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JP7246066B2 - Three-dimensional cultured epidermis model and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、肌荒れやシワのような特定の肌の状態をレベルごとに再現した三次元培養表皮モデル及びその製造方法、ならびにその使用方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional cultured epidermis model that reproduces specific skin conditions such as rough skin and wrinkles for each level, a method for producing the same, and a method for using the same.

近年、細胞を立体的に培養して機能的な三次元組織を人工的に構築する技術は、臓器の代替や組織の再生といった再生医療のみならず、化粧品や医薬品の安全性や有効性の評価試験においても利用できるので盛んに研究・開発が行われている。例えば、人の皮膚の組織を模したモデルとして、培養表皮、培養真皮、これらを組み合わせた複合型培養皮膚が開発されている。これらの皮膚モデルは医療の現場においては熱傷や皮膚潰瘍における創傷閉鎖に用いられるほか、化粧品や医薬品の開発においては、皮膚に対する薬剤の有効性や刺激性を予測し評価するためのツールとして用いられている。 In recent years, the technology to artificially construct functional three-dimensional tissue by culturing cells in three dimensions has been used not only in regenerative medicine such as organ replacement and tissue regeneration, but also in evaluating the safety and efficacy of cosmetics and pharmaceuticals. Since it can also be used in tests, research and development are being actively carried out. For example, cultured epidermis, cultured dermis, and composite cultured skin combining these have been developed as models imitating human skin tissue. These skin models are used in the medical field for wound closure in burns and skin ulcers, and in the development of cosmetics and pharmaceuticals, they are used as tools for predicting and evaluating the efficacy and irritation of drugs on the skin. ing.

今日では、様々な種類の培養表皮(皮膚)モデルが市販されており、これらを利用することにより、皮膚刺激性試験や経皮吸収性試験などを実験動物を使用せずにin vitroで行うことが可能となっている。また、肌荒れや炎症といった皮膚の損傷状態を再現した傷害皮膚モデルも、化粧品や医薬品の有効性評価やスクリーニングを目的として開発されており、傷害手段としては、典型的には紫外線照射や化学的薬剤が用いられている。例えば、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)を含有する生理食塩水に浸漬することによって損傷を施した表皮類似構造物(特許文献1)、ケラチノサイト及び繊維芽細胞を含んで成る三次元皮膚モデルに一定の条件下でUVBを照射することで作製された不全角化及び/又は表皮増殖異常三次元皮膚モデル(特許文献2)、培養下で維持された表皮組織を単離して低湿下で乾燥させた角質シートから成る肌荒れ表皮モデル(特許文献3)、培養ケラチノサイトにカルシウム結合タンパクS100タンパク質ファミリーのS100AおよびS100A9を作用させることにより炎症性サイトカインを誘導して作製された、炎症誘導と過剰増殖を伴う皮膚疾患のin vitroモデル(特許文献4)などが提案されている。 Today, various types of cultured epidermis (skin) models are commercially available, and by using these, it is possible to conduct skin irritation tests and percutaneous absorption tests in vitro without using experimental animals. is possible. Injured skin models that reproduce skin damage conditions such as rough skin and inflammation have also been developed for the purpose of evaluating the efficacy and screening of cosmetics and pharmaceuticals. is used. For example, a three-dimensional skin model comprising an epidermis-like structure (Patent Document 1), keratinocytes and fibroblasts that has been damaged by immersion in a physiological saline solution containing SDS (sodium dodecyl sulfate) under certain conditions A parakeratosis and/or epidermal hyperplasia three-dimensional skin model (Patent Document 2) produced by irradiating UVB under the environment, and a horny sheet obtained by isolating the epidermal tissue maintained under culture and drying it under low humidity. A rough skin epidermis model (Patent Document 3) consisting of a skin disease accompanied by inflammation induction and hyperproliferation, which was produced by inducing inflammatory cytokines by allowing S100A and S100A9 of the calcium-binding protein S100 protein family to act on cultured keratinocytes. An in vitro model (Patent Document 4) and the like have been proposed.

