組織工学ライブラリ BIO Assembler 細胞社会学 大和 雅之 編著
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i 刊行のことば in vitro
ii in vivo
iii まえがき
iv
v 目 次 概論 1 細胞外マトリックスと組織構築 2.................. 概論 21.... 細胞シート技術と 次元化 25...... 細胞凝集塊制御技術 41..........
vi 次元化細胞の力学 50........ 物理化学環境の整備 62............ 概論 78.......... 骨 81.......... 筋 92..........
vii 関節 109...... 肝臓, 腎臓 120.......... 血管 149............ 中枢神経 158............ 腺組織 169.............. 179
1. 細胞社会学の基礎 ~ 細胞社会を知る ~ ips ES
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1.2 細胞外マトリックスと組織構築 3 コラーゲン会合体の代謝時間 10 12 10 9 10 6 10 3 1 1 ps 1 ns 1 ns 1 ms 1s 10 3 1h 10 6 1d 10 9 1y 一生 活性酸素の寿命 酵素反応の時間 1 mm 10 6 10 3 個体 10 9 器官 組織 10 12 細胞 細胞内 小器官 酵素 原子 0.1 nm 1 nm 1 nm 1m 1 コラーゲン分子 地球赤道半径 10 3 10 6 10 9 コラーゲン会合体 ナ 社 図 1.1 1km コラーゲン会合体の代謝時間とスケール 細胞外マトリックスは 細胞を集団としてまとめて組織を形成する 細胞をコラーゲンゲ ル内に分散させて培養すると 浮遊した状態ではゲルは収縮し 一定のサイズになると収縮 が止まり それ以降は細胞が安定に維持される これは コラーゲンゲル内培養法と呼ばれ る 3 次元培養法の一つである 収縮ゲル内では代謝は抑制され 準安定的な状態を長期間維 ロ 持することができる このような現象は 2 次元の細胞培養皿で細胞が増殖してそれ以上増 えないときに 細胞どうしが接触して増殖阻害する cell to cell contact inhibition に対し コ て 細胞と細胞外マトリックスが接触して増殖阻害するということで cell to matrix contact inhibition と呼ばれることがある1 このようなコラーゲンゲル内培養をしている ゲル上に さらに上皮系の細胞を播種することで 皮膚モデルや肺胞モデルが構築されてき た コラーゲンゲル内培養法は最もプリミティブな組織といえる マトリックス生物学は 細胞と細胞外マトリックスの関係を分子の視点から捉える学問で ある 細胞外マトリックスどうしの相互作用や 細胞表面の接着分子との関係 さらには接 着に続いて起きる細胞内の反応の連鎖を対象とする 細胞外マトリックス 分けてもコラー ゲンを含むマトリックスは 固相と考えてよい場合が多い 器官や組織の支持体として 物 理的な強度を与えている 化学的には 例えば骨においてはアパタイト結晶化の場を提供す るなど 化学反応にも影響しうる 本節では 組織構築の原理をコラーゲンの固相としての 特徴に着目して考える 肩付き数字は 節末の引用 参考文献の番号を表す
4. a a a a a I a XXVIII a I COL A a XXVIII COL A Gly Gly Xxx Yyy n GXY n / Gly Pro N C Gly N C A B C clade a I a I a II a III a V a V a V a XI a XI a XXIV a XXVII RCSB PDB Gene View COL A http://jcs.biologists.org/content// /.long
. 5 20 kb X X B E E B B E B E B B X B B COL5A1 P S P B P S X X S S B P P 対立遺伝子 A ag 対立遺伝子 B 4 P1 3 4 5 6 7 8 9 * gg * ggggtgacatcc AG C AG * P3 ~300 bp P4 1 kb P2 5 6 7 * * 4 5 6 7 4 5 6 7 4 4 4 7 4 * 5 6 7 4 6 7 4 5 6 7 4 a V ag gg AG 5 6 7
179 索 引 51 51 111 69 11 83 64 69 126 68 135 160 113 6 129 127 162 130 26 25 170 63, 69 30 170 110 35 26 71 68 44, 123 124 80 141 121 143 144 121 109 109 109 130 121 123 41, 44 66 44 78 44 83 13 4 53 101 101 127 103 100 92 101 101 70 121 159 88 151 124 44, 93 124 44 98 13 141 112 29 29 36 34 22, 92 35 82 22 82 98 3, 17 10 112 1 1 41 51 25 1 1 70 127 152 36 36 12 42 127 53 152 2 13 56 92 94 36 93 152 127 84 133 127
180 13 69 51 41 135 121 110 42 63 82 98 51 8 104 113 4 169 169 172 79 44 79 125 150 97 79 68 121 121 121 159 71 144 14 29 16 159 141 44 36 124 159 159 135 103 122 122 82 112 129 123 13 87 51 82 64 42 57, 68 42 25 144 63 46 32 92 112 13 114 55 161 123 127 48 9 87 144 55 3 44 4 51 51 101 85 56 68 136 150, 153 121 164 121 121 47 13 164 29 82 82 121 121
181 a a 141 a 4 A AFM 29 ATRP 30 B BMP family 116 E EDS 6 Eph Ephrin 164 ES 80 F FRET 57 H HGF 144 HSP 64 I IHH 113 ips 78 K Kelvin Voigt model 45 L LCST 26 M MEMS 67 micromass culture 114 MMPs 113 MMP 17 N NODAL 122 NTH 11 O osteocalcin 116 P PBMA 33 ph 69 PIPAAm 26 poly 26, 33 PTHrP 113 R RADA 162 RAFT 30 RhoA 58 T TGF b 113 TIMPs 113 Y YAP/TAZ 16 4 111 51 12 6 112 131
編著者略歴 1989 年東京大学教養学部基礎科学科卒業 1991 年東京大学大学院理学系研究科博士前期課程修了 ( 相関理化学専攻 ) 1994 年東京大学大学院理学系研究科博士後期課程修了 ( 相関理化学専攻 ) 博士 ( 理学 ) 1994 年日本大学助手 1997 年日本学術振興会博士研究員 1998 年東京女子医科大学助手 2001 年東京女子医科大学講師 2003 年東京女子医科大学助教授 2007 年東京女子医科大学准教授 2008 年東京女子医科大学教授現在に至る Cells into Organs C Masayuki Yamato 2016 2016 年 9 月 16 日初版第 1 刷発行 検印省略 編著者 やま大 と和 まさ雅 ゆき之 発行者 株式会社 代表者 牛来真也 印刷所 萩原印刷株式会社 112 0011 東京都文京区千石 4 46 10 発行所株式会社 CORONA PUBLISHING CO., LTD. Tokyo Japan 振替 00140 8 14844 電話 (03)3941 3131( 代 ) ISBN 978 4 339 07263 1 ( 柏原 ) ( 製本 : 愛千製本所 ) Printed in Japan 本書のコピー, スキャン, デジタル化等の無断複製 転載は著作権法上での例外を除き禁じられております 購入者以外の第三者による本書の電子データ化及び電子書籍化は, いかなる場合も認めておりません 落丁 乱丁本はお取替えいたします