細胞培養 トラブル 書籍
 
No.1922
DDS先端技術の製剤への応用開発
先端治療技術の実用化と開発戦略

◎増殖不良・細胞死を防ぐ酸素供給/酵素処理の影響/pH調整のポイントとは!
◎目的別に応じた細胞培養手法の選択とは!

動物細胞培養自動化における

トラブル発生原因対策

発刊:2017年11月30日  体 裁:A4判 526頁  定 価:80,000円(税抜) ISBN:978-4-86104-684-1


【本書のポイント】

@増殖不良・細胞死を防ぐ培養のコツ!
 ―接着培養/浮遊撹拌培養/継代作業/スケールアップなど

A回収率向上を目指した分離・精製手法とは!
 ―ダメージを与えずに細胞を分離・精製するポイントと分離剤の選定法!

Bどの培地選択するのが最も適当なのか判断できない
 ―培養細胞の種類・状況に応じた培地選定法とは?

C低コスト化と簡便化のポイントとは!
 ―省略すべき不要な細胞培養のステップとは?

D細胞培養における培地・足場材料の開発
 ―ウロココラーゲン/ナノファイバー/ペプチド/細胞低接着性コラーゲン

E培養工程自動化・装置開発と開発ガイドライン動向とは!
 ―自動化すべき部分はどこなのか・・・ニーズを知り開発に活かす!

F細胞培養施設の設計と維持・管理法!
 ―設備構造に関する基本的な考え方から新法に対応した施設まで!

G培養細胞の再生医療などに応用するための留意点とは!
 ―実験用・臨床用細胞の違い/受託企業との契約/製造方法と申請など

■ 執筆者(敬称略)

(株)レイメイ 宮崎隆道 京都工芸繊維大学 田中直毅
崇城大学 山本進二郎 明治大学 本田みちよ
岡山大学 阪口政清 明治大学 相澤守
長岡技術科学大学 大沼清 近畿大学 森本康一
大阪工業大学 長森 英二 近畿大学 國井沙織
エイブル(株) 和田昌憲 大阪大学 水谷 学
長浜バイオ大学 高畑京也 大阪大学 紀ノ岡正博
(国研)医薬基盤・健康・栄養研究所 小原有弘 (国研)産業技術総合研究所 廣瀬志弘
広島大学大学院 堀内 浩幸 山形大学 小沢田 正
(株)ファーマトリエ 岡村元義 STEMバイオメソッド(株) 八尋寛司
岡山理科大学 片岡 健 大阪大学 田村磨聖
大阪府立大学 中嶌悠介 (国研)産業技術総合研究所 杉浦慎治
(株)ニコン 川野武志 名古屋大学 渋田真結
(株)ニコン 瀧優介 名古屋大学 加藤竜司
大阪府立大学 児島千恵 (国研)産業技術総合研究所 金森敏幸
筑波大学 王碧昭 エンジニアリングシステム(株) 柳沢真澄
(国研)医薬基盤・健康・栄養研究所 菅 三佳 名古屋大学 吉田啓
(国研)医薬基盤・健康・栄養研究所 古江-楠田美保 名古屋大学 加藤竜司
横河電機(株) 鈴木真帆海 京都リサーチパーク(株) 村中 伸滋
東京医科歯科大学 水野満 (国研)産業技術総合研究所 弓場 俊輔
東京医科歯科大学 関矢一郎 (株)アイカムス・ラボ 小此木 孝仁
(株)日立製作所 渋谷啓介 シンガポール工科デザイン大学 野温
科学技術振興機構 酒井 明 芝浦工業大学 二井信行
日本光電(株) 牧野穂高 北陸先端科学技術大学院大学 松村和明
そばじまクリニック 岩畔 英樹 (国研)産業技術総合研究所 伊藤弓弦
そばじまクリニック 原田雄輔 名古屋大学 藤谷将也
そばじまクリニック 傍島聰 (株)日立製作所 岩山大輔
弘前大学 山田勝也 日揮(株) 小嶋 威
東洋紡(株) 西井 重明 三機工業(株) 中岡将士
福山大学 阪本憲司 バイオメディカ・ソリューション(株) 中川 将秀
富士フイルム(株) 村上裕太 大阪大学医学部附属病院 小川 祐樹
(国研)物質・材料研究機構 谷口彰良 アース環境サービス(株) 中村浩章
慶應義塾大学 倉科祐太 (株)日立プラントサービス 池松 靖人
慶應義塾大学 竹村研治郎 (株)早稲田大学アカデミックソリューション 神谷卓郎
大阪国際がんセンター 井上正宏 NPO医工連携推進機構 吉川典子
山本特許法律事務所 駒谷剛志 国立医薬品食品衛生研究所 佐藤陽治
九州大学 田中賢 国立医薬品食品衛生研究所 五十嵐友香
大阪大学 植村 壽公 (株)日本バイオセラピー研究所 鮫島葉月
信州大学 西野暢祥 (国研)物質・材料研究機構 陳 国平
信州大学 金 翼水 旭硝子(株) Alimjan Idiris
(株)マトリクソーム 山本卓司 バイオCMC(株) 郭 秀麗
京都大学 田畑泰彦 聖隷クリストファー大学 石井敏弘
大阪府立大学 児島千恵    
京都工芸繊維大学 和久友則    

