学食品微生物学研究室との共同研究により, リゾチームを加熱変性したものに抗ノロウイルス活性があることが判った。この加熱変性リゾチームを含み, これ1本でノロウイルス・食中毒菌リスクを軽減できるアルコール系製剤を開発した道筋をご紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. ヒトノロウイルスの代替ウイルスを評価系として使用する際の問題点
3. リゾチーム溶液の加熱変性条件とMNV感染価の低下の関係
4. 透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたウイルス粒子の観察
5. PMAを使用するqRT-PCR法によるMNVとヒトノロウイルスのカプシド蛋白の破壊の確認
6. ウイルス不活性化を起こすアミノ酸配列領域の決定
7. 学術研究の成果を中核とした新規商材の商品開発戦略
8. 加熱変性リゾチーム含有アルコール製剤「リゾパワーNV」の開発
9. 本製剤と各種抗ノロウイルス剤との比較
10. 本製剤のタマゴアレルゲン
11. 本製剤の使用例
12. 今後の展望
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BIO BUSINESS
バイオポリエチレン(バイオPE)の市場
Market of Bio-based Polyethylene
【目次】
1. はじめに
2. PE の生産量と需要
2.1 低密度ポリエチレン
2.2 高密度ポリエチレン
3. バイオPE 関連企業動向 -
2016年6月号
￥3,888
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【特集】バイオテクノロジーが育む頭髪の未来
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臨床発毛医学の現状と展望
Current State of Clinical Hair Growth Medicine and Future
松山淳 (国際抗老化再生医療学会;日本臨床医学発毛協会;松寿会)
健康長寿社会が進む現代社会において, アンチエイジングという概念も様々な分野で浸透し, 健康長寿はもちろん, 近年, 「見た目の若さ」も重要な要素となってきている。なかでも, 薄毛や脱毛は男女共通の悩みとして, 関心を集めている。本稿では脱毛症の基礎, 現在の治療法, 今後の治療の発展や可能性などについて臨床的観点から述べたい。
【目次】
1. はじめに
2. 男性型脱毛症(AGA)とは
3. 診断
4. 治療
5. 内服療法
6. 注射療法
7. 実際のHARG(R)治療
8. 効果的な治療介入の時期と治療効果の判定時期
9. 今後の展望
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5-アミノレブリン酸ALAの発毛促進作用
Promotion of Hair Regrowth with 5-Aminolevulinic Acid
松崎貴 (島根大学)
皮膚に適切な濃度の5-アミノレブリン酸(ALA)を塗布すると発毛が促される。本稿ではその作用機序が従来の発毛・育毛剤とは異なることを示すとともに, 投与されたALAがヘムに変換されてATP生成を促進している可能性, および毛周期調節機構に関わっている可能性について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 毛母細胞の細胞活性と毛周期の関係
3. 5-アミノレブリン酸(ALA)と細胞増殖
4. ALAの発毛促進効果
5. ALAの作用機序
6. ヘムタンパク質と毛周期
7. 今後の課題
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ガゴメ昆布由来フコイダンの育毛効果
Effect of Fucoidan from Kjellmaniella crassifolia on Hair Growth
大野木宏 (タカラバイオ(株))
海藻と毛髪に関する伝承は古くから存在するが, 科学的な検証が十分進んでいない。最近の研究において, 昆布に含まれるフコイダンが様々な増殖因子の産生を促進することで育毛効果を発揮することがわかってきた。本稿ではガゴメ昆布由来のフコイダンに関する基礎研究結果と製品応用例を紹介する。
【目次】
1. フコイダンと毛髪
2. ガゴメ昆布由来フコイダンのHGF産生促進作用
3. ガゴメ昆布由来フコイダンのFGF-7産生促進作用
4. ガゴメ昆布由来フコイダンの育毛領域での応用
5. 今後の展望
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フラーレンの持つ抗酸化作用と育毛効果
Effect of the Fullerene on Hair Growth
伊藤雅之 (ビタミンC60 バイオリサーチ(株))
乾重樹 (心斎橋いぬい皮フ科;大阪大学)
フラーレンは, 抗酸化成分としてスキンケア用途で使用されており, 昨年で発売から10年となった。主にシミ・ニキビ・毛穴目立ちなどの肌トラブルに対してフラーレンが用いられているが, 近年, 頭皮・頭髪への効果を期待する声が多くなっている。本稿では, フラーレンが毛成長促進に有効である事を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 化粧品原料としてのフラーレン
2.1 フラーレンの発見
2.2 フラーレンの抗酸化力
2.3 フラーレンの化粧品への応用
2.4 フラーレンによる活性酸素対策と美容効果
2.5 フラーレンの安全性
3. フラーレンの毛成長に対する効果
3.1 実験方法
3.2 結果
3.3 考察
4. おわりに
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AGAのメカニズムと治療
Mechanism and Treatment of AGA
乾重樹 (心斎橋いぬい皮フ科;大阪大学)
AGAのメカニズムについて, 近年の遺伝学的研究から得られる示唆と, アンドロゲンの基礎医学的研究から得られるアンドロゲンの関与の仕方の面から議論する。さらに日本皮膚科学会男性型脱毛症診療ガイドラインで強く勧められている治療である, フィナステリド内服とミノキシジル外用について臨床医学的な見地から概説する。
【目次】
1. はじめに
2. AGAの遺伝
3. AGAの病態メカニズム
3.1 毛器官の男性ホルモンに対する感受性の調節因子
3.1.1 5α-還元酵素(5α-reductase)
3.1.2 アンドロゲン受容体(AR)
3.1.3 アンドロゲン受容体共役因子(androgen receptor coregulator)
3.2 AGAの病態に関わるメディエーター
4. AGAの治療
4.1 フィナステリド内服薬
4.1.1 作用機序
4.1.2 用法・適応
4.1.3 効果
4.1.4 副作用
4.2 ミノキシジルローション
4.2.1 作用機序
4.2.2 効能・効果
4.2.3 副作用
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AGA治療におけるデュタステリド(ザガーロ(R)カプセル)の作用
Effects of Dutasteride(Zagallo(R)capsule)on AGA Treatment
畠中俊樹 (グラクソ・スミスクライン(株))
男性における男性型脱毛症(androgenetic alopecia;AGA)の主な原因要因として, ジヒドロテストステロン(DHT)が深く関与することが明らかとなっている。DHTは生体内において, テストステロンから5α-還元酵素により変換され, 生成される。5α-還元酵素阻害薬であるデュタステリドは, 毛髪の毛包部においてDHTの生成を抑制することでヘアサイクルにおける成長期を延長させ, AGAに対して有効性を示すと考えられる。本稿では, デュタステリド(ザガーロ(R)カプセル)の開発経緯とともに, その作用機序, 有効性および安全性に関する臨床試験成績, およびDHT濃度に対する影響を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. デュタステリドのAGA治療薬としての開発経緯
3. AGAのヘアサイクルとデュタステリドの作用機序
4. デュタステリドの臨床試験成績
4.1 第Ⅱ/Ⅲ相二重盲検比較試験(国際共同試験)
4.2 国内臨床試験(長期投与試験)
4.3 海外第Ⅱ相試験
5. デュタステリドのDHT濃度に対する影響
6. おわりに
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α-リポ酸誘導体の抗がん剤誘発脱毛に対する抑制効果
Inhibitory Effect of α-Lipoic Acid Derivative on Chemotherapy-Induced Alopecia
平塚孝宏 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
中嶋健太郎 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
圓福真一朗 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
河野洋平 (豊後大野市民病院)
麻生結子 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
猪股雅史 (大分大学医学部附属病院;大分大学)
北野正剛 (大分大学)
抗がん剤誘発脱毛は抗がん剤による最も心的ダメージの大きな副作用であるにもかかわらずその効果的な治療法はいまだに存在しない。今回我々は新規抗酸化剤であるα-リポ酸誘導体が抗がん剤誘発脱毛抑制効果を有することを明らかにした。その詳細と臨床応用へ向けた取り組みについて解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ラット抗がん剤誘発脱毛モデルを用いた基礎研究
3. 乳がん患者を対象とした臨床研究
4. 多施設共同臨床試験
5. おわりに
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発毛・育毛ビジネスの進展と未来
Progress and the Future of Hair Growth Business
伊藤憲男 ((株)アデランス)
現在は脱毛のメカニズムが解明されてきており, その対処方法も実に様々なものがある。医療機関での治療方法も数多く存在しているが, 一方で手術や医薬品の使用に抵抗のある, あるいはまだその段階ではないと考える人も少なくない。本稿ではそれらの人たちを対象に実践されている脱毛への対処を中心に, その周辺と将来の展望について考察する。
【目次】
1. 髪の悩み
2. 脱毛進行の分類と市場
3. 医療機関における対処法
3.1 内服薬または外用薬
3.2 植毛術(自毛植毛)
3.3 GF カクテル注入
3.4 HARG療法
4. 医療機関以外
4.1 育毛剤
4.2 ヘアケア・スカルプケア機器
4.3 スカルプケア系シャンプー類
4.4 スカルプケアサロン
5. 今後の展望
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BIO R&D
ウシ唾液はセルロース分解を促進する
Enhancement of Cellulose Degradation by Cattle Saliva
坂口謙吾 (東京理科大学)
金井良博 (東京理科大学発ベンチャー アクテイブ(株))
関泰隆 (東京理科大学)
草食動物の唾液は咀嚼や反すうの際に植物繊維を分解補助する。難分解性であるセルロースを効率的に酵素分解するため, ウシの唾液が及ぼす影響を調べた。その結果, 唾液によって分解が促進され, セルラーゼ使用量の低減ができる可能性が見出された。バイオマス資源の糖化技術において, 酵素コストは実用化を遅らせている主要因の一つであり, その部分への貢献が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 非生物系と生物系の素材の融合が必要な背景
3. 研究の概要と成果
4. 結論
5. まとめと展望
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TOPICS
環境DNA を用いて水中の生物相を知る
Aquatic species census using environmental DNA
源利文 (神戸大学)
近年, 環境中のDNA情報を用いて生物の分布情報を得る「環境DNA分析」と呼ばれる手法が発展している。本稿では主に, 環境水中のDNA情報を用いて魚類や両生類などの大型生物の分布情報を明らかにする取り組みについて, 研究開発の経緯を概説するとともに, 種特異的な検出法および環境DNAメタバーコーディング法の二つの手法について技術的なポイントを解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 環境DNA分析の流れ
3. 種特異的な検出と定量
4. 環境DNAメタバーコーディング
5. 環境DNA分析手法の課題
6. 今後の展望
7. おわりに
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BIO PRODUCTS
ポリL-乳酸
Poly-L-lactic Acid, PLLA
【目次】
1. 概要
2. 毒性
3. 製法
4. 生産
5. 需要
6. 価格・荷姿
7. 市場予測 -
2016年5月号
￥3,888
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【特集】がん医療の新たな展開
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線虫嗅覚を利用した早期がん検出法
Diagnosis of Early Cancer Using C. elegans Olfaction
広津崇亮 (九州大学)
従来の人工機器を用いたがん診断法では, 精度とコストを両立させるのが難しいという問題があった。そこで筆者らは, 生物診断という新しいコンセプトに基づいたがん診断法の開発を行っている。本稿では, がんの匂いを線虫の優れた嗅覚で検出することにより可能となった, 低コストで高感度ながん診断技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. がんの匂いとがん探知犬
3. 線虫C. elegansの嗅覚と匂いに対する走性行動
4. 線虫のがんの匂いに対する反応
5. 線虫によるがん診断n-noseの精度
6. n-noseの利点, 欠点
7. 今後の発展
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急速に発展する免疫療法:がんワクチンの新展開
Rapid Progress in Cancer Immunotherapy:New Development of Cancer Vaccines
和氣加容子 (久留米大学)
山田亮 (久留米大学)
免疫チェックポイント阻害抗体の登場は, がんワクチンの開発にも大きな影響を与えつつある。本稿では, 筆者らの行っているペプチドワクチンの開発を中心にがんワクチンの開発現状について述べるとともに, 免疫チェックポイント阻害抗体登場後の展望についても述べる。
【目次】
1. はじめに
2. がんワクチンの基礎
2.1 ペプチドワクチン
2.2 その他のワクチン
2.3 アジュバント
3. がんワクチンの臨床
3.1 テーラーメイドがんペプチドワクチン
3.2 膠芽腫に対するテーラーメイドがんペプチドワクチン
3.3 前立腺がん対するテーラーメイドがんペプチドワクチン
3.4 膀胱がんに対するテーラーメイドがんペプチドワクチン
4. 複合免疫療法
5. 世界における個別化ワクチンの開発
6. 今後の展望
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腫瘍免疫応答の活性化を測定する抗体検査技術の開発
Development of Antibody Detection System to Evaluate Activation of Anti-Tumor Immune Response
二見淳一郎 (岡山大学)
がん免疫治療や関連の医薬品開発において, 腫瘍に対する免疫応答のレベルを簡便な血液検査で定量評価ができる診断技術が必要だ。がんに対する免疫応答が亢進している際には, 血液中に様々な抗がん抗原抗体が増加する。この抗体価の定量評価には, 独自開発の変性タンパク質の可溶化技術の活用が強力な手段となる。
【目次】
1. はじめに
2. がん免疫治療は個別化医療
3. がん抗原の種類と構造的な特徴
4. がん抗原・CT 抗原の抗原性
5. 抗がん抗原抗体の上昇と腫瘍免疫応答の活性化との相関
6. 全長・水溶性がん抗原タンパク質を用いた高感度抗体検査試薬の開発
7. Antigen-Spreading測定による腫瘍免疫応答の活性化診断の可能性
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血漿中アミノ酸プロファイルによる, がんリスクスクリーニング法の有用性
Diagnostic Performance and Clinical Utility of Novel Cancer Screening Method Based on the Plasma Free Amino Acid Profile
安東敏彦 (味の素(株))
【目次】
1. 血漿中アミノ酸プロファイルとは
2. 「アミノインデックス技術」を用いたがんリスク・スクリーニング法(AICS)
2.1 「アミノインデックス技術」とは
2.2 がん患者でのアミノ酸プロファイル変化とAICS(R)の開発
2.3 AICS(R)検査結果の表示方法とランク別リスク
2.4 AICS(R)の各種がんに対する感度と特徴
3. 膵臓がんへの応用
3.1 膵臓がん検診の現状
3.2 AICS(膵臓)臨床研究の概要
3.3 AICS(膵臓)の検査性能
4. おわりに
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マイクロRNAに秘められたがん診療への可能性
Clinical Applications of MicroRNAs in Cancer
門田宰 (国立がん研究センター研究所)
藤田雄 (国立がん研究センター研究所)
落谷孝広 (国立がん研究センター研究所)
マイクロRNA は約22塩基の1本鎖RNAであり, 様々な疾患に関与していることが解明されている。がんでも実に多くの知見が集まり, 診断や治療でのブレークスルーになりうると期待されている。本稿では, このマイクロRNAのがん臨床応用の現状と今後の展望について, 特にバイオマーカーとしての役割と治療に焦点を当て概説する。
【目次】
1. はじめに
2. がんにおけるmiRNAの関与
3. miRNAによるがん診断
4. miRNAによる予後予測と治療反応予測
5. バイオマーカーとしてのmiRNAの問題と今後の展望
6. miRNAによるがん治療
7. おわりに
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循環がん細胞研究の最近の知見と将来展望
Circulating Tumor Cells:Recent Discoveries and Expectations
伊藤寛晃 (昭和大学)
循環がん細胞研究はがんの早期発見, 予後推定, 治療選択, 治療効果判定などへの有用性が期待されてきた。近年のテクノロジーの進歩により, 循環がん細胞と上皮間葉転換, がん幹細胞, そして遊離核酸との関連と転移形成能に関して新たな知見が積み重ねられ, がんの転移メカニズム解明や新規治療開発という次の段階に進もうとしている。循環がん細胞研究の最近の知見と将来展望を述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 循環がん細胞の概念
3. 循環がん細胞検出技術
4. 循環がん細胞研究の展望
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BIO R&D
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糖尿病診断マーカーHbA1c酵素測定法の新たな展開
Recent Development on Enzymatic Assay of Hemoglobin A1c for Diabetes Diagnosis
一柳敦 (キッコーマン(株))
五味恵子 (キッコーマン(株))
糖尿病診断において糖化ヘモグロビン(HbA1c)の測定数が増加している。HbA1cの酵素測定法は迅速・正確・簡便な手法であることから, 徐々に市場が広がっている。我々は, 次世代のHbA1c酵素測定法の開発に取り組み, プロテアーゼによるHbA1c分解が必要ないHbA1c測定法「ダイレクト測定法」を開発に成功した。
【目次】
1. はじめに
2. HbA1c酵素測定法 「ジペプチド法」 の開発
3. HbA1cに直接働く酵素の開発
4. プロテアーゼを必要としないHbA1c酵素測定法の開発
5. おわりに
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植物由来天然有機化合物のイオン液体抽出・単離法
Extraction of Plant Natural Products Using an Ionic Liquid
臼杵豊展 (上智大学)
藤田正博 (上智大学)
セルロース溶解性イオン液体を利用することによって, 植物葉より生物活性天然有機化合物を従来法よりも効率的に抽出・単離可能な方法を開発した。本稿では, イチョウ, サツマイモ, およびレモンマートルの葉に含まれる有用な天然有機化合物のイオン液体抽出・単離法について報告する。
【目次】
1. はじめに
2. イチョウ葉からshikimic acid
3. サツマイモ葉からCQAs
4. レモンマートル葉からcitral
5. おわりに
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BIO BUSINESS
動物実験代替法の現状と課題
Current Situations and Issues on Alternative to Animal Testings
小島肇夫 (国立医薬品食品衛生研究所)
動物福祉の観点から, 動物実験代替法の開発を求める機運が高まっている。安全性評価を行う場合, 試験法ごとに異なる特徴や適用限界を把握して動物を用いない代替法であるin silico, in vitro試験法を選択せねばならない。しかし, それらの試験法は大きな問題を抱えており, まだ安全性評価に耐えられる状況にはない。
【目次】
1. 動物実験に関する国際動向
2. 代替法の公定化
3. 代替法に関した安全性試験に関する国内外の動向
4. in vitro試験の問題点
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TOPICS
トチュウの樹が秘める新たな可能性―トチュウエラストマー―
New Possibility of the Eucommia Biomass, Development of Eucommia Elastomer
中澤慶久 (大阪大学)
鈴木伸昭 (大阪大学)
武野真也 (大阪大学)
トチュウエラストマー(EuTPI)とは, 薬用植物のトチュウに含まれるトランス型ポリイソプレンである。戦前から注目されてきた天然樹脂の一種である。しかし, トチュウバイオマスの安定供給手法や効率的な抽出技術がなく未利用の素材であった。本稿では, このEuTPIの開発に至った経緯を紹介し, 産学連携で取り組む植物由来機能性素材のイノベーションについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. トチュウエラストマー開発までの経緯
3. 産学連携によるイノベーション
4. トチュウエラストマーの用途と将来展望
5. おわりに -
2016年4月号
￥3,888
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【特集】ハラールサイエンス
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特集にあたって
Introduction
民谷栄一 (大阪大学)
