ISSN 1347-4804

October 2021
Vol.89 No.4

オキシム試薬による官能基変換〔総説〕「ヒドロキシルアミン等価体オキシム試薬によるアミド / アミン / ニトリルへの官能基変換」

兵藤

憲吾……… 2

宏和、石川一彦……… 6

〈テクニカルレポート〉「超耐熱性エンド型セルラーゼの開発とその応用例」

仙波「間葉系幹細胞由来エクソソーム産生用無血清培地の開発

弘雅、坪井

エクソソームを利用した再生医療の実現に向けて」
丸谷

【連

祐樹、山根

昌之……… 8載】

〈微量元素分析―さまざまな分野での活用事例とその重要性―〉「第 2 回食品に含まれるヒ素化合物について」橘田

規……… 10〈ミクログリア研究の最前線 ―基礎から臨床へ―〉 最終回「第 6 回

ミクログリア - アストロサイト連関による脳卒中の制御」

小泉

修一……… 12鈴木

辰吾……… 14

清香、高山

和雄……… 17

白勢洋平……… 29

〈よくわかる BDNF―基礎から臨床まで―〉「第 2 回BDNF 発生発達期の機能と発達障害との関係」〈ヒト iPS 細胞由来分化細胞の創薬応用〉「第 2 回ヒト iPS 細胞やオルガノイドを用いた SARS-CoV-2 研究」

出口〔化学大家〕「ヨアン・オーガスト・アルフェドソン」〔製品紹介〕
有機合成

O -ベンゼンスルホニルアセトヒドロキサム酸エチル ………

細胞生物

5

セルラーゼ，超耐熱性，組換え体，溶液 ………………

マリモ粒子 ……………………………………………… 20

遺分

EV-UpTM 培地

析

伝

7

子

関連製品 ……………………………

9

ひ素標準液 ……………………………………………… 11

in vivo 用 EV-Save

JCSS …………………………………………………… 21

アイソスピン ソイル DNA ……………………………… 26

TM細胞外小胞ブロッキング試薬 … 25

局方生薬試験用オイゲノール…………………………… 21培

ニトロソアミン類標準品 ………………………………… 22

iCell® Products ………………………………………… 19

ポジティブリスト関連農薬標準品 ……………………… 22

SRVTM iPSC Vector シリーズ ………………………… 27免

Y-27632 ……………………………………………… 28

疫養Mature BDNF ELISAキットワコー …………………… 16

SOFORO Cryo ………………………………………… 28

オキシトシンELISAキットワコー ………………………… 23

ラボウェア

抗SARS-CoV-2 S-RBD IgG ELISAキットワコー …… 24

ガロテクトTM ……………………………………………… 20
除菌消臭スプレー FW、天然消臭剤FW ……………… 23〔お知らせ〕
生薬試験用試薬カタログのご案内 ……………………… 21

第36回Wakoワークショップ開催のご案内 ……………… 32

1

R

esearchヒドロキシルアミン等価体オキシム試薬によるアミド/アミン/ニトリルへの官能基変換
近畿大学

理工学部

兵藤

憲吾

1 はじめにヒドロキシルアミンは、アンモニアの酸化物の1つであり、単体では潮解
性や爆発性を有し、その取り扱いには注意を要する。過去には国内外にてヒドロキシルアミンが原因となる爆発事故が発生し、危険物に指定されている。ヒドロキシルアミンは、単体よりFigure 1．オキシム合成法：（a）脱水縮合、（b）トランスオキシム化反応

も取り扱いやすい塩酸や硫酸などの鉱酸塩としても扱われるが、オキシム合
成時には鉱酸塩を中和するために、化
学量論量の塩基を使用する必要があり、反応後には生成物と共に、大量の無機塩が発生することが問題となる。
一方で、蚕の蛹に含まれる酵素トラン
スオキシマーゼは、直接ヒドロキシル

Figure 2．ヒドロキシルアミン等価体オキシム試薬

アミンを用いることなく、オキシムから別のオキシムを合成するトランスオ

オキシムを見做す考えをさらに発展さ

キシム化反応を起こし、pH 5-6、37℃

せ、ヒドロキシルアミン誘導体であるの条件にて、ピルビン酸オキシムから

MSH試薬 （O（mesitylenesulfonyl）

アセトンやアセトアルデヒドへのトラ

hydroxylamine）に着目した4）。MSH

ンスオキシム化反応を行うことができケトンからの二級アミド
合成

試薬はヒドロキシルアミンの水酸基にオキシムを出発原料とするベックマ

1）

メシチレンスルホニル基が修飾されたン転位からは、二級アミドが得られ、筆者らは、酵素によるトランスオキ構造であり、強力な求電子的アミノ化

特にラクタム合成に対して有効であシム化反応をモチーフに、オキシム化剤として知られている反面、不安定でり、今なおナイロン6の製造など工業

合物を、爆発性を有するヒドロキシル

爆発性があり、保存に不向きなため、的にも極めて汎用性が高い方法であアミンの等価体と見做せると考え、非逐次試薬を調製して用いる必要があっる。一般的な合成法では、化学量論量

酵素的に、酸触媒によるトランスオキ

た。筆者らは、オキシムの水酸基に電の強酸や高温条件を要するが、近年温2）シム化反応を開発した（Figure 1） 。

子求引性置換基が導入されたオキシム

和な条件のもと、有機分子触媒による

具体的には、水中にて過塩素酸触媒存を、トランスオキシム化反応を駆使す合成法が開発されている5）。一方で、在下、アルデヒドもしくはケトンに対れば、MSH試薬のようなヒドロキシケトオキシムの前駆体であるケトンかして、メチルエチルケトンオキシム

ルアミン誘導体の等価体として扱える

らベックマン転位を経て直接二級アミ（MEKO）をオキシム化剤として用い、と考えた（Figure 2）。合成したオキドを合成する方法は、ケトンのカルボ非常に温和な条件で触媒的に、対応す

シム試薬 1は、アルゴン雰囲気下で冷

ニル炭素の隣接位に対して、形式的にるアルドオキシムもしくはケトオキシ

凍庫にて長期保存が可能であるとともNH挿入される反応となるだけでなく、ムを合成した。また、反応剤として用に、DSCによる熱分析から発熱開始温

オキシムの合成及びその幾何異性体をいたMEKOは反応後、メチルエチル

度が従来のMSH試薬（15 wt%水を含分離精製する工程を省略することがでケトン（MEK）として蒸留によってむ）の62℃から156℃へ大幅に上昇しき、魅力的な方法であるが、それほど回収することも可能であり、MEKかたことから、オキシム試薬がMSH試

多くの報告例はない。その主な反応剤

らはゼオライト触媒によるアンモ酸化薬に比べ安定性が向上したことが確かには、ヒドロキシルアミン鉱酸塩とヒによって再びMEKOを合成できる手められた。次に、試薬としての特徴でドロキシルアミン誘導体であるMSH法も知られていることから、循環型のあるオキシム試薬を用いた種々の官能試薬が知られている。しかしながら、基変換反応について説明する。

高温下では不安定で爆発性を示すヒド

る 。

3）

原料として考えることができる 。

ロキシルアミンを苛酷な反応条件で用ヒドロキシルアミンの等価体として

22

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

3

アセチルアレーンからの脱アセチル型アミノ化反応

ケトンからの直接的な二級アミド合
成では、ベックマン転位後に生じたニトリリウムイオンに添加した水が付加してアミドが生じることを明らかにした。ここで得られた知見の基、ニトリ
リウムイオンを水で捕捉するのではな
く、アルコールによってニトリリウム
イオンを分解すれば、ピナー反応のよ
うに、イミデートを経由して、オルト
エステルとともに、アンモニアが副生

Figure 3．二級アミドの基質一般性

するかの如く、アミンが生成すると考いる必要があった6）。また、MSH試薬

アセトフェノン類では、芳香環上に電えた9）。

を用いた場合には、温和な条件で反応

子供与性置換基を有する場合、室温にアミド合成の最適条件を基に、添加が進行するものの、O -メシチレンスルて対応するアミドが得られた（3c-3g）。

剤を水からメタノールに変更して反応

ホニル-ケトンオキシム形成後に塩基ハロゲン化アリールでは40ºC、電子を行ったところ、思惑通り、24時間後性アルミナ/メタノールを処すことで求引性置換基であるニトロ基やシアノに、対応する芳香族アミンが得られ段階的にアミドを合成するため、やや基では、反応性が低下し、還流条件にた。さらに、溶媒をアセトニトリルか手間がかかる7）。そこで、筆者らはヒ

おいて、目的とするアミドを高収率でらメタノールに変更した時には、反応

ドロキシルアミン等価体として開発し得ることができた（3h-3l）。また、ヘが加速し、9時間で反応は完結した。

たオキシム試薬を用い、ケトンから直テロ環であるインドールやベンゾチオ

次に、得られた最適な反応条件下で、接的な二級アミドの合成を行った 。

フェンについても対応するアミドを与様々なアセチルアレーン4に対する芳トシル酸一水和物を触媒として、アえ た（3m、3n）。 芳 香 族-芳 香 族 ケ ト

香族アミノ化反応を実施した（Figure

セトニトリル中、2’-アセトナフトンンのようなベンゾフェノンや鎖状のア4）。両オルト位に置換基を有する場合

2aとオキシム 1を用いて室温にて反応

ルキル-アルキルケトンでは、40ºCでには、反応時間が長くなる傾向があっ条件の最適化を行ったところ、予想に対応するアミドを収率良く合成でき、た（5b）。電子求引性置換基では、供反し、ほとんど対応するアミドは得ら

環状脂肪族ケトンからはラクタムを首与 性 置 換 基 に 比 べ、 反 応 性 が 劣 り、れなかった。しかし、興味深いこと

尾よく与えた（3o-3s）。

60ºCの加熱を必要とした（5c）。そし8）に、水の添加量を増すにつれてアミドの収率が向上した。そこで、水の役割を明らかにするために、同位体酸素18O水を用いてアミド合成を行った結果、ESI-MS測定より、得られたアミドのうち53%のアミドが 18Oラベル化されていることが分かった。この実験事実から、反応に添加した水の一部はアミドのカルボニル酸素を形成する際に消費されることが明らかになった。
そして、最適化された反応条件を基に、様々なケトン類を原料にして、トシル酸一水和物 2.5 mol%を触媒に用い、オキシム転移/ベックマン転位を経るアミド合成を行った（Figure 3）。

Figure 4．脱アセチル型アミノ化反応の基質一般性

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

3

と で 良 好 な 収 率 が 得 ら れ た（12j、12k）。脂肪族アルデヒドについては、直鎖やα-分岐型アルデヒドも高い反応性を示した（12l、12m）。

5 おわりに
以上のように、筆者らは不安定で取り扱いに注意を要するヒドロキシルア
ミンの等価体として比較的安定なオキシム試薬を用いることによって、ケトンからは二級アミド、アセチルアレー
ン及びアルカンからは脱アセチル型アミノ化反応により第一級アミン、アルデヒドからはニトリルへと官能基変換

Scheme 1．脱アセチル型アミノ化反応による医薬品合成例

させることができた。この試薬によって、ヘテロ環を有する基質についても

果によって、アルドオキシムで反応がて、従来まで官能基変換するのに2、3反応の進行を確認することができた

終結せず、一気にニトリルまで官能基

ステップ要した反応もワンステップで11）（5d）。また，アセチルアルカンから変換される（Figure 5） 。具体的に実施できるため、ステップエコノミー

一級、二級、三級アルキルアミンの合は、触媒にはトリフルオロメタンスルとなる。また、いずれの反応について成も可能であった（5e-5h）。

ホン酸を用い、塩化メチレン中、種々も汎用性の高い有機酸で行えるため、脱アセチル型アミノ化反応の応用とのアルデヒドとオキシム試薬を反応さ遷移金属フリーで実施できる点も魅力

して、遷移金属フリーでの2種類のγ-せると、芳香族アルデヒドでは、電子的である。

アミノ酪酸（GABA）医薬品類の合成

求引性置換基や電子供与性置換基に関を行った（Scheme 1）。両化合物は、わらず反応は進行した（12a-12i）。まbenzylidenacetone誘 導 体 6を 出 発 原

たメトキシ基については、オルト、メ料として用い、マロン酸ジメチルを付

タ、パラ位と置換基の位置が異なる場

本研究を実施するにあたり、ご助言

加させ、その後加水分解及び脱炭酸反合にも問題なく反応が進行した（12c-

賜りました龍谷大学理工学部 内田欣応によって、鍵中間体 8を合成した。

12e）。ヘテロ環についても首尾よく反吾 教授に深く感謝申し上げます。ま化合物 8に対して、脱アセチル型アミ応が進行し、インドールの場合には触た、実際に研究を遂行するにあたり、ノ化反応を実施した後に、酸による媒をビス（トリフルオロメタンスルホ

大石尚輝 修士、長谷川源和 修士、山加 水 分 解 を 行 いBaclofen 9（ 筋 弛 緩ニル）イミドとし、30 mol%用いるこ

﨑勝之 学士、富樫晃典 学士はじめ関剤）を、塩基による環化反応によってRolipram 10（抗炎症薬）を合成した。

4

アルデヒドからのニト
リル合成

通常、アルデヒドに対してヒドロキ
シルアミンを反応させると、脱水縮合
してアルドオキシムが得られ、さらにアルドオキシムを脱水することでニト
リルへと2段階で変換することができる10）。しかし、オキシム試薬をアルデ
ヒドと反応させた場合には、水酸基に修飾された高い電子求引性置換基の効

4Figure 5．ニトリルの基質一般性

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

6 謝辞

わった学生らに感謝致します。ESI-〔参考文献〕

MS測定では、龍谷大学理工学部 浅野

1）Yamafuji, K. : Nature , 171, 745（1953）.
2）H yodo, K. et al . : Green Chem ., 18, 5788

昌弘 博士にご協力頂き、同位体酸素

トランスオキシム化反応（オキシム
転移反応）
アルデヒド（ケトン）とオキシムを酸触媒存在下反応させると、アルデヒド（ケトン）由来のオキシムとオキシム由来のカルボニル化合物が生成する。

（2016）.

18

O水については、ご提供頂きました3）Song, F. et al . : Appl. Catal. A : General , 327,

大陽日酸株式会社 前田広正 様、御尽22（2007）.
4）Tamura, Y. et al . : Synthesis , 1（1977）.

力頂きました和研薬株式会社 大川拓

5）
（a）

Furuya, Y. et al . : J. Am. Chem. Soc .,哉 様に御礼申し上げます。そして、

127, 11240（2005）.（b）Vanos, C. M. et al . :本研究は有機合成化学協会カネカ研究

Chem. Sci ., 1, 705（2010）.（c）Mo, X. et al . : J.

企画賞及び宇部興産学術振興財団学術

Am. Chem. Soc ., 140, 5264（2018）.
6）S elected example） Mahajan, S. et al . :奨励賞による助成金によって支援を受

ベックマン転位
ケトン由来のオキシムであるケトオ
キシムを酸触媒存在下反応させると、分子内転位反応が起きて二級アミドが生成する。

Tetrahedron Lett ., 56, 1915（2015）.

けて行われたものであり、関係諸機関

7）Tamura, Y. et al . : Synthesis , 215（1973）.

に深く感謝申し上げます。

8）Hyodo, K. et al . : J. Org. Chem ., 83, 13080

最後に、本研究に御関心をお持ち頂（2018）.
9）Hyodo, K. et al . : Org. Lett ., 21, 2818（2019）.

き、オキシム試薬を市販化して頂くと10）Recent selected examples）（a）Ishihara, K.

ともに、執筆の機会を与えて頂きましピナー反応
塩化水素などの酸存在下、ニトリルとアルコールが縮合してイミダートが得られる反応。

et al . : Angew. Chem. Int. Ed ., 41, 2983

た富士フイルム和光純薬株式会社 大（2002）.（b）Yamaguchi, K. et al . : Angew.

Chem. Int. Ed ., 46, 3922（2007）.（c）Yu, L.

野桂二 氏、三宅寛 氏及び関係者の皆et al . : Org. Lett ., 16, 1346（2014）.

様に厚く御礼申し上げます。

11）Hyodo, K. et al . : Org. Lett ., 19, 3005（2017）.