■ 目  次

第1章 各培養手法における増殖不良・細胞死を防ぐ培養のコツ

第2章 細胞培養における回収率向上を目指した分離・精製手法

第3章 細胞培養における分析・評価・解析技術

第4章 細胞培養手順の標準化と培養作業員教育

第5章 新規培養法の開発と特許戦略

第6章 細胞培養における培地・足場材料の開発

第7章 細胞培養の自動化と装置開発

第8章 細胞保存容器(機器)/器具の開発と品質管理のポイント

第9章 細胞培養施設の設計と維持・管理

第10章 培養細胞の再生医療などへの応用

第11章 細胞バンクによく寄せられる質問に関して


◇第1章 各培養手法における増殖不良・細胞死を防ぐ培養のコツ◇
第1節 培養手法と培地についての基本理解と低コスト化・簡便化のポイント
1. 細胞培養
2. 培養手法の基礎
3. 培地の基本的理解
4. 培養手法の基礎と細胞死
5. 細胞培養の低コスト化と簡便化
6. 低コスト化と簡便化のポイント
7. まとめ

第2節 接着培養における代謝と酸素供給の基本
1.rCHO細胞の接着状態とG-CSF代謝との関係
 1-2.  rCHO細胞の接着状態とのG-CSF代謝速度との関係
2.軟骨細胞の接着状態と細胞外マトリクス代謝・分化との関係
 2-1. 軟骨細胞の特徴と細胞外マトリクス代謝、再分化
 2.2 細胞接着阻害剤によって制御された細胞形態と細胞代謝との関係
 2.3 軟骨細胞の代謝に及ぼす細胞凝集と酸素分圧の影響
3.接着細胞における酸素供給の基本
 3.1 接着細胞の静置培養と酸素供給
 3.2 バイオリアクターへの酸素供給
  3.2.1 酸素供給の速度論的
  3.2.2 kLaの測定方法
  3.2.3 酸素供給を伴うバイオリアクターの型式

第3節 接着培養における増殖不良・細胞死を防ぐpH のコツ
1. 緩衝作用について
 1.1 生体の緩衝液
 1.2 人工の緩衝剤
 1.3 培養液中の緩衝剤の組成とその調製法
2. 細胞増殖へのpH 変動の影響
 2.1 pH 変動の接着細胞の生育への影響の実際

第4節 継代作業における酵素処理の影響とその対策
1. 線維芽細胞株のトリプシンEDTA による継代
 1.1 細胞−培養皿の接着と,細胞−細胞間の接着
 1.2 トリプシンEDTA を用いて,血清を用いた細胞を継代するときの注意点
 1.3 無血清培養をする場合の注意点
2. ヒトES/iPS 細胞の継代
 2.1 様々な継代方法
 2.2 無酵素の継代方法
 2.3 酵素の濃度の影響
 2.4 酵素処理の時間の影響
 2.5 継代によるダメージの軽減

第5節 3 次元浮遊撹拌懸濁培養における培地環境維持
1. 培地中における老廃物の蓄積と栄養源の枯渇
2. 培地環境維持のための培地交換操作
3. 透析操作による低分子老廃物の分離,低分子栄養源の供給
4. 細胞集塊懸濁培養における細胞集塊径の影響

第6節 バイオリアクターによる細胞培養のスケールアップ
1. スケールアップの基本
2. 足場依存性細胞の培養のスケールアップ
 2.1 実験室レベルの培養
 2.2 マルチトレイ培養のスケールアップ
 2.3 ローラーボトル培養のスケールアップ
 2.4 スタックプレート培養のスケールアップ
 2.5 ガラスビーズ培養のスケールアップ
 2.6 マイクロキャリアー培養のスケールアップ
3. 浮遊性細胞の培養のスケールアップ
 3.1 実験室レベルの培養からのスケールアップ
 3.2 ローラーボトル培養のスケールアップ
 3.3 様々なバイオリアクターのスケールアップ
4. 通気撹拌型バイオリアクターのスケールアップ

第7節 浮遊撹拌培養における細胞へのダメージ低減と培養槽設計
1. 一般的な細胞培養装置の設計
 1.1 攪拌翼の役割
 1.2 攪拌翼の選択
 1.3 通気方法(装置)の選択
2. ES/iPS 細胞培養装置の設計
 2.1 ES/iPS 細胞の利用
 2.2 ES/iPS 細胞の培養方法
 2.3 iPS 細胞の浮遊攪拌培養の要件
 2.4 iPS 細胞の浮遊攪拌培養装置の設計
 2.5 iPS 細胞の浮遊攪拌培養装置の発展

第8節 目的別に応じた細胞培養手法の選択
1. 単層静置培養
 1.1 純粋培養
 1.2 混合培養
 1.3 フィーダーレイヤー培養
2. 浮遊培養
3. 回転培養(ローラー培養)
4. 旋回培養(振とう培養)
5. 担体培養(マイクロキャリア培養)
6. スフェロイド培養
7. ゲル内培養
 7.1 軟寒天
 7.2 コラーゲンゲル
8. 三次元担体培養
9. 組織培養
10. 器官培養
11. 胎児培養

第9節 培養細胞の種類・状況に応じた培地選定
1. 培地の種類
 1.1 半合成培地
 1.2 完全合成培地
2. 培地添加物
 2.1 血清
 2.2 血清の種類と非働化
 2.3 増殖因子,接着因子,ホルモンなど
3. 細胞の種類に合わせた培地選択
4. 培地の検査方法とトレイサビリティーの確保
 4.1 培地の検査方法
 4.2 トレイサビリティーの確保