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Halal Science と先端分析技術
Halal Science and Advanced Analysis Technologies
民谷栄一 (大阪大学)
印刷電極と携帯型電気化学装置を用いて豚肉由来の遺伝子やタンパクを計測できることを示した。これを用いて販売されている肉製品の評価も行った。また, ナノフォトニクス技術を用いたラベルフリーのタンパクセンサーを用いて豚アルブミンの計測にも成功した。
【目次】
1. はじめに
2. モバイル型バイオセンサーを用いた豚肉成分の計測
2.1 モバイル型遺伝子センサーの開発と豚肉遺伝子の検出
2.2 モバイル型イムノセンサーを用いた豚タンパクの検出
3. ラベルフリーバイオセンサーによる豚タンパク測定
4. おわりに
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ハラール産業の現状と日本の取り組み
Current Trends of the Halal Industry and the Japanese Challenge
富沢寿勇 (静岡県立大学)
ハラール産業のグローバル展開に応じて, 我が国の行政・産業界も近年急速に参入する動きを見せている。本論では世界のハラール産業の概況を把握して日本での対応状況を比較考察し, 同産業で期待されるハラールサイエンスの役割と注意点を指摘するとともに, 地域的なハラール産業集積モデル構築の重要性を併せて論じる。
【目次】
1. はじめに
2. ハラール産業の現状
2.1 ハラールの定義とハラール認証制度
2.2 トイブ,シュブハーとハラールサイエンス
2.3 ハラール産業領域の広がりとサプライチェーンの重要性
3. 日本におけるハラール対応の現状
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ハラールと食品分析
Food Analysis for Halal
渡井正俊 ((一財)日本食品分析センター)
イスラム教徒(ムスリム)が食するものは, ハラールであることが求められており, その保証を科学的検証に基づいて行うことが注目され始めている。本稿では, その一手段として行われる食品分析の考え方および既存の技術を利用した豚肉の検知やアルコール(エタノール)の検出に関する現在の状況を解説する。
【目次】
1. はじめに
2. ハラールと食品分析
3. 分析の検出感度について
4. 豚の検知
4.1 DNAによる検出
4.2 タンパクによる検知
5. アルコール(エタノール)の分析
6. おわりに
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豚肉イムノクロマトの開発
Development of Porcine Immunochromato
岡本浩治 (田中貴金属工業(株))
イムノクロマトは妊娠診断薬から始まり, 今ではインフルエンザの簡易診断薬として, 大活躍している。このイムノクロマトの技術をハラールサイエンスに応用する開発を行った。本稿では豚肉, 豚ラード, さらには豚ゼラチンを簡易的に判定するイムノクロマトについて, 原理, 操作方法, 感度などの分析技術, フィールド試験結果について, 解説する。
【目次】
1. はじめに
2. イムノクロマトの原理
3. 豚肉イムノクロマト
4. 豚ラードイムノクロマト
5. 豚ゼラチンイムノクロマト
6. 今後の課題
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食肉のハラールサイエンスと分光法を用いた豚脂の非破壊検出の可能性
Halal Science for Meat Production and the Potential of Non-Destructive Spectroscopic Method for Pork Fat Detection
本山三知代 (農業・食品産業技術総合研究機構)
豚由来油脂の検出技術は食肉製品のハラール性の担保に有用と考えられるが, その開発は難しい課題でもある。本稿では, 豚脂に特有の物理特性を利用した検出技術を紹介し, 併せてハラール食肉生産の概要についても紹介することで, ハラール食肉生産全体から見た豚脂検出技術の可能性を考える。
【目次】
1. はじめに
2. ハラール食肉生産とハラールサイエンス
3. 豚由来油脂の検出
4. ラマン顕微鏡を用いた豚肉の非破壊検出
5. まとめ 豚脂検出技術の可能性
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簡易で迅速なブタDNA 検出法
Easy and Rapid Porcine DNA Detection
原口浩幸 ((株)ファスマック)
食のハラール性を確認するために簡易で迅速なブタDNA 検出法の開発を試みた。スピンカラムでのDNAの抽出および精製とLAMP法との組み合わせは検出感度と特異性の高いブタDNA検出法であった。また加工製品への適応性もあり, 実用性も確認できた。さらに, より簡易で多種同時検出が可能な核酸クロマトを実用化することで, 食品製造や流通の幅広い現場でハラール性を担保できる。
【目次】
1. はじめに
2. LAMP法を用いたブタDNA検出法の原理について
2.1 DNA増幅酵素
2.2 等温反応
2.3 プライマーにより増幅される標的DNA配列の特異性
2.4 LAMP法の検出方法
3. LAMP法を用いたブタDNA検出法の評価
3.1 食品からのDNAの抽出および精製
3.2 LAMP法での増幅と特異性の確認
3.3 PCR法
3.4 イムノクロマト法
3.5 各検出法の検出限界
4. 考察
5. 加工製品への適応性
6. 核酸クロマトへの応用
6.1 核酸クロマトについて
6.2 STH-PAS法を用いた検出例
7. 今後の課題
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ハラール産業のグローバル動向とイノベーションの機会
the Global Halal Industry and Innovation Opportunities
波山カムルル ((一社)日本ハラール研究所)
神田陽治 (北陸先端科学技術大学院大学)
ハラール商品は, イスラム法に則って生産される製品や提供されるサービスであり, ハラール産業は, ハラール商品を生産・提供する産業のことである。グローバルに成長しているハラール産業の広がりについて解説するとともに, 日本におけるハラール産業が持つイノベーションの機会について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. ハラールとハラール認証
3. グローバルハラールマーケット
4. グローバルハラール産業
4.1 食品
4.2 医薬品・健康製品
4.3 化粧品
4.4 ツーリズム
4.5 印刷・パッケージ
4.6 流通(倉庫・輸送)
4.7 金融・保険
4.8 認証・研修・教育
4.9 日本におけるハラール産業の機会
5. 日本におけるイノベーションの機会
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BIO R&D
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アロエベラ液汁の美肌効果
Beauty is Skin Deep:the Fascinating Effects of Aloe Vera Gel on the Epidermis
森山麻里子 (近畿大学)
赤木淳二 (小林製薬(株))
森山博由 (近畿大学)
熱帯地方で育つアロエベラの葉肉には, ビタミン類, ミネラル類, 酵素類, 多糖類, アミノ酸などの有用成分が多く含まれており, 古くから世界中で民間薬や化粧品, 食品として利用されてきた。本稿では, アロエベラから得られる液汁の皮膚に対する効果について, 角化細胞(ケラチノサイト)に注目した筆者らの研究結果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 皮膚の構造とその働き
3. アロエベラ液汁の表皮に対する効果
3.1 表皮ケラチノサイトの増殖活性化作用
3.2 表皮ケラチノサイトの分化促進作用
3.3 表皮ケラチノサイトの遊走性亢進作用
3.4 表皮ケラチノサイトの細胞接着因子増加作用
3.5 表皮構築作用
4. おわりに
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セルロース食品「ぷるんちゃん」の開発
Development of Cellulose Food「PURUN-CHAN」
畑欣宏 (オーミケンシ(株))
セルロースは食物繊維として食されているが, 木質パルプ由来のセルロースは「食品添加物」として増粘性, 乳化安定性, 保形性などの機能を食品に付与するために使用されている。しかし, 低カロリー食品を目的として, 一定量のセルロースを食品に添加した場合, 食感が悪くなり, 食品として好ましくない。本稿では, セルロースが食品に使用される際のセルロースの食感を改善し, ゼロカロリーのセルロースを使用した低カロリー食品「ぷるんちゃん」について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 食感を改善するために
2.1 構造制御による食感の改善
2.2可食性多糖類との複合化による食感の緩和
3. 「ぷるんちゃん」の特徴
4. おわりに -
2016年3月号
￥3,888
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【特集】共培養による“ものづくり”の発展
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特集にあたって
Introduction
尾仲宏康 (東京大学大学院)
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複合培養による放線菌抗生物質生産の覚醒
Combined-Culture:the New Method for Secondary Metabolism Activation in Actinomycetes
尾仲宏康 (東京大学大学院)
放線菌は抗生物質をはじめとした多様な二次代謝産物を作る有用な微生物として知られている。一放線菌株が有する二次代謝生合成遺伝子群は実に40種類にのぼるとゲノム解析結果は示しているが, 実際には一株当たり数種の二次代謝産物生産を確認するのみであり, 二次代謝を効率的に活性化する培養法が求められている。
【目次】
1. はじめに
2. 放線菌の二次代謝に刺激を与える微生物の取得
3. ミコール酸含有細菌には二次代謝誘導活性がある
4. ミコール酸含有細菌の直接接触が赤色色素生産を誘発している
5. 複合培養は多くの放線菌の二次代謝を活性化する
6. 複合培養を用いた新規二次代謝産物の探索
7. おわりに
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海綿共生微生物による生物活性物質の生産
Biosynthesis of Bioactive Compounds by Marine Sponge Symbiont Bacteria
江上蓉子 (北海道大学大学院)
脇本敏幸 (北海道大学大学院)
阿部郁朗 (東京大学大学院)
海綿動物からは, これまでに数多くの生物活性物質が単離報告されている。化学構造上の類似性から, これらは共生微生物によって生産されることが長年疑われてきた。本稿では, 生物活性物質の生産を担う海綿共生微生物の遺伝子レベルでの同定について概説する
【目次】
1. はじめに
2. 海綿動物と共生微生物
3. 海綿由来生物活性物質の生産者に関する研究
4. 海綿Discodermia calyx共生微生物の解析
5. Calyculin生合成遺伝子を用いた生産者の同定
6. 海綿-共生微生物系におけるcalyculin類の毒性制御機構
7. 今後の課題
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共培養の伝統的発酵への影響
Influence of Microbial Coculture on the Traditional Fermentation
酒谷真以 (佐賀大学)
北垣浩志 (佐賀大学)
伝統発酵食品の製造は開放発酵系であるため, 様々な微生物が入り込み, 多くの微生物間の相互作用で成り立っている。その相互作用のメカニズムとしては, 細胞間の接着や不飽和脂肪酸, エルゴステロール, グルコシルセラミドなどの脂質のやり取りが報告されている。
【目次】
1. 世界の伝統的発酵における微生物共生
2. 日本酒造りにおける微生物制御技術の発展
3. 日本酒造りにおける微生物共生
3.1 酵母と乳酸菌
3.2 麹菌と酵母の共生
4. 酢酸菌との共生によるお酢造り
5. 糠床における微生物の共生
6. おわりに
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異種微生物間で受け渡される基質と生育因子の解明
Interspecies Substrate and Growth Factor Transfer between Organisms
鎌形洋一 (産業技術総合研究所)
環境中では多様な微生物が集団で存在している。この複雑系の根幹をなすのは異種微生物間の競合・共存・共生でありそこには多様な物質の授受を介したネットワークシステムが存在しているはずである。ここでは異種微生物間で受け渡される物質や生育因子の解析を通してこうしたネットワークの一端を解説したい。
【目次】
1. 微生物は複雑系の中で存在し多くは実験室で純粋培養することができない
2. 複雑系における異種微生物間の基質の授受
3. 微量で環境中の微生物の生育を促進する因子とは
4. 二種の微生物の共培養によって発見された生育因子
5. おわりに
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微生物間相互作用を利用した複合系バイオフィルムの制御
Applying Cell-Cell Communication to Control Polymicrobial Communities
豊福雅典 (筑波大学)
尾花望 (筑波大学)
野村暢彦 (筑波大学)
自然界の微生物は複合系として存在する。多くの場合バイオフィルムのような塊を形成し, 相互に作用する。その制御は環境問題からヒトの健康問題に至るまで多くのニーズを抱えている。ここでは微生物間相互作用を利用した複合系バイオフィルムの試みと今後の展望について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. バイオフィルムと微生物間相互作用
3. バイオフィルム中における微生物間相互作用
4. 細胞間コミュニケーションによる代謝の制御
5. 細胞間コミュニケーションによる複合系バイオフィルムの制御
6. 今後の展望
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共培養によるテバイン生産
Microbial Production of Thebaine by Co-Culture System
南博道 (石川県立大学)
近年, 生合成工学の進展により, 微生物発酵法による植物アルカロイド生産が可能となったが, 多段階の生合成経路において生産効率が低くなる問題があった。一菌体での生産が効率的だと考えられていたが, 生合成経路を複数の菌体に分割し, 共培養を行うことで効率的に生産できることが明らかとなった。本稿では, 共培養によるアルカロイドの微生物発酵生産について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 微生物によるレチクリン生産
3. レチクリンからのイソキノリンアルカロイド生産
4. 微生物によるケシアルカロイド生産
5. おわりに
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ヨーグルトにおける共生作用と酸素
Symbiosis and Oxygen in Yogurt
堀内啓史 (㈱明治)
ヨーグルトは, 2種類の乳酸菌Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricusとStreptococcus thermophilusの共生作用で作られるが, 酸素の存在はこの共生作用を阻害することがわかった。そこで, 酸素を低減した発酵を試みた結果, 発酵が促進されることがわかった。
【目次】
1. はじめに
2. 乳酸菌の共生作用とヨーグルト
3. 乳酸菌の共生作用と酸素
3.1 酸素に着目した研究
3.2 ヨーグルトの発酵と酸素
3.3 酸素を低減した発酵
4. 研究成果の商品への応用-酸素を低減して低温で発酵-
5. 酸素低減による発酵時間短縮メカニズム
5.1 単菌発酵に対する「脱酸素発酵法」の効果
5.2 溶存酸素濃度を固定した発酵
5.3 溶存酸素濃度を固定した発酵における蟻酸の生成
5.4 「脱酸素発酵法」と蟻酸の生成
6. おわりに
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BIO R&D
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植物由来フェノール(グリーンフェノール)の量産化技術
Mass production of bio-mass derived phenol“Green-phenol”
宮内啓行 (住友ベークライト㈱)
乾将行 (地球環境産業技術研究機構)
近年, 低炭素社会実現に向け植物資源からのプラスチックの生産に大きな注目が集まっている。フェノール樹脂は実用化されたプラスチックの中で最も古い歴史を持ち, 今もなお発展を続けているが, 工業生産がされているフェノール樹脂は石油由来の原料を用いて製造されているもののみである。本稿では, 世界で初めての植物由来フェノール(グリーンフェノール)の量産化技術について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. フェノール樹脂について
2.1 フェノール樹脂の歴史
2.2 フェノール樹脂とは
2.3 フェノール樹脂の市場動向
3.フェノール樹脂の利用分野と技術動向
3.1 工業用フェノール樹脂
3.2 成形材料
4. グリーンフェノールの量産化技術
4.1 フェノールの植物由来化の重要性
4.2 バイオプロセスの生産性向上
4.3 グリーンフェノール樹脂の特性
5. おわりに
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BIO BUSINESS
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乳酸菌関連製品の市場動向
Market Trend of Productics and Prebiotics
シーエムシー出版編集部
【目次】
1. 市場の動向
1.1 市場規模の推移
1.2 市場のトレンド
2. 個別市場の動向
2.1 発酵乳
2.2 乳製品乳酸菌飲料/乳酸菌飲料/乳酸菌入り清涼飲料
2.3 食品/健康食品(サプリメント)
3. 企業動向 -
2016年2月号
￥3,888
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特集
細胞識別・選別技術の最前線―再生医療の安全性向上に向けて―
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特集にあたって
Introduction
紀ノ岡正博 (大阪大学)
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5-アミノレブリン酸を利用した残留未分化iPS細胞の選択的除去
5-Aminolevulinic Acid-induced Selective Elimination of Remaining Undifferentiated iPS Cells
伊東秀典 (SBI ファーマ㈱)
吉田俊介 (㈱リプロセル)
田中徹 (SBI ファーマ㈱)
5-アミノレブリン酸(ALA)を用いたがんの光線力学治療(ALA-PDT)は,ALA投与時にがん細胞選択的にプロトポルフィリンⅨ(PPⅨ)が蓄積することを利用している。筆者らはALA-PDTを応用した残留未分化iPS細胞の選択的除去法を開発したので紹介する。
【目次】
1. はじめに
1.1 5-アミノレブリン酸(ALA)とは
1.2 ALAの外的投与とその応用
2. ALAと光照射を組み合わせたiPS細胞の選択的除去
2.1 ALAを用いた光線力学診断(PDD),光線力学治療(PDT)
2.2 光線力学除去(PDE)によるiPS細胞特異的な細胞死の誘導
2.3 PDEによる分化細胞純化の特色
3. 応用展開:iPS細胞由来分化細胞の品質診断法としての可能性
4. 未分化iPS細胞のALA-PDEが示唆する未来のがん治療
5. おわりに
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多能性幹細胞の腫瘍化原因細胞をがん特異的制限増殖型アデノウイルスにより特異的に除去する新技術
A Novel Method using Conditionally Replicating Adenovirus for Specifically Abolishing Tumorigenic Cells in Pluripotent Stem Cells
三井薫 (鹿児島大学大学院医歯学総合研究科)
小戝健一郎 (鹿児島大学大学院医歯学総合研究科)
本稿では,我々が独自開発したがん治療薬の「多因子制御によるがん特異的増殖型アデノウイルスベクター(m-CRA)」技術を応用した,多能性幹細胞の中の腫瘍化原因細胞の新たな除去技術を紹介する。m-CRAは腫瘍化原因細胞中のみで増殖し,これらを直接・特異的に殺傷・除去できるため,再生医療における腫瘍化阻止の新たな技術として期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 腫瘍化原因細胞を「直接」標的治療する3つのウイルスベクター技術
3. 革新的ながん治療薬としてのm-CRA技術の開発
4. m-CRA技術の再生医療への応用
5. 今後の展望
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ラマン散乱スペクトルによる細胞指紋法の提案
Cellular Fingerprinting using Raman Spectroscopy
渡邉朋信 (理化学研究所)
市村垂生 (生命システム研究センター)
藤田英明 (生命システム研究センター)
正常細胞とがん細胞との識別や良質な人工多能性幹細胞(iPS細胞)の選種など,細胞の種類や状態の判断を必要とする状況は,基礎医学分野,生命科学分野において多々ある。本稿では,我々が考案・開発してきた,ラマン散乱スペクトルを細胞の種類/状態を識別するための「指紋」として用いる方法を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 「細胞指紋」となり得る物理量
3. 細胞のラマンスペクトルの取得
4. 主成分分析を用いて様々な細胞株を識別する
5. ラマンスペクトルを用いた,細胞状態遷移の表現
6. おわりに
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培養細胞の自動評価と赤外線レーザーを用いた非接触式細胞選別法の必要性
Automated Evaluation and Laser-assisted Maintenance of Induced Pluripotent StemCells
寺村岳士 (近畿大学)
松田浩一 (シンフォニアテクノロジー㈱)
ヒト人工多能性幹細胞(iPS細胞)が樹立されて以来,多能性幹細胞を用いた再生医療が注目されるようになった。iPS細胞を用いた再生医療を安全に実施するためには,細の品質を安定させることが必要である。本稿では,再生医療における画像診断・赤外線レーザーによる非接触式細胞除去技術の必要性と,iPS細胞の新たな管理法としての可性について紹介する。
【目次】
1. 従来の再生医療細胞施設と問題点
2. 全自動培養ロボットの意義
3. iPS細胞培養の特殊性
4. iPS細胞の普及,臨床応用に向けた試み
5. レーザーによる非接触操作の意義
6. iPS細胞培養のこれから
