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幹細胞と再生医療

幹細胞と再生医療

近い将来、私たちの生活を大きく変えるものとして、再生医療が注目を集めています。 従来の方法では治療が困難である様々な疾患についても対応が可能になると考えられている再生医療。この再生医療で鍵となるのが「幹細胞」です。

幹細胞とは、「細胞分裂を繰り返して、同じ細胞を増やせる能力(自己複製能)」と「複数の異なる細胞に分化できる能力(多分化能)」の2つの能力を併せ持った特殊な細胞のことです。幹細胞は、怪我や病気等により足りなくなった細胞に分化し補うことで、組織の再生などを担う役割があります。

幹細胞にもさまざまな種類があり、それを使った再生医療も何通りかに分けることができます。「幹細胞培養液」を知るために、まずは「幹細胞」から学んでみましょう。

01 幹細胞の種類

幹細胞は大きく 3 通りに分類することができます。
生命体を創りだすことができるのは、受精直後から約 2 週間後までの受精卵だけです。
受精卵は何にでもなれる「全能性」と呼ばれる幹細胞で、胎児と胎児を育てる胎盤など、生命体を作り出す全ての細胞に分化することが可能です。
受精卵が 2 週間をすぎると、胎児になる部分とそれ以外の器官になる部分に分かれます。胎児になる部分を「万能性」の ES 細胞(胚性幹細胞)といい、私たちの身体を構成する全ての細胞に分化することができます。その後、胎児になるにしたがい、ES 細胞(胚性幹細胞)は消滅します。
胎児になると、特定の細胞にだけ分化可能な「多能性」の成体幹細胞(体性幹細胞)というかたちに変化します。この成体幹細胞は私たちの身体の様々な箇所に存在します。

02 幹細胞の研究

現在の幹細胞を使った再生医療の研究は、大きく3通りに分類されます。
1 つ目は、「全能性」の ES 細胞を使った再生医療です。しかしながら、受精卵を使用することに対しては倫理的な問題があるため、卵子から ES 細胞を作り出そうという研究も並行して行われています。
2 つ目は、山中博士がノーベル賞を受賞した iPS 細胞です。卵子を使わずに体内の線維芽細胞などを採取し、遺伝子操作をすることで、人工的に多能性の幹細胞を作り出すことに成功したのです。この iPS 細胞(人口多能性幹細胞)は倫理的な問題をクリアしたことと、ES 細胞を使った組織移植で懸念されていた他人の遺伝子が移植されることによる抵抗反応を回避できるということで、再生医療の現実化を大きく推し進めると期待されています。
3 つ目は、私たちの体内に存在する「多能性」の成体幹細胞を使った再生医療です。私たちの腹部や太ももなどの脂肪の中にもたくさんの幹細胞が存在します。それを抽出して分離し、乳がんなどでの乳房再建手術に用いたり、スポーツ選手などのひざ軟骨再生手術などに用いられています。

03 ES細胞とiPS細胞を使った再生医療

ES 細胞と iPS 細胞の大きな違いは、卵子を使っているかどうかです。
ES 細胞は、いずれは生命となる卵子を扱うことになるので、倫理的な問題がつきまといます。また、ES 細胞には特定の人の情報(遺伝子)が入っているため、そこから分化誘導して作り出した組織を、他人に移植した際、臓器移植の様な抵抗反応が出ることが懸念されています。これらにより実用化しにくいという問題を抱えていました 。

一方、iPS 細胞は、自分の体内の細胞から作りだすことができるので、倫理的な問題はありません。また、他人の遺伝子が入ることもないので、抵抗反応の問題もないとみられています。ただし、遺伝子操作の工程を必要とするため、その安全性に関してはこれから長い年月をかけて実証していく必要があります。このように、ES 細胞と iPS 細胞の実用化は、倫理的な問題や遺伝子の問題などで、実用化まではまだまだ時間がかかりそうです では、成体幹細胞はどうでしょうか?