種々の官能基変換が可能なオキシム反応剤
O- ベンゼンスルホニルアセトヒドロキサム酸エチル
本品は、種々の官能基変換ができる優れた反応剤です。

詳細はこちら☟NEW
NEW

コード No.
055-09411
053-09412

品

名Ethyl O-Benzenesulfonylacetohydroxamate

規

格

有機合成用

容

量
5g
25g

希望納入価格（円）18,00045,000容

希望納入価格（円）
1,700
3,550
3,500
5,000
17,000

関連製品
コード No.
207-13402
201-13405
208-06663
200-06662
202-06661

品

名

規

格

p-Toluenesulfonic Acid Monohydrate

試薬特級Trifluoromethanesulfonic Acid

和光特級

量
25g
500g
10g
25g
100g

…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

5

echnical Report
超耐熱性エンド型セルラーゼの開発とその応用例
大関株式会社

総合研究所

国立研究開発法人

仙波

弘雅、坪井
石川

産業技術総合研究所

宏和
一彦

◆はじめに
世界的なバイオエタノール産業への関心の高まりとともに、セルロース
加水分解酵素（セルラーゼ）の研究が盛んに行われてきた。特に糸状菌

Trichoderma reesei は多量のセルラー
ゼを菌体外に分泌することから多くの研究が行われており、現在様々な分野で使用されている。一方でT. reesei 由
来セルラーゼに代表される一般的なセルラーゼは熱安定性が低いことが多く、60℃程度の温度でその機能を失ってしまう。そのため高温条件で行われることが多い糖化工程などでの使用には不向きであり、高温で安定なセル
ラーゼの開発が望まれている。そこで

図１．超耐熱性エンドグルカナーゼの耐熱性評価（a）アミノ酸置換を導入することで耐熱性酵素の更なる耐熱化に成功した。熱安定性の評価は
98℃、30 分間加熱後の残存活性を、カルボキシメチルセルロース（CMC）を基質とした
70℃、10 分間反応時の活性にて評価した。アミノ酸置換前（Wild Type）と比較して、アミノ酸置換導入後（Mutant）は残存活性が約 3 倍に向上した。
（b）70℃〜 100℃で 1 時間の反応を行った際の活性値を評価した。アミノ酸置換導入により熱安定性が向上しているため、高温での反応においてより高い活性を維持しており、特に100℃近い温度で顕著な差が見られた。

本稿では高温条件下でも使用可能な超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshii 由

過酷な条件において簡便に使用できる

うに、天然植物を粉砕して得られる結来耐熱性セルラーゼについて、更なる有用な酵素となると期待している。

晶性セルロース（図2A）を物理的に◆超耐熱性エンドグルカナーゼのナノ微細化することでCNFの調製が可能

耐熱化とその応用例について概説する。

セルロースへの応用になる（図2B）。さらに、CNFにエン

超耐熱性エンドグルカナーゼが効果

ドグルカナーゼを作用させると、アビ耐熱化を発揮する分野として、ナノセルロー

セルのような微結晶セルロース由来の

沖縄近海の熱水鉱床から単離された

ス分野への応用が考えられる。近年、CNFは 透 明 に な る（ 図2C）
。これは超好熱性古細菌P. horikoshii の生産する

天然セルロースからセルロースナノ

CNFがエンドグルカナーゼにより完

エンド型セルラーゼ（エンドグルカナー

ファイバー（CNF）やセルロースナ

全糖化されたわけではなく、非結晶な

ゼ：EG）は、至適温度が100℃以上と非ノクリスタル（CNC）のようなナノ領域が取り除かれたことによる現象で常に高い耐熱性を有する。我々はこのセルロースを調製して新しいバイオ素ある。ナノセルロースは結晶性セル

耐熱性エンドグルカナーゼに対してア材とする研究開発が加速している。特ロースを主体とした多様な特徴を有す

ミノ酸点変異導入を行うことで熱安定に、鋼鉄の５分の１の軽さで５倍の強る天然再生型素材であるが、普及に向性の更なる向上を目指した。既存酵素

度 を 有 す るCNFは、 軽 量・ 高 強 度・けた最大の問題は既存材料と比較したとの配列比較から熱安定性に寄与する

高弾性・低熱膨張・安全安心な天然

時にコストが高いことであり、コスト

可能性のある箇所にアミノ酸置換を導物・再生型資源といった優れた特徴をを下げるためには高効率生産技術の開入した変異体を作出し、熱安定性を指持ち、その早期社会実装に向けた各種

発、さらには、量産効果が得られるレ標としたスクリーニングを行った結果、取り組みが進んでいる。図2で示すよ

ベルで大量に消費できる用途を見いだ◆耐熱性エンドグルカナーゼとその超98℃、30分間加熱処理後の残存活性が野生型と比較して約3倍に向上した変異酵素が取得できた（図1a）。この変異酵
素は野生型酵素と比較して高温下での安定性に優れており、100℃近い高温条
件下での長時間の反応においても高い活性を保持していた（図1b）。さらに
我々は糸状菌を宿主とした独自の異種タンパク質高発現システムを利用して
本酵素の大量発現にも成功しており、この酵素が高温条件に長時間晒される

6

図２．CNF の調製とエンドグルカナーゼによる透明化
結晶セルロースを物理的に微細化することで CNF（B）が得られる。ここにエンドグルカナーゼ（EG）を作用させることで非結晶領域が取り除かれ、透明化した CNF（C）が得られる。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

す必要がある。プロセスを工夫すれ

ラーゼはイオン液体の存在によってそおいて強力なツールとなることが期待ば、エンドグルカナーゼを用いて様々の活性が大きく低下してしまうことがされる。

なナノセルロースを高効率で造り分け知られている。イオン液体に溶解したることも可能で1）、用途に合わせて最セルロースから再生セルロースを回収〔参考文献〕

適なナノセルロースの特徴を把握し､する場合、10 ～ 15％程度のイオン液

1）Teixeira, R. S. S. et al . : Carbohydr. Polym .,そのナノセルロースの効果的な製造方体が残存すると考えられるが、10％の法を構築することも可能である。まイオン液体の残存は、セルラーゼの活た、様々な環境での安定性が高い耐熱性を70％～ 85％も低下させることが性エンドグルカナーゼを用いたナノセ

報告されている 。そこで再生セル

ルロースの加工工程において見いださ

ロースを効率的に分解するため、残存れた研究成果より、エンドグルカナー

するイオン液体に対して高い耐性をもゼと物理的処理、イオン液体等を併用

つセルラーゼの探索が進められておすることで、各種植物系バイオマス高り、耐熱性や耐塩性を有する酵素には

効率糖化においても有用な知見が得ら

イオン液体に対して耐性を有する酵素

2）

128, 75（2015）.
2）Teixeira, R. S. S. et al . : Bioresour. Technol .,149, 551（2013）.
3）Engel, P. et al . : Green Chem ., 12, 1959（2010）.
4）Datta, S. et al . : Green Chem ., 12, 338（2010）.

3）

れている 。

が存在することが報告されている4）。

◆超耐熱性エンドグルカナーゼのイオ

今回我々が開発した超耐熱性エンド

ン液体耐性

グ ルカナーゼについても、1-ブチル-

イオン液体は一般的に100℃以下の

3-メ チ ル イ ミ ダ ゾ リ ウ ム ク ロ リ ド

温度で液体として存在するイオン性化（［Bmim］［Cl］）および1-エチル-3-メチ合物の総称である。このイオン液体

ルイミダゾリウムクロリド（［Emim］

は、比較的温和な条件でセルロースを［Cl］）存在下での活性を評価したとこ

溶解することが可能であり、新たなセろ、20%（w/v）［Bmim］［Cl］またはルロースの前処理方法として期待され［Emim］［Cl］存在下でも90%以上の活ている。具体的には、イオン液体にセ性を維持することが明らかとなり、本ルロースを溶解させた後、水を加えて酵素は耐熱性のみならず、非常に高い

再生セルロースを得ることで、その強イオン液体耐性も有することが明らか

固な結晶構造が一部破壊され、続くセとなった。よって本稿で紹介した超耐

ルラーゼ処理の効率を飛躍的に高める

熱性エンドグルカナーゼはイオン液体

ことができる。一方で、一般的なセル処理を施した再生セルロースの分解にエンド型セルラーゼ（エンドグルカ
ナーゼ）
セルロースを分解する酵素の内、セルロース内部から切断する様式の酵素。主にセルロース内部の非結晶領域に作用する。セルロースを分解する酵素には、他にセルロースの末端から切断しセロビオースを遊離する
エキソグルカナーゼ（セロビオヒド
ロラーゼ）が存在する。
ナノセルロース
セルロースを物理的または化学的に微細化したもので、その性状によってセルロースナノファイバーやセル
ロースナノクリスタルなどに分類される。その性質から強化剤やゲル化剤、増粘剤といった様々な用途への応用が期待されている。

セルロースナノファイバー（CNF）
・繊維・バイオマスの加工にセルラーゼ，超耐熱性，組換え体，溶液
本品は、超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshii 由来の耐熱性エンド型セルラーゼを改変し、さらなる耐熱性を付与した酵素です。高温条件下で高い酵素活性を維持します。

特

長

用

●90℃以上で高活性維持

途●CNF加工94℃、30分経過後も活性維持。至適温度：100℃●最適pH 5.0

●繊維加工
●バイオマス（森林資源、農産物不食部）の加工●非晶性セルロースに作用するエンド型セルラーゼ
CNF：セルロースナノファイバーは植物由来セルロースを原料にした新素材です。鋼鉄より軽く、強度が高く、熱膨張率が低いた
め構造材料として、また有限資源である石油や石炭に代わるプラスチック原料として応用が期待されます。
コード No.
NEW035-25811

品

名Cellulase, Hyperthermostable, recombinant, Solution

規格

細胞生物学用容量

希望納入価格（円）10mL

36,000…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

7

echnical Report

間葉系幹細胞由来エクソソーム産生用無血清培地の開発
エクソソームを利用した再生医療の実現に向けて
富士フイルム和光純薬株式会社◆はじめに

ライフサイエンス研究所

丸谷

祐樹、山根

昌之

ソームを除去したウシ胎児血清（EV-せた後にEV-depleted FBSを含む基礎

細胞外小胞（Extracellular vesicle :depleted FBS）を添加した基礎培地を培地、もしくはEV-UpTM培地に切り替

EV）は、細胞より放出される脂質二はじめいくつかの培地が使用されていえて5日間培養した後の細胞数と細胞重膜の小胞体で細胞間のコミュニケー

る4, 5）。 し か し、 こ れ ら は い ず れ も生存率を測定したところ、細胞数と生シ ョ ン ツ ー ル と し て の 機 能 を 持 つ。

MSCの生存維持を目的とした組成で存率が高い状態で維持されていること

EVの 一 種 と し て 分 類 さ れ る エ ク ソあり、エクソソーム分泌や生物活性効が確認された（図2 A, B）。次に、PS

ソームは、種々の生体機能の制御に関果に最適化されたものは開発されていアフィニティー法にて精製したエクソわると考えられており、疾患バイオない。そこで我々は、MSCがエクソ

ソームの粒子数をナノ粒子トラッキン

マーカーや治療用製剤への利用が期待

ソーム産生を行うために適した環境をグ解析法（NTA）で比較した6）。そのされている。治療用製剤への利用にお提供できる無血清かつアニマルフリー

結果、EV-UpTM培地を用いて得たエク

いては抗炎症や抗線維化といった効果の培地で、高性能と高生物活性を両立

ソソームは、EV-depleted FBSを添加を有する間葉系幹細胞（Mesenchymal

させたEV-UpTM基礎培地とサプリメした基礎培地に比べ、粒子数が約2.6

TMstem cell : MSC）由来のエクソソーム

ント（以下、EV-Up 培地と表記）を倍に増加することが確認された（図が最も注目されており、近い将来の実開発した。

3A）。さらに、PSアフィニティー法を用化への期待は大きい。このように、◆EV-Up 培地を用いた培養により得応用したエクソソーム定量技術であるMSC由来エクソソーム実用化の期待たエクソソームの産生量と活性につ

PS ELISA法によりエクソソーム量のが高まる中、治療用製剤としてのエク

いて比較を行ったところ、NTAと同様にソソームを製造する技術開発が盛んに

EV-UpTM培地は、任意の増殖用培地

エクソソームマーカータンパク質であTMで80-90%コンフルエントまで培養しるCD9、CD63及びCD81の増加も確認

本稿では、我々が独自に開発した

た後に培地交換して3-5日間培養を行（図3B）。
された6, 7）MSC由来エクソソーム産生用無血清うという使用法を推奨している（図最後に、各培地で培養したMSC由培地を治療用エクソソームの産生に用1）。通常、血清培地から無血清培地に来エクソソームの生物活性を比較する

いる有用性について紹介する。

切り替える場合は馴化作業を必要とために、ヒト胎児肺由来正常線維芽◆MSC由来エクソソーム

す る 場 合 が 多 い が、EV-UpTM培 地 は細胞（TIG3）における線維化抑制効行われてきている。

エクソソームは、CD9、CD63、CD81

FBSを含む血清培地で増殖させた細胞果について評価した。その結果、一般などをマーカータンパク質とする、細であっても直接交換できるという点を的 に 用 い ら れ て い る 基 礎 培 地 にEV-胞から分泌される直径30-100nm程度

特長のひとつとしている。

depleted FBSを添加した培地に比べ、の脂質二重膜の膜小胞であり、タンパ

骨髄由来MSCを血清培地で増殖さ

EV-UpTM培地で培養したMSC由来の

ク質や核酸（DNA、mRNA、miRNA）、
脂質などの細胞由来成分を含有している1, 2）。 一 方、MSCは、 骨 髄 や 脂 肪、臍帯といった組織から樹立できる中胚葉 由 来 の 体 性 幹 細 胞 で あ り、 脂 肪、骨、軟骨への分化能を有する。さらに、MSCはこのような分化能に加えて、抗炎症、抗線維化、あるいは免疫抑制を誘導する分泌物効果を発揮するが、近年これらの効果がエクソソーム

図１．EV-UpTM 培地の推奨プロトコル
EV-UpTM 培地の推奨プロトコルは、任意の増殖培地を用いて 80-90% コンフルエントまで培養した後、EV-UpTM 培地に交換する。その後 3-5 日間培養を行い、培養上清を回収する。回収した培養上清からは PS アフィニティー法によりエクソソームを回収することが可能である。
（A）

（B）

によるものであることが示唆されている3）。このような背景の下、MSC由来
エクソソームを利用した治療用製剤の注目度が急激に高まりつつある。
◆MSC由来エクソソーム産生用無血清培地の開発MSC由来エクソソームの産生に使用する培地としては、ウシ由来エクソ8

図２．EV-UpTM 培地を用いて培養した MSC の細胞生存率
EV-UpTM 培地に培地交換して 5 日後の細胞数（A）と細胞生存率（B）を測定した結果。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

（A）

（B）

図３．EV-UpTM 培地を用いた培養後のエクソソーム粒子数比較及びエクソソームマーカー比較
各培地で得た培養上清 1mL から取得されたエクソソームの NTA による粒子数比較（A）と PS ELISA によるエクソソームマーカー解析結果（B）。

ββ

図４．EV-UpTM 培地を用いた培養後のエクソソーム生物活性比較（抗線維化活性）
PS アフィニティー精製したエクソソーム 5×108particles/mL を、TGFβで刺激したヒト胎児肺由来線維芽細胞（TIG3 細胞）に添加し、Real-Time
PCR 法を用いた線維化マーカー（αSMA, Collagen Ⅲ）遺伝子発現定量により、抗線維化活性を比較した。

エクソソームの方が極めて高い抗線維用培地であるEV-UpTM培地を開発した。

〔参考文献〕

化効果を有することが明らかになった

本培地は高活性なエクソソームの産生量1）Colombo, M. et al . : Annu. Rev. Cell Dev. Biol .,30, 255（2014）.
2）Mathieu, M. et al . : Nat. Cell Biol ., 21（1）, 9（2019）.
3）Phinney, D. G. and Pittenger, M. F. : StemCells , 35（4）,851（2017）.
, 15560
4）Rajendran, R. L. et al . : Sci. Rep ., 7（1）（2017）.
5）Lai, R. C. et al . : Stem Cell Res ., 4（3）, 214（2010）.
6）Nakai, W. et al . : Sci. Rep ., 6, 33935（2016）.
7）Ma, Y. et al . : Sci. Rep ., 11（1）,13471（2021）.

（図4）。

向上のみならず、無血清かつアニマルフ

以 上 の 結 果 よ り、EV-UpTM培 地 はリーという特長から、治療用製剤プロセス

高い生物活性を保持したMSC由来エにおける品質の安定性向上においても寄クソソームを高収量で調製可能な革新

与できる可能性が示唆される。今後エク的な培地であることが明らかとなった。

ソソームを利用した治療用製剤の実用化◆おわりにが世界中で進められていく中、我々が開

今回我々は、MSCに最適化した無血
清かつアニマルフリーのエクソソーム産生

EV-Up™培地
コード No.

発した培地は有用な製造技術のひとつとして広く活用されることが期待される。

関連製品
品

名

規

EV-UpTM 培地※
053-09451 EV-UpTM EV Production Basal Medium for MSC, AF
298-84001 EV-UpTM MSC EV Production Supplement, AF
Exosome 抽出・精製
294-84101
MagCaptureTM Exosome Isolation Kit PS Ver.2
290-84103

格容量

希望納入価格（円）

細胞培養用
細胞培養用

95mL
100mL用

12,00018,000

遺伝子研究用

2回用
10回用

20,00080,000※基礎培地とサプリメントを混合することで、EV-UpTM 培地（完全培地）として使用できます。2 製品あわせてご購入下さい。
EV-UpTM 培地（基礎培地及びサプリメント）のサンプルを配布しています。詳細は、当社 HP もしくは担当営業にお問合せ下さい。
…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報Vol.89, No.4（2021）

9微量元素分析 －さまざまな分野での活用事例とその重要性－

第２回

食品に含まれるヒ素化合物について
一般財団法人日本食品検査

事業本部

試験部門

橘田

規

１．ヒ素の化学形態及び毒性
ヒ素（As） は、 地 殻 において 主 に
As3S3、As4S4、FeAsSなどの硫化物として存在し、火山活動や鉱物の風化などの自然現象によって環境中に放出されるため、大気、陸地、河川、湖沼及び海洋に広く存在する元素である。自然環境中におけるヒ素の主な化学形態は、酸素を配 位した 無 機ヒ素 である亜ヒ酸（As（Ⅲ））及びヒ酸（As（Ⅴ））である（図図１．代表的なヒ素化合物

２．食品からのヒ素の摂取

89.9%と高いのは、コメは土壌中の無機ヒ素が溶け出しやすい水田ほ場で長期間

1）。これらは海洋生態系の食物連鎖を通2016年度～ 2018年度の厚生労働科

して代謝変換を受けるため、海洋生物の学研究で実施されたマーケットバスケット

組 織 中 で 主 にモノメチルアルソン酸

方式のトータルダイエットスタディーにより（MMA）、ジメチルアルシン酸（DMA）、

推定された総ヒ素及び無機ヒ素の1日・1、アルセノコリンアルセノベタイン（AsBe）

人当たりの摂取量を図2に示した。総ヒ

国際食品規格を策定するコーデックス（AsC）等の有機ヒ素として存在する（図素の摂 取 量については、134μg/man/

委員会は、コメは他の農産物に比べヒ素

1）。

dayの 魚 介 類（58.3%）、72.6μg/man/

濃度が相対的に高く、灌漑用水や調理栽培される間に無機ヒ素を内部に取り込
むためである。

３．コメ中ヒ素の化学形態別分析
３．
コメ中ヒ素の化学形態別分析

ヒ素化合物の毒性はその化学形態にdayのその他の野菜・海草類（31.6%）、

用水による汚染を通じ、無機ヒ素の経口大きく依存することが知られている。概し13.8μg/man/dayのコメ及びその加工品

摂取に大きく寄与するとして、コメ中に含て、有機ヒ素よりも無機ヒ素のほうが、ま（6.0%）が総和に占める割合が大きい。

まれる無機ヒ素濃度について最大基準値

た酸化数は5価よりも3価のほうが高い毒ほとんどの野菜はヒ素の含量が低く、魚（精米：0.2 mg/kg（2014）、玄米：0.35

性を示す。無機ヒ素による急性中毒では、

介類と昆布、わかめ等の海草類に含まれmg/kg（2016））を設定し、2017年には口腔、食道などの粘膜刺激の後、食道る総ヒ素のほとんどは比較的影響の程度「コメ中ヒ素の汚染の防止と低減に関するに痛みが現れ、数分から数時間後にはが小さいアルセノシュガーやAsBe等の有実施規範（CXC 77-2017）」を策定した。