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無菌ソーティングを実現する使い捨て交換型流路チップを用いるセルソーター(On-chip Sort)
Disposable Microfluidic Chip Based Cell Sorter for Sterile Sorting
武田一男 (㈱オンチップ・バイオテクノロジーズ)
1. はじめに
2. 従来型のセルソーターの原理と限界
2.1 原理と長所
2.2 従来型セルソーターの欠点
2.2.1 ソーティングダメージ
2.2.2 大気中からのサンプルへの細菌汚染や大気へのエアロゾルによるサンプル拡散
2.2.3 サンプル間のコンタミネーション
3. 使い捨て交換型マイクロ流路チップ内のソーティング技術の開発
3.1 ソーティング原理の探索
3.2 マイクロ流路内パルス流ソーティングのための局所化技術
3.3 使い捨て交換型ソーティング流路チップとソーティング性能
3.4 ソーティングダメージ
3.5 セルソーターの光学系
4. 再生医療用向け分化細胞の純化(未分化細胞の完全除去)
5. あとがき
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生細胞の分取に適したダメージレスセルソーター
A Novel Damage-less Cell Sorter(PERFLOWⓇ Sort)Developed for Live Cells
徐杰 (古河電気工業㈱)
生細胞へのダメージレスソーティングを目的とする世界初のセルソーター(PERFLOWⓇSort)は,特にデリケートな細胞種であるヒトiPS細胞やヒトES細胞等のソーティングに最も適しており,これまでになく,66%という極めて高い成功率でシングルセル由来のモノクローンヒトiPS細胞の樹立に成功した。
【目次】
1. はじめに
2. 新しいコンセプトのセルソーター(PERFLOWⓇ Sort)
2.1 新しい解析情報
2.2 ダメージレスソーティング
2.3 濃縮ソーティング
3. 生細胞によるダメージレスソーティング評価
3.1 成熟巨核球細胞によるダメージレスソーティング評価
3.2 ヒトiPS細胞へのダメージレスソーティング評価
3.3 神経冠幹細胞候補へのダメージレスソーティング評価
3.4 三次元培養による結腸腺癌細胞塊へのダメージレスソーティング評価
4. おわりに
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BIO R&D
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抗体の小分子化とドラッグデリバリーへの展開
Fragment antibodies and their application in drug delivery systems
秋葉宏樹 (東京大学)
津本浩平 (東京大学)
次世代の抗体医薬の基盤として注目を集めているのが小分子化・融合技と,これらを応用したドラッグデリバリーシステム(DDS)である。小分子化技術,DDSにおける抗体の役割,近年発展しているプレターゲティングを概説し,生体内での二重特異性抗体成を利用した抗体DDSについての筆者らの取り組みについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 抗体の小分子化と融合抗体
3. DDSのためのコンジュゲート抗体
4. プレターゲティング
5. 新しいDDS抗体へ
6. おわりに
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BIO BUSINESS
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再生医療等に使用される細胞加工物の品質・安全性評価
―リスクベースアプローチの考え方―
Quality and Safety Assesment of Cell Processor for Regenerative Meicine
佐藤陽治 (国立医薬品食品衛生研究所)
【目次】
1. はじめに
2. 再生医療,細胞治療,細胞加工物
3. 細胞の「加工」について
4. 細胞加工物の品質・安全性評価の原則
5. リスクベースアプローチの具体的な考え方に関するEUのガイドライン
5.1 ATMPの規制における基本原則:リスクベースアプローチ
5.2 EMAのリスクベースアプローチ・ガイドライン
5.3 EMA/CAT/CPWP/686637/2011
5.3.1 EMAガイドラインの対象
5.3.2 リスクベースアプローチの方法論
5.3.3 リスク
5.3.4 リスク要因
5.3.5 リスクプロファイリング
5.3.6 販売承認申請書類への適用
6. 我が国の規制環境においてリスクベースアプローチをどう活用するか
7. おわりに -
2016年1月号
￥3,888
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【特集】バイオマス・バイオプロセスを用いた水素製造
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海外のバイオ水素(BioHydrogen)生産技術の研究開発動向
Trend of Biohydrogen Activities in Major Countries
若山樹 (国際石油開発帝石(株))
バイオ水素(BioHydrogen)は, 生物学的にCO2フリーの水素を生産する技術である。光合成微生物(藻類,光合成細菌)や嫌気性細菌は, 太陽光やバイオマスといった再生可能エネルギーから, 水素を生産することが可能である。近年, 基礎研究に留まらず応用研究も盛んになり, 実際のバイオマスを用いたパイロットプラントでの実証も行われている。本稿では, 海外におけるバイオ水素生産技術について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. バイオ水素について
3. IEA HIA Task 34について
4. ブラジルの社会実装構想について
5. 東南アジアの状況
6. さいごに
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下水バイオガス原料による水素創エネ技術実証事業―水素リーダー都市プロジェクト―
Demonstration of Hydrogen Production from Sewage Sludge Digestion Gas
北田和正 (三菱化工機(株))
本稿で紹介する「下水バイオガス原料による水素創エネ技術実証事業」は, 国土交通省国土技術政策総合研究所からの委託研究であり, 下水処理場の消化工程で発生する消化ガス(下水バイオガス)を原料として, 高純度水素を製造する一連の設備を建設し, 燃料電池自動車(FCV)に充填するまでの技術実証を行うことを目的としている。本稿では, 設備の概要と実証結果を報告する。
【目次】
1. はじめに
2. 主要設備の概要
2.1 前処理設備
2.2 水素製造設備
2.2.1 改質工程
2.2.2 変成工程
2.2.3 ガス精製工程
2.3 水素供給設備
2.4 CO2液化回収設備
3. 実証結果の概要
4. 本技術の効果
5. おわりに
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栃木県のバイオガス(下水汚泥の消化ガス)発電の取り組み
Tochigi Prefecture’s Approach on Sewage Gas Power Generation
栃木県県土整備部都市整備課下水道室
本県の下水汚泥の消化ガス発電は県の流域4 処理場, 市の公共3 処理場で,固定価格買い取り制度を適用した新規設備として実施しており, 平成27年2月から順次売電を開始している。これにより下水道事業の維持管理費削減と, 環境負荷削減として地球温暖化防止にも貢献している。
【目次】
1. はじめに
2. 固定価格買い取り制度の導入と関連市町協議
3. 設備工事発注と売電について
4. PFI事業と県内市町の取り組み
5. 事業効果
6. おわりに
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水素-メタン二段発酵による食品廃棄物のバイオガス化とエネルギー利用の実証
Demonstrative Experiment for Gasification and Energy Utilization from Food Residue by Hydrogen-Methane Two-Stage Fermentation System
岡田行夫 (サッポロビール(株))
三谷優 (サッポロビール(株))
徳永博 (広島ガス(株))
畠岡勲 ((株)タカキベーカリー)
筆者らは食品廃棄物のエネルギー利用を目的に, 水素・メタン二段発酵の開発に取り組んできた。今回, 実用化時条件を想定したパン生地工場に設置のパイロット設備による試験で, 余剰パン生地を原料としたバイオ水素ガス, バイオメタンガスの安定生産に成功, エネルギー収支面でもポジティブなデータを得たので紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 水素・メタン二段発酵について
3. 開発状況
4. 実用化に向けて
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光エネルギーを利用する微生物水素生産
BioHydrogen for Solar Energy Utilization
三宅淳 (大阪大学大学院)
再生可能エネルギーの利用に関わるバイオ技術の可能性を論じた。風力・太陽光は, 集荷と平準化が欠点である。バイオはエントロピーを低下させる方法を有するために, 太陽光発電などと相補的に組み合わせることが可能と考えられる。本稿では太陽光の利用を考え, 光合成細菌による光水素生産を例として解説したものである。
【目次】
1. はじめに
1.1 人類が利用しているエネルギーと関連技術の特性
1.2 希薄・拡散した再生可能エネルギーの利用の問題
2. 光合成細菌の特性
2.1 太陽光エネルギーの生物的変換メカニズム
2.2 水素発生反応の基質変換
3. 光合成細菌による光水素生産能力と研究
3.1 太陽光の変換特性と効率
3.2 光水素製造のためのリアクター
4. 光合成細菌による水素生産のシステム的価値
5. 議論
5.1 光合成の活用の限界
5.2 石油に替わるエネルギー源は現れない
5.3 生物学的技術の特徴
5.4 水素は重要なエネルギーキャリアになりつつある
5.5 今後の問題
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ヘテロシスト形成型シアノバクテリアのニトロゲナーゼを利用した光生物学的水素生産
Photobiological Hydrogen Production using the Nitrogenase of Heterocyst-Forming Cyanobacteria
増川一 (大阪市立大学)
北島正治 (神奈川大学)
櫻井英博 (神奈川大学)
井上和仁 (神奈川大学)
一部のシアノバクテリアは, 窒素栄養欠乏条件下で,窒素固定に特化したヘテロシストと呼ばれる異型細胞を分化させる。窒素固定酵素であるニトロゲナーゼの反応では必然的副産物として水素が生産される。筆者らはヘテロシスト形成型シアノバクテリアを遺伝子工学的に改良して水素生産を高めることに成功した。
【目次】
1. はじめに
2. ヘテロシスト形成型シアノバクテリア
3. ニトロゲナーゼ
4. 遺伝子工学による改良
4.1 形質転換法
4.2 取り込み型ヒドロゲナーゼHupLの遺伝子破壊
4.3 ホモクエン酸合成酵素NifV の破壊
4.4 FeMoCo周辺を取り巻くアミノ酸残基の部位特異的置換株
5. 水素バリアー性プラスチック素材を利用したバイオリアクター
6. 今後の課題
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ヒドロゲナーゼによる水素分解・合成機構および酵素燃料電池への応用
Mechanism of Hydrogen Decomposition and Synthesis by Hydrogenase and Its Application to Enzymatic Biofuel Cells
廣田俊 (奈良先端科学技術大学院大学)
加納健司 (京都大学)
樋口芳樹 (兵庫県立大学)
ヒドロゲナーゼは, NiやFeなどで構成される金属錯体を活性部位にもつだけで, 高い水素分解・合成の触媒能力を示すタンパク質で, 水素エネルギー利用に向けた材料や技術開発のために注目を集めている。本稿では, [NiFe]-ヒドロゲナーゼの構造,触媒反応機構およびバイオ電池への応用の最近の研究動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 標準型[NiFe]-ヒドロゲナーゼの構造
3. [NiFe]-ヒドロゲナーゼの水素分解・合成機構
4. 酵素バイオ電池への応用
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BIO R&D
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微細藻類の収集・管理から実用化を目指したスクリーニングまで―細胞外多糖類(EPS)に着目した取り組みを中心に―
Towards Commercial Utilization of Microalgal EPS(Extracellular Polysaccharides): Isolation, Maintenance and Screening of Microalgal Strains
佐藤剛毅 (パナックアドバンス(株))
大木利哉 (パナックアドバンス(株))
関口弘志 ((独)製品評価技術基盤機構)
(独)製品評価技術基盤機構(NITE)バイオテクノロジーセンター(NBRC)とパナックアドバンス(株)は微細藻類が産生する細胞外多糖類(EPS)について共同事業を行っている。本稿では本事業で得られつつある成果の紹介とそれをいかに実用化に繋げるかについて, 過去の研究事例も交えて論じてみたい。
【目次】
1. NBRCとその業務について(関口弘志)
2. 微細藻類の収集と分析(関口弘志)
3. 微細藻類の保存(関口弘志)
4. NBRCにおける微細藻類株を用いた実用化への取り組み(関口弘志)
5. 微細藻類と産業への活用事例(佐藤剛毅・大木利哉)
6. 現在までの微細藻類EPSに関する知見のまとめ(佐藤剛毅・大木利哉)
7. 微細藻類のEPS研究の面白さと実用化に際しての課題(佐藤剛毅・大木利哉)
8. 微細藻類EPSが示す生理活性作用と新たな出口の可能性(佐藤剛毅)
9. 今後の展望-資源循環型社会の構築に向けて-(佐藤剛毅)
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無細胞技術を基盤とした抗GPCRモノクローナル抗体作製技術の開発
Anti-GPCR Monoclonal Antibody Development based on Cell-free Technology
竹田浩之 (愛媛大学)
澤崎達也 (愛媛大学)
重要な創薬ターゲットであるGPCRは大量調製が難しく特異抗体の開発が困難であった。筆者らはコムギ無細胞タンパク質合成系をもとにGPCRの大量合成法と効率的な抗GPCR 抗体探索法を開発し, 複数のGPCRに対する抗体作製に成功している。本稿ではこれら新規な抗GPCR抗体作製技術の詳細と今後の課題について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 透析重層法によるGPCR抗原の無細胞大量合成
3. BiLIA法による構造認識抗体のハイスループットスクリーニング
4. 無細胞技術を用いた抗GPCR抗体作製
5. まとめ
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TOPICS
北海道食品機能性表示制度(愛称:ヘルシーDo(ドゥ))～北海道からの挑戦～
Hokkaido Food Functionality Labelling System“Healthy-Do”: A Challenge by Hokkaido Government
田村耕志 (北海道)
北海道食品機能性表示制度(愛称:ヘルシー Do(ドゥ))は,全国初の自治体による食品機能性に関する認定制度として, 平成25年4月に運用を開始した。その後,国の機能性表示食品制度も新たに導入され, 機能性食品市場が大きな注目を集める中, ヘルシーDoを活かし食の高付加価値化を目指す北海道の取組を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 制度導入の背景・目的
3. 制度の概要
4. これまでの実績と評価
5. 機能性表示食品制度の施行後の状況
6. ヘルシー Doの制度拡充のポイントと今後の取組
7. おわりに(北海道の目指す方向性) -
2015年12月号
￥3,888
【特集】環境ストレス耐性作物の開発に向けて
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特集にあたって
Introduction
篠崎和子 (東京大学)
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企業における環境ストレス耐性作物の開発の現状
―乾燥耐性トウモロコシを例として―
Current Status of Development of Stress Tolerant Crops in Industry
― Case of Drought Tolerant Corn―
山根精一郎 (日本モンサント(株))
地球温暖化に伴う環境ストレスの中でも, 干ばつは収穫量への影響が大きく, その対策の一環として遺伝子組換え技術を利用した乾燥耐性作物が開発されている。モンサント・カンパニーが商品化した遺伝子組換え乾燥耐性トウモロコシは効果が高く, 生産者から支持を得ている。今後, 農業生産を維持・拡大する環境ストレス耐性技術の研究開発が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 環境ストレス耐性作物の開発
3. DroughtGard(R)トウモロコシ(MON87460)の乾燥耐性効果
4. DroughtGard(R)トウモロコシの乾燥耐性のメカニズム
5. アフリカにおける乾燥耐性トウモロコシ
6. おわりに
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統合オミックス情報解析と作物育種への利用
Effective Application of Large-Scale Omics Data and Knowledge-Based Information on Crop Plants
工藤 徹 (明治大学)
寺島 伸 (明治大学)
矢野健太郎 (明治大学)
ゲノムやトランスクリプトームなどの大規模オミックス情報の蓄積に伴い, 有用遺伝子の探索と高度利用化の促進などが期待される。ここでは, 大規模な遺伝子発現情報に基づく遺伝子探索手法やWeb データベース・知識ベースの活用法, 圃場情報(フェノームなど)とオミックス情報の統合データベース整備について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 遺伝子発現情報解析
3. CAに基づく遺伝子発現ネットワーク構築
4. 高信頼度な遺伝子機能アノテーション情報の整備と活用
5. 圃場情報管理システムの整備
6. おわりに
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植物ゲノム編集技術の現状と作物育種への利用
Development and Application of Genome Editing for Molecular Breeding in Plants
雑賀啓明 (農業生物資源研究所)
土岐精一 (農業生物資源研究所)
ゲノム編集技術は標的遺伝子を効率良く改変できる変異導入技術である。この技術は遺伝子の機能解析などの基礎研究のみならず, 植物の分子育種などの応用研究にも広く利用され始めている。ゲノム編集技術自体の開発も加速度的に進んでおり, 今後の進展が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. 人工制限酵素
3. ゲノム編集技術
3.1 標的変異(targeted mutagenesis)
3.2 標的組換え( 遺伝子ターゲッティング, gene targeting[GT])
4. 植物研究へのゲノム編集の利用
5. おわりに
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植物の乾燥・高温応答の解明と耐性作物の開発に向けて
Analysis of Drought and Heat Stress Response in Plant for Developing Stress-Tolerant Crops
佐藤 輝 (理化学研究所)
篠崎和子 (東京大学)
近年, 植物の環境ストレス応答の詳細な分子メカニズムが明らかにされつつある。その中で乾燥や高温ストレス耐性作物を開発するための重要な知見も得られており, 地球温暖化が進む中で環境変動による作物の減収を防ぐことが期待されている。本稿では, 環境ストレス耐性作物の開発に関わる知見や, 課題, その解決策などについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 環境ストレス耐性向上の効果とその汎用性の考察
3. 環境ストレス耐性向上に付随する問題
4. 環境ストレス耐性向上の制御
4.1 プロモーター開発によるストレス条件限定的な制御
4.2 化学物質添加による条件限定的な制御
4.3 ストレス条件限定的な機能を持つ共役因子の開発
4.4 環境ストレス耐性と生長の複合的な制御
5. おわりに
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大型台風にも負けない強稈性を持つ耐倒伏性イネの開発
Development of Lodging Resistant Rice with a Strong Culm for Overcoming Large Typhoons
大川泰一郎 (東京農工大学)
地球温暖化に伴う集中豪雨, 台風の大型化などによりイネの倒伏被害が拡大している。将来の食料, 飼料増産, バイオマスエネルギー原料としてイネを利用する場合, 重い穂, 地上部バイオマスを支える強健な稈に改良する必要がある。現在, イネゲノム情報を利用したマーカー選抜により効率的に耐倒伏性イネを開発できるようになってきた。
【目次】
1. はじめに
2. 強稈イネ品種の持つ特徴とその原因遺伝子
3. 強稈準同質遺伝子系統とそれらの集積による強稈コシヒカリの開発
4. 低リグニン性と強稈性を両立するイネの開発とその形質解明
5. 大型台風に負けない極強稈性イネの開発に向けて
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光障害を防ぐ植物ビタミンC トランスポーターの発見
Identification of a Vitamin C Transporter Required for Photoinhibition Tolerance
宮地孝明 (岡山大学)
森山芳則 (岡山大学大学院)
ミトコンドリアで作られたビタミンCは葉緑体に運ばれ光障害を防ぐために使われている。一連の輸送過程は光障害の防御に重要であるが, よくわかっていなかった。著者らは, この過程を司るビタミンCトランスポーターを同定した。ビタミンCが光ストレスを軽減する分子機構の一端が解明された。
【目次】
1. はじめに
2. ビタミンCの役割
3. ビタミンCの輸送機構
4. 新しい輸送活性測定法の開発
5. ほ乳類のトランスポーター研究から得たヒント
6. 植物のビタミンCトランスポーターの発見
7. おわりに
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ナトリウム排除能が高いヨシ根におけるナトリウム下方移動の証明
Evidence for Na+ Exclusion to the Direction of Root Tips in Common reed
樋口恭子 (東京農業大学)
藤巻 秀 (日本原子力研究開発機構)
