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Development of bio-skin, an innovative three-dimensional skin evaluation model with skin appendages

Research Project

Project/Area Number 16H01851
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Tsuji Takashi  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50339131)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 武田 啓  北里大学, 医学部, 教授 (20197297)
佐藤 明男  北里大学, 医学部, 客員教授 (80255356)
寺師 浩人  神戸大学, 医学部附属病院, 教授 (80217421)
榊原 俊介  神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (50444592)
武尾 真  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (50782116)
浅川 杏祐  国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 研究員 (60747187)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥44,330,000 (Direct Cost: ¥34,100,000、Indirect Cost: ¥10,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Fiscal Year 2017: ¥15,340,000 (Direct Cost: ¥11,800,000、Indirect Cost: ¥3,540,000)
Fiscal Year 2016: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Keywords機能性三次元人工皮膚 / 三次元人工皮膚器官系 / バイオスキン / 毛包 / 器官再生医療 / 再生毛包 / 皮膚生理機能 / 再生医工学 / 再生医学 / 発生・分化 / バイオテクノロジー / 薬剤反応性 / 三次元人工皮膚 / 三次元皮膚器官系
Outline of Final Research Achievements

In this project, we aimed to develop a bioengineered three-dimensional integumentary organ system, which mimics tissue structure and function of the natural skin. 1) We established a technology to regenerate mature hair follicles in vitro and succeeded in constructing a skin organ system (bio-skin) in vitro by assembling the mature hair follicles into functional three-dimensional human skin. 2) The bio-skin constructed in 1) was able to maintain hair growth and sebum secretion, demonstrating its usefulness as an in vitro evaluation model, which have the similar function as a natural skin organ system. 3) We further evaluated the function as an in vitro evaluation model and demonstrated that the constructed bio-skin reproduces the physiological function of natural skin. These results indicated that we have demonstrated the basic technology for clinical application and the applicability of a wide range of organ regenerative medicine.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題における成果により、これまで克服できなかった組織からの器官再生、さらに皮膚附属器である毛包を有する三次元人工皮膚器官系の再生が達成可能であることを示した。さらに、三次元人工皮膚器官系を用いた評価モデル系は、動物実験が規制されている医薬・ヘルスケア分野の企業にとって科学的エビデンスに基づく製品開発に向けて先駆的な評価系であり、企業のニーズに応じた様々な評価系をカスタマイズして提供することができる。さらに再生医療として皮膚器官系再生医療として産業化への道が拓けることが期待できる。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 9 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Bioengineering a 3D integumentary organ system from iPS cells using an in vivo transplantation model2016

    • Author(s)
      1Ryoji Takagi, Junko Ishimaru, Ayaka Sugawara, Koh-ei Toyoshima, Kentaro Ishida, Miho Ogawa, Kei Sakakibara, Kyosuke Asakawa, Akitoshi Kashiwakura, Masamitsu Oshima, Ryohei Minamide, Akio Sato, Toshihiro Yoshitake, Akira Takeda, Hiroshi Egusa & Takashi Tsuji
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 2(4) Issue: 4 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1126/sciadv.1500887

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hair Follicle Regeneration by Transplantation of a Bioengineered Hair Follicle Germ2016

    • Author(s)
      Katsunari Tezuka, Koh-ei Toyoshima and Takashi Tsuji,
    • Journal Title

      Multipotent Stem Cells of the Hair Follicle

      Volume: 1453 Pages: 71-84

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-3786-8_9

    • ISBN
      9781493937844, 9781493937868
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 頭部外胚葉性器官の再生2016

    • Author(s)
      浅川 杏祐、辻 孝
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 31(11) Pages: 28-32

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  • [Presentation] 人工皮膚モデルにおける張力負荷による皮膚リモデリング機構の解析2019

    • Author(s)
      木村駿、小野美姫、土屋綾子、須田菜央、関本佳織、豊島公栄、白崎舞、七里博章、手塚克成、小川美帆、辻孝
    • Organizer
      第18回日本再生医療学会総会
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  • [Presentation] 機能性評価に向けた次世代三次元皮膚モデルの開発とアンチエイジングへの応用可能性2018

    • Author(s)
      手塚克成、土屋綾子、小川美帆、木村駿、豊島公栄、辻孝
    • Organizer
      第18回抗加齢医学会総会
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    • Author(s)
      辻孝
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター・宮城県仙台市
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  • [Presentation] 新規機能性分子評価モデルとしての次世代人工皮膚モデルの開発2017

    • Author(s)
      辻孝
    • Organizer
      第7回化粧品開発展のアカデミックフォーラム
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト・東京都江東区
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  • [Presentation] Functional Ectodermal Organ Regeneration by Bioengineered Organ Germs between Epithelial and Mesenchymal Stem Cells2016

    • Author(s)
      Takashi Tsuji
    • Organizer
      EMBO | EMBL Symposia 2016 Organoids
    • Place of Presentation
      Heiderberg・Germany
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 次世代器官再生医療としての毛髪再生医療の実現に向けて2016

    • Author(s)
      辻孝
    • Organizer
      第21回臨床毛髪学会学術集会
    • Place of Presentation
      はまぎんホール・神奈川県横浜市
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  • [Presentation] 次世代器官再生医療とヘルスケアの産業化2016

    • Author(s)
      辻孝
    • Organizer
      神戸医療産業都市クラスター交流会
    • Place of Presentation
      臨床研究情報センター・兵庫県神戸市
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    • Invited
  • [Presentation] 次世代器官再生とその育成を目指して2016

    • Author(s)
      辻孝
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      第55回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場・富山県富山市
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  • [Presentation] あきらめない脱毛の治療~薬と植毛術、再生医療2016

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      佐藤明男
    • Organizer
      第32回日本臨床皮膚科医会総会・臨床学術大会
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター・岡山県岡山市
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    • Invited
  • [Presentation] 男性型脱毛症の最新知見2016

    • Author(s)
      佐藤明男
    • Organizer
      第115回日本皮膚科学会総会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館・京都府京都市
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    • Invited
  • [Presentation] 臨床講演:毛包再生医療は臨床にどう役立つか2016

    • Author(s)
      佐藤明男
    • Organizer
      第25回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Place of Presentation
      ナレッジキャピタル コングレ・コンベンションセンター・大阪府大阪市
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  • [Presentation] 再生毛包原器の移植床としてのヒト皮膚系移植SCIDマウスの検証2016

    • Author(s)
      吉竹俊裕
    • Organizer
      第25回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Place of Presentation
      ナレッジキャピタル コングレ・コンベンションセンター・大阪府大阪市
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  • [Presentation] AGA治療の全て2016

    • Author(s)
      佐藤明男
    • Organizer
      第21回臨床毛髪学会学術集会
    • Place of Presentation
      はまぎんホール・神奈川県横浜市
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    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 毛包、皮脂腺、および毛穴を有する人工皮膚の製造方法2016

    • Inventor(s)
      辻 孝、豊島 公栄、小川 美帆
    • Industrial Property Rights Holder
      辻 孝、豊島 公栄、小川 美帆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016-06-21
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URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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