嘔吐、腹痛、下痢などの症状が見られ

機ヒ素であることが報告されている。一

これを受けて、農林水産省はコメ中無機る。重篤な場合には、激しい嘔吐・下痢、方、毒性の強い無機ヒ素の摂取量につヒ素の含有実態を調査するとともに、無機

筋けいれん、心筋障害、腎障害などのいては、12.4μg/man/dayのコメ及びそ

ヒ素の低減に係る技術開発を進めてい症状が現れ、早いと24時間以内に死亡の加 工 品（73.8%）、2.2μg/man/dayのる。このような背景から、コメ中の無機ヒする。有機ヒ素では急性毒性や末梢神

その他の野菜・海草類（13.1%）が総和

素と有機ヒ素を分離して低濃度まで定量

経 毒 性は認められていないが、MMAに占める割合が大きい。コメ及びその加する必要があり、この目的に適した分析（Ⅲ）
、DMA（Ⅲ）については生体に悪工品の総ヒ素に占める無機ヒ素の割合が法として高速液体クロマトグラフ誘導結合

影響を及ぼす可能性が指摘されている。
国際がん研究機関（IARC）が2004年に行った発がん性評価では、「飲料水中のヒ素」をヒトに対して膀胱癌、肺癌、皮膚癌を引き起こす証拠が十分あるとしてグループ1（ヒトに対して発がん性がある）に分類している。2012年の再評価では、無機ヒ素化合物をグループ１、DMA（V）及びMMA（V）をグループ2B（ヒトに対して発がん性の可能性がある）、
AsBeやヒトにおいて代謝されないその他の有機ヒ素化合物をグループ3（ヒトに対する発がん性について分類できない）に分類している。

10

図２．食品群別の総ヒ素及び無機ヒ素の 1 日・1 人当たりの摂取量

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

微量元素分析 －さまざまな分野での活用事例とその重要性－

図３．玄米中ヒ素の化学形態別分析法のフローチャート

プラズマ質量分析（HPLC/ICP-MS）を用いた化学形態別分析法が広く用いられている。化学形態別分析法は、抽出、加熱、希釈などの前処理工程において、

図４．LC/ICP-MS によるヒ素化合物の抽出イオンクロマトグラム

各ヒ素化合物の化学形態が変化しないよ

カラム：CAPCELL PAK C18MG（内径 4.6 mm，長さ 250 mm，粒径 5μm）
移動相：0.05 ％（v/v）メタノール，10 mmol/L 1- ブタンスルホン酸ナトリウ
ム，4 mmol/L マロン酸，4 mmol/L テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（pH3.0）
流量：0.75 mL/min
RF 出力：1.55 kW
プラズマガス流量（Ar）：15 L/min
キャリアガス流量（Ar）：1.0 L/min
補助ガス流量（Ar）：0.90 L/min
分析種：1. As（Ⅴ） 2. As（Ⅲ） 3. MMA 4. DMA

う配慮して構築されている（図3）。
各ヒ素化合物の分離には高速液体クロマトグラフ（HPLC）が、分離された各ヒ素化合物の検出には高感度な誘導結合
プラズマ質量分析（ICP-MS）が適している。各ヒ素化合物の酸解離定数はそれぞれ異なり、移動相のpH条件によって陽イオン、陰イオン、両性イオン、非イオン等の複数の形態で同時に存在する場

文化に基づく通常の摂取の範囲ではヒ素合があるため、1-ブタンスルホン酸ナトリウ

中毒を起こすなどの健康に悪影響が生じ

ムを塩基性化合物分析用、テトラメチルア

たとの報告はない。食品安全委員会の評

ンモニウムヒドロキシドを酸性化合物分析

価でも「バランスの良い食生活を送ってい用のイオン対試薬とした逆相イオン対クロ

ただければ問題ない」とされていることか

マトグラフィーを用いることが多い（図4）。

ら、特定の食品に偏らずバランスの良い

この分析法は室間共同実験による妥当性

食生活を心がけることが重要である。

確認が行われた信頼性の高いものであり、汚染実態調査等に使用されている。

４．おわりにコメやヒジキなどでは他の食品と比べてコード No. メーカーコード
013-15501−
013-15481−
013-27571−
632-16051 NMIJ CRM 7912-a
631-09671 NMIJ CRM 7901-a
634-18211 NMIJ CRM 7913-a

生労働省（2019）.
3）C O D E O F P R A C T I C E F O R T H E
PREVENTION AND REDUCTION OF
ARSENIC CONTAMINATION IN RICE,CXC 77-2017, CODEX（2017）.
4）コメ中ヒ素の低減対策の確立に向けた手引き, 農林水産省（2019）.
5）P r e l i m i n a r y R e p o r t O n I n t e r n a t i o n a l
Validation Of Analytical Method To〔参考文献〕
1）化学物質・汚染物質評価書 食品中のヒ素，食品安全委員会（2013）．

無機ヒ素が多く含まれているが、日本の食法開発に関する研究 総括・分担研究報告書, 厚2）平成30年度厚生労働行政推進調査事業費補助金 食品の安全確保推進研究事業 食品を介したダイオキシン類等有害物質摂取量の評価とその手品
名Arsenic Standard Solution（As 100）
Arsenic Standard Solution（As 1000）
Arsenic Standard Solution（As 1000）
Arsenate［As（V）］Solution
Arsenobetaine Solution
Dimethylarsinic Acid Solution

Determine Inorganic Arsenic In Rice，CCCF
17th Session agenda item 14，
CODEX（2013）．
6）中村洋監修，公益社団法人日本分析化学会編：「LC/MS，LC/MS/MSの基礎と応用」（オーム社）（2014）.

規格／メーカー
JCSS
JCSS
ICP分析用
産業技術総合研究所
産業技術総合研究所
産業技術総合研究所

容量 希望納入価格（円）
100mL
4,200
100mL
4,100
100mL
5,300
50mL
12,150
10mL
9,580
10mL
12,690…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
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和光純薬時報Vol.89, No.4（2021）

11

ミクログリア研究の最前線－基礎から臨床へ－

第６回

最終回

ミクログリア - アストロサイト連関による脳卒中の制御
山梨大学大学院

総合研究部

医学域

薬理学講座

小泉

修一

はじめに
グリア細胞が脳機能に果たす役割が次々と明らかにされている。特に種々の脳疾患時には、グリア細胞が、素早く、大きく、多様に変化することか
ら、これらグリア細胞の変化が脳の異常及び修復過程で重要な役割を果たすのではないか、と考えられるようになっている。これらの仮説は、少しず
つ受け入れられるようになってきているが、明らかにすべき課題が幾つも残されている。例えば、グリア細胞研究はin vitro とin vivo の結果の乖離が大きく、これまでin vitro のみで得られていた実験結果は単純にin vivo には外挿出来ないことである。また、これまでの研究はミクログリア、アストロ

図．グリアコミュニケーションによる虚血耐性獲得メカニズム
A. 侵襲的脳虚血により神経細胞は重度の傷害または死に至る。B. 非侵襲的虚血（PC）を経験すると、侵襲的虚血に対して抵抗性を獲得する虚血耐性が誘導される。C. PCのような軽度の刺激は、先ずミクログリアが感知する。ミクログリアは活性型ミクログリアに変化し、直接虚血耐性誘導に関与する一方、アストロサイトの活性化（反応性アストロサイト）を誘導する。反応性アストロサイト
は複数のメカニズムで虚血耐性形成に貢献するが、特にP2X7受容体発現及びP2X7受容体依存的
HIF1α発現による神経保護メカニズムは持続的かつ強力な虚血耐性として知られている。

サイト、オリゴデンドロサイト等、それぞれのグリア細胞種毎に分けた研究する。活性化したミクログリアは直接

胞 壁 成 分 のlipopolysaccharide（LPS）が多く、異種グリア細胞間コミュニ

神経細胞の機能を制御するが、アストである。LPSは中枢では特にミクログ

ケーションの結果として脳機能が制御

ロサイトに作用することで脳機能に影

リアのToll様受容体 4に強く作用するされている、との意識が希薄であった響する。外傷性脳損傷モデルでは、先ことから、虚血耐性誘導にミクログリ点である。もちろんグリア細胞研究のずミクログリアが傷害を感知してそれアが必須であることが示唆されてい歴史と経験はまだまだ浅く、先ずは各をアストロサイトに伝えることで保護る。これらミクログリア性虚血耐性誘

グリア細胞の性質を明らかにすること機能を発揮し3）、また炎症を感知した

導メカニズムには、Ⅰ型インターフェは非常に重要であるが、最近の研究でミクログリアはアストロサイトにそのロンを介した経路が強く関連しているはグリア細胞はアセンブリとして異種情報を伝えることで神経細胞の機能をが、他にもミクログリア依存的グリア

グリア細胞間で連携することで脳機能4）制御する 。
非侵襲的な虚血ストレスを先行して因子等も大きな役割を有している。ミ唆されるようになってきた。本稿で経験すると、その後の侵襲的虚血に対クログリアは、これらにより神経細胞

は、in vivo 脳卒中モデルにおけるミする抵抗性が獲得できる現象「虚血耐に直接的に作用するだけでなく、アス

クログリア−アストロサイト連関に注

性」は、実験的にも臨床的にも良く知

トロサイト等の他種グリア細胞に作用目し、そのコミュニケーションが脳機られている（図A, B）。一過性中大脳することで間接的に虚血耐性を誘導す

能制御に果たす役割の重要性について

動脈閉塞（MCAO）モデルマウスにるメカニズムを有しており、近年は後述べる。

おいて、先ず最初に強い変化が認めら者の重要性が示唆されている。

ミクログリア－アストロサイ
ト連関

れる細胞はミクログリアであり、次い
でアストロサイトが変化する5）。顕著な傷害を起こさない非侵襲的MCAO

ミクログリアからアストロ
サイトへのシグナル

ミクログリアは脳内外環境の変化に（ プ レ コンディショニング、PC）でPCを感知したミクログリアはどの非常に敏感で、微細な変化を感知し、あっても、敏感なミクログリアは活性ようにして情報をアストロサイトに送脳変化に先行して変化する。例えばミ化 型 に 変 化 す る。 ま た、 非 侵 襲 的るのであろうか？ 種々のDAMPが知クログリアは、中年期にすでに活性化

MCAO以外のPCによっても虚血耐性られているが、ATPは最初のシグナ

し老化を先導するし1）、筋萎縮性側索が誘導されるクロス虚血耐性現象が知ルとして重要である。脳卒中初期及び硬化症等の神経変性疾患では発症前にられているが、クロス虚血耐性を誘導

LPS負荷ミクログリアの最初の応答変活性化し疾患の発症・難治化2）に関係する代表的なPCはグラム陰性細菌細化として、ATP/P2受容体シグナルの本シリーズの企画・構成に際し、九州大学大学院薬学研究院

12

伝達物質、サイトカイン及び神経栄養を制御している可能性が様々な形で示

薬理学分野

津田 誠先生にご協力頂きました。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

ミクログリア研究の最前線－基礎から臨床へ－大きな変化がある。LPSを感知したミ神経保護分子産生、興奮性神経伝達物

ニズムは、種々の脳疾患に先行して起

ク ロ グ リ ア は、Vesicular nucleotide

質及び有毒物質の除去機能亢進、エネ

こる共通の現象と考えられる。従っtransporter を 発 現 さ せ る こ と で、

ルギー代謝制御等その作用は多岐にわて、極めて波及効果の大きな現象であATPの開口放出を亢進させる6）。また、たるが、特にP2X7受容体を介した作ることが示唆され、今後の研究の進展

脳卒中を感知したミクログリアは、通用が強力である5, 8, 9）常発現していないP2Y1受容体を発現

応性アストロサイトはアストロサイト

させて、ATPを受容し、ミクログリ

特異的に大量（100倍以上）かつ長期

ア自身の機能を大きく変化させる7）。

的（8週間以上）にP2X7受容体を発現

虚血耐性を例としてグリア細胞の脳

特にATPは、脳卒中以外でも、高度亢進させ、本受容体依存的にhypoxia

機能制御における重要性を示した。ミの興奮性刺激が起こった場合4）、外傷

inducible factor1α（HIF1α）を誘導

クログリア及びアストロサイトそれぞ3）。PCにより、反が待たれる。

おわりに性脳損傷 等の初期応答において、ミすることで非常に強い虚血抵抗性を発れが、虚血耐性を誘導するポテンシャ

クログリアからアストロサイトへの情揮する（図）。このアストロサイト特ルを有しているが、実はミクログリ

報シグナルとして中心的な役割を果た

異的なP2X7受容体発現亢進メカニズ

ア−アストロサイト連関による相互作

す。ミクログリア自身にも脳保護作用

ムをはじめ、虚血耐性型アストロサイ

用がより重要な役割とリンクしている

7）はあるが 、先ずはより敏感なミクロトの誘導メカニズムについては不明点

可能性が高い。グリア細胞種それぞれ

グリア情報を感知して、より脳保護作が多い。上述したように、PCによるに関する研究が盛んになってきたが、用が強力なアストロサイトにその情報

反応性アストロサイト誘導に先行して今後はこのような異種細胞間相互作用を伝える、というカスケードが種々のミクログリアが活性化することから、による神経細胞制御に関する視点が脳疾患に対応する独自の安全装置としミクログリアが虚血耐性型アストロサ

益々重要になることが予想される。

て機能していることが示唆される。

イトを誘導していると考えられてい虚血耐性実行細胞としてのアストロサイトる。しかしその是非、ミクログリアに誘導されるアストロサイト表現型の多様性等に関しては、まだ不明な点が多PCにより、アストロサイトは活性く残されており、今後のさらなる研究

化型（反応性アストロサイト）となが必要である。さらに、ミクログリア

る。これを抑制すると虚血耐性が消失はどのようにして非侵襲的でマイルドすることから、反応性アストロサイト

なPCを感知するのか? どのような表は虚血耐性誘導の必要条件であると言現型に変化するのか？ ミクログリア

える。反応性アストロサイトは虚血耐からアストロサイト及び神経細胞に伝性誘導の実行細胞であり、自身が直えるシグナルはそれぞれ何か？ 等々、接、あるいは神経細胞や他細胞とコ解らない事だらけである。しかし、ミ

ミュニケーションを取ることで間接的

クログリア-アストロサイトが脳内環に虚血耐性誘導で中心的な役割を果た境の変化をリレーのように伝え、それす。例えば、反応性アストロサイトはに対する脳内応答性を変化させるメカ〔参考文献〕
1）Zhang, G. et al . : Nature , 497, 211（2013）.
2）Sanagi, T. et al . : J. Neurosci. Res ., 88, 2736
（2010）.
3）Shinozaki, Y. et al . : Cell Rep ., 19, 1151（2017）.
4）Pascual, O. et al . : Proc. Natl. Acad. Sci. U S A ,109, E197（2012）.
5）Hirayama, Y. et al . : J. Neurosci ., 35, 3794
（2015）.
6）Imura, Y. et al . : Glia , 61, 1320（2013）.
7）Fukumoto, Y. et al . : J. Cereb. Blood Flow

Metab ., 39, 2144（2019）.
8）Hirayama, Y. and Koizumi, S. : Glia , 65, 523（2017）.
9）Hirayama, Y. and Koizumi, S. : Neurosci.

Res ., 126, 53（2018）.