筆者らは放射性Naと非破壊的画像化技術, および新たなデータ解析手法を用いて, ヨシの根では侵入したNaが地上部に到達する前に回収され根の先端に向かって送り返されていることを証明した。これは新たな耐塩性作物を作出する端緒となるとともに, 本法が植物生理学および農学に対して新たな展開をもたらすことを示している。
【目次】
1. ナトリウムに対する中生植物の応答
2. 植物体内でのナトリウム輸送・分配の観察
3. 生きた植物体内での物質移動の観察―PETIS―
4. ヨシ根におけるナトリウム下方移動の証明
5. 今後の展望
5.1 ナトリウム排除能の高いイネの作出に向けて
5.2 「核農学」の確立
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効率的な窒素栄養吸収を可能にする根-葉-根間長距離シグナル伝達
Effective Nitrogen Uptake Controlled by Root-to-Shoot-to-Root Long-Distance Signaling
田畑 亮 (名古屋大学)
松林嘉克 (名古屋大学)
土壌中の硝酸イオンの分布は不均一であるため, 植物は個体全体として硝酸イオン取り込み量を最適に保つように, 根-葉-根間の情報伝達を介して, それぞれの根において取り込み量を変化させるシステムを保持している。本稿では, この全身的な硝酸イオン取り込み制御機構において, ペプチドホルモンCEP を介した長距離シグナルが果たす重要性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. CEPファミリーペプチド
3. CEP受容体の同定
4. CEP受容体の二重変異体における硝酸イオントランスポーターの発現量低下
5. 窒素欠乏によるCEPファミリーペプチドの発現量上昇
6. 全身的窒素要求シグナリングにおけるCEPの役割
7. CEPR受容体はCEPペプチドを地上部で認識している
8. CEPおよびCEP受容体を介した全身的窒素要求シグナリング
9. おわりに
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BIO R&D
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CHO細胞培養におけるIgG モノクローナル抗体の酸性電荷バリアントに対する温度シフトの影響
Effect of Temperature Shift on Levels of Acidic Charge Variants in IgG Monoclonal Antibodies in CHO Cell Culture
岸下昇平 (中外製薬(株))
青柳秀紀 (筑波大学)
Chinese Hamster Ovary(CHO)細胞による抗体生産において, 酸性電荷バリアント(ACV)は抗体の重要な品質特性の一つであるが, その有効な制御に着目した培養法はこれまで報告されていない。臨床開発中の抗体の生産性向上をめざし, 製法改良を行ったところ, ACV 量の増加が認められた。この問題を解決するために, Failure Modes and Effects AnalysisとPlackett-Burman計画を活用したスクリーニングを試みた結果, ACV量の制御に有効な培養パラメーターを効率的かつ客観的に見出すことができ, その有用性が示唆された。得られた知見に基づき, 培養温度を低温にシフトさせることで, CHO細胞による抗体生産においてACV 量を低下させることに成功した。
【目次】
1. はじめに
2. Plackett-Burman計画による培養の制御パラメーターのスクリーニング
3. 培養温度シフト(シフト温度・シフトタイミング)が酸性電荷バリアントへ及ぼす影響の解析
4. おわりに
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TOPICS
応用脳科学の産業分野への利用拡大
Industrial Innovation by Applied Neuroscience
萩原一平 ((株)NTT データ経営研究所)
小俣貴宣 ((株)NTT データ経営研究所)
茨木拓也 ((株)NTT データ経営研究所)
山崎和行 ((株)NTT データ経営研究所)
脳科学の産業応用は人工知能分野への脳科学研究成果の活用が行われるようになり, 急速に顕在化している。しかし, 欧米では, 以前より, IT分野に限らず, あらゆる産業分野において, 人間の脳活動, とりわけ無意識に行われる意思決定や, ダイナミックな脳システムに関する研究成果がビジネスに活用されている。本稿では, その一部を紹介しつつ, 全体的な動向を概観する。
【目次】
1. なぜ今脳科学なのか
1.1 企業が生み出すものは満足した顧客の脳
1.2 選好に関する神経科学的研究の背景
2. 新商品開発における神経科学の知見と技術の応用
2.1 脳のメカニズムに根差した商品設計
2.2 新商品が市場で消費者にどのように捉えられるかを神経科学関連技術で評価
2.3 商品・サービスの魅力を実際に消費者に訴求していく際の, 広告効果の予測や改善
3. 香りを活用したビジネスの拡がり
3.1 フレグランスの心理的効果と活用
3.2 フレーバーの心理的効果と活用
3.3 香りを活用した商品開発のトレンド
3.4 香りを活用した商品開発をサポートする共用データベースの開発
4. ニューロエコノミクス研究が示す応用脳科学の将来 -
2015年11月号
￥3,888
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【特集】エクソソーム研究が産業界に与えるインパクト
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エクソソーム研究が産業界にもたらすディープ・インパクト
Deep Impact of Exosome Research on Industrial Society
落谷孝広 (国立がん研究センター研究所)
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エクソソーム研究が導く新たな生命科学
Exosome Research will give a New Perspective on Biological Science
吉岡祐亮 (国立がん研究センター研究所)
落谷孝広 (国立がん研究センター研究所)
エクソソームが発見されてから, 30年以上が経ち, エクソソームが関与する生命現象は多岐に渡ることが明らかとなってきた。細胞はエクソソームに様々な物質を積み込み, 近傍の細胞, さらには遠隔地にいる細胞へと, エクソソームを介してメッセージを送っている。これらメッセージを解読することで新たな生命科学分野が拓きつつあり, 本稿では, これら最新の研究を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 細胞外小胞エクソソームとは
3. エクソソームが関与する生命現象
3.1 凝固作用に関与する細胞外小胞
3.2 免疫に関与する細胞外小胞
3.3 組織保護・修復に関与する細胞外小胞
3.4 ウィルス感染と細胞外小胞
4. おわりに
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NanoSight:粒子トラッキング解析法を用いたマイクロベシクル/ナノベシクルの可視化・サイズ・濃度測定
NanoSight:Direct Visualization, Sizing and Counting of Exosome using Nanoparticles Tracking Analysis(NTA)
入江文子 (日本カンタム・デザイン(株))
バイオマーカとしての利用が期待されるマイクロベシクル/ナノベシクルに, 近年注目が注がれている。これまでナノベシクル研究は適切なキャラクタライゼーション法が不足していた。本稿では, 独自の技術を用いて粒子の可視化を行い, その情報をもとに粒子径・粒子濃度情報を迅速かつ簡易的に得ることが可能な「NanoSight」について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 原理
3. 代替技術
4. 測定の選択性
5. まとめ
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エクソソーム診断デバイスの開発
Development of Exosome Diagnosis Device
湯川 博 (名古屋大学)
馬場嘉信 (名古屋大学)
本稿では, 筆者らが開発してきたナノバイオデバイスを駆使し, がん細胞由来エクソソームの粒子径・粒径計測, 高効率回収, 内包されているmiRNA 高効率抽出に取り組み, その有用性を明らかにした。今後, ナノバイオデバイスを実用化することで, エクソソームによる超早期診断が実現されることが期待される。
【目次】
1. はじめに
2. ナノポアデバイスによるエクソソーム粒子計測
3. ナノワイヤデバイスによるエクソソーム回収
4. ナノワイヤデバイスによるエクソソーム由来miRNA高効率抽出
5. 次世代診断システムの開発プロジェクト
6. おわりに
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間葉系幹細胞由来の細胞外小胞による組織修復
―メカニズム理解の現状と今後の展望―
Tissue Recovery Mediated by Mesenchymal Stem Cell-derived Extracellular Vesicles
-Current Status of The Underlying Mechanisms and Future Perspectives-
勝田 毅 (国立がん研究センター研究所)
落谷孝広 (国立がん研究センター研究所)
細胞外小胞(Extracellular vesicle:EV)は, 細胞間コミュニケーションにおいて重要な役割を演じている。近年, 多くの研究から, 間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell:MSC)から分泌されるEV が様々な疾患に対する治療効果をもつことが明らかとなり, 新たな疾患治療薬としての利用可能性が注目され始めている。EVにはタンパク質, miRNA, mRNAなど複数種類の分子が含まれており, これらの内容物に依存した種々の様式で, 生物学的プロセスに関わることが分かってきた。本稿では, MSC-EVを用いた新規治療法開発の可能性をテーマに, 内容物の分子種によって最近の報告を分類分けし, その組織修復のメカニズムを探る。また, この研究領域が辿るべき今後の展開についても議論したい。
【目次】
1. はじめに
2. タンパク質を介したMSC-EVによる治療効果
3. RNAを介したMSC-EVによる治療効果
4. 責任分子が未解明のMSC-EVによる治療効果
5. 今後の展望
6. おわりに
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乳中に含まれるRNA とエクソソームの機能解析および産業応用の可能性
Functional RNA and Exosome in Milk
和泉裕久 (森永乳業(株))
小坂展慶 (オックスフォード大学)
「乳」 には栄養素以外の生理活性因子も多数含まれているが, 近年miRNA, mRNAも存在することが明らかになった。本稿では, 乳中に含まれるRNAと, 内部にRNAを含む乳中エクソソームについて, 現在分かっていることを紹介するとともに, 今後の展開について議論する。
【目次】
1. はじめに
2. 乳清中に含まれるmiRNAについて
3. 乳中エクソソームについて
4. 乳清中に含まれるmRNAについて
5. 乳清中RNAの存在形態
6. 乳清以外に含まれる乳中RNA
7. 食餌由来RNAやエクソソームの生体への作用
8. 乳由来エクソソームの今後の展開
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食品成分がマイクロRNA/エクソソームに与える影響
―新規機能性食品開発の可能性と展望―
An Overview of the Relationship between Food
-Derived Natural Products, microRNAs, and Exosomes/Extracellular Vesicles
大塚蔵嵩 (キユーピー(株))
我々の体内のマイクロRNA発現の乱れは多くの疾病に関与していることが明らかとなりつつある。最近の研究からは食品由来の化合物がマイクロRNA発現を良い状態に戻す可能性が浮上しているが, それを有効に利用できるかは課題でもある。本稿ではマイクロRNAに影響を与える成分を解説するとともに, 新規の機能的な食品開発の可能性と展望についても考察する。
【目次】
1. はじめに
2. miRNA発現に影響を与える天然化合物とは
2.1 クルクミン(Curcumin)
2.2 ゲニステイン(Genistein)
2.3 EGCG(Epigallocatechin-3-gallate)
2.4 レスベラトロール(Resveratrol)
2.5 ケルセチン(Quercetin)
2.6 スルフォラファン(Sulforaphane), DIM
2.7 その他の天然化合物
2.8 miRNAを制御する天然化合物の食品への利用
3. 食品由来のmiRNAは健康に寄与するのか?
4. おわりに
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BIO R&D
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微生物の高生存率乾燥技術の開発
Development of Microorganism Drying Technology with High Survival Rate
平康博章 ((地独)大阪府立環境農林水産総合研究所)
筆者らはパルスジェットエンジンを利用した乾燥機を用いて乳酸菌などの微生物を連続的かつ高生存率で乾燥する技術を開発した。この技術は乾燥生菌剤の大量調製に適しており, 従来の微生物乾燥法より速度やエネルギーコストの面で優れることが期待される。本稿では技術の概要および特徴, 開発の経緯について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 様々な微生物乾燥技術
3. パルス燃焼式乾燥の概要
4. パルス燃焼式乾燥による微生物の乾燥
5. 乾燥保護剤の改良
6. 今後の展望
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新規プロテオグリカン複合体(ヒアルコPG(R))摂取による紫外線からの防御効果
Protective Effects from Ultraviolet Rays by Ingestion of New Proteoglycan Complex(Hyaluco PG)
後藤昌史 (サンスター(株))
加藤陽治 (弘前大学)
柿崎育子 (弘前大学)
弘前大学とサンスター(株)は, 共同研究によりサケ軟骨からの熱水抽出による新たなプロテオグリカン原料を開発した。酸やアルカリを使用せず, 熱水のみで抽出することにより, 生体内の存在形態に近いヒアルロン酸-コラーゲン-プロテオグリカン複合体の形で抽出されていることが大きな特徴である。本稿では, この新規プロテオグリカン複合体原料(ヒアルコPG(R))の開発および有用性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. サケ軟骨PGの分子量と生理活性の関係
3. 熱水抽出技術の開発
4. サケ軟骨熱水抽出PGの構造
5. ヒアルコPG(R)摂取による日焼け予防効果(ヒト臨床試験)
5.1 試験方法
5.2 結果および考察
6. おわりに
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BIO BUSINESS
産業用酵素の市場
Industrial Enzymes Market
シーエムシー出版編集部
【目次】
1. 酵素の分類と世界市場
2. 産業用酵素市場
2.1 市場概況
2.2 分野別の市場動向
2.2.1 食品用酵素
2.2.2 洗剤用酵素
2.2.3 繊維用酵素
3. 主要メーカー動向
3.1 ノボザイムズジャパン
3.2 天野エンザイム
3.3 ナガセケムテックス
3.4 新日本化学工業
3.5 ヤクルト薬品工業
3.6 エイチビィアイ
3.7 三菱化学フーズ
3.8 洛東化成工業
4. 市場の方向性
-
2015年10月号
￥3,888
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【特集】フードメタボロミクス最前線
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特集にあたって
Introduction
福崎英一郎 (大阪大学)
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GC/MSを用いたメタボローム解析に基づくチーズ品質評価技術の開発と応用
Development of Cheese Quality Evaluation Technology based on Metabolome Analysis using GC/MS and Its Application
越智 浩 (森永乳業(株))
世界的に嗜好されている乳製品であるチーズ。その複雑な官能的品質を捉えるために, GC/MS(ガスクロマトグラフィー/質量分析)を用いたメタボローム解析に基づく親水性低分子量成分のプロファイリングを行い, 官能予測モデリングおよび熟成工程モニタリングへ応用した例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. GC/MSを用いたチーズの官能予測モデリング
3. GC/FIDを用いたチーズの官能予測モデリング
4. チーズの熟成モニタリング
5. チーズの熟成マーカー
6. おわりに
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農業・食品産業現場におけるNMR メタボロミクスの利用と今後の展望
NMR-based Metabolomics in Agriculture and Food Industry:Applications and Future Perspectives
関山恭代 (農業・食品産業技術総合研究機構)
池田成志 (農業・食品産業技術総合研究機構)
冨田 理 (農業・食品産業技術総合研究機構)
近年,農業や食品産業の現場におけるメタボロミクス研究が大きく注目され始めている。今後は, 栽培現場から貯蔵, 流通, 加工, 調理, 喫食に至る過程の様々な環境要因を考慮した, 総合的な視野からのアプローチが必要になってくると考えられる。本稿では, 筆者らが実施したNMRメタボロミクスの例を含め当該研究分野の動向を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. NMR法を活用した農業研究・食品研究の動向
3. NMRの利点を活用した市販リンゴの成分プロファイリング
4. 農業メタボロミクスによる代謝マーカーの開発
5. 今後の課題と展望
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超臨界流体テクノロジーのフードメタボロミクスへの応用
Application of Supercritical Fluid Technology to Food Metabolomics
高橋政友 (大阪大学大学院)
和泉自泰 (九州大学)
馬場健史 (九州大学)
近年,代謝物総体の網羅的解析手法であるメタボロミクスの技術を食品分野に応用したフードメタボロミクス研究が盛んに行われている。疎水性代謝物の代表である脂質は, 食のおいしさに関係するだけでなく, 様々な生理機能を調節しているため大変注目されている。本稿では, メタボロミクスにおける超臨界流体テクノロジーの適用について概説するとともに, 脂質フードメタボロミクスへの応用例についても紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 超臨界流体とは
3. 超臨界流体抽出(SFE)について
3.1 SFEの特長について
3.2 SFEを利用した食品中に含まれる脂質の抽出について
4. 超臨界流体クロマトグラフィー(SFC)について
4.1 SFCの特長について
4.2 SFCを利用した食品中に含まれる脂質の分離・分析について
5. おわりに
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フードメタボロミクスにおけるCE-MSの応用
Application of CE-MS on Food Metabolomics
及川 彰 (山形大学)
キャピラリー電気泳動質量分析装置(CE-MS)は, 食品において重要な成分であるアミノ酸や有機酸などのイオン性化合物の分離・検出に優れている。そのため, CE-MSはフードメタボロミクスにおいて有用なツールとなっている。本稿ではCE-MSの特徴について概説し, さらにCE-MSのフードメタボロミクスへの応用例を述べる。
【目次】
1. はじめに
2. CE-MS
3. フードメタボロミクスへの応用
4. 今後の課題
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GC/MSメタボロミクスによる農作物成分の変動要因の解析
GC/MS Profiling for Improvement in Quality of Agricultural Products
岡崎圭毅 (農業・食品産業技術総合研究機構)
田中福代 (農業・食品産業技術総合研究機構)
農産物の品質を決定するものはその含有成分と考えると, メタボロミクス手法は, 農産物の高品質化を目指す栽培管理技術の設計にぴったりフィットする解析手法である。農産物の成分組成を変動させる栽培上の要因をGC/MSプロファイリングにより解析した事例から, 同分野でのメタボロミクス展開方向の可能性を探る。
【目次】
1. はじめに
2. 窒素量および窒素形態がホウレンソウ成分に及ぼす影響
3. 直交表実験計画による要因試験
4. タマネギ成分に対する品種および栽培地域の影響
5. 環境ストレスが果物・野菜の香気成分に及ぼす影響-有機農産物の成分特性
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食品の質的評価に有用なフードメタボロミクスにおけるLC-MSの活用
Application of LC-MS for Food Metabolomics
飯島陽子 (神奈川工科大学)
食品に高付加価値を与えるものとしてその機能性が注目されている。そのほとんどは不揮発性成分が担っており, また, 食品によってその成分は多様である。液体クロマトグラフィ質量分析計(LC-MS)は, 不揮発性成分の網羅的検出が可能であり, メタボロミクスにおいて不可欠な分析機器となりつつある。ここでは, フードメタボロミクスにおけるLC-MSの活用について, 筆者らの研究を例に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. LC-MS を用いたフードメタボロミクスに適した分析ストラテジー
3. フードメタボロミクスにおけるLC-MSの活用
3.1 食品加工における成分変化―茶の亜臨界抽出による新規化合物の生成
3.2 構造未知化合物の扱い-トマトの網羅的ステロイドグリコアルカロイド分析を利用した品種による特性評価
4. おわりに
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メタボロミクスの食品機能解析への応用
Application of Metabolomics to Food Function Analysis
福崎英一郎 (大阪大学)
食品に含まれる成分の網羅的解析データ(食品メタボロームデータ)を説明変数, 食品の二次機能(おいしさ等)の定量的分析官能データ(官能スコアデータ)を応答変数として多変量解析により, 食品機能の定量的な予測ならびに, 機能成分の推定が可能である。緑茶, 日本酒, 醤油を用いた研究を例にとり, 上記戦術の有用性を解説した。
【目次】
1. はじめに
2. なぜ食品機能解析にメタボロミクスが有用なのか?