◇第2章 細胞培養における回収率向上を目指した分離・精製手法 ◇


第1節 分離・精製のポイントとトラブル対策
1. 血液細胞
 1.1 血液細胞の密度勾配遠心法
 1.2 血液細胞のソーティング方法
2. 線維芽細胞
 2.1 ニワトリ胚線維芽細胞の分離
 2.2 マウス胎仔線維芽細胞の分離
3. その他の細胞の分離と一般的なトラブル対策

第2節 スケールアップに伴う品質管理における要求事項
1. 同等性/同質性評価
 1.1 スケールアップに伴う品質の同等性評価について
2. 培養工程のスケールアップ
 2.1 培養工程の目的は目的タンパク質を大量に生産すること
 2.2 培養工程におけるスケールアップの妥当性の評価
3. 精製工程のスケールアップ
 3.1 精製工程の目的は目的タンパク質の純度を高めること
 3.2 精製工程のスケールアップの妥当性評価
4. 品質の恒常性を第一に考えたスケールアップ
 4.1 段階的なスケールアップ法
 4.2 多変量解析を用いたスケールアップ評価法

第3節 細胞にダメージを与えない分離・精製のコツと分離剤選定のポイント
1. 細胞分離手技
 1.1 機械的細胞分離法
 1.2 化学的細胞分離法
2.  分離剤の選定
 2.1 トリプシン
 2.2 コラゲナーゼ
 2.3 ディスパーゼ
 2.4 アキュターゼ
 2.5 キレート剤
3. 細胞の精製手技

第4節 可視光照射によるピンポイト細胞分離システムの開発
1. 可視光応答性細胞培養基材の作製
2. 一細胞可視光照射システムの構築
3. 可視光応答性細胞培養基材からの選択的細胞剥離
4. 二層構造をもつ可視光応答性細胞培養基材の作製
5. 可視光照射した標的細胞の生存性

第5節 事例から学ぶ腎糸球体構成細胞の迅速な単離技術
1. 材料
 1.1 腎臓
 1.2 器具
 1.3 培地組成
2. 糸球体の単離法
3. 糸球体構成細胞の単離方法
 3.1 ポドサイトの単離
 3.2 糸球体内皮細胞の単離
 3.3 糸球体メサンギウム細胞の単離


◇第3章 細胞培養における分析・評価・解析技術◇


第1節 ヒト多能性幹細胞の培養における増殖因子の生物活性の測定
1. ヒト多能性幹細胞の培養におけるFGF-2 の生理活性
2. 増殖因子の影響を正確に解析するために必要な培養系の開発
3. 今後の課題

第2節 共焦点イメージサイトメーターによる培養細胞の評価
1. 共焦点イメージサイトメーター
2. 共焦点イメージサイトメーターCQ1 を用いた培養細胞の解析
 2.1 2次元培養細胞の評価−神経突起伸長の解析
 2.2 3次元培養細胞凝集塊の評価−スフェロイドの3D解析
 2.3 高速タイムラプスを用いた心筋拍動の解析

第3節 滑膜幹細胞の増殖性を予測する自己血清評価法の開発
1. 本学で実施している臨床研究の概要
 1.1 臨床研究: 軟骨再生と半月板の治癒促進の概要
 1.2 臨床研究における組織採取から移植までの流れ
2. 臨床研究における自己血清の利用
 2.1 培養用血清の選択
 2.2 自己血清の分離方法
 2.3 自己血清利用時の問題点
3. 増殖性を予測する自己血清評価法の検討
 3.1 自己血清使用時に生じるリスク回避に関する検討
 3.2 新規血清分離法の検討
 3.3 増殖性と血清中成分の相関関係の解析
 3.4 低品質血清の対応
4. 結語

第4節 細胞培養における剪断応力影響評価
1. 細胞培養に影響を与える培養環境因子
 1.1 培養環境因子
 1.2 スケールアップと培養環境の変化
2. 剪断応力と細胞代謝
 2.1 剪断応力による細胞代謝への影響評価
 2.2 細胞内代謝フラックス解析
3. 剪断応力の影響を考慮した培養プロセスおよび培養槽設計
 3.1 剪断応力の影響を考慮した培養槽設計
 3.2 培養プロセス設計


◇第4章 細胞培養手順の標準化と培養作業員教育◇


第1節 ベテラン作業員の培養手順技能伝承
1. 培養担当者が知っておくべきこと
 1.1 培養に関する基本的知識
 1.2 事前に把握すべき条項
2. ベテラン作業員の特徴
 2.1 初心者とベテランの違い
 2.2 ベテラン作業員の手技・技術の特徴
3. ベテラン作業員の技能伝承
 3.1 手順の意味
 3.2 作業手順の確認のためのイメージトレーニング
 3.3 ベテランでも起こす「ヒューマンエラー」

第2節 教育担当者の教育手順とポイント
1. 教育担当者の役割
 1.1 座学
 1.2 実地トレーニング
2. ベテラン作業員との連携
 2.1 ベテラン作業員の技術評価
 2.2 技術のコツと意味の把握
 2.3 技術伝達のポイント
3. 教育手順
4. 教育担当者の教育
5. 施設管理者と教育担当者

第3節 若手作業員の教育マニュアル作成事例
1. 教育マニュアルの肝
2. マニュアルの種類と項目例
 2.1 全体マニュアル
 2.2 個別マニュアル
3. 教育効果を高める工夫とマニュアルの使い方
 3.1 イメージトレーニング
 3.2 教育の手順
4. 教育におけるコミュニケーション