「ミクログリア研究の最前線－基礎から臨床へ－」シリーズ：結びのことば
九州大学大学院

薬学研究院

薬理学分野

津田

誠

和光純薬時報 2020 年第 3 号から連載がスタートした「ミクログリア研究の最前線−基礎から臨床へ−」のレビューシ
リーズも、本号のミクログリアとアストロサイトの連関による脳卒中の制御に関する総説をもって全 6 回を完結することとなった。本シリーズでは、ミクログリアが重要な役割を担う疾患として、アルツハイマー病、てんかん、脳梗塞、精神疾患、慢性疼痛などを取り上げ、その最新知見と展望を非常にわかりやすく、かつミクログリアの魅力を余すことなく解説いただいた。非常に多忙な中ご執筆いただいた、世界のミクログリア研究を牽引する気鋭の先生方に改めて心より感謝申し上げるとともに、ミクログリア研究の成果から依然克服できない神経疾患のメカニズムの解明や診断・治療法の開発が実現する日を楽しみにしつつ、本シリーズの結びのことばとしたい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）13よくわかる BDNF －基礎から臨床まで－

第２回

BDNF 発生発達期の機能と発達障害との関係
香川大学

医学部

鈴木

辰吾

はじめに
BDNFは神経活動依存的に神経細胞から放出される栄養因子であり、シナプスの再編を誘導して記憶や学習に関与する。一方、BDNFは、発達期の脳において、神経細胞の生存の維持や分化誘導、シナプス形成やシナプス結合の誘導などのさまざまな作用を有するため、その重要性は理解されているものの、その機能の本体を捉えることが難しい。近年の研究より、発達期におけるBDNFの発現低下が神経回路の形成異常に関連する可能性が示唆されており、その異常が発達障害に繋がる可能性も指摘されてい図．発達期における BDNF の作用る。そこで今回は、発達期の脳におけるBDNFの発現、機能、役割について記の発現を抑制しうる因子として、miRNAに、シナプス数の増加、後シナプスの肥したのち、BDNFと発達障害との関係にや内因性のBDNFアンチセンスRNAの存

大化、シナプス間の神経科学的な結合ついて解説を行う。

発達期の脳における BDNF の発現。BDNFは、の調整、長期増強の促進を誘導することそれぞれ異なる発現調整を受けた多数のができる12）。一方、組織によっては、軸在が明らかになっている

転 写 物として 発 現されるが、 全 ての索の刈込みの促進などの作用を持つこと

BDNFは脳の広範な領域において発mRNAは同一のコーディング領域を持つも報告されている13）。これらの多岐にわた現しており、特に、海馬、扁桃体、大ため、同一のアミノ酸配列を持つBDNF

る作用は、さまざまな時期における脳のさ

脳、小脳などにおける発現が高い1, 2）。

蛋白質のみを生成する。そのためBDNF

まざまな部位、そしてさまざまな実験系に大脳皮質や海馬では、主に興奮性の神の転写物の多様性は、蛋白質としての配おいて観察された現象である。

経細胞において強く発現しており、神経列の多様性を生むのではなく、時空間的細胞以外では、ミクログリアなどに発現しな発現パターンの多様性に寄与するものている。BDNFはマウスの胎生11.5日齢と 考 え ら れ る9）。 例 え ば、BDNFの発達期における BDNF の特筆すべき役割
これだけの作用があるため、BDNFがから脳で発現が確認できるが、特に生後mRNAは恒常的にも神経活動依存的に欠損すると神経回路を作ることなど到底でにおいて発現が上昇する3-5）。BDNFのも転写されるが、これらは異なる転写物ときないように思える。しかし意 外にも、発現は、神経伝達物質であるGABAやして生成される。また、BDNFはプロ体とBDNFノックアウトマウスにおける脳の構グルタミン酸、そして脱分極を起因とするして合成され、切断により成熟型BDNFと造は我々の予想よりも正常に近い。もちろ10）細胞内カルシウムシグナルに影響されるこなる 。プロセッシングを受けた成熟型

ん、BDNF欠損の影響は大きく、ほとんとから、これらの神経科学的要因と発生

BDNFの部位にあたるアミノ酸配列は高どのBDNFノックアウトマウスは心臓の形に依存した転写因子の発現変化との組み度に保存されており、ヒト、マウス、ラット

成不全などの脳ではない組織の影響によ

合わせにより、BDNFの発現が生後の発間では全く相違がない。

り生後数日で死んでしまうが、なかには2-4達に従い上昇してくるものと考えられる。
一方、この時期における、BDNFの高親BDNF が持つ神経細胞への活性週間生存できる個体も存在する14）。その脳において、BDNFが高発現する大脳発達過程の神経細胞に与えることがで

皮質や海馬を観察してみても、一部が欠きるBDNFの活性は多岐にわたる。まず、損したり、層構造が大きく乱れたりするよう

BDNFの発現は、DNAのメチル化に神経幹細胞の増殖や神経細胞への分化な変化は見られない。これはBDNFの持よって抑制されることが広く知られていを促すことができる。また、BDNFは神経つ活性の多くが、他の内的因子によってる 。ストレスを負荷した動物モデルやヒト細胞の生存維持、細胞移動を誘導し、代替され得ることを示している。BDNFはの病態において観察されるBDNFの発現

そして軸索や樹状突起の分岐、樹状突

生後に発現上昇する蛋白質であるため、和性受容体であるTrkBの発現は大きく変動しない。

6）

14

7, 8）

11）

低下とDNAのメチル化の関連を示唆する

起数などを増やすことができる 。さらに、脳の発達におけるその特異的な機能は、

報告は多数存在している。一方、BDNF

BDNFはシナプスの成熟を誘導するととも生後において発揮されると考えられる。

本シリーズの企画・構成に際し、金沢工業大学

バイオ・化学部

応用バイオ学科

小島 正己先生にご協力頂きました。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

よくわかる BDNF －基礎から臨床まで－

実際、生き残ったBDNFノックアウトマウス

シナプス数を実際に増加させているので活動やリズムの生成を主導している。そやヘテロノックアウトマウス、またBDNFをあろう。ただし、小脳や網膜などでは、のため、発達期におけるBDNFの発現

神経細胞において特異的に欠損させたマ

BDNFがシナプスや軸索の刈込みに寄与低下が、局所的な回路形成に加えて、

ウスでは、生後に形成される神経回路やすることも知られているため、脳全体にお同期的発火にも影響を及ぼし、脳の機能

神経回路形成後におけるシナプス間情報

けるBDNFのシナプス形成への作用を一に影響を与える可能性も考えられる。実

伝達の異常が見られる15）。そして個体に義的に捉えることはできない。また、成熟際、パルブアルブミン陽性の抑制性神経

おいては、これらの異常が学習および記

後の海馬のスライスを用いた研究より、細胞において、BDNFのシグナル伝達を憶障害や行動異常として観察される。そBDNFは単一の樹状突起上のスパインか

遺伝子組み換えマウスを用いて特異的にのため、代替の難しいBDNFの最も中心

ら選択的に放出され、シナプス特異的な阻害すると、同期的活動やリズム形成に的な機能は、生後における神経回路の長期増強を誘導できること17）、樹状突起影響を及ぼすことが報告されている22）。

形成と脳の機能維持への寄与と捉えるこや細胞体から放出されたBDNFは近傍に

一方、BDNFは成熟後の海馬におけとができる。胎児期に大まかな未熟なもの

存在する神経細胞に最も作用すること18, 19）

る興奮性神経細胞が作る神経ネットワーク

として作られた脳の神経回路は、生後に、が報告されている。このことから、発生内のシナプス増強に関与することが古くか環境からの刺激や経験を反映させた上での過程においても、BDNFは局所的に放ら研究されているが23）、発達期における成熟し、完成する。BDNFはこの後半の出されることによって、限局的な範囲におBDNFの役割は十分に解明されていな過程とそれ以降に最も特性を発揮する因

けるシナプスの数を相対的に増加させる

い。しかし、BDNFは、海馬や大脳皮質子と言える。

ために機能している可能性が考えられる。

における興奮性神経細胞の樹状突起上BDNFの欠損によって表出する現象のまた、BDNFは抑制性神経細胞の成に存在するスパインの数や成熟に対して一つとして、海馬や大脳皮質における抑熟にも強く関与している。BDNFを強制

正に影響を及ぼし得ることから、興奮性

制性神経細胞数の減少が挙げられる14）。

発現させたマウスでは、抑制性神経細胞

神経細胞同士の結合にも影響を及ぼして抑制性神経細胞は、細胞移動の後、静の発達が促進され、抑制性神経細胞のいると考えられる。興奮性神経細胞が作止し、局所の回路に取り込まれるが、そ発達に依存した視覚野の臨界期の終了

る神経ネットワークは情報処理系の主幹での際、 生 存 競 争にさらされる。 一 方、が前倒しされる5）。実際には、感覚刺激あり、広域ネットワークの接続にも関わるた

BDNFのノックアウトマウスにおいて、興が入力するようになって活性化した神経

め、BDNFがこれらの回路形成に果たす役割の解明が強く望まれる。

奮性神経細胞の数には変化が見られな細胞が放出するBDNFと発生の遺伝子プ

い。BDNFは興奮性神経細胞においてログラムによって発 現 が 上 昇してきた高発現しているため、興奮性神経細胞か

BDNFの総和により、抑制性神経細胞のら分泌されたBDNFが抑制性神経細胞

発達が調整され、臨界期の終了が決定

胎児期を含めた発達期におけるストレBDNF と発達障害との関係の移動を促し、その後、生存競争を促すされているのであろう。また、臨界期に入スが、BDNFの発現低下を誘導し、そのことによって、局所的な抑制性神経細胞

る前のBDNFノックアウトマウスのバレル皮結果として正常な脳の発達が阻害され、の数を調整しているものと考えられる。神質では、パルブアルブミン陽性の抑制性

発達障害や精神疾患の発病の素因となり経細胞の生存を誘導できる因子は多数あ神経細胞の電気生理的性質や形態の未得るという仮説が広く知られている。この20）ると考えられるため、この時期の抑制性熟さが観察される 。このことから、臨界仮説を裏打ちするように、さまざまなストレ

神経細胞の生存が特にBDNFに依存し期の前段階における局所回路形成におスを負荷したモデル動物においてBDNFているものと思われる。

いても、BDNFによる抑制性神経細胞への発現変動が確認されている24）。胎生期

また、BDNFのヘテロノックアウトマウスの成熟誘導作用が重要であることが理解においては、母体への拘束ストレスや心やコンディショナルノックアウトマウスにおけできる。大脳皮質の局所回路が正しく形理的ストレスの負荷により、海馬におけるる大脳皮質や海馬の観察から、BDNF

成されるためには、順番に従った神経細BDNFの発現低下とDNAのメチル化がは軸索の進展と誘導よりも、末梢における胞種別の活性化が必要であると考えられ観察されている24）。また、生後における分岐、そしてシナプス形成自体に最も影
16）

21）

ていることから 、発達期における一過

母子分離ストレスによっても海馬や前頭前響を与えることが示唆されている 。同様的なBDNFの発現変動が、局所回路の皮質においてBDNFの発現は低下し、シに、樹状突起の数や分岐数にもBDNF構造に影響を与え、成熟後の脳機能に

ナプス数の減少なども観察される4）。母子は影響を及ぼすことから、BDNFは軸索影響を与える可能性が十分に考えられる。

分離ストレスによるBDNFの発現低下におと樹状突起の分岐を促進してシナプス数

また、成熟した大脳では、パルブアルブミ

いては、これに伴ったヒストンのメチル化を増やすための土台をまず作り、その上

ン陽性の抑制性神経細胞同士がギャップ状態の変化やBDNFの発現を制御する

で、シナプス形成を誘導することによって、ジャンクションで結合されており、同期的miRNAの発現増加も報告されている24）。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）15よくわかる BDNF －基礎から臨床まで－

そして、胎生期や新生児期においてスト

BDNFの発 現 低 下が観 察される一 方、レスを受容した動物では、発達後におけ母 子 分 離ストレス負荷を終了した後にる社会性低下や不安様行動が観察され

BDNFの発現が正常群に対して上昇するため、発達期におけるBDNFの発現低る4）。理解されている事象を繋げて考える

下が、発達過程の神経回路形成になんと、発達期におけるBDNFの一過的な発らかの影響を及ぼし、その影響が成熟後現低下が抑制性神経細胞の成熟を抑制にまで及ぶという可能性が考えられる。まし、結果的に興奮性神経細胞の活動がた、発達期におけるBDNFの作用を考え盛んになることにより、BDNFがより放出さると、ストレスによるBDNFの発現低下が、れるようになるモデルが考えられるが、未例え一過的、局所的なものであっても、解明な部分が多く、想像の域を超える仮個体に永続的な影響をもたらす可能性が説とは言えない。

一方、ヒトでは、血中BDNF濃度と精と血中BDNFとの関係には、発達期から神疾患との関連を調べた研究成果が多大人にかけての低下などが報告されてい数報告されている。血中BDNFは血小るものの27）、まだ見解は定まってはいな

板由来と考えられているが、それ自身のい。BDNFの低下とADHDとの関連は、意味は不明である。しかし、脳内におけ

BDNFの機能低下が黒質ドパミン作動性

るBDNFのメチル化状態と血中における神 経 細 胞 の 発 達 低 下 に つ な がり、

BDNFのメチル化状態が、個体内ではばADHDの発症に関与するという仮説にらつきがあり相関は見られないものの、集よって 補 完されている。この 仮 説 は、団としては相関することが動物実験によっ

BDNFが黒質のドパミン作動性神経細胞

25）て確認されている ことから、ヒトにおけの生存維持や発達、分化に強い影響をる血中BDNF濃度を扱った実験結果は、与えることを示した多くの研究によって支え集団としては、脳の反応として外挿できるられている。

ものと考えられている。
精神疾患の中でも、血中BDNFとの関

1）Hofer, M. et al . : EMBO J ., 9, 2459（1990）.
2）Timmusk, T. et al . : Neuron , 10, 475（1993）.
3）Pöyhönen, S. et al . : Front. Physiol ., 10, 486（2019）.
4）Ohta, K. I. et al . : J. Neurochem ., 141, 179（2017）.
5）Huang, Z. J. et al . : Cell , 98, 739（1999）.
6）Zheleznyakova, G. Y. et al . : Behav. Brain

Funct ., 12, 17（2016）.
7）Zhang, Y, et al . : Biomed. Pharmacother ., 80,
207（2016）.
8）Lee, S. T. et al . : Ann. Neurol ., 72, 269（2012）.

また注意欠陥多動性障害（ADHD）

考えられる。

〔参考文献〕

9）West, A. E. et al . : Handb. Exp. Pharmacol .,220, 67（2014）.
10）Deinhardt, K. and Chao, M. V. : Neurophar-macology , 76, 603（2014）.
11）Numakawa, T. et al . : Histol. Histopathol .,25, 237（2010）.
12）Zagrebelsky, M. and Korte, M. : Neurophar-macology , 76, 628（2014）.
13）Choo, M. et al . : Nat. Commun ., 8, 195（2017）.
14）Jones, K. R. et al . : Cell , 76, 989（1994）.
15）Cunha, C. et al . : Front. Mol. Neurosci ., 3, 1
（2010）.
16）Cohen-Cory, S. et al . : Dev. Neurobiol ., 70,
271（2010）.
17）Harward, S. C. et al . : Nature , 538, 99（2016）.
18）Horch, H. W. et al . : Neuron , 23, 353（1999）.
19）Horch, H. W. and Katz, L. C. : Nat. Neurosci .,おわりに

5, 1177（2002）.

連がより研究されているのが自閉症スペク

これまでの多くの基礎研究より、発達トラム障害である。自閉症スペクトラム障期のBDNFの働きが明らかになってきた。

害の患者では血中BDNFの上昇が確認

しかしながら、神経回路が構築される際されている一方、新生児における検査での役割の全貌はまだ明らかになっていな

は、血中BDNF濃度の低下と自閉症スペい。これは、神経回路の構造と動作原

クトラム障害の発症の優位な関連が示さ理の解明が現在進行中であることが何よ

れている26）。そのため、自閉症スペクトラ

りの理由であるが、その中でBDNFが果ム障害においては、脳が発達する段階にたす役割の重要性に疑いの余地はなさそ

おいてはBDNFの発現が低く、脳が成熟うである。このブラックボックスの中で働くした後に発現が高くなると考えられる。興BDNFの役割の解明が進むことにより、味深いことに、このような現象は、母子発達障害との関連も明らかになり、治療

分離ストレスを負荷した動物においても観法や介入法の開発へと繋がることが期待察される。母子分離ストレスを与えた動物される。

20）Itami, C. et al . : J. Neurosci ., 27, 2241（2007）.
21）Kimura, F. and Itami, C. : J. Neurosci ., 39,3784（2019）.
22）Xenos, D. et al . : Cereb. Cortex , 28, 3399
（2018）.
23）Lu, Y. et al . : Neurobiol. Learn. Mem ., 89,
312（2008）.
24）Miao, Z. et al . : Int. J. Mol. Sci ., 21, 1375
（2020）.
25）Duffy, H. B. D. and Roth, T. : Front. Hum.

Neurosci ., 14, 594244（2020）.
26）Skogstrand, K. et al . : Transl. Psychiatry , 9,252（2019）.
27）Galvez-Contreras, A. Y. et al . : Front.

Psychiatry , 8, 126（2017）.