3. メタボロミクス技術を用いた食品二次機能の定量的記述の概念
4. 清酒のメタボリックプロファイリング
5. 醤油に含まれるジペプチドの網羅的プロファイリングと官能特性との相関
6. おわりに
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BIO R&D
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ラミニンおよびそのE8フラグメントの再生医療応用への可能性
Laminin E8 Fragment as a Cell Substrate for iPS/ES Cell Culture
水野一乘 ((株)ニッピ)
藤田和将 ((株)ニッピ)
山本卓司 ((株)ニッピ)
服部俊治 ((株)ニッピ)
基底膜の主要構成成分タンパク質ラミニンは, α, β, γの3 種類のポリペプチド鎖からなるヘテロトライマー分子であり,16種類のアイソフォームがある。その一つ, ラミニン-511のC末端側約5分の1のE8断片は, インテグリン結合部位を含み, 様々な種類の細胞の培養基質として有用である。
【目次】
1. はじめに
2. ラミニンの発見
3. ラミニン分子構造とドメイン
4. ラミニンの分子種
5. ラミニンと他の分子との相互作用
6. iPS細胞培養基質としてのラミニン-511E8フラグメント
7. iMatrix-511の利用
8. 今後の展望
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酵母を用いた一貫バイオプロセス-デンプン系非可食原料からのバイオ燃料生産に向けて-
A Consolidated Bioprocessing of Biofuels from Non-food Starchy Biomass by Yeast
谷村あゆみ (京都大学)
小川 順 (京都大学)
島 純 (龍谷大学)
自然界から探索・分離した酵母を用い, デンプンからの1ステップ・バイオ燃料生産の可能性を示した。今回取得した酵母を用いることにより, デンプン糖化酵素処理が不要となるだけでなく, プロセスの簡素化も図れ, バイオ燃料の低コスト生産につながることが期待できる。
【目次】
1. はじめに
2. バイオプロセス:SSFとCBP
3. 原料としてのデンプン系廃棄物
4. デンプンからの油脂生産
5. デンプンからのバイオエタノール生産
6. 課題
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<TOPICS>
新しい出生前検査の現状と将来展望
Current Status and Future Prospective of Noninvasive Prenatal Diagnosis from Cell-free DNA in Maternal Plasma
関沢明彦 (昭和大学)
母体血胎児染色体検査の開始以降, 出生前遺伝学的検査についての関心が高まっている。背景には新しい技術の革新性と妊娠年齢の高年齢化に伴う児の染色体疾患のリスク上昇を心配する妊婦の増加がある。また, この検査は,技術的に染色体の数的異常の検出のみではなく, 微細変化をも検出可能という点において画期的である。この新技術によって妊婦の選択の幅は広まったと考えられる一方, いろいろな選択肢があることで妊婦の悩みが増幅したともいえる。妊婦が正確な情報にアクセスできるようにすること, また, 悩んだ場合に簡単に遺伝カウンセリングにアクセスできるようにすることが重要な課題である。
【目次】
1. 出生前遺伝学的検査とは
2. 妊婦への情報提供の在り方
3. 母体血胎児染色体検査
3.1 MPS法の原理
3.2 検査の精度
3.3 検査対象
3.4 母体血胎児染色体検査での遺伝カウンセリング
3.5 検査実施企業
3.6 検査の実施状況
4. 出生前遺伝学的検査を取り巻く社会的背景の国際比較
5. 我が国のNIPTについての取り組み
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2015年9月号
￥3,888
【特集】企業によるバイオマス系化成品の開発
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ポリイソシアネートSTABiO(R)(スタビオ(R))の開発と展開
Development and Apprication for New Polyisocyanate STABiO(R)
山崎聡 (三井化学(株))
ポリイソシアネートは, ポリウレタンの物性を左右する重要な化学品である。これまでもいくつかのバイオイソシアネートが検討されてきたが, その実用的な物性を十分に満足することができなかった。本稿では, 市場ニーズに対応して, 当社が開発したバイオイソシアネート(STABiO(R)(スタビオ(R))PDI(R))およびそれを用いたポリウレタンへの展開について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 開発の背景およびコンセプト
3. STABiO(R)(スタビオ(R))PDI(R)および硬化剤の特徴
4. スタビオ(R)PDI(R)システムの用途
4.1 メガネレンズへの展開
4.2 ゲルへの展開
5. おわりに
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3D プリンター造形用材料:ポリ乳酸と高耐熱ポリアミド
Materials for the 3D Printer -Poly Lactic Acid and High Heat Resistant Polyamide-
川瀬至道 (ユニチカ(株))
迫部唯行 (ユニチカ(株))
上田一恵 (ユニチカ(株))
ポリ乳酸は, Material Extrusion 方式の3Dプリンターに適した特性をもつ材料であるが, さらにシャープな造形結果を得るためには, フィラメントの製造工程において, 樹脂の純度, 結晶度合, 真円度などを適切に制御する必要がある。一方, バイオマスを原料とした高耐熱ポリアミド「XecoT」は, Additive Manufacturingが求める, 実際に使用できる造形物を作るための材料の一つとして有望である。
【目次】
1. はじめに
2. PLA
2.1 PLAの特徴
2.2 PLAの用途
2.3 Material Extrusion用材料としてのPLA
3. Material Extrusion用フィラメント
3.1 Material Extrusion方式の3Dプリンターと造形材料について
3.2 PLAのエナンチオマー
3.3 フィラメントの作製方法と真円性および結晶化
4. 今後の可能性と留意点
5. 材料の展開
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エーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPB シリーズ」
Partical Biomass Thermoplastic Polyurethane“RESAMINE PB Series”
高橋伸 (大日精化工業(株))
熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)は諸物性に優れ, 各種成形用材料として広く使用されている。当社では一部にバイオマス資源由来の原材料を使用したエーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPBシリーズ」を開発, 上市した。従来のTPUと同等の性能で, バイオマス資源の活用により二酸化炭素の発生を抑制し, 化石資源枯渇抑制に寄与する。
【目次】
1. はじめに
2. 熱可塑性ポリウレタン(TPU)とは
2.1 TPUの構造
2.2 TPUの特徴
3. TPUの成形加工
3.1 乾燥条件
3.2 温度条件
4. エーテル系部分バイオマスTPU「レザミンPB」シリーズ
5. おわりに
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セルロースナノ微粒子「NanoAct TM」
Cellulose Nano Beads「 NanoAct TM」
土井雅憲 (旭化成せんい(株))
天然セルロースは, 太古の昔から太陽がある限り決して枯渇することのない天然素材として近年注目を浴びている。旭化成せんい(株)では, その天然セルロースを原料にしてナノサイズのセルロース微粒子「NanoAct TM」の開発に成功した。本稿では, その特長と機能化, そして用途例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 「NanoAct TM」の粒子径バリエーション
3. 「NanoAct TM」の特長
4. 化学修飾と機能化
5. 用途例
6. おわりに
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植物由来グリコールを原料としたバイオマス粉体塗料の開発
Development of Biomass Based Powder Paint using Glycol Derived from Renewable Soured Material
齊藤健太 ((株)岡村製作所)
賀来群雄 (デュポン(株))
前田保博 (日本ユピカ(株))
川村圭介 (日本ユピカ(株))
化学製品のバイオマス原料化が多方面に広がりを見せているなか, その技術をいかに工業製品に取り込むかが重要である。本稿では(株)岡村製作所が製造しているスチール什器の被覆材として開発した「バイオマス塗料」について紹介する。バイオマス塗料は, 「デュポン(株)のBio-PDOTM(1,3-プロパンジオール)」を樹脂原料とした「日本ユピカ(株)の粉体塗料用樹脂BIOMUP(R) 910」を用いて設計されている。以下, 1節でBio-PDOTM, 2節でBIOMUP(R)910をそれぞれ紹介する。
【目次】
1. Bio-PDO TM(1,3-プロパンジオール)
1.1 Bio-PDO TMの製造
1.2 環境負荷の軽減
2. 粉体塗料用バイオマスポリエステル樹脂BIOMUP(R)910
3. おわりに
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BIO R&D
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蛍光セルフクエンチを用いたアモルファス凝集形成機構の解析
Analysis of Amorphous Protein Aggregation using Fluorescence Self-quenching
如澤浩樹 (東京農工大学)
座古保 (理化学研究所)
前田瑞夫 (理化学研究所)
千葉一裕 (東京農工大学)
黒田裕 (東京農工大学)
本稿では, 蛍光強度変化によるタンパク質のアモルファスな凝集の測定法の開発を紹介する。まず, 蛍光色素で修飾したモデルタンパク質の試料に塩を添加することで「蛍光セルフクエンチ」が生じ, 蛍光強度が低下することを検証した。蛍光強度の変化と, 既存の静的光散乱(LS)および動的光散乱(DLS)で測定した凝集量および会合体の大きさ(会合数)の比較から, 蛍光セルフクエンチはタンパク質が互いに接近した「分子収縮状態」の増加を反映すると考えられた。最後に, 蛍光セルフクエンチで観測された「分子収縮状態」と凝集やアミロイド線維形成における「凝集核」の関係を論じる。
【目次】
1. はじめに
2. 蛍光セルフクエンチとタンパク質凝集の測定
3. 蛍光セルフクエンチによる凝集の観測
4. 蛍光セルフクエンチおよび凝集形成の経時変化
5. アモルファス凝集における凝集核形成機構の提唱およびその観測法
6. おわりに
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化学修飾技術を利用した乳酸菌模倣粒子による免疫賦活
Immunestimulating Activity of Lactobacilli-mimicking Microparticles modified withPolysaccharide-Peptidoglycan Complex derived from L. casei Shirota Strain
甲元一也 (甲南大学)
長濱宏治 (甲南大学)
松井淳 (甲南大学)
腸管免疫を賦活する乳酸菌はプロバイオティクスとして注目を集めている。筆者らは, 乳酸菌L. casei Shirota株の多糖-ペプチドグリカン複合体(PS-PG)を化学修飾によりラテックスビーズ表面に導入した乳酸菌模倣ビーズを新たに合成した。本稿では, そのビーズの特性や免疫賦活性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. LcS由来PS-PGのラテックスビーズ表面への導入
3. PS-PG導入ラテックスビーズの免疫賦活作用
4. おわりに
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キノコ由来新規化合物fomiroid AのNiemann-Pick C1-Like1( NPC1L1) 依存的なコレステロール取込み阻害作用
Inhibitory Action of Fomiroid A, A Novel Compound from the Mushroom, on Niemann-Pick C1-Like1(NPC1L1)-dependent Cholesterol Uptake
千場智尋 ((株)ファンケル)
河岸洋和 (静岡大学)
松尾道憲 (京都女子大学)
植田和光 (京都大学大学院)
高コレステロール血症は, 脳梗塞や心筋梗塞などの発症に起因する動脈硬化症の危険因子の一つである。食事および胆汁由来コレステロールの小腸からの吸収を担うNPC1L1の機能阻害は, 高コレステロール血症改善のための一つの方法と考えられている。本稿では, キノコ由来新規化合物fomiroid AがNPC1L1との結合を介してコレステロール取込みを阻害することを報告する。
【目次】
1. はじめに
2. NPC1L1構造と機能
3. クロサルノコシカケ由来fomiroid Aの構造決定
4. Fomiroid Aのezetimibe 結合阻害活性
5. NPC1L1変異体に対するfomiroid Aのファーマコロジカルシャペロン活性
6. Fomiroid AによるNPC1L1の機能阻害
7. おわりに
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BIO BUSINESS
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化粧品分野におけるペプチド
Developement of Functional Peptide in Cosmetic Industry
山下裕司 (千葉科学大学)
坂本一民 (千葉科学大学)
【目次】
1. はじめに
2. 化粧品におけるペプチドの位置づけ
3. ペプチド原料の市場動向
4. 最近の機能性ペプチド原料開発
5. 化粧品原料としてのペプチドの新機能
6. おわりに
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2015年8月号
￥3,888
【特集】日本発遺伝子治療製品の開発に向けて
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特集にあたって―日本発の遺伝子治療製品にかける期待―
Introduction
佐藤陽治(国立医薬品食品衛生研究所)
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遺伝子治療概説─ウイルスベクターの進歩と臨床研究の動向─
Gene Therapy-Recent Progress in Viral Vector and Clinical Trials-
島田 隆(日本医科大学)
遺伝子治療は遺伝病やがんなどの難治性疾患に対する新しい治療法として大きな期待を 集めて1990 年に開始された。その後,様々な問題が明らかになったが,これらを乗り越 えて進歩を続けてきた。最近になり,多くの疾患で有効性が認められるようになり,再び 期待が高まっている。本稿では遺伝子治療の歴史的流れと,最近の進歩について述べる。
【目次】
1.はじめに
2.遺伝子治療の歴史
3.ウイルスベクターの進歩
3.1 レトロウイルスベクター
3.2 レトロウイルスベクターの安全性
3.3 レンチウイルスベクター
3.4 アデノウイルスベクター
3.5 アデノ随伴ウイルスベクター
4.遺伝子治療臨床研究の最近の動向
5.遺伝子治療を取り巻く環境の変化
6.おわりに
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遺伝子治療に関する我が国の規制動向
Current Regulation of Gene Therapy in Japan
内田恵理子(国立医薬品食品衛生研究所)
遺伝子治療を巡る我が国の規制は,規制改革や再生医療等安全性確保法および医薬品医 療機器法の施行により, この数年で大きな変化を遂げた。法の施行からまだ時間が浅く, 本 格的な運用はこれからであるが,本稿ではこのような遺伝子治療の規制の最新動向と,遺 伝子治療製品の開発・実用化促進のための指針の改正・作成に向けた取組について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.遺伝子治療臨床試験の2つのパスウェイ
3.遺伝子治療臨床研究に関する法規制と指針
3.1 遺伝子治療臨床研究の審査体制と再生医療等安全性確保法
3.2 遺伝子治療臨床研究のカルタヘナ審査
3.3 遺伝子治療臨床研究に関する指針の改正
3.3.1 遺伝子治療の定義
3.3.2 対象疾患
3.3.3 研究に係る試料および情報等の保管
3.3.4 品質・安全性
4.遺伝子治療用製品に関する法規制と指針
4.1 遺伝子治療用製品の治験の審査体制
4.2 治験に係るカルタヘナ審査
4.3 医薬品医療機器法による条件・期限付承認制度
4.4 遺伝子治療用製品に関する指針の整備
5.遺伝子治療とカルタヘナ法
6.おわりに
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遺伝子治療用ウイルスベクターの製造
Manufacturing of Viral Vectors for Gene Therapy
高蔵 晃(タカラバイオ(株))
遺伝子治療を実用化するためには大量のウイルスベクターを安価に供給する必要があ り,生産効率の改良とスケールアップが求められている。培養生産工程,精製工程,充填 工程の改良は勿論のこと,ウイルスベクター構造の至適化も必要である。個々のウイルス ベクターの特性に合わせて行った種々の検討結果を紹介する。
【目次】
1.諸言
2.ウイルスベクター製造の概要
2.1 種ウイルスを細胞に感染させてウイルスベクターを増幅する方法
2.2 ウイルスベクターを産生する細胞を拡大培養してウイルスベクターを生産する方法
2.3 ウイルス粒子を形成させるために必要な遺伝子群を搭載したプラスミドDNAを細胞に トランスフェクションして,ウイルスベクターを生産する方法
2.4 ウイルスの精製工程
3.ウイルスベクター製造の課題
4.課題解決のための方策
4.1 ウイルスベクター構造
4.2 トランスフェクション
4.3 多段式フラスコ
4.4 バッグ培養
4.5 抽出バッファー
4.6 クロマトグラフィーによる精製
5.まとめと今後の課題
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小児神経疾患の遺伝子治療
Gene Therapy for Child Neurological Diseases
山形崇倫(自治医科大学)
村松慎一(自治医科大学)
小児神経疾患に対し,アデノ随伴ウイルスベクターを用いたCanavan 病など,レンチ ウイルスベクターを用いた副腎白質ジストロフィーなど,antisense oligonucleotide を用 いたDuchenne 型筋ジストロフィーなどに臨床研究として遺伝子治療が実施された。日本 でも,AADC 欠損症に実施した。ライソゾーム病など, 多くの疾患で遺伝子治療の開発研 究が進んでいる。
【目次】
1.はじめに
2.小児神経疾患に対する遺伝子治療法開発の国際的な状況
3.遺伝子治療が臨床応用された疾患
3.1 Canavan 病
3.2 若年型神経セロイドリポフスチン症
3.3 アミノ酸脱炭酸酵素欠損症(AADC 欠損症)
3.4 副腎白質ジストロフィー
3.5 異染性白質ジストロフィー
3.6 神経筋疾患に対するantisense oligonucleotideを用いた遺伝子治療
4.日本における小児神経疾患への遺伝子治療
5.小児神経疾患に対し開発中の遺伝子治療
6.おわりに
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悪性腫瘍のウイルス療法:遺伝子改変ウイルス製剤の開発動向
Oncolytic Virotherapy:Clinical Development of Genetically Engineered Viral Agents
藤原俊義(岡山大学大学院)
ウイルスは本来ヒトの細胞に感染,増殖し,その細胞を様々な機序により破壊する。こ の増殖能に遺伝子工学的に選択性を付加することで,ウイルスをがん細胞のみを傷害する 治療用医薬品とすることが可能となる。本稿では,従来のがん治療とは異なる新たな戦略 として開発されている遺伝子改変ウイルス製剤の臨床応用について概説する。
【目次】
1.はじめに
2.腫瘍選択性の分子機構
2.1 アデノウイルス
2.2 単純ヘルペスウイルス
2.3 レオウイルス
2.4 ワクシニアウイルス
3.世界での腫瘍融解ウイルスの開発状況
3.1 Onyx-015,H101(Oncorine)
3.2 G207,NV1020
3.3 Talimogene laherparepvec(T-Vec,OncoVEX)
3.4 Reolysin
3.5 Pexa-Vec(Pexastimogene devacirepvec,JX-594)
4.我が国における腫瘍融解ウイルスの開発状況
4.1 G47Δ
4.2 HF10(TBI-1401)
4.3 Telomelysin(OBP-301)
5.おわりに
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遺伝性疾患に対する遺伝子治療
Gene Therapy for Genetic Diseases
小野寺雅史(国立成育医療研究センター研究所)
遺伝病が遺伝子の異常により発症することを考えれば,治療として遺伝子を用いる遺伝 子治療は遺伝病の理に叶った治療法と言える。ただ, 開始より20 余年経った今, 遺伝子治 療は画期的なゲノム編集技術により究極の治療法である変異遺伝子そのものを修復する治 療法に姿を変えつつある。今後は,倫理性を含め,広い範囲での論議が必要となってくる。
【目次】
1.はじめに
2.これまでの遺伝子治療の概要
3.実際の造血幹細胞遺伝子治療
3.1 ADA欠損症
3.2 X-SCID
3.3 ウィスコット・アルドリッチ症候群(WAS)
3.4 慢性肉芽腫症(CGD)
3.5 副腎白質ジストロフィー(ALD)
3.6 異染性白質ジストロフィー(MLD)
4.ゲノム編集による遺伝子治療
5.おわりに
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悪性リンパ腫の遺伝子治療:キメラ抗原受容体(CAR) 発現T リンパ球を用いた養子免疫遺伝子療法
Gene Therapy for Malignant Lymphoma:Adoptive Immuno-gene Therapy using Chimeric Antigen Receptor(CAR)-expressing T Lymphocytes
小澤敬也(東京大学医科学研究所)
悪性リンパ腫に対する遺伝子治療として,CD19 特異的キメラ抗原受容体(CAR)を発 現させたT リンパ球を用いる養子免疫遺伝子療法が注目されている。B 細胞性腫瘍に対 してこの遺伝子治療の臨床試験が欧米で活発に実施されており,特に難治性急性リンパ性 白血病で優れた治療成績が報告されている。
【目次】
1.はじめに
2.CAR 遺伝子治療のコンセプト
3.B 細胞性白血病に対するCAR 遺伝子治療の臨床試験
4.B 細胞性非ホジキンリンパ腫に対するCAR 遺伝子治療の臨床開発
5.おわりに
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網膜色素変性の遺伝子治療
Gene Therapy for Retinitis Pigmentosa
池田康博(九州大学病院)
欧米ではレーバー先天盲などの遺伝性網膜変性疾患に対する遺伝子治療が既に臨床応用 され,一定の安全性と治療効果が明らかとなっている。国内では九州大学病院で,網膜色 素変性に対する視細胞保護遺伝子治療の臨床研究が2013 年3 月よりスタートした。さら に,薬事承認を目的とした医師主導治験(Phase I/ IIa)の準備が進められている。
【目次】
1.はじめに
2.眼科領域の遺伝子治療
2.1 加齢黄斑変性(AMD)に対する遺伝子治療
2.2 レーバー先天盲(LCA)に対する遺伝子治療
2.3 コロイデレミアに対する遺伝子治療
2.4 網膜色素変性(RP)
2.5 網膜色素変性(RP)に対する遺伝子治療
3.おわりに
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BIO R&D
機能性オリゴDNA の経口投与を可能にする「DNA ナノカプセル」の開発
下里剛士(信州大学)
オリゴDNA は,抗アレルギー,抗腫瘍,抗炎症性作用といった様々な機能性に関する 研究が国内外で盛んに行われている。本稿では,カルシウム性ナノ粒子をキャリアーとす る「DNA ナノカプセル」について紹介する。また,免疫抑制型オリゴDNA ナノカプセ ルの経口投与により得られた抗アレルギー効果について解説する。
【目次】
1.機能性オリゴDNA とは?