第4節 センシングデバイスを用いた細胞培養手技の定量化-若手培養技術者教育への応用-
1. 細胞培養手技定量評価装置の役割
 1.1 本装置の特徴
 1.2 本装置のキャリブレーション方法
2. 細胞培養手技の定量評価
3. 培養手技定量化装置の活用法
 3.1 若手培養技術者教育への活用
 3.2 自動培養装置の工程管理への活用

第5節 細胞培養現場でのコンタミネーション防止対策
1. コンタミネーションの原因
 1.1 細菌
 1.2 カビ
 1.3 酵母
 1.4 マイコプラズマ
 1.5 クロスコンタミネーション
2. 無菌操作
 2.1 クリーンベンチの構造
 2.2 クリーンベンチ操作時の注意点


◇第5章 新規培養法の開発と特許戦略 ◇

第1節 三次元細胞集塊“スフェロイド”の形成を促す培養技術要素
1. 歴史に学ぶ −様々な細胞培養技法−
 1.1 細胞機能を短時間維持する為の条件
 1.2 長期間にわたり細胞の維持・あるいは増殖を可能にする培養技術
2. 3次元細胞集塊「スフェロイド」の特徴と培養法
 2.1 スフェロイドの一般的な生成方法とその課題
 2.2 マウスインスリノーマ細胞MIN6において,培養期間の経過と共に出現する3次元細胞集塊
 2.3 スフェロイド様細胞集塊の緻密さ
3. 培地にD-グルコースを添加する代わりにL-グルコースを添加するスフェロイド培養法
 3.1 L-グルコース培養により自発形成されたMIN6細胞スフェロイド
 3.2 MIN6細胞以外のセルラインへのL-グルコース培養の適用

第2節 哺乳類細胞高発現ベクターMammalian PowerExpress SystemRを用いた細胞構築
1. Mammalian PowerExpress SystemR の特長
 1.1 遺伝子発現安定化技術の開発
 1.2 高生産細胞株選択技術の開発
 1.3 高発現ベクターシステム「Mammalian PowerExpress SystemR」の開発
2. Mammalian PowerExpress SystemR を用いた抗体発現細胞の構築
 2.1 リポフェクション法による細胞構築法
 2.2 フラスコ及び2L-Jar での生産性確認

第3節 ギンブナの尾鰭および肝臓由来初代細胞培養法の開発
1. ギンブナの尾鰭由来初代細胞培養法
 1.1 尾鰭の殺菌洗浄
 1.2 鰭片の培養
 1.3 培地への血清添加濃度
 1.4 培地交換
 1.5 培養プロトコール
2. ギンブナの肝臓由来初代細胞培養法
 2.1 肝臓の摘出
 2.2 肝細胞の培養
 2.3 培地交換
 2.4 培養プロトコール

第4節 bFGF結合性リコンビナントタンパク質を用いた新規培養法開発
1. ヒト多能性幹細胞培養技術の現状
 1.1 培地
 1.2 培養基質
2. リコンビナントタンパク質を用いた新規培養基質の開発
 2.1 開発の目的
 2.2 iRCP の配列デザイン
 2.3 iRCP を用いたヒトES/iPS 細胞の培養
 2.4 iRCP 大量生産プロセスの確立
3. iRCP のbFGF 結合活性を活用した新たな培養技術
 3.1 iPS 細胞におけるbFGF の役割と課題
 3.2 iRCP のbFGF 安定化効果とiPS 細胞培養への応用

第5節 新規キメラタンパク質を用いた肝細胞の機能を向上させる培養システムの開発
1. 新規キメラタンパク質の作製
2. CBD-CAS が肝細胞株の機能に与える影響
 2.1 CDB-CAS がアルブミンの発現に与える影響
 2.2 CBD-CAS 固定化によるインテグリンのクラスタ化とFAK の活性化
3. CBD-CAS の3 次元培養における肝細胞の機能化
 3.1 ハニカムコラーゲンスポンジにCBD-CAS 固定化した場合の細胞の形態
 3.2 ハニカムコラーゲンスポンジにCBD-CAS 固定化した場合の細胞機能
 3.3 ハニカムコラーゲンスポンジにCBD-CAS 固定化した場合のCYP 遺伝子の発現

第6節 細胞培養基材の共振を用いた効率的細胞培養方法
1. 細胞剥離方法のコンセプト
2. 細胞培養器の設計と製作
 2.1 細胞培養基材および表面処理方法の選定
 2.2 振動設計
 2.3 細胞培養器の製作
3. 細胞培養基材の共振を用いた細胞の剥離
 3.1 細胞培養基材の共振とコラゲナーゼを用いた細胞剥離方法
 3.2 細胞培養基材の共振と温度刺激を用いた細胞剥離方法
 3.3 細胞培養基材の共振を用いた選択的細胞剥離
4. 細胞培養基材の共振を用いた剥離以外の技術
 4.1 超音波ポンプを用いた細胞回収方法
 4.2 細胞培養基材の共振を用いた細胞パターニング方法

第7節 新しいがん細胞初代培養法の開発と応用
1. 培養法のあゆみ
2. がん細胞初代培養法の技術革新
3. CTOS 法とは
4. CTOS 法は患者がん特性を反映するユニークな培養系である
 4.1 大腸がんCTOS の極性転換
 4.2 CTOS を抗原とした抗体の作製
 4.3 CTOS とがん細胞の休眠
5. これまでの初代培養による抗がん剤感受性試験
6. 個体差を反映する培養法
7. 個別化医療とプレシジョンメディシン
8. 今後の課題

