目次
【第Ⅰ編 3次元細胞培養技術】
第1章 総論:立体的な組織をつくることとその活用
1 はじめに
2 立体培養の要とその支援技術
3 創薬スクリーニングへの展開技術
4 おわりに
第2章 細胞シート工学を基盤とした立体臓器製造技術
1 はじめに
2 細胞シート
3 温度応答性培養皿
4 細胞シートの積層化
5 細胞シートマニピュレーションデバイスと自動積層化装置
6 積層化細胞シートの成熟化
7 より複雑な3次元組織の作製
8 積層限界と血管網の導入
9 おわりに
第3章 スキャフォールドフリーモデルの3次元構築法
1 はじめに
2 再生軟骨のニーズ
3 再生軟骨の解決すべき課題
4 スキャフォールドフリーモデルの構築
5 おわりに
第4章 スフェロイド培養における3次元細胞積層化
1 はじめに
2 三次元細胞積層化技術
3 細胞スフェロイド化技術
4 肝スフェロイドモデル
5 膵スフェロイドモデル
6 おわりに
第5章 膵島など細胞集塊の作製技術
1 はじめに
2 細胞集塊の必要性について
3 細胞集塊の一般的な問題点
4 細胞集塊の作製法
5 新しい細胞集塊作製用器材
6 おわりに
第6章 細胞ファイバ技術を応用した3次元組織構築
1 はじめに
2 細胞ファイバの構築法と機能評価
2.1 コアシェル型細胞ファイバの作製法
2.2 コアシェル型細胞ファイバの機能評価
2.3 マイクロスタンプを用いた細胞ファイバの構築
3 細胞ファイバの移植組織としての利用と創薬モデルへの応用
3.1 移植組織としての神経ファイバ
3.2 移植組織としてのラット膵島細胞ファイバ
3.3 創薬モデルへの応用
4 おわりに
第7章 マイクロ流体デバイスを用いた細胞培養とマイクロ臓器モデル
1 はじめに
1.1 マイクロ流体デバイス
1.2 細胞実験のためのマイクロ流体デバイス
2 マイクロ流体デバイスを用いた細胞培養
3 薬物動態の解析のためのマイクロ臓器モデルの開発
4 消化,吸収,代謝を考慮に入れたバイオアッセイチップ
4.1 胃・十二指腸モデル
4.2 腸管吸収モデル
4.3 肝臓モデル
4.4 消化吸収代謝の複合モデル
5 腎排泄マイクロモデル
6 おわりに
第8章 階層的流路ネットワークを配備した組織再構築用担体
1 はじめに
2 トップダウンとボトムアップの両アプローチの融合―マクロ流路ネットワークと組織モジュール充填法の利用―
2.1 対象スケールに応じたコンセプトの融合
2.2 担体デザインと製作
3 新担体を用いた細胞凝集体の充填灌流培養
4 新たな組織モジュール充填法用のマイクロ担体の作成―物質交換性と力学特性の両立―
5 おわりに
【第Ⅱ編 周辺材料】
第1章 3次元細胞培養担体 CERAHIVE®
1 はじめに
2 生体内近似環境について
3 均一で大量の細胞塊形成について
4 細胞塊の回収方法について
5 CERAHIVE®の種類
6 最後に
第2章 接着細胞用浮遊培養基材・FCeM®Cellhesion®を用いた新しい3次元培養
1 3次元培養について
2 FCeM®シリーズの開発
3 FCeM® Cellhesionと足場依存性
4 FCeM® Cellhesionを用いた簡便な3D培養法
5 FCeM® Cellhesionを用いたヒト由来細胞の培養
6 おわりに
第3章 プロテオグリカン-アテロコラーゲン複合化による3次元培養基材の作製と細胞機能評価
1 はじめに
2 細胞外マトリックスの抽出
3 PG-AC複合化による3次元培養基材の作製
4 PG-AC複合化3次元培養基材を用いた細胞機能評価
4.1 高密度化した水和ゲルの細胞機能評価
4.2 高密度化したキセロゲルの細胞機能評価
5 まとめ
第4章 高機能ゲルを用いた3次元足場材料
1 はじめに
2 再生医療・創薬のための3次元足場材料
3 ハイドロゲルとは
4 ハイドロゲルの機能化
4.1 ハイドロゲルの加工
4.2 球状のハイドロゲル
4.3 リソグラフィーを用いた微細加工
4.4 3Dプリンターを利用した加工
4.5 力学的性質の制御