2.“食べる”機能性オリゴDNA の着想
3.DNA ナノカプセルの開発
4.機能性ODN の経口デリバリーシステムと全身免疫系の制御
5.免疫抑制型DNA ナノカプセルの経口投与とアトピー予防
6.おわりに
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BIO BUSINESS
非侵襲的検査の市場動向
Market Trends in Non-invasive Clinical Examination
槻木恵一(神奈川歯科大学大学院)
【目次】
1.現在の医療状況からみた非侵襲的検査の重要性
2.非侵襲的検査の市場
3.非侵襲的検査の分類
4.非侵襲的検体検査の最前線
5.まとめ
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2015年7月号
￥3,888
【特集】エラスチンの機能性―食品・美容・医療への応用―
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弾性線維の形成過程
The Process of Elastic Fiber Formation
敦賀英知 (弘前大学)
弾性線維は弾性系線維(elastic system fibers)に分類される。この系(システム)の理解は弾性線維の形成機構を理解することに他ならない。弾性系線維の構成要素は微細線維(ミクロフィブリル)とエラスチンで, 弾性線維は少量の微細線維と多量のエラスチンにより構成される。最初に足場となる微細線維が形成され, そこにエラスチンが沈着し弾性線維が成長していく。
【目次】
1. はじめに ―弾性系線維について―
2. 弾性系線維
2.1 弾性系線維の分類
2.2 弾性系線維の形態
3. 弾性系線維の構成要素
3.1 微細線維
3.2 エラスチン
4. 弾性線維の形成過程
5. おわりに
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エラスチンの光老化と糖化
Photoaging and Glycation of Elastin
米井嘉一 (同志社大学)
皮膚老化を増悪させる因子として光老化(酸化ストレス)と糖化ストレスが挙げられる。皮膚の弾性線維エラスチンに対する光老化と糖化ストレスの影響について概略を述べた。In vitro タンパク質糖化反応モデルを用いたエラスチン由来の糖化最終生成物(AGEs)に関する実験成績, 皮膚におけるAGEs蛍光強度と弾性力の臨床成績を示した。
【目次】
1. はじめに
2. 光老化とエラスチン
3. 糖化ストレス
4. 糖化ストレスの皮膚への影響
5. エラスチンの糖化
6. 皮膚AGEs蓄積量の加齢変化
7. 皮膚弾力性の年齢変化
8. おわりに
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エラスチンペプチド摂取後のヒト血液からの食事由来ペプチド検出
Identification of Food-derived Peptide in Human Blood after Oral Ingestion of Elastin Hydrolysate
重村泰毅 (東京家政大学)
エラスチンペプチドは健康食品素材として注目されている。一方で, 摂取後どのような形でペプチドが体内に吸収されるかは明らかにされていない。そこで筆者らは, ヒト血中から摂取物由来ペプチドの検索を行った。手法としては, プレカラム誘導化を導入したHPLCによって血中のペプチドを分離後, プロテインシーケンサーやMSによる配列同定を試みた。その結果, エラスチンペプチド摂取後のヒト血液から高濃度のPro-Glyが検出された。
【目次】
1. はじめに
2. コラーゲンペプチド摂取後のヒト血液からの食事由来ペプチド検出
3. PITC誘導化法を導入したエラスチンペプチド摂取後の血中食事由来ペプチドの検索
4. AccQ誘導化法を導入したLC-MS/MSによる血中食事由来エラスチンペプチドの検索検出法
5. 年齢別被験者の血中食事由来エラスチンペプチド動態
6. おわりに
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カツオエラスチンの製造技術と機能性
Production Technique of‘ Bonito Elastin’ and Its Health Function
白土絵理 (林兼産業(株))
エラスチンは組織・臓器へ弾性を与える重要なタンパク質であり, 基礎から応用まで様々な研究が進められている。しかし, 魚類由来エラスチンに関しては研究例が少ない。その中で我々は, カツオ動脈球から産業規模でのエラスチンペプチド「カツオエラスチン」の製造に成功し, 食品素材としての機能性を追求している。
【目次】
1. はじめに
2. 魚類エラスチンの探索と製造
3. カツオエラスチンの機能性
4. まとめ
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エラスチン・エラスターゼに着目した抗シワ研究
Anti-wrinkle Study Focusing on the Regulation of Elastin and Elastase
塚原和枝 (花王(株))
笠松慎也 (花王(株))
武谷真由美 (花王(株))
八谷輝 (花王(株))
加齢に伴い顔面皮膚に顕在化するシワは, グローバルでも共通の肌悩みであることが知られている。我々は真皮を構成する様々な因子の中でも, 存在量は非常に少ないものの, 皮膚の弾力性に最も関係があると考えられているエラスチンに着目し, 長年にわたって抗シワ技術の確立に取り組んできた。今回はその研究概要を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 皮膚弾力性とエラスチン線維との関係
3. 線維芽細胞エラスターゼ(NEP)の阻害によるシワ形成抑制作用
4. NEP 阻害活性の増強によるシワ形成抑制作用
5. 光老化関連因子の探索
6. MFAP-4のエラスチン線維形成における役割
7. MFAP-4産生促進素材の探索
8. MFAP-4の産生促進によるシワ改善作用
9. おわりに
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高血圧性血管障害に対するエラスチンペプチドの予防効果
Prophylactic Effects of Elastin Peptide on Hypertensive Vascular Injury
伊藤浩行 (近畿大学)
古くよりエラスチンペプチドには血管拡張や走化性などいくつかの生理活性が認められているが, in vivo におけるエビデンスは極わずかである。高血圧は動脈硬化症の最大のリスクファクターであることから, 高血圧性血管障害に及ぼす魚類由来エラスチンペプチドの影響を高血圧モデル動物を用いて検索したところ, 内皮細胞傷害の発生や血管拡張能の低下など高血圧に基因する動脈障害に対する抑制効果が認められた。これらの結果は, エラスチンペプチドが加齢に伴う高血圧や動脈硬化の発症に抑制的に作用する可能性を示唆している。
【目次】
1. はじめに
2. 高血圧性動脈病変の発生機序
2.1 大動脈におけるエラスチンの減少
2.2 動脈内皮細胞の傷害
3. 高血圧性動脈病変に及ぼすエラスチンペプチドの影響
3.1 カツオ動脈球由来エラスチンペプチドの影響
3.2 Prolyl glycine(PG) の影響
3.3 考察
4. おわりに
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エラスチンの医療材料への応用
Application of Elastin-based Biomaterials
宮本啓一 (三重大学)
血管や靭帯等の伸縮性組織ではエラスチン比率が高く, 組織内の細胞は一定方向に配向した状態で存在し, 血管では拍動運動, 膝靭帯ではねじり運動等の伸縮刺激を受ける。本稿では医療材料として, こうした動的刺激の中で細胞の配向や分化・脱分化をコントロールする組織工学用材料としてのエラスチンの応用について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 生体組織を形成する細胞外マトリックス素材
3. 細胞培養のための伸縮性足場材料への応用
4. 生体組織構造・機能を模倣する再生誘導型人工血管
5. 生体組織構造・機能を模倣する再生誘導型人工靭帯
6. おわりに
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BIO R&D
ヒトI型コラーゲンタイプRCP,cellnest の開発,利用事例について
“cellnest” Recombinant Peptide based on Human Type I Collagen, Its Development and Application Examples
佐々木翼 (富士フイルム(株))
我々は, 再生医療用のリコンビナントマトリックス素材cellnestを開発, 発売した。その構造はヒトI型コラーゲンをベースとし, 免疫原性低減, 細胞接着性向上を意図して, 独自にデザインしたものである。その開発の経緯, 実際に動物実験に使用した例を紹介する。
【目次】
1. 開発の経緯
2. ヒトI型コラーゲンタイプRCP, cellnestの構造, 特徴について
3. ヒトI型コラーゲンタイプRCPの利用事例について
3.1 頭蓋骨再生
3.2 セルザイク
4. おわりに
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BIO BUSINESS
化粧品の市場動向
Market Trends of Cosmetics
2013年の化粧品の出荷実績は出荷個数27億3,854万個(前年比100.9%), 出荷金額1兆4,270億円(前年比101.6%)となった。2011年の東日本大震災以降, 一時的に消費の冷え込みに陥った化粧品業界だが, 2012年, 2013年と景気の上向きから高価格帯商品を中心に需要の回復がみられ, 2年連続のプラス成長となった。 改正薬事法施行により製造のアウトソーシングが容易になったこと, 化学, 製薬, 食品メーカーといった異業種の新規参入が活発化していること, 新製品増加による化粧品ブランドの開発業務の外注化などの要因で, 化粧品受託製造市場が年々市場規模を拡大し, 受託製造メーカーは「下請け」から「パートナー」へと変貌を遂げている。 国内市場が成熟化する一方, 中国をはじめとするASEANなどアジア地域では中間所得層の拡大から市場が広がっている。「メイドインジャパン」をキーワードに中～高所得者を主要ターゲットとしてアジア進出を進めてきた日本の化粧品メーカーの前には現地法規制やマス市場開拓の遅れといった難題が降りかかり, アジア戦略の岐路に立たされている。
【目次】
1. 需給動向
2. 輸出入動向
3. 化粧品業界の動向
3.1 化粧品受託製造の市場拡大
3.2 UVA防止効果表示の変更
3.3 メーカーの開発動向
4. 岐路を迎えた海外戦略
4.1 中国市場の動向
4.2 日本メーカーの取り組み
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2015年6月号
￥3,888
【特集】おいしさを知る・引き出す科学
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特集にあたって
Introduction
山本隆 (畿央大学)
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おいしく感じるしくみ ―味覚の受容と脳内情報処理―
Peripheral and Central Mechanisms of Palatability
山本隆 (畿央大学)
飲食時に生じる各種の感覚情報は大脳皮質前頭葉の眼窩前頭皮質で統合され, 快と判断されれば, すなわちおいしいということになる。情報は報酬系や扁桃体にも送られ, β-エンドルフィン, ドーパミン, オレキシンなどの脳内物質が連鎖的に働き, 快感, 摂取欲, 摂取行動が亢進する。過剰な脳内物質の放出はやみつきを生じる。
【目次】
1. おいしさとは?
2. おいしさを出す感覚性要因
3. 本能としてのおいしさと学習によるおいしさ
4. おいしさの種々相
5. おいしさとコク
6. 味覚末梢受容機構
7. 味覚の中枢経路と味覚情報処理
8. 脳内物質によるおいしさと食行動の発現
9. おいしさとやみつき
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食事に起因する味嗜好性の変化
Changes in Taste Palatability induced by Eating Experience
成川真隆 (東京大学大学院)
三坂巧 (東京大学大学院)
ヒトは生まれつきおいしい味を好む。しかし一方で, 食べ物に対する好き嫌いは生理状態や年齢, 食経験により大きく変化する。本稿では食事に起因して生じる味嗜好性の変化0について, 筆者らが得た最近の知見を含め概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 本能的な味の嗜好性
3. 食経験による嗜好性の変化
4. 食経験による脳内分子の発現変動
5. 母親から子に伝えられる味の記憶
6. 栄養状態に起因した嗜好性変化
7. おわりに
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培養細胞評価系を用いた食味評価
Evaluation of Taste Using Cell-Based Assay
櫻井敬展 (日清食品ホールディングス(株))
阿部啓子 (東京大学大学院)
分子生物学的手法の進展により味覚受容機構が明らかになりつつある。味覚受容体の発見により構築された味覚受容体発現培養細胞評価系は, ヒトの味覚を反映した新たな食味の評価手法として注目を集めている。本稿では, 呈味増強・抑制素材の探索に焦点を当て, 近年の研究成果を交えつつ解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 味覚の受容体
3. 味覚受容体発現培養細胞を用いた味物質評価系
4. 味覚受容体発現培養細胞評価系を用いた呈味調節素材の探索
5. おわりに
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テクスチャーを改変しておいしく
Texture Modification of Food
舟木淳子 (福岡女子大学)
テクスチャーはおいしさを感じる上で重要な役割を果たしていると考えられる。よりおいしく, 食べやすくするため, 様々なテクスチャーの食品が求められている。本稿では, テクスチャー改変の例として, 酵素を用いた豆腐のテクスチャー改変を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. テクスチャーとは
3. テクスチャーの重要性
4. テクスチャー改変の研究例
4.1 豆腐中の大豆イソフラボンのアグリコン化
4.2 豆腐のテクスチャー改変
4.3 プロテアーゼ処理豆腐の利用
5. おわりに
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水溶性多糖が旨味の後味に与える影響
Effects of Water Soluble Polysaccharide on Umami Aftertaste
今村美穂 (キッコーマン(株))
後味は, 食品を飲み込んだ後も持続する味を意味し, 食品の嗜好性や選択性に影響する。我々は, 和食の品質に重要な旨味の後味に着目し, つゆをモデルに, しょうゆ中の水溶性多糖がこれを抑制することを明らかにした。本稿では, 本研究およびしょうゆが美味しさを損ねることなく, 約30%食塩摂取を低減できることを示した研究について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. つゆの旨味の後味に関与する成分の研究
2.1 しょうゆとだしと旨味の後味
2.2 つゆの旨味の後味を抑制するしょうゆ中の高分子成分
2.3 つゆの旨味の後味を抑制するしょうゆ中の水溶性多糖
2.4 しょうゆ中の水溶性多糖
2.5 多糖が食品の品質に与える影響
3. しょうゆによる食品の減塩効果
3.1 しょうゆによる美味しさの保持と減塩
3.2 しょうゆの減塩効果の普遍性
4. おわりに
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食肉のおいしさと「こく」
Palatability and“ Koku Attributes” of Meats
西村敏英 (日本獣医生命科学大学)
江草愛 (日本獣医生命科学大学)
食肉は, 美味な食品の一つであり, 老若男女を問わず食されている。食肉は, 一般的に, 適度に軟らかく, ジューシーであると同時に, うま味が強くて, 動物種の特徴ある香りと調理したときの肉様の香りが感じられるものが好まれる。このようなおいしさは, と殺直後の筋肉には認められず, 筋肉を一定期間低温で貯蔵する熟成処理によりもたらされることはよく知られている。最近, 食べ物のおいしさに寄与する要因として, 「こく」の重要性がわかってきた。本稿では, 食べ物のおいしさに寄与する「こく」を解説すると同時に, 食肉のおいしさにおける「こく」とは何かを解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 食べ物のおいしさを決める要因
3. 「こく」の定義
4. 「こく」付与物質とその分類
4.1 味に関する「こく」付与物質
4.1.1 「こく」付与呈味物質
4.1.2 「こく」付与味修飾物質
4.2 香りに関する「こく」付与物質
4.2.1 「こく」付与香気物質
4.2.2 「こく」付与香気修飾物質
4.3 食感に関わる「こく」付与物質(「こく」付与物理刺激物質)
5. 食肉のおいしさと「こく」
5.1 食肉のおいしさ
5.2 食肉のおいしさを引き出す熟成
5.3 食肉のおいしさに関わる「こく」とは
6. まとめ
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嗅覚刺激を利用したおいしさ増強技術
Taste Enhancement by Olfaction
下田満哉 (九州大学)
本稿では, 匂いがないはずの呈味液の味覚応答に嗅覚が関与している可能性について述べた。味覚が嗅覚を誘導するのは, 長年の学習効果に依存すると考え得る。その結果, 嗅覚により味覚応答の増強が起こると考えた。セロリの匂いによる「こく味」増強や醤油の匂いによる「塩味」や「うま味」の増強では, 呈味質と関連の深い匂いによる味覚の増強が惹起された。
【目次】
1. はじめに
2. 呈味物質は匂いを伴うのか (Do Tastants Have a Smell? )
3. セロリの香りは「こく味」を増強する
4. 醤油の香りは塩味を増強する
5. まとめ
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BIO BUSINESS
Point of Care(POC)遺伝子検査技術の開発動向
The Development Trend of POC Genetic Testing Technology
佐野創太郎 ((株)カネカ)
宮本重彦 ((株)カネカ)
遺伝子検査は検出感度に優れた検査法であるが, 専用の大型装置や煩雑な操作を必要とするため, 診療所や検疫所などの小規模施設への普及が妨げられていた。この問題の解決のため, 遺伝子検査の簡便・迅速化技術の開発が進められており, 本稿ではその内容に関して紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 検体前処理技術
2.1 溶解処理
2.2 精製処理(バインド・エリュート法)
2.3 核酸迅速抽出法
3. 核酸増幅法
3.1 PCR法
3.2 等温核酸増幅法
3.3 コンタミネーションリスクの抑制
4. 増幅核酸検出技術
4.1 蛍光検出法
4.2 目視検出法
4.3 ラテラルフロー型チップ
5. おわりに
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2015年5月号
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【特集】第二世代バイオエタノール製造の技術開発
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特集にあたって
Foreword for the Special Issue of 2nd Generation Bioethanol
横山伸也 (公立鳥取環境大学)
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第二世代バイオエタノール製造の技術概要
Overview of the 2nd Generation Bioethanol Production Technology
徳田憲昭 ((一財)エネルギー総合工学研究所)
本稿は新エネルギー・産業技術総合開発機構主導のもと, 2008～2012年度の期間において実施された「バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業/加速的先導技術開発」の事業概要について述べる。当該事業は「バイオ燃料技術革新計画」で掲げられた第二世代バイオエタノール製造技術の開発ベンチマークの達成を目指して行われた。
【目次】
1. はじめに
2. バイオ燃料技術革新計画のベンチマーク
3. 第二世代バイオエタノール製造の技術概要
4. バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業の実施内容
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高速発酵細菌の利用による木質バイオマスの高効率同時糖化並行発酵
Development of Bioethanol Production Process from Woody Biomass based on Highly Efficient Microwave Solvolysis and Ethanologenic Bacteria
簗瀬英司 (鳥取大学)
渡辺隆司 (京都大学)
セルロース系バイオエタノールのグローバルな商業展開を目指し, 熱帯早生樹であるユーカリ材を原料として超低コストなマイクロ波照射前処理工程と機能強化したC5・C6糖高速発酵細菌を用いる同時糖化並行発酵工程を組み合わせた木質系バイオエタノール一貫製造プロセスを開発し, ベンチプラントにて実証した。
【目次】
1. はじめに
2. 同時糖化並行発酵に最適な発酵細菌の代謝工学的育種
2.1 Zymomonas mobilisの発酵特性
2.2 C5・C6糖並行発酵細菌
2.2.1 キシロース並行発酵性の賦与
2.2.2 マンノース並行発酵性の賦与
2.3 実用的C5・C6同時並行発酵細菌の育種
2.4 セルロース糖化発酵性の賦与
3. 高速発酵細菌とマイクロ波を用いた木質バイオマスからのバイオエタノール実証生産
3.1 マイクロ波照射前処理工程
3.2 SSCF工程
3.3 ベンチプラント実証試験
4. 今後の課題
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セルロース系バイオマスの糖化酵素の技術開発
Development of Saccharifying Enzyme for Cellulosic Biomass
森川康 (長岡技術科学大学 ; (一財)バイオインダストリー協会)
NEDO PJ「酵素糖化・効率的発酵に資する基盤研究」の成果を, 糖化酵素およびそれに密接に関連する高効率糖化に関してまとめた。界面活性剤の効果, グルコース阻害の重要性および各前処理バイオマスに応じた成分酵素の重要性を明らかにし, T. reesei PC-3-7株からBGLおよびXYNの二重強化株を構築し, その糖化酵素JN24Hで酵素使用量を1.8mg/g-バイオマスまで低減させた。
【目次】
1. はじめに
1.1 糖化酵素(セルラーゼとヘミセルラーゼ)
1.2 酵素使用量低減の課題
1.2.1 高効率糖化
1.2.2 高機能糖化酵素
2. 酵素糖化の解析
2.1 界面活性剤による糖化酵素使用量の低減
2.2 糖化時の生成物阻害
2.3 前処理バイオマスに応じた糖化酵素
3. 高機能糖化酵素の構築
3.1 BGLの強化
3.2 XYN IIIの強化
4. まとめと今後の展望
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CBPによるバイオエタノール生産技術の開発
Development of the Production Process of Bioethanol using CBP
猪熊健太郎 (神戸大学)
蓮沼誠久 (神戸大学)
近藤昭彦 (神戸大学)
リグノセルロース系バイオマスから液体燃料や化学品を効率的に生産するために鍵となる統合型バイオプロセス (Consolidated bioprocessing : CBP) の構築と, CBPに資するアーミング酵母の開発や酵母の発酵阻害物耐性の強化など, 最先端の技術動向を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. リグノセルロース系バイオマス利用の課題
3. セルロース・ヘミセルロース分解能の付与とその強化
4. キシロース(C5糖)資化能の付与
5. 発酵阻害物耐性
6. マーカーリサイクルシステムを用いた多機能酵母の構築
7. 今後の展望
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Well to Tank での事業モデル構築の検討概要
Building Bioethanol Production Business Model and Its Well to Tank Evaluation
森山亮 ((一財)エネルギー総合工学研究所)
玄地裕 (国立研究開発法人 産業技術総合研究所)
本検討では原料生産, 輸送, エタノール転換, 日本までの製品輸送といったWell to Tankでの各工程を想定した実用化事業モデルを構築した。また, バイオ燃料事業実施者が「技術革新ケース」の開発ベンチマーク達成度を評価できる温室効果ガス(GHG)排出量計算ツールや事業モデル簡易評価ツールを整備した。
【目次】
1. 総合調査研究の概要
2. 実用化事業モデルの構築
2.1 前提条件
2.2 原料生産作業工程の設定,原料コストおよびGHG排出量の試算
2.3 エタノール転換
2.4 製品輸送手段の設定,輸送コストおよびGHG排出量の試算
3. GHG排出量計算ツール
3.1 評価範囲と機能単位
3.2 入力方法
3.2.1 地域
3.2.2 原料および原料栽培
3.2.3 原料輸送
3.2.4 原料変換
3.2.5 製品輸送
4. 事業モデル簡易評価ツール
5. 成果の活用
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≪BIO R&D≫
アルツハイマー病の治療薬としてのメチレンブルーの有効性: アルツハイマー病の病態モデルマウスを用いた検討
Methylene Blue Modulates β-Secretase, Reverses Cerebral Amyloidosis, and Improves Cognition in Transgenic Mice
森隆 (埼玉医科大学)
塩基性染料の一種であるメチレンブルーを, アルツハイマー病の病態モデルマウス(PSAPP マウス)に15ヵ月齢から3ヵ月間経口投与(3 mg/kg/day)すると, アルツハイマー病様の病態が軽減した。本稿では, メチレンブルーの行動・認知機能障害の改善効果, 続いてアミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果を紹介する。さらに, メチレンブルーの病態を軽減する効果のメカニズムについても記載する。メチレンブルーの新たな病態改善薬としての可能性が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. メチレンブルーの概要
3. 行動・認知機能障害の改善効果
4. アミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果
5. 将来展望
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乳酸菌だけじゃない !