04 成体幹細胞を使った再生医療

成体幹細胞は身体の様々な箇所に存在します。皮下脂肪などにも多く存在しますが、これらは脂肪組織に分布することから脂肪由来幹細胞と呼ばれています。
脂肪由来幹細胞は幹細胞の種類としては、間葉系幹細胞がほとんどです。間葉系幹細胞は皮膚や血管、骨、軟骨、リンパ系、循環器系などの結合組織を構成する細胞の元となる幹細胞です。 この脂肪由来の成体幹細胞を使った再生医療や再生美容の実用化が、世界中で進んでいます。皮下脂肪を抽出し遠心分離して幹細胞を抽出し、乳房の再建やシワの改善など形成外科的な組織の再建や、スポーツ選手 の膝軟骨再生などに用いられています ES 細胞や iPS 細胞とは違い、成体幹細胞を用いた再生医療は、自分の細胞そのものを用いるため、とても安全性が高いのです。

05 幹細胞培養液の再生医療

ここまで紹介した3通りの再生医療は幹細胞を使ったものでしたが、幹細胞そのものは使わずに、幹細胞の分泌する成分を使った、もう一つの再生医療があります。
それは、最も安全性が高く、実用化が進んでいる「幹細胞培養液」です。
幹細胞培養液とは、幹細胞を培養する際に、幹細胞が分泌する成分のことで、幹細胞自体は含まれていません。そこには、コラーゲンやヒアルロン酸など組織を構成するタンパク質や、細胞が他の細胞と情報をやり取りするサイトカインなど、500 種類以上ものタンパク質成分が含まれています。一般的な細胞は培養してもこれほど多くのタンパク質を分泌しないので、幹細胞独特の機能と言えます 。
幹細胞培養液を使った再生医療は、幹細胞自体が入っていないので、遺伝子的な問題はありません。幹細胞培養液こそ、世界で注目を集めている再生美容の核心成分なのです。

幹細胞培養液「ADSC-CM」は幹細胞は入っていないので安全性が高い。

肌老化の仕組み

肌老化の仕組み

赤ちゃんの肌は、つきたてのお餅のようにしっとりしています。そして若い肌は、ツルンと張りがあります。
しかし、年齢を重ねると、だんだんその張りを失い、艶もなくシワも目立ってきます。これが「肌の老化」です。
そもそも肌はどうして老化するのでしょうか?すべてが解明されているわけではありませんが、様々な研究によって、肌老化について解明されてきています 。
ここでは、肌の老化の原因について探っていきましょう。

01 肌の仕組みと線維芽細胞

肌は表皮と真皮、その下の皮下組織で構成されています。
表皮と真皮の間に基底膜という膜があり、基底膜上の表皮幹細胞が表皮細胞を生み出すことで、ターンオーバーを司っています。
基底膜上の表皮幹細胞と並んでメラノサイト(色素細胞)があり、紫外線などによってメラニンを生成し、表皮幹細胞から生み出される表皮細胞に受け渡しています。
真皮には、線維芽細胞がまばらに存在し、その周りをコラーゲンやエラスチン、ヒアルロン酸などの細胞外タンパク質が埋め尽くしています。これらの細胞外タンパク質は、常に分解と生成が繰り返されており、このサイクルを司っているのが線維芽細胞です。

肌の断面イメージ 線維芽細胞とターンオーバー
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02 線維芽細胞とタンパク質

幼少期・成長期の肌は、真皮の太いコラーゲン繊維の束に線維芽細胞が張り付いた状態になっています。このコラーゲン、ヒアルロン酸、エラスチンなどのタンパク質(ECM タンパク質)は、紫外線や活性酸素などによって常に酸化や糖化などで劣化しています。線維芽細胞はこれらの代謝を促進させるために、タンパク質分解酵素を分泌し ECM タンパク質を常に分解しています 。

幼少期・成長期は、分解するよりもこの線維芽細胞が作り出すタンパク質が多いため、ハリのあるみずみずしい肌が保たれます。
ところが、年齢とともにタンパク質の生成よりも分解のほうが圧倒的に多くなってしまいます。コラーゲン繊維もやせ細ってしまい、束になれずに縮れてばらばらになってしまいます。張り付く足場を無くした線維芽細胞は、ヒアルロン酸にぷかっと浮いた状態になってしまいます 。