5 生理活性物質を用いたハイドロゲルの機能化
5.1 タンパク質との相互作用と細胞接着性
5.2 生理活性物質の配向固定化
5.3 生理活性物質の徐放化
6 高機能ゲルを用いた3次元足場材料
6.1 細胞集合体形成のためのハイドロゲル微粒子
6.2 創薬研究のプラットフォームとしてのOrgans-on-a Chip
6.3 擬似3次元培養としてのサンドイッチ培養
6.4 オルガノイド
7 おわりに
【第Ⅲ編 装置・システム構築】
第1章 再生医療・創薬を目指した自動3次元培養装置を用いたシステム化
1 はじめに
2 再生医療に向けた開発
2.1 CELL FLOAT®
2.2 回転制御システム
2.3 培養液交換機構
2.4 臨床用大型軟骨組織を構築するための再生医療向け3次元細胞培養システムの開発
3 創薬に向けた開発
3.1 CELL FLOAT®による多数組織の構築技術
3.2 手培養によるスクリーニングプロセス
3.3 ピックアッププロセス
3.4 粉砕プロセス
3.5 自動スクリーニング装置と手培養との比較
4 結語
第2章 バイオ3Dプリンタ「レジェノバ」を用いた三次元組織構築
1 はじめに
2 三次元組織の構築
3 バイオ3Dプリンタ
4 「KENZAN方式」バイオ3Dプリンタ
5 バイオ3Dプリンタを用いた臨床開発事例
5.1 細胞製人工血管の開発
5.2 細胞製神経導管(Bio 3D Conduit)の開発
6 今後の展開
7 おわりに
【第Ⅳ編 応用展開】
第1章 iPS細胞を用いたヒト肝臓オルガノイドの創出技術
1 はじめに
2 器官発生プロセスの再現によるヒト立体臓器の創出
3 ヒト臓器創出技術の創薬プロセスへの応用
4 おわりに
第2章 ES/iPS細胞を用いたミニ小腸の作製
1 はじめに
2 ミニ小腸作製の細胞ソース:多能性幹細胞特性について
3 幹細胞から多細胞組織構造体を作製する
4 小腸の組織構造と機能
5 腸管オルガノイドの創生と特性
6 ミニ小腸の創生
7 高機能化オルガノイドのデバイス装置融合の可能性
8 おわりに
第3章 毛髪再生医療のための毛包原基の大量調製技術
1 はじめに
2 脱毛症治療のための毛髪再生医療
3 細胞選別現象を用いた自発的な毛包原基の形成
4 毛包原基の大量調製のための毛髪再生チップ
5 成体細胞を用いた毛髪再生
6 今後の展望
第4章 3次元培養細胞イメージングによる毒性試験の展望
1 はじめに
2 3次元培養細胞モデルの有用性
3 3次元培養細胞におけるイメージングの役割とその手法
3.1 共焦点方式
3.2 2光子方式
3.3 光シート方式
3.4 光干渉断層撮影(Optical Coherence Tomography: OCT)
4 3次元画像解析ソフトウェア
5 3次元スタック画像を使った解析の実際
5.1 2次元での解析
5.2 2.5次元の解析
5.3 3次元の解析
6 まとめ
第5章 三次元生体組織モデルの構築および薬剤効果測定・毒性評価への応用
1 三次元生体組織モデルの重要性
2 組織構築の2つのアプローチ
2.1 細胞積層法
2.2 細胞集積法
3 心筋細胞へ適用可能な細胞コート法(濾過LbL法)の開発
4 同期拍動する三次元ヒトiPSC-CM組織体の構築
5 毛細血管様ネットワークを有する三次元ヒトiPSC-CM組織体の構築と毒性評価への応用
6 おわりに
第6章 難治性癌・癌幹細胞の3次元スフェアー培養による薬剤探索
1 はじめに
2 ヒト癌遺伝子と癌細胞の足場非依存性増殖
3 癌幹細胞(Cancer Stem Cell)のスフェロイド培養
4 癌幹細胞の3次元培養法
5 癌幹細胞のスフェロイド増殖:高速解析法
6 「PrimeSurface」96Uで増殖するスフェロイドの形態
6.1 ヒト大腸癌細胞株HCT116
6.2 ヒト膵臓癌細胞MiaPaCa2
6.3 マウス由来の癌化細胞
7 NRSF:mSin3 相互作用を標的にした化合物ライブラリー
8 髄芽腫DAOYのスフェアー増殖を抑制する化合物の探索
9 まとめ