では、 前 述 のように 発 達 期 における

コード No.
296-83201
298-83901

品
名Mature BDNF ELISA Kit Wako
Mature BDNF ELISA Kit Wako , High Sensitive

規 格
免疫化学用
免疫化学用

容量
96回用
96回用

希望納入価格（円）69,00083,000…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

16

和光純薬時報Vol.89, No.4（2021）

ヒト iPS 細胞由来分化細胞の創薬応用

第２回

ヒト iPS 細胞やオルガノイドを用いた SARS-CoV-2 研究
京都大学 iPS 細胞研究所

１．はじめに

出口

清香、高山

和雄

CoV-2が感染する様子を確認した。また、

COVID-19患者において、心筋障害

Huangらは、ヒトiPS細胞からⅡ型肺胞上や神経障害、下痢等も頻繁に見られるこ

新 型コロナウイルス（SARS-CoV-2）

皮 細 胞を分 化 誘 導し、SARS-CoV-2のとから、心筋や脳、腸管モデルを用いたによる感染症（COVID-19）は、2019年

肺 胞 へ の 感 染 を 再 現した2）。SARS-SARS-CoV-2感 染 実 験も実 施されてい12月に中国で最初に症例報告されたの

CoV-2に感染したⅡ型肺胞上皮細胞ではる。Perez-Bermejoらは、ヒトiPS細胞かち、2020年1月には日本や米 国、韓 国、

界面活性剤として働く肺サーファクタント蛋

ら分 化 誘 導した 心 筋 細 胞 へ はSARS-

豪州、英国で、2月にはブラジルでも感染

白質Cなどが発現低下すること、NF-κB

CoV-2が感染する一方で、心臓線維芽者の存 在 が確 認され、2020年3月にはシグナルが活性化することを明らかとした。

細胞および内皮細胞には感染しないこと

世界保健機関（WHO）によりパンデミッ
クが宣 言された。2021年9月1日現 在、

表１．ヒト iPS 細胞やオルガノイドを用いた SARS-CoV-2 感染実験および COVID-19 治療薬探索

SARS-CoV-2感 染 者 数 は2.18億人、 死

細胞種

亡者数は452万人であり、いまだに収束

由来細胞

SARS-CoV-2 感染阻害が確認された薬物、 参考
感染の可否
化合物
資料

肺胞オルガノイド a
肺胞オルガノイド a, b

生体肺組織
ヒト iPS 細胞＋＋

IFN-α、IFN-γ
レムデシビル、カモスタット

含む霊長類への感染能は高いが、野生

気道オルガノイド

ヒト ES 細胞＋レムデシビル、カモスタット、
13）
SARS-CoV-2 中和抗体 CB6型マウスには感染しづらいため、感染実

肺胞オルガノイド

ヒト ES 細胞＋レムデシビル、SARS-CoV-2
13）中和抗体 CB6

気道上皮細胞小気管支オルガノイド b
呼吸器
肺芽オルガノイド b
肺オルガノイド
肺胞オルガノイド
気道オルガノイド

ヒト iPS 細胞
生体肺組織
胎児肺組織
生体肺組織
生体肺組織
生体肺組織

＋
＋
＋
＋
＋
＋

レムデシビル−IFN −λ1
カモスタットカモスタット
−

肺オルガノイド

ヒト ES 細胞＋イマチニブ、ミコフェノール酸、
キナクリン二塩酸塩、クロロ 17）
キン

気管支オルガノイド b

凍結ヒト気管支上皮細胞

＋

心筋細胞

ヒト iPS 細胞＋

心筋細胞

ヒト iPS 細胞＋

心筋細胞

ヒト ES 細胞＋

腸管オルガノイド

ヒト ES 細胞＋レムデシビル、FURIN 阻害ペプチド EK1

大腸オルガノイド

ヒト ES 細胞＋イマチニブ、ミコフェノール酸、
17）
キナクリン二塩酸塩

腎臓オルガノイド
ヒト ES 細胞
腎臓オルガノイド
ヒト ES 細胞
血管オルガノイド
ヒト iPS 細胞
血管内皮細胞
ヒト ES 細胞
ドーパミン作動性ニューロン ヒト ES 細胞
大脳皮質ニューロン
ヒト ES 細胞

＋
＋
＋
−
＋
−

可溶性 ACE2
可溶性 ACE2
可溶性 ACE2−−−の兆しは見えない。SARS-CoV-2はヒトを験に使用可能な動物種に制限がある。また、実験動物を大量に使用することは倫理的に難しい。そのため、ヒト人工多能性幹（iPS）細胞やオルガノイドなどのinvitro 評価系を用いたSARS-CoV-2研究が活発に行われている。本総説では、ヒト生体に近い機能を有するヒトiPS細胞由来分化細胞およびオルガノイドを用いた
SARS-CoV-2研究の最新の研究成果に関して概説したい。

心臓

２．各種臓器モデルを用いた
SARS-CoV-2 感染実験
COVID-19の主たる症状は呼吸器障害であるが、多臓器不全に陥る例も数多

腸管く報告されている。そのため、呼吸器だ
けでなくあらゆる臓 器におけるSARS-

腎臓

CoV-2感染による影響が検証されている。
これまでに、多様な臓器のヒトiPS細胞由来分化細胞およびオルガノイドを用いた
SARS-CoV-2感染実験が実施されているため（表1）、それらの一部を紹介する。
呼吸器の各部位のうち気管支や肺胞のモデルを用いたSARS-CoV-2感染実験が最も活発に研究されている。著者らは、
凍結ヒト気管支上皮細胞から気管支オル
ガノイドを作 製し、SARS-CoV-2の気 管支への感染を再現した1）。我々のオルガノ
イドには、気管支を構成する基底細胞や線毛細胞、ゴブレット細胞、クラブ細胞が含まれており、基底細胞の一部にSARS-

a
b

12）
2）

14）
15）
15）
8）
16）
16）

カモスタット1）
レムデシビル、N - アセチル -Lロイシル -L- ロイシル -L-メチオ
7）
ナール、可溶性 ACE2、ACE2 中和抗体
ACE2 中和抗体、アロキシス
タチン、
レムデシビル、IFN-β、
5）
アピリモド、バフィロマイシン、
Z-FY
（tBu）
-DMK
−
18）
4）

19）
6）
6）
18）
18）
18）

脳オルガノイドヒト iPS 細胞＋

ACE2 中和抗体、COVID-1920）
患者の脳脊髄液

脈絡叢オルガノイド b
脳細胞
脳
大脳皮質オルガノイド
海馬オルガノイド
視床下部オルガノイド
中脳オルガノイド
脈絡叢オルガノイド
ミクログリア膵臓 膵臓内分泌細胞
肝臓 肝臓オルガノイド
血液 マクロファージ

ヒト ES 細胞ヒト iPS 細胞
ヒト iPS 細胞
ヒト iPS 細胞
ヒト iPS 細胞
ヒト iPS 細胞
ヒト iPS 細胞
ヒト ES 細胞ヒト ES 細胞ヒト iPS 細胞
ヒト ES 細胞

＋
−
−
−
−
−
＋
−
＋
＋
−

−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−

3）
21）
21）
21）
21）
21）
21）
18）
18）
18）
18）

主要な構成細胞はⅡ型肺胞上皮細胞
オルガノイドの気液界面培養も実施

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

17

ヒト iPS細胞由来分化細胞の創薬応用を確認した。SARS-CoV-2に感染した心創薬研究が実現すると期待されている。

に細胞培養上清中のウイルスゲノムコ

筋細胞の約20%で筋原線維の断片化がSARS-CoV-2の細胞内でのゲノム複製

ピー数が約10分の1に減少すると報告し生じていた。Pellegriniらは、ヒト胚性幹を阻害する目的で、レムデシビルやEIDD-

た8）。さらに、ヒト前 立 腺 癌 由 来 細 胞（ES）細胞から大脳オルガノイドを作製し、2801等のRNA依存性RNAポリメラーゼ

LNCap細胞では、TMPRSS2発現がアン

3）

SARS-CoV-2感 染 実 験 を 行 っ た 。

（RdRp）阻害剤が用いられる。レムデシ

ドロゲン受容体の発現により制 御されてSARS-CoV-2は、大脳オルガノイド構成

ビルは複数のグループで強力な抗ウイルスいるため、アンドロゲン受 容 体 拮 抗 薬細胞のうち、脈絡叢上皮細胞に感染す

効果が確認されている。Huangらの報告

エンザルタミドによってSARS-CoV-2感る一方で、ニューロンやグリア細胞にはほでは、SARS-CoV-2に感染したヒトiPS細染 が 阻 害されることを示した。しかし、

とんど感染しなかった。また、脈絡叢オル

胞由来Ⅱ型肺胞上皮細胞にレムデシビル

肺オルガノイドではTMPRSS2がアンドロゲ

ガノイドにおけるSARS-CoV-2感染実験をを作用させると、細胞内ウイルスゲノム

ン受容体の直接的な制御を受けないた

行ったところ、脳脊髄液に含まれるアポリ

量 が 約10 分 の1に 低 下し た 。Perez-

め、エンザルタミドの感染阻害効果を確

ポ蛋白質J（APOJ）がオルガノイド内部

Bermejoらの報告では、SARS-CoV-2に認できず、直接TMPRSS2を標的とするから培地中に漏出しており、血液-脳脊髄

感染する前からヒトiPS細胞由来心筋細カモスタットでのみSARS-CoV-2感染が阻

液関門の破綻を再現した現象が確認され胞にレムデシビルを作用させると、非作用害されることも明らかとした。

2）た。Krügerらは、ヒトES細胞から腸管オ群と比較して細胞内ウイルスゲノム量を約以上のように、ヒトiPS細胞由来分化細ルガノイドを作製し、SARS-CoV-2感染実105分の1に抑えることができた5）。Krüger

胞およびオルガノイドは抗ウイルス薬の評験を行った4）。腸管オルガノイド構成細胞

らのヒトES細胞由来腸管オルガノイドにお価に有用なツールであることが示されていのうち、腸管上皮細胞および腸管内分泌

いてもレムデシビルは治療効果を示し、細る。既存薬の評価に限らず、大規模な細胞、パネート細胞には感染するが、ゴ

胞内ウイルスゲノム量が約10 4分の1まで

創薬スクリーニングを実施することで、画

ブレット細胞には感染しづらいことが確認低下した4）。

期的な新薬の創出への貢献も期待されて

SARS-CoV-2の侵入を阻害するため、いる。また、組織炎症を再現できるオルガ

ウイルス受容体であるヒトアンジオテンシン

ノイド等を用いることで、抗炎症薬の開発

胞 およびオルガノイドを用 いてSARS-

変換酵素2（ACE2）の可溶性組換え蛋も可能になると考えられる。

CoV-2感染実験を行うことで、感染標的

白質を利用した検討が実施されている。

となる臓器やその構成細胞だけでなく、Monteilらは、ヒトiPS細胞由来血管オル

感染することにより生じる臓器障害が明らガノイドおよびヒトES細胞由来腎臓オルされた。
以上のように、ヒトiPS細胞由来分化細４．ヒト iPS 細胞を用いた SARSCoV-2 感染および COVID-19
重症化の個人差研究かにされてきた。今後、複数の臓器からガノイドにおいて、可溶性ACE2作用によなるオルガノイド等を活用することにより、るウイルス侵入阻害効果を確認した6）。

COVID-19患者の約８割は無症状ある

COVID-19による多臓器不全の機序をよBojkovaらも、ヒトiPS細胞由来心筋細胞

いは軽症であるが、約２割は重症化する。

り詳細に理解できるようになると期待されにおいて、可溶性ACE2を作用させると加齢や既往歴、人種差、遺伝情報などる。

細胞内ウイルスゲノム量が低下することを様々な因子が重症化に関与すると報告さ報 告した7）。 可 溶 性ACE2に関しては、れている。近年のCOVID-19重症化患者

現在APERION Biologics社が主体となりにおけるゲノムワイド関連解析等からもフェーズ2試験が進行中である。

示唆されるように、個々人の遺伝的背景

３．ヒ ト iPS 細胞やオルガノ
イドを用いた COVID-19
治療薬探索

18

5

カモスタットや ナファモスタットは、の差異はCOVID-19の症状の個人差のヒトiPS細胞由来分化細胞やオルガノイ

SARS-CoV-2のスパイク（Ｓ）蛋白質のプ

重要な一因であると考えられる。ヒトiPS

ドは、SARS-CoV-2研究で汎用されていライミングを行うⅡ型膜貫通型セリンプロテ

細 胞は様々な遺 伝 的 背 景を持つ個 人

るVero細胞やCalu-3細胞、HuH-7細胞、アーゼ（TMPRSS2）を阻害することかから樹立できることから、遺伝的要因とHEK293細胞等の細胞株と比べて、よりヒ

ら、SARS-CoV-2侵入阻害剤としての利COVID-19の関係性を調査するために活ト臓器・細胞機能を忠実に反映しているこ用が試みられている。著者らは、凍結ヒ用され始めている。

とから、治療薬候補の抗ウイルス効果だ

ト気管支上皮細胞由来の気管支オルガノ

COVID-19の死亡率には性差があり、けでなく、臓器・細胞機能への影響も評

イドにカモスタットを作用させることで、細男性の方が死亡率が高いことが報告され価可能であると考えられる。そのため、ヒ

胞培養上清中のウイルスゲノムコピー数ている。そこで、著者らは、ヒトiPS細胞

トiPS細胞由来分化細胞やオルガノイドをが約20分の1に減少すると報告した1）。Liを用いて、SARS-CoV-2感染効率の性差用いたCOVID-19治療薬開発を行うこと

らは、ヒト生体組織由来肺オルガノイドにを再現できるか検証した。ACE2を発現によって、臨床予測性の高いCOVID-19

対しカモスタットを前処理すると、感染後さ せ たヒトiPS細 胞 を 用 い て、SARS-

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

ヒト iPS 細胞由来分化細胞の創薬応用

CoV-2感染実験を行ったところ、男性由がSARS-CoV-2の感染効率が高かった。

らなる理解が進み、画期的な新薬が創出

来iPS細胞の方が細胞培養上清中のウイ

また、ApoE4 iPS細胞由来神経細胞でされることを期待する。

ルスゲノムコピー数が多いことを確認しはSARS-CoV-2感染によって神経突起長た9）。男性由来iPS細胞の方が女性由来

が 大 幅に短くなった。さらに、ApoE4

iPS細胞よりもTMPRSS2の発現量が高い

iPS細胞由来アストロサイトでは断片化し傾向にあったことから、この差がSARS-たDNAが多数検出された。レムデシビル

CoV-2感染効率の性差に影響している可による抗ウイルス効果にApoEアイソフォー能性がある。

ムは影響しないことも確認した。

ヒトiPS細胞はゲノム編集が高効率にで以上のように、SARS-CoV-2感染およきる細胞であることから、SARS-CoV-2にびCOVID-19重症化の個人差の再現と関連した遺伝子変異の機能解析も実施さ

原因究明研究にヒトiPS細胞が有用であれている。Dobrindtらは、FURIN 遺 伝ることが証明されつつある。これまでに多子に存 在 する一 塩 基 多 型（SNP） が様な集団からiPS細胞が樹立されている

SARS-CoV-2感染にどのように影響するため、樹立済みのヒトiPS細胞を活用するか調べるため、SNPを導入したヒトiPS細ことでCOVID-19の個人差研究が加速す胞を用いたSARS-CoV-2感染実験を行っることが期待される。

10）た 。SNP rs4702を有するヒトiPS細 胞

５．おわりに由来肺胞上皮細胞と神経細胞の両方で、
SNP rs4702を持つ方がFURIN の発現レ

ヒトiPS細胞由来分化細胞およびオルガ

ベルが低く、細胞内のウイルスゲノム量がノイドを用いて、SARS-CoV-2感染細胞少ないことが確認された。Wangらは、アの特定やSARS-CoV-2感染による臓器応

ポリポ蛋白質E（ApoE）遺伝子のアイソ

答の解析などが実施されてきた。また、

フォームがCOVID-19重症化にどのようにレムデシビルや可溶性ACE2をはじめとし影響するか調べた11）。ApoE4アイソフォーて多くの治療薬の評価が行われてきた。

ムを持つアルツハイマー病患者由来iPS細最新の研究では、ヒトiPS細胞を用いた

胞 に お い てゲノム編 集 操 作を行 い、

COVID-19の個 人 差 研 究も行われていApoE3アイソフォームに変 換したのちる。今後、ヒトiPS細胞由来分化細胞おSARS-CoV-2感染実験を行った。その結よびオルガノイドを用いることで、SARS-果、ApoE4 iPS細胞由来神経細胞の方

CoV-2生活環およびCOVID-19病態のさ〔参考文献〕
1）Suzuki, T. et al . : bioRxiv , 2020.05.25. 115600（2020）.
2）Huang, J. et al . : Cell Stem Cell , 27, 962（2020）.
3）Pellegrini, L. et al . : Cell Stem Cell , 27, 951（2020）.
4）Krüger, J. et al . : Cell. Mol. Gastroenterol.
Hepatol ., 11, 935（2020）.
5）Perez-Bermejo, J. A. et al . : Sci. Transl.
Med ., 13, eabf7872（2021）.
6）Monteil, V. et al . : Cell , 181, 905（2020）.
7）Bojkova, D. et al . : Cardiovasc. Res ., 116,
2207（2020）.
8）Li, F. et al . : Nat. Commun ., 12, 866（2021）.
9）Sano, E. et al . : bioRxiv , 2021.02.22.432218（2021）.
10）Dobrindt, K. et al . : Stem Cell Reports , 16,505（2021）.
11）Wang, C. et al . : Cell Stem Cell , 28, 331（2021）.
12）Katsura, H. et al . : Cell Stem Cell , 27, 890（2020）.
13）Pei, R. et al . : Protein Cell , 1（2020）.
14）Yin, X. et al . : Cell Rep ., 34, 108628（2021）.
15）Lamers, M. M. et al . : EMBO J ., 40, e105912（2021）.
16）Youk, J. et al . : Cell Stem Cell , 27, 905（2020）.
17）Han, Y. et al . : Nature , 589, 270（2021）.
18）Yang, L. et al . : Cell Stem Cell , 27, 125（2020）.
19）Wysocki, J. et al . : J. Am. Soc. Nephrol ., 32,795（2021）.
20）Song, E. et al . : J. Exp. Med ., 218, e20202135（2021）.
21）Jacob, F. et al . : Cell Stem Cell , 27, 937（2020）.