年齢とともに衰える線維芽細胞の活性

03 分解と生成のバランス

幼少期・成長期は、分解よりもタンパク質を生成する量の方が多いので、みずみずしいハリのある肌が維持できるのです。ところが女性の場合だと 25 歳くらいで、分解と生成のバランスが均衡状態になってきます。そうなると、前日の無理が翌日の肌のコンディションに現れたり、体調によって肌の状態に影響が出たりします。これが1回目の「お肌の曲がり角」といわれるものです 。


次に 35 歳くらいから 40 代前半頃に、生成よりも分解の方が多くなる状態になります。分解に生成が追い付かず、劣化したタンパク質の代謝が悪くなり、肌の透明感が失われていきます。
タンパク質の分解と生成のバランスが崩れ、線維芽細胞、コラーゲン、タンパク質、エラスチンが減ってしまうのが肌老化の原因です。では、何故このバランスの変化が起きているのでしょうか?

幼少期、成人、壮年期それぞれの、分解と生成のバランス

04 根本原因と細胞の不活性化

なぜ歳を重ねると分解と生成のバランスが崩れ、老化肌になってしまうのか。
そこには、どうしても避けられない 2 つの要因があります。
1 つ目は、内因性の要因です。歳月による年齢老化で、遺伝子に刻み込まれた避けられない現象です。2 つ目は、外因性の要因です。紫外線による光老化と、精神的なストレスや公害、食品添加物などによる、環境ストレス老化です 。
これら環境ストレスによって活性酸素が大量発生します。活性酸素は、老化の原因ともいえ、体を錆びつかせる力が非常に強い酸素のことです。この活性酸素が大きな要因となり、細胞が不活性化してしまうのです。

内因性老化と外因性老化
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05 活性酸素とSOD(抗酸化酵素)

活性酸素は、私たちの細胞自らが作り出しています。炭水化物を食べてお腹で分解されて糖になり、それが血糖として血液に流れ、インスリンが細胞に送り届けます。そして細胞の中で、ミトコンドリアが糖を ATP というエネルギーに変換する際に、活性酸素が発生するのです。私たちの身体を構成する 60 兆個の細胞がこの TCA サイクルと呼ばれるエネルギー変換を行っています。
活性酸素はとても強い酸のため、放っておくと細胞を傷つけてしまいます。そのため、細胞は SOD(抗酸化酵素)を一緒に分泌することで活性酸素を中和しています。
ところが、内因性の要因で 30 代中盤頃から SOD(抗酸化酵素)の分泌がどんどん減ってきてしまいます。そうすると中和しきれなくなった活性酸素がさまざまな悪影響を及ぼし始め、これが老化現象へとつながるのです。

SOD(抗酸化酵素)の現象と活性酸素の悪影響

06 細胞活性低下の悪循環

SOD(抗酸化酵素)が減り、活性酸素の悪影響が出始めると、ミトコンドリアを傷つけたり、細胞膜や細胞核、染色体の DNA を傷つけたりすることで、細胞間のやり取りをする命令因子などの分泌が低下してしまいます。そうなるとさらに SOD(抗酸化酵素)が減ってしまい、傷ついたミトコンドリアは活性酸素を大量発生し、さらに活性酸素の悪影響が顕著化することで細胞の活性がどんどん悪くなってしまう悪循環(老化スパイラル)に入り込んでしまいます。
細胞の活性が低下することで代謝が鈍くなり、その結果が、息切れや疲労、白髪、シミ、くすみなどの老化現象として、表面にあらわれてくるのです。

細胞活性低下の悪循環

ADSC-CM(幹細胞培養液)

ADSC-CMは、脂肪細胞由来の
ヒト幹細胞培養液成分です。
化粧品表示名称では、
「ヒト脂肪細胞順化培養液エキス」と言います。

Adipocyte(脂肪細胞)
Derived(由来)
Stem Cell(幹細胞)
Conditioned Media(培養液)