しかしながら、上記のような方法で作製された傷害皮膚モデルは、紫外線照射の強さや化学薬剤の濃度の制御が難しく、またロット間の変動が大きいので、それらを用いた評価試験の精度は必ずしも高いといえるものではなかった。また、肌質は、かぶれやすい人、乾燥しやすい人、色素沈着が起こりやすい人など個人によって大きな差異があり、肌荒れ、色素沈着(シミ・ソバカス)、角質肥厚(ごわつき)といった肌の状態も、年齢、季節、環境によって変化する。例えば、低刺激性の化粧料であっても個人の肌質や状態によってはトラブルを招く可能性がある。よって、薬剤や化粧料の作用や効果を正確に確認するためにも、また、個人の肌の状態に適した薬剤や化粧料を提供するためにも、特定の肌の状態を正確に再現した表皮モデルの開発と運用が待たれている。 However, it is difficult to control the intensity of UV irradiation and the concentration of chemical agents in injured skin models prepared by the above method, and the variation between lots is large, so the accuracy of evaluation tests using them is not necessarily high. It was not something that could be said. In addition, there are large differences in skin quality among individuals, such as those who are prone to rashes, those who are prone to dryness, and those who are prone to pigmentation. It changes with age, season and environment. For example, even low-irritant cosmetics may cause troubles depending on individual skin quality and conditions. Therefore, in order to accurately confirm the actions and effects of medicines and cosmetics, and to provide medicines and cosmetics suitable for individual skin conditions, it is necessary to accurately reproduce specific skin conditions. The development and operation of epidermal models are awaited.

特開2008-26092号公報JP-A-2008-26092 特開2009-240271号公報JP 2009-240271 A 特開2010-172200号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-172200 WO2008/096868号公報WO2008/096868

従って、本発明は、上述した実情に鑑み、肌荒れやシワのような特定の肌の状態をレベルごとに正確に再現した三次元培養表皮モデルを提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to provide a three-dimensional cultured epidermis model that accurately reproduces specific skin conditions such as rough skin and wrinkles for each level.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、近年着目されている遺伝子を任意に編集できるゲノム編集技術を用いて改変した表皮角化細胞を原料とした三次元培養表皮を作製することにより、標的遺伝子とゲノム編集の種類に応じて様々な肌の状態を再現できること、また、原料にゲノム編集表皮角化細胞と正常の表皮角化細胞を混合して用い、その割合を任意に変更することにより、肌の状態をレベルごとに正確に再現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found a three-dimensional cultured epidermis made from epidermal keratinocytes modified using genome editing technology that can arbitrarily edit genes, which has been attracting attention in recent years. By creating , various skin conditions can be reproduced according to the type of target gene and genome editing. By arbitrarily changing the condition of the skin can be accurately reproduced for each level, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。
(1)ゲノム編集によって標的遺伝子が改変されたゲノム編集表皮角化細胞と、正常表皮角化細胞とを含む、三次元培養表皮モデル。
(2)前記ゲノム編集表皮角化細胞の細胞数と前記正常表皮角化細胞の細胞数を合わせた全細胞数に対し、前記ゲノム編集表皮角化細胞の占める細胞数の割合が5%以上である、(1)に記載の三次元培養表皮モデル。
(3)前記標的遺伝子が、皮膚バリア機能に関連する遺伝子である、(1)又は(2)に記載の三次元培養表皮モデル。
(4)以下の工程を含む三次元培養表皮モデルの製造方法。
(a)表皮角化細胞の標的遺伝子をゲノム編集により改変してゲノム編集表皮角化細胞を作製する工程
(b)工程(a)で作製したゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞を任意の割合で混合する工程
(c)工程(b)で得られた細胞混合物を三次元培養する工程
(5)前記表皮角化細胞が、不死化細胞である、(4)に記載の製造方法。
(6)前記標的遺伝子が、皮膚バリア機能に関連する遺伝子である、(4)又は(5)に記載の製造方法。
(7)前記ゲノム編集が、CRISPR-Cas9によって行われる、(4)~(6)のいずれかに記載の製造方法。
(8)前記標的遺伝子の改変が、欠失、挿入、又は置換である、(4)~(7)のいずれかに記載の製造方法。
(9)(1)~(3)のいずれかに記載の三次元培養表皮モデルに被験物質を接触させ、該モデルの表皮角化細胞の変化を測定することを特徴とする、該被験物質の有効性又は安全性を評価する方法。
(10)(1)~(3)のいずれかに記載の三次元培養表皮モデルに被験物質を接触させ、該モデルの表皮角化細胞の変化を測定することを特徴とする、表皮機能の改善物質をスクリーニングする方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
(1) A three-dimensional cultured epidermal model containing genome-edited epidermal keratinocytes whose target genes have been modified by genome editing and normal epidermal keratinocytes.
(2) The ratio of the number of cells occupied by the genome-edited epidermal keratinocytes to the total cell number of the genome-edited epidermal keratinocytes and the normal epidermal keratinocytes is 5% or more. The three-dimensional cultured epidermis model according to (1).
(3) The three-dimensional cultured epidermis model according to (1) or (2), wherein the target gene is a gene associated with skin barrier function.
(4) A method for producing a three-dimensional cultured epidermis model including the following steps.
(a) A step of modifying the target gene of epidermal keratinocytes by genome editing to produce genome-edited epidermal keratinocytes
(b) step of mixing the genome-edited epidermal keratinocytes prepared in step (a) and normal epidermal keratinocytes in an arbitrary ratio
(c) the step of three-dimensionally culturing the cell mixture obtained in step (b); (5) the production method according to (4), wherein the epidermal keratinocytes are immortalized cells;
(6) The production method according to (4) or (5), wherein the target gene is a gene associated with skin barrier function.
(7) The production method according to any one of (4) to (6), wherein the genome editing is performed by CRISPR-Cas9.
(8) The production method according to any one of (4) to (7), wherein the modification of the target gene is deletion, insertion or substitution.
(9) The test substance is brought into contact with the three-dimensional cultured epidermis model according to any one of (1) to (3), and changes in epidermal keratinocytes of the model are measured. A method for evaluating efficacy or safety.
(10) Improvement of epidermal function, characterized by bringing a test substance into contact with the three-dimensional cultured epidermis model according to any one of (1) to (3), and measuring changes in epidermal keratinocytes in the model. Methods of screening substances.

