■ポイント■
・動物実験を代替する3次元培養ヒト皮膚モデル!
・評価編では同モデルの詳細を解説!
・応用編では化粧品、医薬部外品、医療機器などへの応用と製品動向を記した。
■概要■
2013年EUでは動物保護のため、域内での動物を用いて試験を行った化粧品の販売を禁止した。それまでは化粧品や医薬部外品、医療機器の安全性を確保するために皮膚一次刺激性試験、眼刺激性試験、皮膚感作性試験等様々な試験が行われており、これらの試験にはウサギやモルモット、マウスなどの実験動物が用いられていた。これ以降動物を用いないin vitro試験法の開発が相次ぎ、今では世界的に普及している。
動物を用いない試験法にはペプチド結合試験など細胞を用いない試験法、単層培養細胞を用いる方法があるが、本書評価編では生体に近いモデルとして注目される3次元培養ヒト皮膚モデルを用いる方法を解説した。
一方、応用編では表皮モデル、バイオプリンティングによる人工皮膚の製品動向と化粧品、医薬部外品などの市場動向を解説した。
関連企業・大学の方々に本書をお勧め致します。
【評価編】
＜1＞三次元培養ヒト皮膚モデルを用いた評価法
1．はじめに
2．実験方法
・試薬調製
・試験操作
3．結果
＜2＞ヒト3次元培養表皮LabCyte EPI-MODEL
1．3次元培養表皮とは
2．3次元培養表皮の製造方法
3．3次元培養表皮モデルにおける表皮マーカータンパク質発現と組織構造
4．3次元培養表皮モデルの皮膚バリア機能形成:LabCyte EPI-MODELとLabCyte EPI-MODEL 6D
5．LabCyte EPI-MODELの皮膚安全性試験および皮膚研究への活用
＜3＞中国人ドナー由来の3D皮膚モデルの皮膚安全性・有効性評価への応用
1．はじめに
2．皮膚安全性評価における3D表皮モデルEpiKutisの応用
・皮膚刺激試験代替法
・光毒性試験と遺伝毒性試験の代替法の開発
3．有効性評価における3D皮膚モデルの応用
・3D表皮モデルEpiKutisを用いた有効性評価
・3D黒化モデルMelaKutisを用いた有効性の評価
・3D全層モデルFulKutisを用いた有効性の評価
4．おわりに
＜4＞医療機器の生物学的安全性評価における3次元培養ヒト皮膚モデルを用いた皮膚刺激性及び皮膚感作性評価
1．はじめに
2．医療機器の生物学的安全性評価について
・医療機器の生物学的安全性評価の特徴
・医療機器の抽出液による評価
3．刺激性試験
・医療機器の刺激性試験
・動物を利用した刺激性試験
・in vitro皮膚刺激性試験(再構築ヒト表皮(RhE)試験法)
・国際ラウンドロビン研究(RRS)とISO 10993-23
・国産製品のキャッチアップ・バリデーション
4．感作性試験
・医療機器の感作試験
・化学物質の感作性評価におけるin vitro試験法
・医療機器の感作性評価に向けたin vitro試験法
・RhEモデルを用いたin vitro試験法の医療機器の評価に向けた改変と標準化
5．課題と今後の展望
＜5＞3次元培養皮膚モデルを用いたメラニン産生抑制剤評価法
1．技術背景
2．評価法の特徴
3．実験方法
・ケラチノサイトとメラノサイトの共培養系における3次元培養皮膚モデルの作製
・培養方法
・試験サンプル塗布方法
・観察方法
・メラニン定量
・細胞毒性試験
・チロシナーゼ阻害活性
＜6＞コラーゲンビトリゲル薄膜を用いた3次元培養ヒト皮膚モデルの美白研究への応用
1．はじめに
2．研究評価系に適切な3次元培養ヒト皮膚モデルの構成の考察
3．細胞種の選択
4．細胞の位置・配置と組織(層)間の連絡
5．人工真皮層の作製法の考察
6．ヒト初代皮膚構成細胞の特性を利用した美白研究開発に有用なヒト皮膚三次元モデル開発
7．おわりに
【応用編】
＜1＞3次元培養技術
1．3次元培養技術の概要
2．細胞の自己組織化
3．自己組織化の代表的な技術
・細胞シーディング法(Cell Seeding)
・マイクロパターニング(Micropatterning)
・ハイドロゲルスキャフォールド(Hydrogel Scaffold)
・オルガノイド培養(Organoid Culture)
・3Dバイオプリンティング(Bioprinting)
・セルフアセンブリ法(Self-Assembly Method)
・マトリックス培養
・バイオリアクター
＜2＞3次元培養ヒト組織モデル
1．概要
2．3次元培養ヒト組織モデルの種類
＜3＞3次元培養ヒト皮膚モデルの動向
1．概要
2．3次元培養皮膚モデル
・概要
・製品動向
-表皮モデル(Human Epidermal Model)
-全層モデル(Full-Thickness Skin Model)
-角膜モデル/口腔モデル
3．研究開発動向
＜4＞その他の3次元培養ヒト組織モデルの動向
1．3次元培養ヒト肝臓モデル
2．3次元培養ヒト消化器モデル(胃，小腸など)
3．3次元ヒト腎臓モデル
4．3次元培養ヒト肺(気管支)モデル
5．3次元培養ヒト脳モデル
6．3次元培養膵臓モデル
7．3次元培養ヒト前立腺モデル
8．3次元培養ヒト乳房モデル
9．3次元培養ヒト胎盤モデル
10．3D ex vivoモデル
＜5＞3D培養細胞モデル応用分野の動向
1．医薬品市場
・動物試験代替法への3次元培養細胞の活用
・再生医療における3次元培養細胞の活用
-心筋再生
-肝臓再生
-軟骨再生
-皮膚再生
-毛髪/歯科インプラント
2．化粧品市場
・化粧品の安全性評価
・製品開発の効率化
・化粧品における動物実験代替の動向
3．食品市場
・培養肉生産における3次元培養細胞の利用
・水産物の培養における3次元培養細胞の利用
・食品の安全性評価
・細胞食品の安全性評価
4．医療機器市場における3次元培養細胞の活用
・医療機器の安全性評価
・医療機器の安全性試験における3次元培養細胞の導入状況
-皮膚刺激性試験
-皮膚感作性試験
-細胞毒性試験
・バイオ3Dプリンターの活用
5．歯科関連市場
・再生医療への3次元培養細胞の利用
・安全性・機能性の評価へ向けた3次元培養細胞の活用
＜6＞3次元ヒト組織培養モデルの関連企業動向
1．クラボウ(倉敷紡績)
2．関東化学
3．ジャパン・ティッシュエンジニアリング(J-TEC)
4．ニコダームリサーチ
5．キリンホールディングス/ファンケル
6．コーセー
7．ロート製薬
8．富士フイルム
9．リプロセル
10．日本メナード化粧品
11．サイフューズ
12．資生堂
13．花王
14．武蔵精密工業
■監修■
内野 正(評価編)
国立医薬品食品衛生研究所