SARS-CoV-2/COVID-19研究に
iCell®Products
iCell® Products は、FUJIFILM Cellular Dynamics, Inc. のヒト iPS 細胞由来分化細胞で、100 報以上の論文で使用されています。創薬スクリーニングや毒性試験などの創薬開発にご使用いただけます。
iCell® Products アプリケーション・
動画ライブラリ公開中！
右図．iCell® 製品における COVID-19 関連主要遺伝子の発現解析
2021 年 2 月度 FCDI 社 Newsletter から抜粋（抜粋元：https://www.fujiﬁlmcdi.com/disease-modeling/icell-products-in-sarscov-2-covid-19-research/）。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

19

ew Products
球状多孔質金属酸化物粒子

ガロン瓶専用保護ジャケット

マリモ粒子

ガロテクト TM

本品は、高知工科大学の小廣教授らの研究グループが開

本品は、ガロン瓶専用の保護ジャケットで発した球状多孔質金属酸化物粒子です。金属酸化物にはジす。「ガロン瓶を持ち上げた時にぶつかって割ルコニア（ZrO2）が用いられています。形状がマリモにれた」などのお客様の声を受け、日々の試験研似ていることからMARIMO粒子（mesoporously architected

究活動に少しでも安心をプラスしたいという思

1）roundly integrated metal oxide）と呼ばれます。

いで開発しました。

多孔質材料は表面積が極めて大きくナノスケールの大き特さの細孔内部にさまざまな物質を導入できるため、吸着剤

長や触媒担体など多岐に渡る用途での利用が期待される機能●11種類の溶媒の耐溶剤性試験を実施

性材料の一つです。

●10kgの重りで耐久性試験を実施●蓋の開閉を200回行い、緩みがないことを確認

特●分別が不要なオールプラスチック

長●保管庫にジャストフィット！

●球状粒子●表面ナノ凹凸構造●高温耐性触媒担体や高分子フィラーなどに利用可能

・本品は、ガロン瓶の強度を高めるものではありません。
・本品は、使用溶媒や環境によって、思わぬ破損、劣化が起こる
ことがあります。そのため、支柱だけを持つなど、本品だけを持つ行為は推奨していません。

今なら専用シールをプレゼント！
ガロテクトTMをご購入いただいたお客様に、名前シー
ルをプレゼントしています。
シールは全6色！溶媒種に応じてお好きな色をご使用いただけます。
※数量に限りがありますので、お早めにご購入下さい。
＼見やすい名前シール／

マリモ粒子（ZrO2）の SEM 画像例（データご提供：高知工科大学

環境理工学群360°
見やすいデザイン♪
溶 媒 名、 開 封 日 な
どをご記入いただ
けます。
使いやすい全6色！

小廣和哉

先生）

〔参考文献〕
1）Wang, P. and Kobiro, K. : Chem. Lett ., 41, 264（2012）.
コード No.
NEW

コード No.
近日
発売

139-19171

品

名マリモ粒子（ZrO2）

規格

機能性
無機材料用

容量 希望納入価格（円）品

名293-36321 GalloTectTM

規格

容量 希望納入価格（円）

無規格

1個

詳細は当社 HP をご覧下さい。
試薬事業トップ→常用試薬・ラボウェア→ラボウェア→安

5g

照

会

全・保護用品→ガロテクトTM
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150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

20

2,800

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

ew Products
新製品ラインアップ追加

品目追加

JCSS

オイゲノールJCSSとはJapan Calibration Service Systemの略称であ

当社では、局方規格並びに自主規格の生薬試験用標準品

り、計量法に基づく計量法トレーサビリティ制度を表してを多数取揃えています。第十八改正日本薬局方（JP18）

います。JCSS標準物質は、SIトレーサビリティが確保さ対応のオイゲノールを新たにラインアップに追加しました。
本品は、日本薬局方 一般試験法 試薬・試液のオイゲれており、JCSS標章付き証明書が添付された製品です。

ノール、薄層クロマトグラフィー用に適合しています。生

この度、実用標準液の濃度拡大の認定を取得し、硝酸性薬「チョウジ」の確認試験にご使用いただけます。

窒素、亜硝酸性窒素、硫黄、りん標準液について従来の製品より高濃度の製品をラインアップしました。硫黄、りん

コード No.

標準液については不純物元素を保証し、ICP分析用の標準液としても使用可能です。

組

局方生薬試験用NEW

品

名057-09471 Eugenol

規格危

容量 希望納入価格（円）

局方生薬試験用（薄層クロマトグラ 100mg
フィー用）

照 会

成

品 名
組 成
NaNO3 in water
硝酸性窒素標準液
して）1000］ 濃度：1,000mg/L［硝酸性窒素（N）として］［NO（Nと3
亜硝酸性窒素標準液 NaNO2 in water［NO（Nとして）1000］ 濃度：1,000mg/L［亜硝酸性窒素（N）として］
2
硫黄標準液
H2SO4 in water［SO42（Sとして）1000］ 濃度：1,000mg/L［硫黄（S）として］
H3PO4 in water
りん標準液
して）
1000］ 濃度：1,000mg/L［りん（P）として］［PO43（Pとコード No.

品

NEW

144-09891

NEW

名

関連製品
コード No.

品

名036-25841 Cholic Acid049-34661 Deoxycholic Acid

規格

容量 希望納入価格（円）

局方生薬試験用（薄層クロマトグラ
フィー用）
局方生薬試験用（薄層クロマトグラ
フィー用）

10mg

9,000

10mg

9,000

048-34631 Diphenyl Sulfone Standard

生薬試験用

100mg

24,0006,300

134-19121 Mangiferin

局方生薬試験用
（定量用）

20mg

85,000

100mL

6,300

194-19041

Saikosaponin a,d MixtureStandard Reagent

局方生薬試験用
100μg
（定量用）

45,000

JCSS

100mL

照会

194-18941

Saikosaponin b2 Standard
Reagent

局方生薬試験用（定量用）

18,000

JCSS

100mL

照会

規格

容量 希望納入価格（円）

硝酸性窒素標準液［NO（Nと
して）
1000］
3

JCSS

100mL

147-09901

亜硝酸性窒素標準液［NO（Nと
して）
1000］
2

JCSS

近日
発売

191-19051

硫黄標準液［SO42（Sと
して）
1000］

近日
発売

167-28921

りん標準液［PO43（Pと
して）
1000］

20μg

『生薬試験用試薬』カタログ

関連製品
品 名
硝酸イオン標準液（NO3- 1000）

組 成
NaNO3 in water
参考濃度：226mg/L［硝酸性窒素（N）
として］NaNO2 in water
亜硝酸イオン標準液
参考濃度：304mg/L（NO2- 1000）［亜硝酸性窒素（N）として］硫酸イオン標準液（SO42- 1000）
りん酸イオン標準液（PO43- 1000）
コード No.

H2SO4 in water
参考濃度：334mg/L［硫黄（S）として］
H3PO4 in water
参考濃度：326mg/L［りん（P）として］
名

規格

容量 希望納入価格（円）

硝酸イオン標準液149-06443（NO3- 1000）

品

JCSS

100mL

6,000

146-06453

亜硝酸イオン標準液（NO2- 1000）

JCSS

100mL

6,000

198-10823

硫酸イオン標準液（SO42- 1000）

JCSS

100mL

6,000

りん酸イオン標準液164-17463（PO43- 1000）

JCSS

100mL

6,000

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和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

21

ew Products
医薬品の不純物分析に！

CIL社 安定同位体標準品

ニトロソアミン類標準品

濃度：1mg/mL

溶媒：CD2Cl2

ニトロソアミン類は、アミン窒素上の水素Nがニトロソ基に置換された構造を持つ化合物
群で、一部の化合物は発がん性を持つことがR知られています。ニトロソアミン類は一般

N

O

R

に、二級アミンと亜硝酸が反応して生成されるため、医薬品の製造過程で不純物として生成されることがあります。
最近では、サルタン系、ラチニジン系医薬品からニトロソ

メーカーコード

アミンの混入リスクを評価し、適切なリスク軽減策を講じるよう通達しました。国内では厚生労働省からサルタン系
医薬品におけるNDMA及びNDEAの管理指標が設定され
ています。

標準品
コード No.

品

名NEW

149-09961

N -Nitrosodi-n -butylamineStandard【NDBA】

NEW

141-09921

N -NitrosodiethylamineStandard【NDEA】

NEW

145-09941

N -NitrosodiisopropylamineStandard【DIPNA, NDIPA】

規格

容量 希望納入価格（円）

危

クロマト
グラフ用

100mg

照会

危

クロマト
グラフ用

100mg

照会

危

クロマト
グラフ用

50mg

照会

147-03781

N -NitrosodimethylamineStandard【NDMA】

危ガスクロマト
グラフ用

1g

4,200

NEW

140-09991

N -Nitrosodi-n -propylamineStandard【NDPA】

危

クロマト
グラフ用

100mg

照会

NEW

142-09951

N -NitrosoethylisopropylamineStandard【EIPNA, NEIPA】 危

クロマト
グラフ用

50mg

照会

NEW

146-09971

N -Nitrosomethylaminobutyric
危Acid Standard【NMBA】

クロマト
グラフ用

50mg

照会

危

クロマト
グラフ用

50mg

照会

N -Nitrosomethylphenylamine
危Standard【NMPA】

クロマト
グラフ用

50mg

N -Nitroso-N '-methylpiperazineNEW
143-09981
危Standard【MeNP】

クロマト
グラフ用

50mg

照会

危

クロマト
グラフ用

50mg

照会

危

クロマト
グラフ用

100mg

照会

N -Nitrosomethylethylamine
NEW
140-10001
Standard【NEMA】
NEW

NEW

NEW

148-09931

147-10011

N -Nitrosodiethylamine-d10
Standard【NDEA-d10】

144-10021

N -Nitrosodimethylamine-d6
Standard【NDMA-d6】

品

容量 希望納入価格（円）

1.2mL

照 会

DLM-7982-S N -Nitrosodiethylamine（D10, 98%）
DLM-2130-S N -Nitrosodimethylamine（D6, 98%）

1mL
1mL

45,00045,000N -Nitrosodimethylamine（13C2, 99% ;D6, 98%）1mL

78,0001mL

83,000

DLM-2131-S N -Nitroso-di-n -propylamine（D14, 98%） 1mL

45,000

DLM-12279-1.2 N -Nitrosomethylethylamine（D3, 98%） 1.2mL
DLM-8254-1.2 N -Nitrosomorpholine（D8, 98%）
1.2mL
NEW DLM-11195-1.2 N -Nitrosopiperidine（D1.2mL
10, 98%）NEW
1.2mL
DLM-8252-1.2 N -Nitrosopyrrolidine（D8, 98%）

照 会
77,000照 会
77,000

NEW
NEW

NEW

NEW

NEW

CDLM-7279-S

15
NLM-7647-S N -Nitrosodimethylamine（ N2, 98%）

NEW
NEW

詳細は当社 HP をご覧下さい。
試薬事業トップ→医薬品 製造・品質管理→医薬品試験用
試薬→ニトロソアミン類
https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/02128.html

追加品目のお知らせ

ポジティブリスト関連農薬標準品
当社では、ポジティブリスト制度の対象となる農薬・
動物用医薬品の標準品を取扱っています。下記品目を新たに発売しました。

農薬標準品■ フルオキサストロビン標準品■ メタミホップ標準品■ メチルテトラプロール標準品■ スルホキサフロル標準品（異性体混合物）
コード No.

照会

名N -Nitroso-di-n -butylamine（NDBA）
NEW DLM-11196-1.2（D18, 98%）

アミン類が検出され、回収される事案がありました。これを受け、欧州医薬品庁（EMA）は、2019年9月にニトロソ※ NLM-7647-S のみ CH2Cl2

品

名

規格

容量 希望納入価格（円）NEW

067-06971 Fluoxastrobin Standard

残留農薬試験用 100mg

近日発売

135-19151 Metamifop Standard

残留農薬試験用 20mg

照会

NEW

131-19131 Metyltetraprole Standard

残留農薬試験用 50mg

29,000NEW

Sulfoxaflor Standard
190-19021（mixture of isomers）

残留農薬試験用 50mg

30,000

随時、当社 HP のリストに発売品目を追加・更新しています。詳細は当社 HP をご覧下さい。
試薬事業トップ→分析→残留農薬・動物用医薬品分析→
標準品→残留農薬・動物用医薬品分析用標準品“製品一覧”
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2229,000

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

ew Products
コード No.

スッキリ消臭！

品

名

メーカー

除菌消臭スプレーFW

NEW

638-47541 除菌消臭スプレーFW

天然消臭剤FWNEW

631-47531 天然消臭剤FW

昨今の情勢より、室内でいかに快適に過ごせるようにす

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6,800

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幸せホルモン、愛情ホルモンと言われています。ストレス■ 除菌消臭スプレーFW

緩和、学習能力向上、抗不安、抗恐怖効果もあり、精神疾

本品は、主成分のよう素で抗菌・抗ウイル患（自閉症、うつなど）の治療効果も期待されています。

ス・消臭効果を発揮します。スプレー後のイ

本品は、検体中のオキシトシンを測定可能なELISAキッ

ヤな臭い（塩素臭）、金属腐食や漂白の心配トです。簡便な前処理で測定可能であり、従来前処理法とがありません。不燃性のため、保管の際も安して行われていたC18カラムや有機溶媒を用いた精製が不

心です。

要です。
除菌消臭
アルコール系
スプレー FW 塩素系除菌剤
除菌剤

除菌力
金属腐食しにくい
漂白しにくい
有毒ガスが発生しない
不燃性
〇：あり

容量 希望納入価格（円）

380mL
×8

×：なし

〇
〇
〇
〇
〇

〇
×
×
×
〇

特

長

●簡便な前処理で測定可能：C18カラム不要

〇
〇
〇
〇
×

●少量検体で測定可能：最低50μLで測定可能●短時間で測定可能：2時間半

性

※自主試験

■ 天然消臭剤FW

本品は、100%天然成分由来の固形消臭剤で、継続的にペットやタバコ、カビな

能

検量線範囲

4.00-1,024pg/mL

測定対象

オキシトシンヒト唾液、尿、血漿、血清
測定対象検体 マウス血漿、血清
ラット血漿、血清

どの臭いを強力に消臭します。植物抽出
エキスと天然フミン酸に含まれる成分により、微生物の発生を抑制し、臭気を抑えます。
代表的な臭気成分5つ（硫化水素、トリメチルアミン、
アンモニア、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド）すべてにおいて、設置後30分で90%以上、設置後45分で95%以上の消臭効果が得られました（自主試験）。

使 用 例

必要検体量

50μL（n ＝ 1）
200μL（n ＝ 2 の場合の推奨量）

測定時間

2 時間半

検出法

発光系
※測定には発光プレートリーダーが必要です。

コード No.

用途や場所を選ばず、さまざまなシーンでご使用いただNEW

292-84401

品

名

規格

Oxytocin ELISA Kit Wako

容量 希望納入価格（円）

免疫化学用 96回用

照 会

けます。
●除菌消臭スプレー：研究室、キッチンまわり、トイレ、居室、玄関、寝具、衣服や靴、クローゼットなど●天 然消臭剤：研究室、キッチンまわり、トイレ、ゴミ箱、洗面所、居室、玄関、靴箱、車内など

トイレ
（便臭）

靴箱

居室

クローゼット（ロッカー）

車内関連製品
コード No.

メーカーコード

品

名規格/メーカー

容量 希望納入価格（円）296-83201−

Mature BDNFELISA Kit Wako

免疫化学用 96回用 69,000

298-83901−

Mature BDNFELISA Kit Wako ,High Sensitive

免疫化学用 96回用 83,000

335-40841

4084-v

Oxytocin

ペプチド研究所 0.5㎎

3,800

…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

23

ew Products
測定原理

SARS-CoV-2 に対する中和活性と高い相関を持つ IgG 抗体を測定可能

ペルオキシダーゼ (POD) 標識
抗ヒトIgGモノクローナル抗体

抗 SARS-CoV-2 S-RBD IgG ELISA キットワコー

基質

POD

本品は、SARS-CoV-2 スパイクタンパク質受容体結合ド

色素

メイン（S-RBD：S-protein Receptor-binding domain）に対するIgG抗体量を定量可能なELISAキットです。本品で測定したIgG抗体量と検体中のSARS-CoV-2に対する中和

抗SARS-CoV-2 IgG (試料由来)

活性との間には高い相関性があることが報告1）されていま

SARS-CoV-2 S-RBDリコンビナント抗原

す。
ウイルス中和試験は労力と時間を要するだけでなく、バイオセーフティレベル 3（BSL3）施設が必要となります。
本品ではSARS-CoV-2を扱うことなく、検体中の中和活性と高い相関を示すSARS-CoV-2 S-RBDに対するIgG抗体量を測定できます。

プレート

１．SARS-CoV-2 S-RBDリコンビナント抗原を固相化したプレートに試料を加えて反応
２．試料中の抗SARS-CoV-2 IgGがプレート上の抗原と結合
３．POD標識抗ヒトIgGモノクローナル抗体（マウス）を反応

Nucleocapsid
（N）
タンパク質

４．抗原-抗SARS-CoV-2 IgG-POD標識抗体の複合体が形成

Receptor-binding
Domain(RBD）

Spike（S）
タンパク質
SARS-CoV-2の感染に重要。
中和抗体が結合する。

ヒト細胞表面のACE2に結合することで細胞内に侵入する。
中和抗体が結合することで、ウ
イルスの侵入を抑制できる。

５．吸光度測定装置でウェル中のPOD活性を測定（450nm/620nm）※ウェル内のPOD活性は抗SARS-CoV-2 IgG量に比例する。

Membrane
（M）
タンパク質

キット性能

本品と同じ ELISA 系を用い、SARS-CoV-2 患者血液中の S タンパク質及び N タンパク質に対する 15 種類の抗体を測定したところ、過去の感染指標としては、S タン
パク質に対する抗体が優れていることが明らかになりました。また、中和活性との相関を調べるために中和活性試験を行った結果、15 種類の抗体のうち S-RBD に対する IgG 抗体が中和活性と最も良く相関することが示されました 1）。

検量線測定範囲 2-250U/mL（自社単位）
SARS-CoV-2 Sタンパク質 RBD 領域に対する
測定対象
IgG 抗体測定対象検体 ヒト血清及び血漿
必要検体量
5μL
測定時間
3 時間
検出法
発色系

〈検量線例〉
3.0
吸光度(450nｍ/620nm)

Envelope
（E）
タンパク質

キット内容
反応に必要なすべての試薬類（計11種類）が含まれています。
●SARS-CoV-2 Sタンパク固相化プレート
96ウェル×1プレート●ペルオキシダーゼ（POD）標識抗体溶液

6mL×1本●濃縮洗浄液（10×）

100mL×1本●発色液（TMB溶液）

11mL×1本●反応停止液（1N HCl）

11mL×1本●検体希釈液（0U/mL）

100mL×2本●抗SARS-CoV-2 IgG 標準品-1（62.5U/mL） 500μL×1本●抗SARS-CoV-2 IgG 標準品-2（125U/mL） 500μL×1本●抗SARS-CoV-2 IgG 標準品-3（187.5U/mL） 500μL×1本●抗SARS-CoV-2 IgG 標準品-4（250U/mL） 500μL×1本●プレートシール

3枚

2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0

0

50

100

150

200

250

抗SARS-CoV-2 IgG量〔参考文献〕
1）Fujigaki, H. et al . : J. Immunol ., 206（10）,2393（2021）.

コード No.