酢酸菌でアレルギー症状の改善に挑む !
Anti-pollen Disease, Anti-allergy Ingredient Containing Acetic Acid Bacterial LPS as an Active Ingredient
平松直人 ((株)東洋発酵)
日本における全人口の約半数がアトピー性皮膚炎や花粉症などのアレルギー疾患に苦しんでいるといわれており, それに伴う労働損失額も数千億円にのぼると試算されている。本稿では, 自然免疫応答を誘導するLPS(リポポリサッカライド)を食品素材へと応用した「酢酸菌由来LPS」によるアレルギー症状の抑制効果について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酢酸菌由来LPS
2.1 LPS
2.2 酢酸菌
3. 酢酸菌由来LPSの機能性
3.1 マクロファージ様細胞を用いた貪食活性およびNO産生能についての評価
3.2 花粉症抑制効果についての評価
3.3 皮膚アレルギーに対する抑制効果の評価
4. 本素材の応用例
5. おわりに
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BIO BUSINESS
生薬の流通の現状と今後の課題
Current Situation of Crude Drugs and Future Subjects
浅間宏志 (日本漢方生薬製剤協会 ; (株)ウチダ和漢薬)
【目次】
1. 生薬流通の現状
1.1 はじめに
1.2 使用量調査の経緯
1.3 使用量等実態
1.3.1 使用生薬の種類,使用量および生産国
1.3.2 使用量の多い生薬
1.3.3 生産国による分類
2. 今後の課題
2.1 国内での薬用作物栽培の産地化推進
2.2 中国との交流 -
2015年4月号
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【特集】口腔環境と全身疾患の関係
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特集に際して
Introduction
落合邦康 (日本大学)
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口腔レンサ球菌と全身疾患
Oral Streptococci and Systemic Disease
高橋幸裕 (日本歯科大学)
田代有美子 (日本歯科大学)
古西清司 (日本歯科大学)
口腔レンサ球菌は口腔常在菌叢において最も優勢な細菌群である。本総説では, 口腔レンサ球菌と全身疾患との関連性, 特に歯性菌血症と感染性心内膜炎について概説する。さらに, 口腔レンサ球菌のシアル酸結合性アドヘジン(Hsa)について, 感染性心内膜炎の動物実験の結果などの知見を交えて, Hsaの機能とその病原性について解説する。
【目次】
1. はじめに
2. 口腔感染症と全身疾患
3. 口腔レンサ球菌と全身疾患
3.1 歯性菌血症
3.2 感染性心内膜炎
4. 感染性心内膜炎における口腔レンサ球菌の病原因子
4.1 口腔レンサ球菌Hsa アドヘジンの構造と機能
4.2 口腔レンサ球菌Hsa アドヘジンの分子生物学的役割
4.3 感染性心内膜炎における病原性
5. おわりに
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口腔内細菌と誤嚥性肺炎および人工呼吸器関連肺炎
Oral Microbiota Connected with Aspiration and Ventilator Associated Pneumonia
山下喜久 (九州大学)
健常者の肺炎発症には特定の病原細菌が関連するが, 健康状態が必ずしも良好でない高齢者では, 普段は特に病原性が問題にならない常在細菌が健康に影響を及ぼす。口腔ケアが高齢者の肺炎予防に有効であるとの概念もこのような考えに立っている。本稿では, 口腔のケアを手段と目的に沿って4つに分類して, 高齢者に多い誤嚥性肺炎と人工呼吸器関連肺炎の予防に必要な口腔ケアについて考察した。
【目次】
1. はじめに
2. 肺炎と口腔細菌
2.1 誤嚥性肺炎
2.2 人工呼吸器関連肺炎
2.3 高齢者の肺炎と口腔細菌
3. 誤嚥性肺炎および人工呼吸器関連肺炎に対する口腔ケアの予防効果
3.1 口腔ケア
3.2 口腔ケアと肺炎の予防
4. おわりに
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口腔内細菌と自己免疫疾患
Oral Bacteria and Autoimmune Diseases
菊池賢 (東京女子医科大学)
原発性胆汁性肝硬変(primary biliary cirrhosis : PBC)は更年期以降の中年女性に好発する原因不明の自己免疫疾患である。その自己抗体のエピトープは pyruvate dehydrogenasecomplex E2 component(PDC-E2) であるが, 分子相同性(molecular mimic)の原因微生物は未だに明らかになっていない。筆者らは, PBCの発症に Streptococcus intermedius が関与することを見出した。本菌をマウスに投与すると, PBCに酷似した小胆管周囲の慢性非化膿性炎症が起こることがわかった。このマウスのT細胞をヌードマウスに移植することで同様の小胆管周囲の慢性非化膿性炎症が再現された。近年, 核膜タンパク質gp210に対する自己抗体がPBC進行に寄与することが明らかになっているが, このエピトープが本菌の histone-like protein に保存されていた。本稿ではこれまでに取り組んできたPBCと S. intermedius の関係について, 紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. Streptococcus intermedius とはどのような細菌なのか
3. 原発性胆汁性肝硬変とはどのような疾患か
4. ヒトPBC病変と S. intermedius の関係
5. おわりに
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口腔内細菌とインフルエンザ
Relationship between Oral Bacteria and Influenza Virus
神尾宜昌 (日本大学)
今井健一 (日本大学)
落合邦康 (日本大学)
最近, 筆者らは口腔内細菌が産生するノイラミニダーゼがインフルエンザウイルス感染を促進し, 抗インフルエンザ薬の効果を低下させる可能性を明らかにした。本稿では, この研究成果を中心に, 専門的口腔ケアがインフルエンザ対策において有効な手段であることを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. インフルエンザウイルスの分類と構造
3. インフルエンザによるパンデミック
4. インフルエンザウイルスのライフサイクル
5. インフルエンザと細菌感染
6. 口腔内細菌がインフルエンザウイルスの放出に及ぼす影響
7. 口腔内細菌が抗インフルエンザ薬の効果に及ぼす影響
8. 口腔ケアがインフルエンザ発症に及ぼす影響
9. おわりに
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口腔感染症とウイルス疾患
Microbial Interaction between Oral Bacteria and Viruses
今井健一 (日本大学)
落合邦康 (日本大学)
ウイルス性肝炎やエイズに加え, 新型インフルエンザやデング熱, さらにはエボラ出血熱など新たなウイルス感染症が世界的な脅威となるばかりでなく, 我が国においても大きな問題となっている。歯周病と様々な全身疾患との関連性が明らかとなる中, 筆者らは, 歯周病原菌が大量に産生する“酪酸”が, エピジェネティック制御を介して潜伏感染HIVやEBVを再活性化することを見出し, 歯周病がウイルス感染症の進展にも広く影響を及ぼしている可能性を示した。また, これまで細菌感染症と考えられてきた歯周病の発症においても, 細菌とウイルスの負の連鎖が重要な役割を担っていることが明らかになりつつある。病原性発現における「細菌-ウイルスの微生物間相互作用」という新たな視点に立った感染症の病態の理解が新しい治療と予防法の開発につながると期待される。
【目次】
1. はじめに
2. HIVとEBVの潜伏感染
3. エピジェネティック制御によるウイルス潜伏感染維持機構
4. 歯周病原菌による潜伏感染HIVの再活性化
5. 歯周病によるエイズ進展の可能性
6. 腸管と女性生殖器に常在する酪酸産生菌による潜伏HIV再活性化
7. 酪酸によるHIV活性化メカニズム
8. 歯周病の発症と進展における細菌-ウイルスの相互作用
9. おわりに
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口腔微生物とがん
Oral Microorganisms and Cancer
宮崎裕司 (明海大学)
菊池建太郎 (明海大学)
草間薫 (明海大学)
口腔内には多数の常在菌やウイルスが存在するが, それらの関与により様々な疾患が引き起こされることがこれまでの研究によって示されている。本稿では, 口腔内微生物, 特に歯周病原性細菌やウイルスと発がん・がん進展との関連を中心に述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 歯周病原性細菌とがん
2.1 歯周病原性細菌が産生する短鎖脂肪酸
2.2 酪酸と口腔がん進展
2.3 歯周病と他臓器のがん
3. う蝕とがん
4. 他の口腔内微生物とがん
5. おわりに
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歯周病とメタボリックシンドロームとの関連性
Association between Periodontitis and Metabolic Syndrome
前野正夫 (日本大学)
森田十誉子 ((公財)ライオン歯科衛生研究所)
近年, 歯周病とメタボリックシンドロームの各指標(肥満, 高血圧, 高血糖, 血中の脂質異常)とは密接に関連しており, 深い歯周ポケットを有する人は将来メタボリックシンドロームの発症リスクが高いことが疫学研究によって示された。本稿では, 筆者らが行った疫学研究結果を基に歯周病とメタボリックシンドロームとの関連性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 歯周病
2.1 歯周組織の正常と異常
2.2 歯周病とは
2.3 細菌感染に対する生体防御のしくみ
2.4 歯周病が原因で歯が抜ける現象も生体防御のしくみなのか?
3. メタボリックシンドローム
4. 歯周病とメタボリックシンドローム
4.1 歯周病とメタボとの関連性を探る疫学研究
4.2 歯周ポケット保有とメタボ指標との関連性
4.3 歯周ポケット保有者は将来メタボになりやすいのか?
4.4 歯周病とメタボの関連性
5. おわりに
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歯周病と糖尿病
Periodontitis and Diabetes Mellitus
山下明子 (九州大学病院)
西村英紀 (九州大学大学院)
歯周病は糖尿病の第6の合併症と言われている。近年, 重度歯周病が全身性に軽微な炎症を惹起し, 糖尿病そのものの病態に影響を及ぼすことが明らかになった。本稿では, 歯周病治療介入が糖尿病へ及ぼす影響を近年の疫学研究の結果を中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 歯周病と糖尿病
3. HbA1cは重度歯周病によって悪化する
4. 糖尿病患者において重度歯周病で全身性に炎症が惹起される想定機序
5. 動脈硬化と歯周病
6. おわりに
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歯周病と動脈硬化
Periodontal Disease and Atherosclerosis
落合智子 (日本大学)
近年の研究から炎症性疾患・歯周病と冠動脈疾患との関連性が報告されている。本稿では歯周病原菌で促進される動脈硬化プラーク形成における炎症性メカニズムや酸化変性メカニズムに焦点を当て解説したい。さらに粘膜ワクチンや抗炎症因子が歯周病原菌で増悪される動脈硬化を制御できるか否かを考察する。
【目次】
1. はじめに
2. 歯周病と全身疾患との関連性
3. 動脈硬化進展における歯周病原菌感染の役割
4. 血管内皮細胞の活性化
5. Toll様受容体およびNod様受容体を介した応答
6. 酸化ストレス介在性メカニズム
7. 高脂血症誘導性動脈硬化
8. 粘膜ワクチンによる動脈硬化の予防
9. 抗炎症因子を用いての動脈硬化の制御
10. おわりに
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≪BIO R&D≫
タンパク質-磁性粒子複合体の in vivo 合成と創薬への展開
Production of Magnetic Particle Displaying Functional Protein Complexes toward Drug Screening
吉野知子 (東京農工大学)
本多亨 (東京農工大学)
医薬品の開発において, 膨大な化合物ライブラリーから標的タンパク質に結合する化合物を高効率に探索することは創薬の低コスト化, 時間短縮において重要なプロセスである。本稿では, 菌体内にマグネタイトのコアを持つ磁性粒子を生合成する磁性細菌を用いた, 効率的なタンパク質-磁性粒子複合体の生産と創薬への展開について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. マグネトソームディスプレイ技術
2.1 標的タンパク質発現制御システムの構築
2.2 磁性細菌のゲノム改変による標的タンパク質のディスプレイ量の向上
2.3 標的タンパク質のペリプラズム発現による機能向上の取り組み
3. 創薬スクリーニングに向けたタンパク質-磁性粒子複合体の創出
4. おわりに
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TOPICS
ヨーグルト中の乳酸菌を生きたまま分離する
Separation of Lactic Acid Bacteria from Fermented Milk
西野智彦 (東京工科大学)
生きた乳酸菌を含むヨーグルトは, 希釈して遠心分離を行っても乳成分が菌体とともに沈降するため乳酸菌菌体の分離が難しい。そのことが影響するためかヨーグルト中の乳酸菌の挙動に関する研究例は少ない。本稿では, 密度勾配遠心分離法を用いてヨーグルトから生きた乳酸菌を分離する方法について説明する。
【目次】
1. はじめに
2. 密度勾配遠心分離
3. 微生物細胞の浮遊密度
4. 脱脂粉乳培地からの菌体分離
5. 培養終期における回収率の低下
6. 今後の展望 -
2015年3月号
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【特集】抗菌ペプチド利用の最前線
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特集にあたって
Introduction
相沢智康(北海道大学)
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未知の生理活性ペプチドの探索方法
Screening Methods for Discovering New Bioactive Peptides
尾崎司 (山形大学)
佐々木一樹 (国立循環器病研究センター研究所)
南野直人 (国立循環器病研究センター研究所)
生理活性ペプチドは, 前駆体タンパク質がプロセシングを受けて生成し, 機能を発揮する。近年の質量分析技術の向上, ゲノム情報の蓄積によって微量のペプチドを単離することなく同定できるようになった。本稿では, 生理活性ペプチドの探索方法について2種の新規抗菌ペプチドの発見を例に挙げて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 生理活性ペプチド探索のために有効な手法 : セクレトペプチドーム解析
3. ペプチドーム解析の鍵となる質量分析計によるペプチド同定
4. 塩基性ペプチド画分からのAMP-IBP5の発見
5. 生物種間の保存性および既知の活性ペプチドの特徴を加味した候補ペプチドの選定
6. 生菌の還元活性を指標にした抗菌活性のスクリーニング
7. AMP-IBP5 およびVGF[554-577]-NH2の抗菌活性
8. まとめ
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抗菌ペプチドの食品添加物としての利用
Use of Antibiotic Peptides as Food Additives
小磯博昭 (三栄源エフ・エフ・アイ(株))
食品の腐敗防止に使われる抗菌ペプチド(リゾチーム, ε-ポリリジン, プロタミン, ナイシン)は, 少量で効果を示し優れた静菌剤であるが, ペプチドの種類により抗菌スペクトルや熱安定性などの性質が異なる。本稿では食品添加物として認められている抗菌ペプチドの特徴や食品での応用事例を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. リゾチーム
3. ε-ポリリジン, プロタミン
4. ナイシン
5. おわりに
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米由来抗菌ペプチドの有する多様な生体防御機能
Host Defense Multi-functions of Antimicrobial Peptides from Rice Proteins
谷口正之 (新潟大学)
抗菌ペプチドは, 従来の抗生物質に代わる感染防御剤として注目を集めている。米タンパク質由来の抗菌ペプチドを新規に同定し, それらのヒト病原微生物に対する抗菌活性とスペクトルについて解説した。また, 抗菌ペプチドの有するプロテアーゼ阻害活性, 抗炎症活性, 管腔形成促進作用などの多様な生体防御機能について紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 米由来抗菌ペプチドの特徴と抗菌活性
3. 抗菌ペプチドのプロテアーゼ阻害活性
4. 抗菌ペプチドの抗炎症活性
5. 抗菌ペプチドの管腔形成促進活性
6. 抗菌ペプチドの細胞毒性と溶血活性
7. まとめと今後の課題
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カブトムシディフェンシン由来抗菌ペプチドを用いた抗菌性繊維の開発
Development of Antimicrobial Fiber using Antimicrobial Peptides derived from Allomyrina dichotoma Defensin
石橋純 ((独)農業生物資源研究所)
中村允 (和歌山県工業技術センター)
薬剤耐性菌の蔓延の問題に対処するために, 新たな抗菌性素材の開発が急務である。薬剤耐性菌に対して効果を示し, 新たな耐性菌を生み出しにくいと考えられる抗菌タンパク質は, 抗菌剤として有望である。本稿ではカブトムシディフェンシン改変ペプチドを利用した抗菌繊維の開発について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. カブトムシディフェンシン改変ペプチドの開発
3. 抗菌ペプチドを共有結合させた抗菌性素材
3.1 ペプチド固定化技術の応用
3.2 綿生地の改質
3.3 改変ペプチド固定化繊維の作製
3.4 改変ペプチド固定化繊維の形態変化
3.5 抗菌活性試験
4. 抗菌ペプチドの加工剤化
4.1 改変ペプチドの高分子化
4.2 加工生地の抗菌活性評価
4.3 安全性試験
5. まとめ
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抗菌ペプチドによるバイオシリカ生産技術の開発
Development of Bio-silica Formation Technology Utilizing Antimicrobial Peptides
井上高康 (富士化学(株))
松田祐介 (関西学院大学)
ケイ酸固体化ペプチドは珪藻被殻 Silaffin などのように強い塩基性である。塩基性人工ペプチド, CDPFもやはり強いケイ酸固体化能を有する。塩基性は抗菌ペプチドと共通する特徴であるため, 抗菌性ペプチドとして知られるプロタミンのケイ酸固体化を試みた結果, 強い抗菌性は保持されたままで効果的なケイ酸固体化が確認された。
【目次】
1. はじめに
2. ペプチドによるシリカバイオミネラリゼーションについて
3. プロタミンのシリカ固体形成能と抗菌性
4. おわりに
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抗菌ペプチドをプローブとして利用した微生物検出法の開発
Development of Novel Assays using Antimicrobial Peptides for the Detection of Microbes
相沢智康 (北海道大学)
米北太郎 (日本ハム(株))
北條江里 (日本ハム(株))
抗菌ペプチドは微生物に結合する性質を持つことから, 幅広い微生物を検出するプローブとしての応用が期待できる。本稿では, 抗菌ペプチドをプローブとして用いた食中毒原因微生物の検出法の開発について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. プローブに適した抗菌ペプチドのスクリーニング
3. 抗菌ペプチドの遺伝子組換え生産
4. ラテラルフロー法への応用
5. まとめ
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創傷治癒効果と抗菌効果を併せ持つペプチドの創生
Development of a Novel Multifunctional Peptide with Wound Healing and Antimicrobial Activities
天満昭子 (大阪大学)
冨岡英樹 (アンジェスMG (株))
中神啓徳 (大阪大学)
森下竜一 (大阪大学)
抗菌ペプチドとは広域の抗菌スペクトルを有し, 生体防御機構として生体を守る役割を担う自然免疫機能の一つである。抗菌ペプチドの中には, 抗菌活性に加えて多様な活性を示すものが存在するが, 筆者らは, 遺伝子機能スクリーニングの過程において, 創傷治癒効果と抗菌活性をもつ多機能ペプチドを見出したのでこれを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. AG30 の最適化
3. SR-0379 の生物活性
3.1 SR-0379 の抗菌活性
3.2 SR-0379 の創傷治癒作用
4. SR-0379 の in vivo 創傷治癒作用
5. まとめ
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≪BIO R&D≫
クモ糸を紡ぐカイコの実用品種化に成功
Silk Produced by Transgenic Silkworm Expressing Spider Dragline Silk Protein
桑名芳彦 ((独)農業生物資源研究所)
小島桂 ((独)農業生物資源研究所)
カイコ実用品種に, オニグモの縦糸遺伝子を導入した遺伝子組換えカイコを作出した。そのカイコが作るシルク(クモ糸シルク)は, シルク本来の光沢やしなやかさを保ちつつも, 通常シルクより強くてよく伸び, 切れにくさが向上していた。実用品種カイコを使っているので糸質も良く, 機械によってベスト等を加工できた。今後はクモ糸成分を増やして, より高強度のシルクの作出を目指す。
【目次】
1. はじめに
2. クモ糸シルクとは
2.1 遺伝子組換えカイコの作出
2.2 クモ糸遺伝子の導入
2.3 カイコ実用品種の利用
3. クモ糸シルクの特徴