皮膚老化と損傷を防止し、皮膚組織の主要成分で
あるヒアルロン酸、コラーゲン、エラスチンの
再生を促進する高機能素材です。

ADSC-CM PLAY MOVIE *「ADSC‑CM」は、Cellinbio研究所が開発し、アンチエイジング株式会社が提供する製品名です。

01 レセプターとリガンド

細胞の代謝とは何でしょうか?
細胞の代謝とは、遺伝情報を機能させる事を言います。細胞には特定の機能をスタートさせる「レセプター」という鍵穴のようなものがたくさんあり、この鍵穴にその形に合致した「リガンド」という鍵の役割をするタンパク質が結合することで機能をスタートします。細胞核の染色体(DNA)に格納された遺伝情報が呼び出され、その情報を元にさまざまなタンパク質が生成されます 。

レセプターとリガンド

02 タンパク質の増殖

私たちの身体は約 10 万種類のタンパク質でできています。そのすべてのタンパク質は20種類のアミノ酸から作られています。遺伝子とは遺伝情報の最小単位のことで、タンパク質を構成するアミノ酸の配列を示しています。したがって、遺伝子は私たちの身体を構成するタンパク質の設計図と言えます。細胞にあるレセプター(鍵穴)に、リガンド(鍵)が結びつくと、細胞核にある染色体(DNA)から遺伝情報(遺伝子)が呼び出されます。
その遺伝情報を元に体中から集められたアミノ酸を結合することで、タンパク質が作り出されます。タンパク質にはコラーゲンやヒアルロン酸、エラスチン等の肌を構成するものや、他の細胞に命令を伝達する因子や活性酸素を中和する SOD などの酵素も含まれます。さらに、細胞自体を分裂させたり、増殖させたりもします。これがターンオーバーを司っているのです。これら細胞の一連の動きを代謝といいます。

タンパク質の増殖

03 サイトカインと成長因子

細胞の代謝を司る代表的なリガンドはホルモンです。ホルモンは臓器や脳などの器官が別の器官に情報を伝達する物質で、とても大きな命令系統です。これとは別にもっと狭い範囲での命令系統があります。細胞間情報伝達物質とも呼ばれるサイトカインです。現在同定されているサイトカインは数 100種類ありますが、まだまだ解明の途上です。
このサイトカインの中で、細胞の成長や分裂を促すものが成長因子や増殖因子(グロースファクター) と分類しています。その他にも炎症に関するものをインターロイキン、免疫に関するものをインターフェロンなどと分類しています 。

【代表的な成長因子=グロースファクター】

04 ADSC-CM(幹細胞培養液)

細胞を活性化することで肌を再生する治療に用いられるのが、脂肪由来幹細胞培養液「ADSC-CM」です。「ADSC-CM」には、500 種類以上のタンパク質が入っており、そのタンパク質の中には 150 種類以上 * のサイトカインが入っています 。
サイトカインの中には、さまざまな種類の成長因子(グロースファクター)が豊富に含まれており、「ADSC-CM」は、しわ・改善防止/創傷治癒/ホワイトニング/発毛・増毛/抗酸化など、アンチエイジングに必要な機能を発揮します 。

幹細胞培養液「ADSC-CM」の性質と効果

05 ADSC-CM独自の培養技術

外部環境に敏感な幹細胞の培養は、量産技術の確立がとても困難でした。「ADSC-CM」は、幹細胞に対するストレスを極力少なくし、品質の向上と安定化を図るために生体内環境と類似した3次元培養システムを開発し、特許を出願しています。通常はシャーレの平面上で培養しますが、増殖時の植え継ぎストレスなどによって細胞が死滅したり、弱体化することで、成長因子などの生理活性成分の分泌が低下します。また手作業で行うことにより異物混入の原因にもなります。 「ADSC-CM」は幹細胞に負担の少ない 3 次元培養方式を確立したことで優れた細胞培養環境を実現し、品質の向上と品質の安定化を実現しています 。

ADSC-CM独自の培養技術

ADSC-CMの次世代スキンケア

ADSC-CMの次世代スキンケアの概要

再生美容の分野では「肌老化の根本原因 = 細胞の不活性」を改善することで肌を再生する療法が既に始まっています。 幹細胞培養液の成分は、肌の抗老化、肌組織再生、頭髪発毛、肌の美白などの多様な効果と、皮膚組織のヒアルロン酸、コラーゲン、エラスチンの再生を促進する高機能性生物素材です。この再生美容をスキンケアに応用したのが、幹細胞培養液「ADSC-CM」を配合したコスメです。「コスメシューティカル」(機能性化粧品)などとも言われています。