品

名Anti SARS-CoV-2 S-RBD
NEW 290-84201
IgG ELISA Kit Wako

規格

容量 希望納入価格（円）

免疫化学用 96回用

…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

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和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

87,000ew Products
in vivo 用 EV-SaveTM 細胞外小胞ブロッキング試薬
EV-SaveTM細胞外小胞ブロッキング試薬は、細胞外小胞（EVs）の凍結保護※1及びチューブやピペットチップといった実験器具への吸着を抑制する試薬です。当社では、新たに医薬品添加剤として使用実績のある成分のみを原料に使用したin vivo 用EV-SaveTMをラインアップに追加しました。動物実験にご活用下さい。
※1 エクソソームは凍結融解を繰り返すことにより損傷することが 知 ら れ て い ま す（Bosch, S. et al . : Sci. Rep ., 6, 36162（2016）.）。

特デ ー タ■ エクソソームの凍結保護効果
1.2

CD9シグナル（EV-Save™添加との相対値）

エクソソームの in vivo 試験に！

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

EV-Save™

未添加
凍結融解回数長⇒in vivo 実験に使用可能●EVsを凍結から保護⇒ −80℃での保管が可能●EVsの実験器具への吸着を抑制⇒ 回収効率がUP ！
●サンプルに添加するだけの簡単操作

3回

in vivo 用 EV-Save 及びEV-Save をPSアフィニティー法 ※2により精製したCOLO201細胞由来エクソソームに添加し、1回もしくは3回凍結融解を繰り返した。その後、サンプルチューブ内のエクソソーム量をPS CaptureTM エクソソームELISAキット（ストレプトアビジンHRP）（コードNo. 298-80601）により測定した。結果、EV-Save™未添加の場合、凍結融解によりエクソソー
ムマーカーであるCD9シグナルは低下したが、このシグナル低下
はin vivo 用 EV-SaveTM及びEV-SaveTMを添加することにより抑制された。
TM●医薬品添加剤として使用実績のある成分のみ使用

1回

用
EV-Save™

TM■ エクソソームの吸着抑制効果

製品概要

1.2

以下の実験で、EVsの解析に問題が無いことを確認しています。
１．Nanoparticle Tracking Analysis（NTA）
２．ELISA
３．蛍光染色４．細胞へのEVs添加実験

CD9シグナル（EV-Save™添加との相対値）■適用アプリケーション

1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

＊血清・血漿や夾雑物が多いサンプルに本品を使用した場合、吸着防止効果は得られにくくなります。
＊限外ろ過には使用できません。限外ろ過が必要な場合は、EVSaveTM 細胞外小胞ブロッキング試薬（コードNo. 058-09261）のご使用をご検討下さい。

■in vivo用EV-SaveTMとEV-SaveTMの比較
EV-SaveTM
in vivo 用 EV-SaveTM（コード
No. 058-09261）（コード No. 050-09461）
体外への排出排出可能とされる分子量の成分のみを採用

データなし

成分の医薬品添加剤としての使用実績ありなし

動物実験への使用

可能

データなし

限外ろ過への適用

不可

可能

未添加

EV-Save™

用
EV-Save™

in vivo 用 EV-SaveTM及びEV-SaveTMをPSアフィニティー法 ※2により精製したCOLO201細胞由来エクソソームに添加し、16時間、4℃で保管した。その後、サンプルチューブ内のエクソソーム量をPS CaptureTM エクソソームELISAキット（ストレプトアビジン
HRP）により測定した。結果、EV-SaveTM未添加の場合、エクソソー
ム量（CD9シグナル）は低下したが、これはin vivo 用 EV-SaveTM
及びEV-SaveTMを添加することにより抑制された。
※2 ホスファチジルセリン（PS）結合分子を用いて細胞外小胞を金属イオ
ン依存的に捕捉した後、キレート剤により溶出する方法。
MagCaptureTM Exosome Isolation Kit PS Ver.2（コードNo. 290-84103）の使用により、本手法でのEV精製が行えます。

コード No.

品

名EV-SaveTM ExtracellularNEW050-09461 Vesicle Blocking Reagent
for in vivo

規格

容量 希望納入価格（円）

遺伝子
研究用

1ｍL

12,800…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

25

ew Products
キット内容

スピンカラムを用いた土壌からの DNA 抽出・精製キット
アイソスピン ソイル DNA
本品は、スピンカラムを用いて土壌サンプルからDNAを抽出・精製するためのキットです。
土壌サンプルに最適化したバッファー系とビーズビー●Lysis Solution BB

30mL×1本●Lysis Solution 20S

5mL×1本●Lysis Solution A

5mL×1本●SE Buffer

2.5mL×1本●SB Buffer

62mL×1本●SW Buffer

30mL×1本

ティングによる物理的な破砕の併用によって、非火山灰土●TE（pH 8.0）

5mL×1本壌だけでなく火山灰土壌の黒ボク土からも効率よくDNA●RNase A（100mg/mL）

0.5mL×1本を抽出することが可能です。また、精製工程においては、●Beads Tube

50本×1袋独自開発したスピンカラムを採用しており、フェノールや●Spin Column

50本×1袋クロロホルムなどの毒性有機溶媒を使用することなく、迅実 験 例

速・簡便にDNAを精製することが可能です。

100％※本品は、東京大学TLOが所有する特許のライセンスを受けて製90％造販売しています。

80％

長Relative abundance(%)

特●土壌から高品質なDNAを抽出可能●抽出したDNAをNGS解析で使用可能●黒ボク土などの火山灰土壌からも効率よくDNA抽出可能●約45分で土壌DNA抽出可能

60％
50％
40％
30％
20％
10％

●RNase Aがキットに付属

0％標準プロトコル

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

参照1 参照2

遠心 (12,000×g, 15min, 室温)

解析番号
抽出法
①
本品 標準プロトコル②
本品 NGS 用プロトコル
③
他社 A
④
他社 B
⑤
他社 C
⑥
本品 標準プロトコル（Lysis Solution BB SP1 使用）⑦
本品 NGS 用プロトコル（Lysis Solution BB SP1 使用）
参照 1 V3V4 領域 解析結果（NBRC データ）
参照 2 理論値（NBRC データ）

400μL

■

土壌 500mg
Beads tube
Lysis Solution BB
Lysis Solution 20S
Lysis Solution A
RNase A
10μL

600μL＊1
100μL＊2
100μL

ビーズ破砕 4,200〜6,800rpm, 3min

上清

70％

SE Buﬀer■

ボルテックス

上清

■

■

■

■

■

400μL

■

■

■

■

30μL
350μL

オートクレーブ処理した土壌サンプル（①～⑤：非火山灰土壌、⑥⑦：黒ボク土）にNBRC＊3菌体カクテル（Cell-Mock-001）を添加し、本品の各プロトコルと、他社品（A社、B社、C社）の各社プロトコルでDNAを抽出した。それぞれの方法で抽出した
DNAについて、16S rRNA遺伝子（V3V4領域）をNGS解析して比較した。
本品のNGS用プロトコルで抽出したDNAの解析データは、NBRC
が示す参考データ（参照１）と近い結果が得られた。また、黒ボ
ク土においても、Lysis Solution BB SP1（別売）を使用することで同様の結果が得られた。

遠心 (13,000×g, 30sec, 室温)

ろ液を廃棄
SB Buﬀer

600μL

SW Buﬀer

×2

600μL

遠心 (13,000×g, 1min, 室温)TE

subsp.

■

Spin column

遠心 (13,000×g, 1min, 室温)100μL

遠心 (13,000×g, 1min, 室温)

DNA溶液＊1 ⿊ボク土からのDNA収量を上げる場合、Lysis Solution BBの代わりに別売のLysis Solution BB
SP1［コードNo. 313-06221］を使用する。
＊2 抽出したDNAをNGS解析する場合、Lysis Solution 20Sの添加量を10μLにする（NGS用プロト
コル）。

※使用上のご注意：本品以外にビーズ式破砕装置（2mLチューブ
対応のもの）が必要です。

＊3 NBRC：製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター

コード No.
NEW

品

名310-09151 ISOSPIN Soil DNA
313-06221 Lysis Solution BB SP1＊4

容量

希望納入価格（円）

50回用
50mＬ

54,0003,200＊4 火山灰土壌（黒ボク土）用別売オプション Buffer…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

26

⿊ボク土

subsp.
subsp.

■(K-12株）

遠心 (20,000×g, 5min, 室温)

SB Buﬀer
エタノール

非火山灰土壌

■■50μL

使用した土壌

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

ew Products
ヒト iPS 細胞樹立試薬

iPS 細胞の作製効率

SRVTM iPSC Vector シリーズ

ベクター名
線維芽細胞
末梢血単球、末梢血単核球CD34 陽性細胞

SRVTM（ ス テ ル ス 型RNAベ ク タ ー）iPSC Vectorは、
iPS細胞の樹立に必要な初期化遺伝子を搭載したRNAベクターです。初期化遺伝子を1つのRNAベクター上に搭載して い る た めiPS細 胞 を 高 い 効 率 で 誘 導 で き ま す。 ま た、RNAベクターであるため宿主DNAゲノムへの干渉がな
く、細胞内の免疫反応を回避することにより細胞質で安定した初期化遺伝子の発現を可能にしています。さらに、
iPS細胞樹立後のベクター除去も容易です。今回、新たに

iPSC-15%

iPSC-2−

iPSC-320%

iPSC-4
0.8%

−

0.05%

−

0.2%

9%

17%

8%

18%

末梢血単球・
末梢血単球・
線維芽細胞 単核球、CD34 線維芽細胞 単核球、CD34
陽性細胞
陽性細胞

推奨する標
的細胞

作製効率は本品の実験プロトコルを用いたFeeder-free条件下でのデータです。他の細胞をiPS細胞誘導の親細胞として用いる場合
は、プロトコルの最適化を検討していただく必要があります。

6個 の 初 期 化 遺 伝 子 を 搭 載 し たSRVTM iPSC-3 Vector、
SRVTM iPSC-4 Vectorの2種類をラインアップに加えましデ ー タた。初めてiPS細胞を樹立する方、染色体への挿入なしで■ 単球の初期化

効率よく作りたい方におすすめの製品です。

B

長

コロニー数（個)特A●単 一RNA上にすべての転写因子が搭載され、高効率でのリプログラミングを実現●iPS細胞へのリプログラミング後、SRVTMを短期間で消去することが可能●ヒト、マウスなど幅広い宿主域の分裂細胞・非分裂細胞に関わらず遺伝子を導入●EGFP搭載で遺伝子導入の効率や消去の様子がすぐに判定可能●フィーダー細胞不要※遺伝子導入はBSL2で取扱う必要がある。

ラインアップiPSC Vectorには、搭載する初期化遺伝子の数、及び、ベクター消去システムの違いにより、4種類のベクターがあります。
●4個の初期化遺伝子を搭載（OCT3/4、KLF4、SOX2、
c-MYC）SRVTM iPSC-1 Vector : siRNA 導入でベクター消去
SRVTM iPSC-2 Vector : 初期化に伴い自動的にベクター消去
hOCT4
3

hNP

hP

hSOX2

hC

hL
EGFP

hKLF4

5

h-c-MYC PuroR

c-MYC、NANOG、LIN28）

3

hNP

hP

hSOX2

hNANOG

PuroR
hL

hC
EGFP

hKLF4

h-c-MYChLIN28

品

名

SRV iPSC-1
VectorTM

SRVTM iPSC-2
Vector
SRVTM iPSC-3
Vector
SRVTM iPSC-4
Vector
SRVTM control
Vector対象

容量 希望納入価格（円）

非営利機関 0.1mL
営利機関 0.1mLトライアル 0.01mL
非営利機関 0.1mL
営利機関 0.1mLトライアル 0.01mL
非営利機関 0.1mL
営利機関 0.1mLトライアル 0.01mL
非営利機関 0.1mL
営利機関 0.1mLトライアル 0.01mL
非営利機関 0.1mL
営利機関 0.1mL

90,000135,000
20,00090,000135,000
20,000160,000
240,000
40,000160,000
240,000
40,00030,00045,000※本品のご購入にあたっては「使用承諾書」の提出をお願いしています。
Dynamics, Inc.、ときわバイオ株式会社との間で各々締結されたiPS細胞技術に関する特許の非独占的なライセンス契約に基づき販売されていま
SRVTM製品を使用される場合には、別途iPSアカデミアジャパン株式会社、

iPSC-4 Vector : 初期化に伴い自動的にベクター消去
hOCT4

S1011624A
S1011624P
S1011624T
S1011694A
S1011694P
S1011694T
S1011626A
S1011626P
S1011626T
S1011696A
S1011696P
S1011696T
S0011590A
S0011590P

す。お客様が製品の開発・販売あるいはサービスの提供などの営利目的で

SRVTM iPSC-3 Vector : siRNA 導入でベクター消去
SRV

388-19061
385-19071
383-19131
382-19081
389-19091
380-19141
NEW388-19701
NEW
384-19661
NEW
385-19711
NEW
381-19671
NEW
388-19681
NEW385-19691
384-19041
381-19051

SRVTM製 品 は、iPSア カ デ ミ ア ジ ャ パ ン 株 式 会 社、FUJIFILM Cellular●6個の初期化遺伝子を搭載（OCT3/4、KLF4、SOX2、

TM

SRV™ iPSC-4
VectorA. SRVTMで遺伝子導入した細胞を48-well plateに1×105 cells/
wellで播種した。遺伝子導入後14 日目の細胞におけるTRA-160 抗体染色像。
B. AのTRA-1-60 陽性コロニー数の比較。
（各2well をカウントした平均）
SRVTM iPSC-4 Vectorは、SRVTM iPSC-2 Vectorよりも多くTRA1-60陽性コロニーを誘導できる。
コード No. メーカーコード●遺伝子導入以降の過程はBSL1で扱うことが可能

SRV

3.4倍

SRV™ iPSC-2
Vector●SRVTMは染色体への挿入がなく細胞質で安定に発現

TM

200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0

5

FUJIFILM Cellular Dynamics, Inc.、及び、ときわバイオ株式会社とお客様との間で技術利用に関するライセンス契約を締結いただく必要があります（製品により、締結いただく契約先が異なります）。なお、非営利団体による学術、教育目的での使用は営利目的とはみなされません。

…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。その他の略号は、巻末をご参照下さい。
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

27

ew Products
自主GMP生産体制で製造する高品質培地添加剤!!

DMSO不含の凍結細胞保存液

Y-27632

SOFORO Cryo

近年、ヒトES/iPS細胞を用いた再生医療等製品の開発

本品は、ソホロースリピッド＊（SL）を配合したDMSOがますます進んでいます。当社では、その開発に貢献できフリーの細胞用凍結保存液です。融解後の細胞生存率が高る原材料を供給するため、ICH Q7原薬GMPのガイドライ

く、細胞毒性が低いため、融解後は保存液を除去せず、そンを参考に自主GMP生産体制を構築しました。

のまま培養できます。DMSO不含に加え、動物由来成分

製造工程や分析方法のバリデーション、生産設備のクオ
リフィケーションを自主GMP生産体制の下で実施し、清浄度管理された区域で合成・精製・小分けを行うことによ

不含、タンパク質不含のケミカルディファインド組成です。
( R1, R2 = H or Ac )り、恒常的に高品質に管理された製品をご提供します。

CH2OR2 HO

Y-27632は、ROCK（Rho-associated coiled-coil formingOkinase/Rho結合キナーゼ）阻害剤の一つです。ROCKシグ

再生医療分野では、ヒトES/iPS細胞の細胞分散時の細胞死抑制や、ヒトES/iPS細胞の凍結保存後の細胞生存率の向上、ヒトES/iPS細胞の三次元培養時の使用も報告されており、ヒトES/iPS細胞の培養時には必須の化合物です。

CH(CH2)7

OH

OH

しています。

CH
O

OH

ナル伝達系による血管平滑筋の収縮など、種々の作用を有CH3CH2 OR1O O CHOH(CH2)6

COOH＊ソホロースリピッド：天然酵母による発酵技術から作られる糖
脂質型天然界面活性剤で、氷晶形成の抑制効果があります。

特長●DMSO不含●解凍後の除去不要

規格（案）●動物由来成分不含●含量（HPLC）：99.5%以上●細胞生存率が高い●溶解性：水に可溶

デ ー タ●エンドトキシン：0.25EU/mg未満■ hMSCへの凍結保存効果（細胞への影響）●マイコプラズマ否定試験済み●生菌数試験済み●残留溶媒 確認試験実施済み

N

O
N
H

コード No.