第8節 事例から学ぶ新規培養法開発の特許訴訟事例
1. タキソール培養事件
 1.1 事件の概要
 1.2 用語の定義,意義〜あいまいな用語,多義的な用語のリスク
 1.3 進歩性の主張と明細書に含める情報
 1.4 顕著な効果の提示方法
 1.5 小括
2. 培養法とプロダクト・バイ・プロセス
 2.1 プロダクト・バイ・プロセスの最高裁判決
 2.2 最高裁判決による実務変更
 2.3 不可能・非実際的事情の対応策
3. まとめ

第9節 新規培養法開発の知的財産戦略
1. 培養法の開発ポイントを考える
 1.1 総論
 1.2 ビジネスに効く「培養法」の「知財」
 1.3 小括
2. 知財戦略の重要性
 2.1 再生医療の事例
 2.2 特許はあくまで「排他権」であり,必ずしも「独占権」ではない
 2.3 ライセンスするのか?
 2.4 クレームはどうするか?
3. 情報管理
 3.1 ラボノート等の管理
 3.2 Discovery 制度
4. 注目すべき培養法の因子
 4.1 培養関連技術
 4.2 応用:細胞治療・創薬支援・再生医療も?
5. 有効な対策〜常に攻めのマインドで


◇第6章 細胞培養における培地・足場材料の開発◇

第1節 細胞培養基材表面で起こる初期現象
1. 基材表面で起こる初期現象
2. バイオ界面水の解析
3. 中間水が観測される高分子:生体高分子および生体親和性合成高分子
4. バイオ界面における中間水の役割
5. まとめと将来展望

第2節 新しい培養器材としてのウロココラーゲンの応用
1. テラピアのウロココラーゲン
2. ウロココラーゲンがヒト間葉系幹細胞の骨分化に与える影響
3. ウロココラーゲンの繊維化ダイナミクス
4. ウロココラーゲンによる生体材料の構築
5. 考察

第3節 ナノファイバーの細胞培養足場への応用
1. 医療用ナノファイバー不織布の用途と応用
2. エレクトロスピニング法によるシルクフィブロイン(SF)/ヒドロキシアパタイト(HAp)
ナノファイバーの作製および骨芽細胞挙動評価
3. エレクトロスピニング法をによるプロテオグリカン(PG)/ シルクフィブロイン(SF)
ナノファイバーの作製および線維芽細胞の接着性向上
4. 薬物徐放への応用に向けたイネ由来多孔質シリカ粒子複合ナノファイバーの作製

第4節 ES 細胞・iPS 細胞に求められる足場材料と開発事例
1. ラミニンタンパク質とは
2. ラミニンタンパク質を用いたES/ iPS 細胞培養法
3. iMatrix-511 を用いた新たな細胞培養技術
 3.1 懸濁法
 3.2 プレコート法

第5節 細胞培養のための細胞培養基材の開発  ―バイオマテリアルを中心に―
1. バイオマテリアルの定義
2. バイオマテリアルの細胞培養足場への応用
3. 表面の物理化学的性質の異なるバイオマテリアル足場
4. 表面の生物学的性質の異なるバイオマテリアル足場
5. 3次元構造をもつバイオマテリアル足場
6. 細胞が3 次元化するバイオマテリアル足場
7. 細胞培養基材に対するバイオマテリアルの重要性

第6節 機能性卵白ペプチドを用いた細胞培養基板の開発
1. 卵白アルブミンペプチドによるタンパク質ゲルの力学的物性制御
 1.1 OVA およびp-OVA の熱凝集およびゲル化
 1.2 pN1-22 がタンパク質の熱凝集に与える影響
 1.3 pN1-22 が卵白タンパク質のゲル化に与える影響
2. 卵白アルブミンペプチドとコラーゲンを利用した細胞培養基材
 2.1 OVA ペプチドを包埋したコラーゲンゲル
 2.2 OVA ペプチドを包埋したコラーゲンゲル上での細胞培養

第7節 生命機能マテリアルによるスキャフォルドの開発
1. スキャフォルドに求められる特性
 1.1 表面特性および構造特性
 1.2 生体吸収性
2. 機能性スキャフォルドの開発
 2.1 細胞接着性や血管新生を促進するスキャフォルド
 2.2 抗感染性を保持するスキャフォルド
3. 骨組織再生スキャフォルドの開発
 3.1 スキャフォルドにおける分化選択性
 3.2 スキャフォルドにおける血管新生制御

第8節 細胞低接着性コラーゲンの培養足場としての活用
1. 細胞凝集塊を形成する培養法
2. LASCol の分子構造と物性
3. LASCol を用いた線維芽細胞の培養
 3.1 マウスNIH/3T3 線維芽細胞のLASCol 培養
 3.2 正常ヒト皮膚由来線維芽細胞(成人)(NHDF)のLASCol 培養
4. LASCol を用いた骨芽細胞への分化誘導培養
 4.1 マウスMC3T3-E1 細胞のLASCol を足場として用いた骨芽細胞への分化培養
5. ES 細胞/ iPS 細胞の培養
 5.1 マウスES 細胞のLASCol を足場として用いた培養
 5.2 ヒトiPS 細胞のLASCol を足場として用いた培養


◇第7章 細胞培養の自動化と装置開発◇

第1節 ヒト細胞培養加工装置に係る開発ガイドラインの動向
1. 製造工程の機械化と自動化
2. 培養加工装置に関する開発ガイドラインの経緯
3. 細胞培養加工装置開発ガイドラインの実務解釈
4. 培養加工装置の設計と工程資材の要求事項