01 スキンケアの革命

従来のスキンケア=油分と水分を補う 初期のスキンケアは、表皮の油分、水分バランスを整えることが主な機能でした。天然成分を用いたへちま水や米糠などが代表されます。その後、石油化学由来成分の発展により、それまでの天然成分に置き換わって化学添加物が多く使われるようになり、使用感は格段に良くなりました。その反面、長期的には肌にダメージを与え、老化を早めていることが分かってきました。

従来のスキンケア=タンパク質を補う 次の世代のスキンケアは、シワの原因、タンパク質(コラーゲン、ヒアルロン酸、エラスチン)の減少に対して、これらを補給する機能を持たせました。鍵となる浸透技術の開発競争が盛んになり、即効性のあるコラーゲン配合商品などが登場しましたが、これも対処療法的な処置でしかありません。

次世代のアンチエイジングスキンケア=再生と防御 これからのスキンケアは、幹細胞サイエンスを基に、肌バランスを崩す根源の細胞の活性に着目し、弱くなった組織や崩壊した組織を再生し若々しい状態に戻します。同時に直接的な原因である酸化や糖化の防御を行います。 根本原因の解決 = 細胞活性化を図るのが、これからのスキンケアです。

01 スキンケアの革命

02 対処療法と根本治療

対処療法 これまでのスキンケアは、不足してしまった成分(コラーゲンやエラスチン、ヒアルロン酸等)を補おうとするものでした。減少したものを補うという対症的なもので、根本的な問題の解決にはなっていませんでした。

根本治療 「ADSC-CM」を配合したスキンケアでは、「細胞の不活性」という根本的な原因に着目しています。幹細胞に線維芽細胞を増産させ、線維芽細胞に丈夫なタンパク質を量産させる。表皮幹細胞に表皮細胞を量産させ、ターンオーバーを短縮することが根本原因の解決なのです。活性サイクルに入った細胞は自ら SOD(抗酸化酵素)や成長因子も増産し始めます。悪循環を断ち切り、持続的な活性サイクルに入ることで組織が再生し始めます。

02 対処療法と根本治療

02 対処療法と根本治療

04 幹細胞培養液と植物幹細胞

現在、「幹細胞コスメ」には大きく 2 通りあります。
植物の幹細胞を用いた「植物幹細胞」と、ヒトの幹細胞が作り出した「ヒト幹細胞培養液」です。

人間の身体は、およそ 10 万種類のタンパク質で出来ています。タンパク質は複数の種類のアミノ酸が結合して出来ていますが、アミノ酸の配列とともにその立体的な形状が重要な役割を果たしています。
細胞が活動することを代謝といい、細胞はサイトカインなどの情報伝達物質を受け取ることで代謝を始めます。細胞の表面には情報を受け取る鍵穴のようなものが数多く存在します。受容体(レセプター)と呼ばれるこの鍵穴は、鍵となる情報伝達物質が結びつくことで細胞内に命令を伝え、代謝を促します。命令を受け取った細胞は細胞内部で様々な化学変化を経て、最終的に細胞核の染色体(DNA)に格納された遺伝情報を呼び出します。
人体を構成しているのは、たった 20 種類のアミノ酸です。この 20 種類が遺伝情報に基づき様々な順序で結びつき、10 万種類ものタンパク質を作り出しているのです。コラーゲンや、ヒアルロン酸、エラスチンなど肌を構成するタンパク質も、このような細胞の代謝によって作り出されています。しかし、植物の細胞の命令系統と、ヒトの細胞の命令系統は全く異なります。ヒトの細胞に作用する成長因子は植物には存在しません 。「 植物幹細胞」の化粧品成分が市場に溢れていますが、植物の幹細胞由来の成分が、人の細胞に対してどのように作用するのかは、明らかではない点も多いのです。

代表的な植物由来幹細胞の原料