252-00701

近日
発売

258-00703

DMSO

グリセリン

SOFORO Cryo

CH3・2HCｌ・H2O

近日
発売

未凍結

品

Y-27632

H

名NH2

C14H21N3O・2HCl・H2O=338.27
CAS RN® 331752-47-7

規格

細胞培養用

容量 希望納入価格（円）5mg

120,000

25mg

480,000

当 社 で は、 ヒ トES/iPS細 胞 研 究 に 寄 与 す る た め、 原 薬等登録原簿（MF）に登録された低分子化合物（https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/00797.html）、 細 胞培養用途にエンドトキシンやマイコプラズマ否定試験を実施「ソホロースリピッドの細胞凍結保存液としての利用可能性」第17回日本再生医療学会総会（2018）
野上明日香1）、龍見宗樹1）、大河原弘達2, 3）、齋藤充弘2, 3）、竜瑞之1）、平田善彦1）、宮川繁3）、澤芳樹3）
1）サラヤ株式会社 バイオケミカル研究所 2）大阪大学医学部附属病院 未来医療開発部 3）大阪大学大学院医学系研究科 心臓血管外科

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28

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）

15,000化学大家 455
ヨアン・オーガスト・アルフェドソン（1792. 1. 12 ～ 1841. 10. 28）
愛媛大学大学院

理工学研究科白勢洋平

を加熱して得られたその褐色の生成物
１．はじめには1.0735 gでした。そこで、彼はマン机の上を見渡すと、スマートフォン

ガンと酸素の重量を綿密に計算し、酸やノートパソコンなどの小型で便利な化マンガン（II）と酸化マンガン（III）

電子機器が目に入り、近頃は通りを走を足し合わせたような化学組成の物質

る電気自動車やHV車を見かけることを考えたのです。つまりは、酸化マンも多くなりました。これらの電子機器

ガン（II, III）
（Mn2+Mn3+2O4）となり、にはリチウムイオン電池が組み込まれ彼 は そ の 質 量 濃 度 をMn 72.82%、Oており、資源としてのリチウムは発展

27.18%と計算から求めています。今でする社会を支えるのに欠かせない重要こそこれらの化学式や原子量が精確なレアメタルといえるでしょう。2019にわかっているので、Mn2+Mn3+2O4は年にリチウムイオン電池の開発に携

質量濃度Mn 72.03%、O 27.97%である

わった方々がノーベル化学賞の受賞者という数字は計算から簡単に出てきに選出されたことも記憶に新しいはずです。
今でこそ社会に欠かせないリチウム

図１．ヨアン・オーガスト・アルフェドソン（参考文献 1 より）

ま すし、酸化マンガン（II）1 gを加熱 す る と 酸 化 マ ン ガ ン（II, III）
（Mn2+Mn3+2O4）となり、その重量は1.0752 gであろうと数値を導き出せるですが、その資源的な価値や採掘の方法も歴史と共に大きく変動してきましす。ウプサラ大学で鉱山学の学位を取でしょう。しかしながら、当時のアルた。リチウム元素の発見は今から約得したのちに、ストックホルムの王立

フェドソンはこれらを正確に実験から200年前まで遡ります。発見したのは鉱山局に入り、書記官見習いとなりま

導き出したのです。前述の理論値との若きスウェーデンの化学者ヨアン・した。そして、彼の人生に大きな影響

重量の差はわずか1.7 mgです。この成オーガスト・アルフェドソン（Johan

を与える出会いを果たします。アル

果からも彼の分析技術の高さがうかがAugust Arfwedson, 1792－1841, 図1）

フェドソンは、ストックホルムのカロえます。

です。彼は1817年にペタル石（petalite,

リンスカ医科大学で教授をしていた化マンガンの研究を終えたアルフェド

LiAlSi4O10, 図2）から新元素リチウム学者であり医者でもあったイエンス・

ソンは、ベルセリウスからウート島でを発見しました。最も軽い金属元素でヤ コ ブ・ ベ ル セ リ ウ ス（Jöns Jacob

発見されたペタル石という鉱物を分析

あるリチウムの発見にはアルフェドソ

Berzelius, 1779－1848）の講義に出席のテーマとして与えられました。このンをはじめとした才気あふれる偉大なし、彼の研究室で鉱物の化学分析をす

鉱物からリチウムを発見することに科学者たちが関わっています。

る機会を得ました。ベルセリウスはセなるわけですが、ペタル石にはホセ・レンなどの新元素の発見や、元素記号

ボニファシオ・デ・アンドラダ・イ・をアルファベットで表記する方法の考

シルバ（José Bonifácio de Andrada e

案など化学史を語るうえでは欠かすこ

Silva, 1763－1838） と い う 偉 人 も 関とのできない人物です。

わってきます。

２．アルフェドソンとベルセリウス
アルフェドソンは1792年に卸商と工場経営を営むスウェーデンの裕福な家庭に生まれました。14歳になるまではアルフェドソンがはじめに調べたのアンドラダはブラジルの政治家であ

家庭で教育を受け、1806年に北欧最古

はイタリアのヴェスヴィオ山から産出しり、化学者、鉱物学者、詩人でもありの大学としても名の知れているスた灰柱石（meionite, Ca4Al6Si6O24CO3）ました。彼は1790年頃からヨーロッパ

ウェーデンのウプサラ大学に入学しまと白榴石（leucite, KAlSi2O6）でした。

各地で調査と研究を行い、ウート島か

さらにマンガン酸化物についても分析らいくつかの新種の鉱物を見つけまを行い、新たな成果を報告します。彼

す。そのうちのひとつは特徴的な割れの特筆すべき点はその非常に丁寧な分

方 を す る こ と か ら、 ギ リ シ ャ 語 の析のやり方にあったといえるでしょ「petalon（ 葉 ）」 を も と に ペ タ ル 石う。ある日のこと、マンガン酸化物の（petalite）と名付けました。同時にリ加熱実験を行っていると、酸化マンガ

チア輝石（spodumene, LiAlSi2O6, 図3）

ン（II）（Mn2+O）とも酸化マンガン
図２．ペタル石（petalite, LiAlSi4O10）なども見つけ出し、1800年にドイツ語（III）（Mn3+2O3）とも異なる生成物がの雑誌に報告しております。しかし、得られました。酸化マンガン（II）1 g

当時このウート島からの新鉱物の報告

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）29

年には、ウィリアム・トマス・ブランド（William Thomas Brande, 1788－

う書き送りました。

1866）が酸化リチウムの電気分解によ「・・・これらの実験事実は、ペタる金属リチウムの単離に成功し、20世

ル石が新しいアルカリ元素を含むこと

紀前半になると金属リチウムの工業的を期待させます・・・飽和容量が大き生産方法が確立され、その後の商用利

く、ナトリウム塩として計算すると重用へとつながっていきます。

図３．リチア輝石（spodumene, LiAlSi2O6）

量が超過するのは、ナトリウム塩よりに着目した者はあまりおらず、1817年

う。それが真実ならアルフェドソン

アルフェドソンは、リチウム発見のになってようやくスウェーデンの鉱物

は、たった二度目の鉱物の分析で、た報告ののち、1818年から1819年にかけ

学者のもとからウート島のペタル石がいへん重要な発見をするという幸運をては、師であるベルセリウスと共にベルセリウスのもとに届いたのです。

手にしたわけです・・・」

ヨーロッパ各地を旅しました。帰国後

３．リチウムの発見

30

験の結果をウィルヘルム・ヒシンゲル（Wilhelm Hisinger, 1766－1852）にこ

ずっと軽い塩基をふくむからでしょ

４．アルフェドソンのその後

アルフェドソンが新しいアルカリ金

は自宅の敷地内に実験室をつくり、生属元素を見つけたのは確実で、その化涯 を そ こ で 過 ご す こ と に な り ま す。

1817年、若きアルフェドソンは師か合物の性質も報告しました。しかし、1821年にはスウェーデン王立科学アカら教わった通りの方法でペタル石の分

残念ながら単体金属の単離を行うこと

デミー会員の栄誉に選ばれました。そ析を行いました。炭酸カリウムを用いはできませんでした。師のベルセリウの後も鉱物の分析を続け、同年スイスてシリカの量を決定し、炭酸アンモニスの助言を受けて、この元素はカリウ

産の藍晶石やヴェスヴィオ山の霞石やウムを用いてアルミナの量を求めましムやナトリウムと異なり鉱物界から発方ソーダ石の分析結果を報告し、金緑た。しかしながら、その結果にアル見 さ れ た こ と か ら、 ギ リ シ ャ 語 の石やウラン化合物などの分析にも着手

フェドソンは当惑することになりま「lithos（石）」にちなんで、
「リチウム

しました。

す。実験から求められた酸化物の全量（lithium）」と名付けることにしまし

その後、アルフェドソンは鉱物の名が100%に な ら ず、96%に し か な ら なた。この新元素の発見ではベルセリウ

前にもなりました。1823年にイギリスいのです。いくら経験が浅くとも、こスの貢献はきわめて大きいものです。

の鉱物学者ヘンリー・ジェイムズ・ブの単純な実験でここまで大きな分析誤

普通なら発見者には二人の名前が刻ま

ルック（Henry James Brooke, 1771－

差にはならないだろうと考え、ナトリ

れても良いものですが、師はアルフェ

1857）は、グリーンランドから見つけウムが含まれている可能性を検討する

ドソンひとりの名前で発表させたのでた新鉱物に、アルフェドソンが鉱物学ことにしました。炭酸カリウムや炭酸す。科学史では、ベルセリウスの貢献へもたらした多大なる貢献を讃えてナトリウムを使わずに分析を行ったとは大きなものであるにもかかわらず、「arfvedsonite（アルベゾン閃石）」ところ、予想通りに硫酸ナトリウムと思

アルフェドソンだけがリチウムの発見

名付けました。このアルベゾン閃石

しきものが得られ、酸化ナトリウムの者とされます。それがベルセリウス自は、 暗 緑 色、 板 状 の 結 晶 で、（Na）

重量に換算してみました。すると、さ身の希望であり、師の寛大さの表れで（Fe 4Fe ）Si8O22（OH）
（Na2）
2の化学組

らに混乱は深まります。今度は全量がした。その後、アルフェドソンはリチ成で示される角閃石の一種です（図100%を超えてしまうのです。若きア

ア輝石やリチア雲母からもリチウムを4）。現在では、角閃石グループの鉱物

ルフェドソンは何かミスをしたのでは見つけ出します。

種分類の体系化に伴って、マグネシウ

ないかと気落ちして師であるベルセリ

1818年のはじめに、ベルセリウス

ウスに相談しました。すると、話を聞のライバルともいわれるイギリスのいたベルセリウスはアルフェドソンの化 学 者 ハ ン フ リ ー・ デ ー ビ ー（Sir

行った実験を心から称賛しました。アHumphry Davy, 1778－1829）によっ

ルフェドソンがきちんと科学的に実験て、ごくわずかな量ながら金属リチウを行い、結果を考察していたからでムの単離が成功しました。同年、クリす。誠実に実験を行い、捏造は絶対にスチャン・ゴットロープ・グメリン

するなというのがベルセリウスの研究（Christian Gottlob Gmelin, 1792－の作法でした。ベルセリウスは、1818

1860）がリチウムは美しい深紅色の炎

年1月に、アルフェドソンが行った実色反応を示すことを見つけます。1821

和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）2+3+ム置換体である苦土アルベゾン閃石

図４．アルベゾン閃石（arfvedsonite）

（Na）
（Na2）
（Mg4Fe3+）Si8O22（OH）
2を はじめとする5種類の角閃石にアルフェドソンの名前が残っています。いずれもナトリウムなどのアルカリをやや多く含む火成岩に伴う産状が多いです。
1824年には、アルフェドソンは、ベルセリウスとヒシンゲルが科学アカデ
ミーの鉱物コレクションを整理するの

図６．福岡県長垂産のペタル石を手伝ったり、ウート島へ行き、ペタ
ル石やリチア輝石などを採取したりして、需要の増加に伴ってリチウムの価ました。しかしながら、その後は化学

格はまた値上がりしたのですが、アタの研究よりも、相続した資産の管理な

カマ塩湖をはじめとするいくつかの大どに追われてしまい、研究に没頭する

きな塩湖にその埋蔵量は集中していることはできなくなってしまいます。彼ため、その生産力には極めて大きな地が亡くなる前年には、スウェーデン王

域的偏りがあります。

立科学アカデミーが、リチウム発見の偉大な功績を讃えて、アルフェドソンに金の大メダルを贈りました。1841年
10月28日、彼は自宅のあるスウェーデ
ンのヘデンセで眠りにつきました。慎重かつ丁寧な実験を行う若き日のアル

アルフェドソンによるリチウムの発図５．リチウムペグマタイト
写真下部には紫色の塊状のリチア雲
母と、白色の巨大なリチア輝石の結晶が確認できる。

見から200年少し経った今、リチウム
は偏りがあるものの、海水中や地殻中など微量ながら地球上に広く分布していることもわかりました。科学分野や社会に与えた影響を考えると、若きアフェドソンがたどり着いたリチウムのり、カナダのタンコ鉱山という有名な

ルフェドソンが測りとった4%の欠落

発見は今なお彼の名と共に歴史に刻ま

ペグマタイト鉱床ではリチア輝石を採は、今では計り知れないほど重いものれています。

掘しています。日本では福岡県にあるとなっています。

長垂山のリチウムペグマタイトで、戦
５．リチウム資源

時中にリチウムを目的としてリチア雲

さて、アンドラダはスウェーデンの母が採掘されました。ここは日本で唯

ウート島からペタル石やリチア輝石を一のペタル石の産地でもあります（図見つけ出しておりましたが、これらの6）。しかしながら、採掘当時は鮮やか

含リチウム鉱物はどこにでも一般的にな紫色のリチア雲母が採掘の目印と産出するわけではありません。ウートなっていたので、白色で目立たないペ島はストックホルム群島の一つであタル石は見逃され、捨てられていたより、当時は鉄鉱山として有名でした。

うです。

しかしながらここで重要なのは、鉄鉱

リチウムは、融剤やグリース、窯業

石が産出することではなく、鉱山内に用途に使われていたほか、核融合燃料

ペグマタイトという岩体が分布していの材料としても急速に需要が高まりまたことです。ペグマタイトは花崗岩にした。冷戦後、リチウムの需要は減少

伴う粗粒な結晶からなる岩石です（図しましたが、今後は電気自動車の普及5）。融液時に水やフッ素、ホウ素、リに伴ってリチウムの消費量が著しく増ンなどの成分を多く含んでいるためリ加することが予想されます。また、採チウムやセシウム、REE（希土類元掘方法にも大きな変化がありました。

素）などの不適合元素が濃集します。

リチウムペグマタイトや粘土鉱床から言ってしまえば、マグマが固まる際に採掘していたものが、塩湖からの採掘

岩石に入りきらなかった残り物が水とが主流となり大量生産が可能となった

一緒に集まっているのです。ペグマタ

ために、2000年代になると一度リチウ

イトはリチウム資源の採掘対象となムの価格は大きく下落しました。そし和光純薬時報 Vol.89, No.4（2021）〔参考文献〕
1）J o h a n A u g u s t A r f w e d s o n : h t t p s : / /fr.wikipedia.org/wiki/Johan_August_Arfwedson（2021年5月24日閲覧）2）J o h a n A u g u s t A r f w e d s o n : h t t p s : / /en.wikipedia.org/wiki/Johan_August_Arfwedson（2021年5月24日閲覧）3）桜井弘：「元素と化学者 鉱物からアルカリ金属元素リチウムを発見したアルフェドソン」，月刊うちゅう，35（7），16（2018）．
4）W eeks, M. E. and Larson, M. E.：“J. A.
Arfwedson and his Services to Chemistry”,

J. Chem. Educ. ，14（9），403（1937）．
5）渡 辺正（翻訳），Per Enghag（原著）：「元素大百科事典」（朝倉書店）（2014）．

31

第36回

Wako ワークショップ

日時：2021 年 11 月 16 日（火）10：00 〜 17：00（終了時間は変更になる場合があります。）

会

場：秋葉原コンベンションホール（ウエビナーによるハイブリッド開催）〒 101 - 0021

オーガナイザー：石井健

東京都千代田区外神田１丁目 18 - 13

東京大学医科学研究所

主

催：富士フイルム和光純薬株式会社

定

員：秋葉原コンベンションホール
ウエビナーによる参加

感染免疫部門秋葉原ダイビル２F
ワクチン科学分野

教授

100 名

500 名

（申し込みは先着順で、定員になり次第、締め切らせていただきます。）
参

加

申

込

費：無料（事前登録制）
方

法：下記ホームページ「応募フォーム」よりお申し込み下さい。

ホ ー ム ペ ー ジ：https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/seminar/032933.html
お 問 合 せ 先：Wako ワークショップ係
TEL：06 - 6203 - 1788e-mail：ffwk-seminar@fujifilm.com〈講演プログラム〉●Ⅰ：RNA を起点とした生体応答制御機構「異常翻訳の品質管理と免疫応答」
稲田

利文（東京大学医科学研究所

基礎医科学部門

RNA 制御学分野

教授）「mRNA 分解による免疫制御と疾患」
竹内理（京都大学大学院

医学研究科

分子生体統御学講座

医化学分野

教授）

●Ⅱ：DNA を起点とした生体応答制御機構「内在性 DNA の持つアジュバント効果ならびに炎症性疾患への関与について」河合太郎（奈良先端科学技術大学院大学
分子免疫制御研究室

先端科学技術研究科

バイオサイエンス領域

教授）「細胞内物流による STING の活性化制御機構、その破綻に起因する炎症性疾患」
田口友彦（東北大学大学院

生命科学研究科

細胞小器官疾患学分野

教授）●Ⅲ：DNA、RNA による生体応答制御技術「mRNA 医薬・mRNA ワクチンの過去・現在・未来」
位髙

啓史（東京医科歯科大学

生体材料工学研究所

生体材料機能医学分野

教授）「ウイルス感染症の制圧を目指して：RNA ウイルス感染における宿主応答解析とワクチン開発研究」
渡辺登喜子（大阪大学微生物病研究所

感染機構研究部門分子ウイルス分野

教授）…2 〜 10℃保存…− 20℃保存…− 80℃保存
150 …− 150℃保存 表示がない場合は室温保存です。
…特定毒物
…毒物
…劇物
…毒薬
…劇薬 危 …危険物
…向精神薬
…特定麻薬向精神薬原料特定…化審法 第一種特定化学物質…化審法 第二種特定化学物質…化学兵器禁止法 第一種指定物質…化学兵器禁止法 第二種指定物質
毒素等 …国民保護法
覚 …覚せい剤取締法
掲載内容は、2021 年 10 月時点での情報です。上記以外の法律及び最新情報は、当社 HP をご参照下さい。

…カルタヘナ法収載されている試薬は、試験・研究の目的にのみ使用されるものであり、「医薬品」、「食品」、「家庭用品」などとしては使用できません。
記載希望納入価格は本体価格であり消費税などが含まれておりません。

和光純薬時報 Vol. 89 No. 4
2021 年 10 月 15 日 発行
発行責任者
編集責任者
発 行 所

印

32

刷

所

岡本訓明
大西礼子
富士フイルム和光純薬株式会社〒 540-8605 大阪市中央区道修町三丁目 1 番 2 号
TEL.06-6203-3741（代表）URL http://fujifilm.com/ffwk
共進社印刷株式会社●和光純薬時報に対するご意見・ご感想はこちらまでお寄せ下さい。
E-mail ffwk-jiho@fujifilm.com●製品に対するお問合せはこちらまでお寄せ下さい。

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■富士フイルム和光純薬株式会社（Japan）
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Tel +1 804 714 1920 / Fax +1 804 271 7791

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Vol.89 No.4

「核酸をベースとした免疫制御技術；mRNA ワクチンの次へ」