第2節 細胞培養技術・機器・装置開発へのニーズと細胞の基礎
1. 再生医療に関連する細胞培養の基礎,課題および技術的ニーズ
2. 培養細胞への物理的操作技術・装置
 2.1 培養細胞への代表的物理操作技術と課題
 2.2 個別細胞,小コロニー,細胞群への力学操作技術開発例
3. 細胞の増殖培養促進技術・装置
 3.1 再生医療における必要細胞数と自動増殖培養装置開発の現状および課題
 3.2 動的力学刺激を援用するiPS 細胞の増殖培養促進技術開発例
4. 細胞の分化誘導培養促進技術・装置
 4.1 iPS 細胞の目的細胞への分化誘導培養の現状と課題
 4.2 動的力学刺激を援用するiPS 細胞の分化誘導培養促進技術開発例
5. 3次元細胞組織の構築培養促進技術・装置
 5.1 3次元細胞組織構築培養の現状と課題
 5.2 3次元足場と動的力学刺激を融合した3 次元細胞組織構築培養技術開発例

第3節 三次元細胞塊培養容器から応用展開される実験メソドロジーの構築
1. マイクロウェル型の三次元細胞塊培養容器
2. シングルセルカルチャー
3. 巨大サイズと筒状構造の組織体形成容器
4. 底面ボトム材質の異なる培養容器
5. ドッキング・マイグレーション・パターニング培養容器
6. インサートデバイス培養容器
7. その他のデバイス容器

第4節 三次元ゲル培養からの形態情報を用いた細胞塊自動選別装置の開発
1. 光分解性ゲルを用いた三次元培養系からの細胞分離
 1.1 光分解性ハイドロゲルの合成と性質
 1.2 光分解性
2. 画像から得られる細胞形態情報に基づく細胞分類
 2.1 細胞画像解析のための諸条件
 2.2 細胞形態情報(形態指標)
 2.3 細胞形態情報を用いた細胞分類
3. 自動細胞塊分離装置
 3.1 三次元培養の専用培養容器
 3.2 選別装置の概要
4. 細胞分離の実例
 4.1 手動操作による細胞分離の実施例
 4.2 自動細胞塊分離装置による細胞分離の実施例
 4.3 がん細胞を用いた細胞分離の実施と解析例

第5節 細胞培養関連機器に求められる機能と製品像
1. 細胞培養に必要な機器
 1.1 細胞培養環境を整える機器
 1.2 細胞培養に使用する機器
 1.3 細胞培養の管理のための機器
2. 細胞培養関連機器に求められる機能
 2.1 清浄度を維持するための機能
 2.2 交差汚染(クロスコンタミネーション)など汚染を防ぐ機能
 2.3 実験者の負担を軽減する機能
3. 細胞培養関連機器に求められる製品像
 3.1 細胞培養規模によって変化する関連機器の製品像
 3.2 製品種によって変化する関連機器の製品像
 3.3 将来の細胞培養を担う関連機器の製品像

第6節 初代培養とオープンイノベーション
1. なぜ今,残余検体の利用が重要か
2. わが国の残余検体利用の現状
 2.1 リソース側の問題点
 2.2 ユーザー側の問題点
3. 今なぜ生細胞利用システムが必要か
4. 生細胞利用のオープンイノベーションに必要なこと

第7節 超音波振動を用いた細胞培養技術
1. 遺伝子導入への応用
2. 細胞の成長促進への応用
3. 細胞組織の形成への応用
4. 音響流を用いたスフェロイドの高速形成

第8節 画像取得・解析技術を用いた培養工程の安定化
1. 細胞画像情報の生産プロセスにおける重要性
2. 細胞形態情報の取得と解析を担うテクノロジー
 2.1 「目を向ける=撮影」技術の理解
 2.2 「見極める=認識」技術の理解
 2.3 「判断する=評価」技術の理解
3. 細胞画像を用いた培養工程管理
 3.1 リアルタイムな画像データの活用:形のパターンデータ
 3.2 リアルタイムな画像データの活用:経時的トラッキングデータ

第9節 培養技術・機器・装置開発でのニーズを元にした製品開発と産学連携
1. 情報提供・PR
 1.1 再生医療サポートビジネス懇話会
 1.2 再生医療ビジネスシンポジウム
 1.3 再生医療の全体像を見わたせる分かりやすい解説講座
2. モノづくり
3. 事業創出
 3.1 プロジェクト創出
 3.2 理化学機器・医療機器モール−リカモ
4. 産学連携で開発した製品紹介
 4.1 遠沈管ドライサーモリザーバー
 4.2 三次元形状 生体組織細断装置
 4.3 マイキャニスタ
 4.4 引っかかりのない遠沈管ラック

第10節 細胞組織加工製品の製造の現状と装置開発へのニーズ
1. セルプロセッシングセンター
 1.1 バイオロジカルクリーンルーム
 1.2 無菌もしくはそれに近い環境を実現する手段
2. セルプロセッシングアイソレータ
 2.1 アイソレータ
 2.2  無菌環境を実現する手段
 2.3 セルプロセッシングセンター(CPC)とセルプロセッシングアイソレータの比較
 2.4 セルプロセッシングアイソレータの今後
3. 自動培養装置
 3.1 CPC 設置型自動培養装置
 3.2 セルプロセッシングアイソレータ型自動培養装置

第11節 3次元組織を用いた自動スクリーニングシステムの開発
1. 3次元浮遊回転培養による多数組織の構築
2. 手培養によるスクリーニングプロセス
3. ピックアッププロセス
4. 粉砕プロセス
5. 自動スクリーニング装置と手培養との比較