3.1 オニグモ縦糸タンパク質の確認
3.2 引張り物性
4. さいごに
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BIO BUSINESS
芳香・消臭・脱臭剤工業の市場
Market of Aromatic and Deodorant
2013年の消臭芳香剤の市場規模は約500億円となった。国内市場の成熟化に加え, プライベートブランド化による価格訴求の高まりから平均単価が下落したことが大きな要因と考えられており, 新規市場の開拓とともに価格の安定化が求められている。近年は20～30代の女性をターゲットにデザインを重視した商品開発が盛んで, 大きく売り上げを伸ばしている。その他にも高齢者, ペット飼育者向けに新たな製品投入を行うなど, 今後の市場拡大に期待がかかる。
【目次】
1. 概要
2. 種類・素材など
2.1 天然系
2.2 無機系
2.3 触媒系
2.4 オゾン系
3. 市場動向
3.1 室内用
3.2 トイレ用
3.3 衣料用
3.4 自動車用 -
2015年2月号
￥3,888
【特集】バイオマスプラスチックの最新研究動向
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「バイオマスプラスチックの最新研究動向」の特集にあたり
Introduction
岩田忠久 (東京大学)
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リグニン由来の機能性バイオマテリアルの開発
Development of Lignin Based Functional Biomaterials
山田竜彦 ((独)森林総合研究所)
植物細胞壁の主成分の中で「リグニン」と呼ばれる有機物は, セルロース生産の副産物として燃焼利用等されるものの, それを機能材料として積極的に展開するビジネスは見られなかった。現在, その特性を綿密に制御することで, 工業材料として魅力的な特性を付与し, かつそれを担保したビジネスの可能性も開けてきている。
【目次】
1. はじめに
2. リグニンについて
3. リグニン系のコンクリート用化学混和剤
4. リグニン系の活性炭繊維
5. 地域リグニンの利活用
6. おわりに
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芳香環/ヘテロ環を有する超高性能バイオプラスチックの開発
Development of Superhigh-performance Bioplastics with Aromatic/Hetero Rings
金子達雄 (北陸先端科学技術大学院大学)
バイオプラスチックは高効率なカーボンストック材料として, 低炭素社会を構築するための重要な課題である。本稿ではイタコン酸や桂皮酸類などのバイオ分子を出発物質とし, バイオ工学的手法と合成化学を組み合わせることで, ヘテロ環や芳香環を有する剛直な構造の新規バイオポリマーを合成した。これらのポリマーの成型体は高耐熱性, 高力学性能を持つことがわかった。さらに, 光分解性や光誘起水溶化などの特殊条件で分解できるユニークな分解性プラスチックとしても利用可能であることもわかった。
【目次】
1. バイオプラスチック
2. イタコン酸由来のナイロン
2.1 ピロリドン環生成反応
2.2 イタコン酸の重縮合
2.3 イタコン酸重合体の性能と分解性
3. バイオポリイミドの合成
3.1 分子設計概念
3.2 ポリイミドの合成と物性
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連鎖構造制御による高性能共重合バイオマスポリマーの開発
Creation on Novel High-performance Biomass Polymers by Regulating the Sequential Structure
阿部英喜 ((独)理化学研究所)
天然高分子における規則正しい連鎖構造による材料のナノ構造制御をモデルとして, 規則的な連鎖構造の導入を分子設計に取り入れ, 生物有機酸を原料とした, 耐熱性を付与した新規脂肪族ポリエステルアミドならびに脂肪族ポリエステル交互共重合体の合成とその構造に関わる研究成果の一部を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 周期性連鎖構造を有するポリエステルアミド共重合体の合成とその性質
3. 脂肪族ヒドロキシカルボン酸からの交互共重合体の合成
4. おわりに
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乳酸重合酵素が駆動する乳酸ポリマー微生物工場とポリ乳酸の高機能化 ―「多元ポリ乳酸」への展開―
Microbial Factory for Lactate-based Polymer Driven by Lactate-polymerizing Enzyme and Function Improvement of Polylactic Acid: Towards Multiple-component PLA
田口精一 (北海道大学)
日常生活に普及しつつあるポリ乳酸が微生物工場で合成されたら面白い! そんな素朴な興味から始まった研究だが, 本当に現実に起こってしまった。乳酸重合酵素の開発を契機に, 乳酸ユニットに他種モノマーを共重合化させた「多元ポリ乳酸」というカテゴリーを生み, 光学純度の高い多種多様なキラルポリマーを創製することが可能になってきた。
【目次】
1. はじめに
2. 乳酸ポリマー合成プロセス ―化学からバイオへ―
3. 乳酸ポリマー合成をする微生物工場の誕生
4. 微生物工場のエンジン ―乳酸重合酵素―
5. キラル乳酸ポリマ ー微生物工場の誕生
6. 微生物工場のモデルチェンジ ―ポリ乳酸から“多元ポリ乳酸へ”―
7. まとめと将来展望
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高分子多糖類からの高性能バイオマスプラスチックの創製
High Functional Biomass-plastics from Polysaccharides
岩田忠久 (東京大学)
セルロースとは異なる化学構造および結合様式を有する3種類の高分子多糖類(カードラン, グルコマンナン, キシラン)から, エステル化の手法により, 物質の持つ特徴的な構造を活かした新しいバイオマスプラスチックを開発した。本稿では, 耐熱性, 成型性, 機械的性質と共に, 結晶核剤などとしての有用性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 高分子多糖類
3. カードランエステル誘導体
4. グルコマンナンエステル誘導体
4.1 グルコマンナントリエステル
4.2 グルコマンナン混合エステル
5. キシランエステル誘導体
5.1 キシランジエステル
5.2 キシランエステルのポリ乳酸への結晶核剤効果
6. おわりに
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高機能カルダノール付加セルロース系樹脂と低エネルギー製造技術の開発
Development of Highly Functional Cardanol-bonded Cellulose Resin and Low Energy Production Process
位地正年 (日本電気(株))
田中修吉 (日本電気(株))
當山清彦 (日本電気(株))
曽山誠 (日本電気(株))
非食用植物資源のセルロースにカシューナッツ殻の主成分のカルダノールを結合させたセルロース系バイオプラスチックを開発した。カルダノールによる可塑化・疎水化効果やカルダノール同士の相互作用によって, 本樹脂は優れた熱可塑性, 耐熱性, 耐水性などの実用性を実現した。さらに, 2段階不均一系プロセスによる低エネルギー製造技術も開発した。
【目次】
1. はじめに
2. カルダノール付加セルロース樹脂の開発
3.2 段階不均一系プロセスによる低エネルギー製造技術
3.1 膨潤状態での1 段目反応と効率的な固液分離
3.2 2段目反応(短鎖追加)による熱可塑性の向上と添加剤による特性改良
3.3 2段階不均一プロセスでの製造エネルギーの算出
4. まとめと今後
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バイオマス由来耐熱ポリアミドの自動車部材への応用
Application of Heat-resistant Polyamide Derived from Biomass Resources to Automotive Parts
三井淳一 (ユニチカ(株))
上田一恵 (ユニチカ(株))
ユニチカが開発した XecoT(TM)(ゼコット(R)) は, 耐熱ポリアミドの中で, トップクラスの性能を持つとともに, バイオマス素材を原料に用いているスーパーエンジニアプラスチックである。従来の耐熱ポリアミドにはない XecoT(TM) 特有の様々な特性を紹介し, 検討を進めている自動車部材への応用展開について本稿では紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. XecoT(TM) の特徴
3. XecoT(TM) の物性
4. XecoT(TM) の自動車部材への応用展開
5. おわりに
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プラスチック, ゴム製品のバイオマス原料利用率の求め方とそのISO国際標準規格
Determination Method and ISO Standardization of Biobased Content for Plastics or Rubber Products
国岡正雄 ((独)産業技術総合研究所)
バイオマス原料から生産されたバイオベースのプラスチック, ゴム製品中のその原料使用率を計算, 測定する方法とそのISO国際標準規格化の状況を説明する。ISO16620シリーズに規格化されたバイオマス原料使用率としては, 「バイオベース炭素含有率」「バイオマスプラスチック度」「バイオベース質量含有率」がある。
【目次】
1. はじめに
2. バイオベース度の計算方法, 測定方法
3. 国際標準規格化の状況
4. まとめ
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≪BIO R&D≫
磁石と酸化鉄マイクロ粒子を利用した水素パック剤, および, 角栓クレンジングなど皮膚効果
Hydrogen-containing Pack Agents Utilizing Magnet-Iron Oxide Microparticle Reactions, and the Keratotic Plug-cleansing/Skin-improving Effects
三羽信比古 (大阪物療大学)
従来の皮膚適用剤は, 角質層というバリアを突破して皮膚深部への浸透性をいかに高めるかに力点を置いてきたが, 毛穴(毛孔, 皮脂腺, 汗孔)という薬剤バイパス・サイドチャネリングを活用する視点が不十分だった。本研究では, 毛穴サイズより微小な酸化鉄マイクロ粒子を毛穴中へ浸透させ, 磁石でこの粒子を高い収率で回収するという独自発想, および, 水素で毛穴皮脂の過酸化変質を防御するという二重効果で角栓クレンジング(除去)効果を挙げたので紹介する。
【目次】
1. 毛穴(毛孔, 皮脂腺, 汗孔)と角栓
2. 水素/酸化鉄パック&磁石による毛穴からの角栓除去効果
3. おわりに
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BIO BUSINESS
再生医療の市場
Regenerative Medicine Market
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1.6兆円に達する見込みとなっている。世界初のiPS細胞を用いた臨床試験が始まる中, 効果的かつ安全な治療に迅速につなげるべく, 法整備も合わせ産官学連携しての取り組みが課題となっている。2013年には再生医療推進に向け新たな法律も可決され, 市場の活性化が期待されている。
【目次】
1. 概要
2. 研究開発動向
3. メーカー動向
4. 安全性 -
2015年1月号
￥3,888
【特集】トランジスタ医療―半導体バイオ応用の現状と展望―
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特集にあたって
Introduction
坂田利弥 (東京大学大学院)
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診断医療に向けた半導体バイオセンシング技術
Semiconductor-based Biosensing Technology for Clinical Diagnosis
坂田利弥 (東京大学大学院)
本稿では, 診断医療分野における半導体バイオセンシング技術の応用の可能性について紹介する。特に, 生体機能に関連深いイオン挙動に着目し, そのイオンの電荷を直接計測可能な半導体原理ならではの利点について例を挙げながら概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 生命の最小単位「細胞」のセンシング
2.1 移植前診断に向けた ART on a Semiconductor ductor
2.2 造血幹細胞の個別診断に向けた網羅的バイオセンシング技術の創製
2.3 アポトーシスセンシングによる副作用・薬効評価
2.4 飢餓適応機構としてのオートファジーの非標識リアルタイムモニタリング
2.5 再生軟骨細胞分化挙動の静水圧負荷時 in situ モニタリング
3. 半導体/バイオインターフェース構造の制御と理解
3.1 Molecular charge contact 法による生体分子計測
3.2 採血フリーグルコーストランジスタ
3.3 酵素活性イオンセンシングに向けた一方向固定酵素ゲートトランジスタの創製
3.4 アレルギー診断に向けた半導体原理に基づくバイオセンシング技術
3.5 分子動力学シミュレーションによる半導体/バイオインターフェース構造の解明
4. マルチバイオパラメータの同時計測技術
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イメージセンサ技術のバイオ医療応用
Image Sensor Technology for Biomedical Applications
太田淳 (奈良先端科学技術大学院大学)
イメージセンサ技術のバイオ, 医療への応用について概説を行う。パッケージングの観点から, 機器装着型, 容器封入型, ディッシュ型, 完全埋植型に分類して, 各々について事例を取り上げながら, 解説を行う。機器装着型では高感度と高速センサを取り上げ, 容器封入型ではカプセル内視鏡を取り上げる。またディッシュ型としてレンズレスイメージングを取り上げる。完全埋植型では, 人工視覚と脳内埋植デバイスについて紹介する。最後にまとめと今後の展望について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 高感度イメージセンサ
2.1 EMCCD
2.2 SPAD
3. 高速イメージセンサ
4. カプセル内視鏡
5. ディッシュ型デバイス
6. 完全埋植型
7. おわりに
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フレキシブルエレクトロニクスを用いた生体計測センサ
Bio-sensors using Flexible Electronics
関谷毅 (大阪大学)
薄膜, 軽量, 柔軟性に富む有機エレクトロニクスは, 新しい生体計測センサとしての用途が期待されている。筆者の研究グループでは, 有機材料を主要部材としたフレキシブルエレクトロニクス技術を開発してきた。本稿では, この研究背景や要素技術, そして具体的な応用例として触覚センサ, ワイヤレス水分センサシステムについて紹介したい。より具体的には 1.2μm という薄膜の高分子フィルム上に, 真空蒸着技術を用いて高度に集積化された有機トランジスタシステムを構築した。人の皮膚の形状に合わせることができるなど薄膜フィルムの持つ表面形状追従性を活かし, 生体情報を計測するためのシート型センサアレイについて紹介する。さらに有機トランジスタによる発振回路を利用しワイヤレス水分センサシステムを開発した。このシステムは, 離れたところからワイヤレスで電力供給が可能で, 水分検出センサからのデータも最適な通信条件で取ることができる。
【目次】
1. 研究背景と目的
2. フレキシブルエレクロニクス
2.1 触覚センサ
2.2 水分センサシステム
3. 課題と将来展望
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グラフェンデバイスによるバイオセンサへの応用
Biological Sensors Based on Graphene Devices
前橋兼三 (東京農工大学)
松本和彦 (大阪大学)
グラフェンは炭素原子のみから構成される究極の2次元物質である。その特異的なバンド構造から電子および正孔の移動度が室温において驚異的に高くなることが知られている。本稿では, グラフェンをチャネルとして用いた電界効果トランジスタにおいて, グラフェン表面上での生体分子認識反応を利用することによって, 生体分子を電気的に検出するバイオセンサについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. グラフェンの特性
3. グラフェンデバイスおよび生体分子の検出メカニズム
4. タンパク質の選択的検出
5. おわりに
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集積化センサ技術による非標識バイオイメージングデバイス
Non Label Bio-Image Sensor with CMOS Integrated Technology
澤田和明 (豊橋技術科学大学)
CMOSイメージセンサ技術とバイオセンサ技術を融合した, 集積化センサ技術による新たな非標識バイオイメージセンサデバイスを開発している。水素検出領域にイオン選択性を持つ様々な感応膜を修飾することでNaイオン, Kイオンなどを検出することが可能である。また, 酵素をセンサ表面に固定化することで細胞からの神経伝達物質の放出過程を画像化することに成功している。
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バイオセンサアレイ集積回路
Biosensor Array Integrated Circuit
中里和郎 (名古屋大学)
バイオセンサアレイ集積回路は, 多種の化学反応をチップ上で同時に行い, 化学反応の結果を電気信号として出力する。トランスデューサとして, 電位, 電流, インピーダンスによる電気化学計測を用いた方法があり, これらを統合したマルチモーダルセンサアレイは統合的診断を可能にするとともにチップの汎用化に寄与する。
【目次】
1. はじめに
2. 電位検出法
3. 電流検出法
4. インピーダンス検出法
5. マルチモーダルセンサアレイ
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大規模分子動力学法による半導体 / バイオインターフェース構造の解明
Elucidation of Semiconductor/Bio-interface Structure with Massive Classical Molecular Dynamics Simulation
前川侑毅 (東京大学大学院)
澁田靖 (東京大学大学院)
坂田利弥 (東京大学大学院)
本稿では, これまで実験的には理解が困難であった半導体バイオセンサの固液界面でのイオン挙動に及ぼす生体分子の影響について, 分子動力学法に基づくシミュレーションにより考察した結果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 半導体バイオセンシング技術
3. 古典分子動力学法
4. 固液界面における分子動力学計算
5. FETバイオセンサによる実験結果
6. DNA 分子を含む固液界面のイオン挙動シミュレーション
6.1 計算条件
6.2 計算結果
7. おわりに
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≪BIO R&D≫
細胞が接着しにくくなるI型コラーゲンの開発 ―骨芽細胞への分化誘導能の可能性―
Development of Low Adhesive Scaffold Collagen:Application to Osteogenic Differentiation
森本康一 (近畿大学)
國井沙織 (近畿大学)
幹細胞などを用いた再生医療・医学の発展のためには, 生体に模した三次元培養法や分化誘導能をもつ材料などが求められる。筆者らは, 従来と異なる末端配列をもつコラーゲン分子を開発した。播種した細胞は開発したコラーゲンに接着しにくくなることを見出した。本稿では, 接着性が低下したコラーゲンにより形成した細胞凝集塊(スフェロイド)の特徴と骨芽細胞への分化能の亢進について述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 単層培養から三次元培養へ
3. 低接着性I型コラーゲンの開発
4. LASColの細胞への作用について
5. 今後の展望
6. おわりに
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≪BIO R&D≫
新鮮ヒト肝細胞の三次元細胞培養による薬物性肝障害予測システム
3D Cell-culture System for DILI(Drug Induced Liver Injury)Prediction with Fresh Human
島川優 (東洋合成工業(株))
城村友子 (東洋合成工業(株))
副作用により使用中止になる薬の約30%が薬物性肝障害によるものとの報告がある。また投与部位別にヒト副作用と動物データの一致性を見ると, 肝毒性は約50%と低く, しかも, 肝臓のヒト副作用は, 開発初期段階ではなく, 第II相・第III相で初めて見られる例が多いという報告がある。新薬開発の早い段階から, ヒトにおける薬物性肝障害が高確率で予測できれば, 薬の安全性を高めることが可能となり, QOLの向上に繋がる可能性がある。本稿では, 薬物性肝障害予測試験用として開発した, 経済的でハイスループットアッセイに対応した, 精度の高い三次元新鮮ヒト肝細胞培養システムについて紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. Cell-able(R)
3. PXB-cells TM
4 .ImageXpressTM MicroXLS
5. DILI( Drug Induced Liver Injury) 予測系の構築
6. 試験結果とLTKB+Clinical DILI との比較
7. まとめ
8. 今後の展望
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BIO BUSINESS
世界規模で見たバイオプラスチックの需給動向
A Global Trend of the Bioplastics Market
宮森映理子 (みずほ情報総研(株))
【目次】
1. はじめに
2. バイオプラスチック市場の変遷
2.1 バイオプラスチックの歴史
2.2 上市されるバイオプラスチックの変遷
2.3 世界のバイオプラスチックの市場規模推移
3. バイオプラスチックの供給動向
3.1 バイオプラスチック供給国
3.2 供給されるバイオプラスチックの種類
3.3 具体的な製造事例紹介
4. バイオプラスチック市場拡大のドライバー
4.1 バイオプラスチックの分類
4.2 バイオプラスチック市場拡大のドライバー
5. バイオプラスチック市場拡大のための各国政策
5.1 主要国の政策実施状況
5.2 ドライバーを意識した政策実施に向けて
6. 今後のバイオプラスチック市場の展望