第12節 これからのリアルタイム生細胞解析システムに求められる条件
1. 培養液自動交換装置の構築:ANSI/SBS 規格適応の装置デザイン
2. チューブレスの送廃液を可能とする流路内臓シリコーンプレートの設計
3. IncuCyte S3 生細胞解析システム: 安定した環境で細胞を観察できる
4. ANSI/SBS 規格対応装置への設置適合性の確認
5. タイムラプス観察中の薬剤投与と培養液交換


◇第8章  細胞保存容器(機器)/器具の開発と品質管理のポイント◇


第1節 細胞へのダメージが少ない凍結・解凍手順
1. 細胞の凍結保存
2. 凍結保存法
 2.1 緩慢凍結保存法
 2.2 ヒト間葉系幹細胞の凍結保存
 2.3 ガラス化凍結保存
 2.4 ヒト多能性幹細胞の凍結保存
 2.5 新規凍結保護物質を用いたガラス化
3. 再生医療用細胞シートの凍結保存

第2節 ヒト多能性幹細胞特異的プローブrBC2LCNを用いた品質管理技術開発
1.拡大培養時における品質管理
 1-1. 生染色による簡便な多能性検出
 1-2. rBC2LCNによる検出技術の応用アプリケーション
2.分化誘導後における品質管理
 2-1. rBC2LCNを用いた残存多能性幹細胞の検出
 2-2. rBC2LCNを用いた残存多能性幹細胞の殺傷
3.今後の展望

第3節 培養細胞の非破壊的品質予測手法
1.細胞製造における非破壊的細胞品質評価
 1-1. 細胞の製造工程において求められる非破壊的品質評価
 1-2.非破壊細胞品質評価の進化
2.画像を用いた細胞品質評価手法の有効性と展開
 2-1. 細胞画像を用いた細胞評価技術
 2-2. 細胞画像を用いた細胞品質の評価予測技術
 2-3. 細胞画像を用いた品質評価技術の応用
3.細胞画像を用いた細胞品質予測手法の注意点

第4節 体性幹細胞の長期保存技術と臨床応用へ可能性
1. 細胞の凍結と解凍
 1.1 緩慢凍結法
 1.2 ガラス化法
 1.3 凍結細胞の解凍処理
2. 体性幹細胞の臨床応用
 2.1 骨髄由来幹細胞
 2.2 脂肪組織由来再生(幹)細胞


◇第9章  細胞培養施設の設計と維持・管理◇

第1節 細胞製造施設の設備構造に関する基本的な考え方
1. 細胞製品とその製造の考え方
2. 製造工程設計における細胞製造性の要求
3. 施設・設備設計の基本方針
4. アイソレータ等の閉止式設備を採用した施設
5. モジュール方式を利用した製造システムの提案

第2節 細胞培養施設の設計コンセプトとポイント
1. 細胞培養施設の特徴
 1.1 GMP3原則
 1.2 再生医療関連法規の改正
 1.3 再生医療関連の法体系
 1.4 細胞培養施設を特徴づけるもの
2. 施設計画の基本事項
 2.1 生産内容の把握
 2.2 建設場所の検討
 2.3 フレキシブルな施設
 2.4 安全性の確保
 2.5 法令遵守
3. 施設計画各論
 3.1 建築計画
 3.2 地震対策
 3.3 防虫,防そ対策
 3.4 バイオセーフティ対応
 3.5 セキュリティ,入退室管理
 3.6 建築設備
 3.7 ITシステムの活用
 3.8 維持管理計画/運営への配慮
 3.9 自動培養装置への対応

第3節 細胞培養に必要な無菌操作環境設計の留意点
1. 細胞培養における汚染と防止方法
 1.1 汚染の種類と形態
 1.2 汚染防止の方法
2. リスクに基づく無菌操作環境の設計 
 2.1 無菌状態の理解
 2.2 リスクベースの無菌操作環境の理解
 2.3 無菌操作に適した領域
 2.4 外因性汚染に対する経路の確認
3. 無菌操作環境設計の留意点のまとめ

第4節 細胞培養施設のクリーンルーム設計
1. 細胞培養施設のクリーンルームの役割
2. 細胞培養施設の構造設備と設備要件
 2.1 構造設備規則
 2.2 室内環境設定
 2.3 排水設備
 2.4 その他のユーティリティ設備
 2.5 空調システムにおける注意点
 2.6 除染・清掃・ガウニングについて
3. 構造設備におけるリスクベースド・アプローチ

第5節 細胞培養施設におけるバリデーション
1. 適格性評価
 1.1 設計時適格性評価(DQ)
 1.2 設備据付時適格性評価(IQ)
 1.3 運転時適格性評価(OQ)
 1.4 性能適格性確認 (PQ)
2. 測定の不確かさ評価
 2.1 測定の不確かさ定義

第6節 細胞培養施設の浄化性能向上
1. 細胞培養施設のクリーンルームに求められる清浄度
2. 安全性と適切な浄化性能のバランス
3. 無菌操作等区域と清浄度管理区域
4. クリーンルームの気流設計
5. 経済的施設運営の提案

第7節 細胞操作時の無菌性保証における汚染リスクの考え方
1. 作業者が無菌操作等区域へ持ち込む汚染リスク
2. 細胞操作時に発生する液滴に基づく汚染リスク
3. インキュベータ利用時における汚染リスク
4. 細胞採取時に付着した汚染リスク

第8節 細胞培養加工施設の衛生管理
1. 微生物対策
 1.1 サニテーション,除染に使用する消毒剤・除染剤
 1.2 サニテーション
 1.3 環境除染
2. 有害生物管理
 2.1 防虫管理
 2.2 防鼠管理

第9節 微生物学的試験における迅速試験法の活用
1. 現行の培養法の課題と微生物迅速試験法のメリット
2. 微生物迅速試験法 (Rapid Microbiological Method)
 2.1 培養法と微生物迅速試験法の定義
 2.2 培養法と微生物迅速試験法の比較
 2.3 第17改正日本薬局方参考情報「微生物迅速試験法」について
 2.4 微生物迅速試験法の手法
3. 細胞培養加工施設における微生物迅速試験法の活用
 3.1 細胞培養加工施設の微生物管理とリスク
 3.2  細胞加工物の製造における汚染リスクと環境維持操作における活用
 3.3 安全キャビネットにおける環境維持操作 (清浄化・消毒方法) における検証事例
 3.4 細胞加工物等の無菌試験の活用について

第10節 自動化を考慮した今後の細胞培養加工施設にかかるコスト
1. 我が国における再生医療等の準拠法とビジネスモデル
 1.1 安全性確保法と医薬品医療機器等法との関係
 1.2 再生医療等関連ビジネスのサプライチェーン
2. 細胞培養加工施設における主なコスト,コスト削減の意義
 2.1 細胞培養加工施設における主なコスト
 2.2 コスト削減の主な意義
3. 細胞培養加工における自動化とコストの考え方
 3.1 自動化の意義
 3.2 自動化によるコスト構造・利益構造の変化
4. 企業事例:富士ソフト株式会社,富士ソフト・ティッシュエンジニアリング株式会社
 4.1 再生医療への参入の背景
 4.2 再生医療関連の製品・サービス
 4.3 細胞培養加工施設,自動化の考え方

第11節 再生医療新法に対応した細胞加工物製造施設
1. 再生医療新法の狙い
 1.1 法の構成とその背景
 1.2 薬機法との関係性
 1.3 今起きている問題 医療機関の課題
 1.4 イノベーション政策をベースとした相談
2. 細胞加工物を製造するということ
 2.1  機器,機材,器材,設備,インフラ ソフトの分類
 2.2 参照とすべきものの整理
 2.3 リソースマネジメント
 2.4 規格基準の参照
3. 製品になるまで
 3.1 研究開発のための動物細胞の扱い
 3.2 ヒト細胞を用いる 倫理問題など医学指針の参照
 3.3  医療に用いる法の遵守2ステージ
 3.4  製品やサービスという視点 薬機法にある視点の紹介
4. 将来像と法規制
 4.1 最近のロボティクス 大型施設から個別化
 4.2 自動という言葉 作業の置き換え?判断?


◇第10章 培養細胞の再生医療などへの応用◇


第1節 理解しておくべき実験用の細胞培養と臨床用の細胞培養の違い
1. 細胞培養実験に関するガイドライン等
2.  臨床用細胞培養に関する法律・ガイドライン等
 2.1  細胞基材としての細胞の培養に関するガイドライン等
 2.2 再生・細胞医療用の細胞加工物とその製造のための法律・ガイドライン等

第2節 研究機関と細胞培養受託企業との契約の留意点
1. 契約の基本的な考え方
2. 相互認識をすりあわせるべき具体的なポイント
 2.1 キャンセル条項
 2.2 文書の保管責任
 2.3 文書以外の保管責任
 2.4 オプション契約
 2.5 廃棄
 2.6 個人情報の取扱い
 2.7 緊急トラブルと事故対応
 2.8 料金表の取り扱い

第3節 再生医療のための足場材料技術
1. 足場材料の役割と性質
2. 足場材料の原料と足場材料作製技術1)
 2.1 足場材料の原料
 2.2 足場材料作製技術
3. 漏斗状多孔質構造およびパターン化多孔質構造を有する足場材料
4. 複合多孔質足場材料
 4.1  合成高分子と天然高分子の複合多孔質足場材料
 4.2 被覆型複合多孔質足場材料
 4.3 PLGAとコラーゲンおよび骨形成タンパク質BMP4の複合多孔質足場材料
 4.4 PLGA-コラーゲン複合メッシュを用いた軟骨組織の再生
5. 脱細胞マトリックス多孔質足場材料
 5.1 細胞マトリックス足場材料
 5.2 培養細胞由来のマトリックス多孔質足場材料
 5.3 軟骨組織発生模倣型マトリックス足場材料

第4節 再生医療への応用に向けた大量培養・3次元培養技術
1. 微細加工容器を用いた均一なスフェロイドの高密度形成・培養技術
 1.1 微細加工容器<EZSPHERER>について
 1.2 微細加工容器を用いたサイズ均一なスフェロイドの高効率・高密度形成技術
2. 微細加工容器を用いたiPS細胞スフェロイドの効率的な分化誘導
 2.1 微細加工容器を用いた効率的な神経分化,ニューロスフェア技術
 2.2 微細加工容器を用いた効率的な心筋分化,心筋スフェロイド技術

第5節 細胞・組織加工医薬品の製造方法と申請のポイント
1. 再生医療等製品の定義及び特徴
2. 製造方法の記載例
3. 品質管理戦略
4. 安定性


◇第11章 細胞バンクによく寄せられる質問に関して◇


1. 細胞バンク利用者の状況
2. 問い合わせの状況
 2.1 問い合わせ内容の分析
 2.2 細胞情報の取得に関して
 2.3 技術的な問い合わせ内容
 2.4 細胞がうまく培養できないというクレームの内容


 

細胞 培養 書籍