本発明によれば、肌荒れやシワのような特定の肌の状態をレベルごとに再現し、かつロット間でのバラつきのない三次元培養表皮モデルが提供される。よって、本発明の三次元培養表皮モデルは、皮膚刺激性試験や皮膚のターンオーバーの促進物質などの評価試験において、再現性かつ信頼性のある評価結果が得られる。 According to the present invention, there is provided a three-dimensional cultured epidermis model that reproduces specific skin conditions such as rough skin and wrinkles for each level and that does not vary between lots. Therefore, the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention can provide reproducible and reliable evaluation results in skin irritation tests and evaluation tests of substances that promote skin turnover.

図1は、全細胞に対するゲノム編集細胞の割合を変更して作製した任意の肌荒れレベルの培養表皮モデルの染色像を示す。FIG. 1 shows stained images of cultured epidermis models with arbitrary levels of rough skin prepared by changing the ratio of genome-edited cells to all cells.

1.三次元培養表皮モデル及びその製造方法
本発明の三次元培養表皮モデルは、ゲノム編集によって標的遺伝子が改変されたゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞とを含むことを特徴とする。本発明において、「ゲノム編集表皮角化細胞」とは、表皮角化細胞のゲノム上の標的遺伝子をゲノム編集によって遺伝子改変を行った表皮角化細胞をいい、遺伝子改変としては、欠失(完全欠失及び部分欠失を含む)、挿入(外来遺伝子の挿入を含む)、置換等が挙げられる。また、本発明において、「正常表皮角化細胞」とは、上記のようなゲノム編集を行っていない表皮角化細胞をいう。
1. 3. Three-dimensional cultured epidermis model and method for producing same The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention is characterized by comprising genome-edited epidermal keratinocytes whose target genes have been modified by genome editing and normal epidermal keratinocytes. In the present invention, the term "genome-edited epidermal keratinocytes" refers to epidermal keratinocytes in which target genes on the genome of epidermal keratinocytes have been genetically modified by genome editing. (including deletion and partial deletion), insertion (including insertion of a foreign gene), substitution, and the like. Moreover, in the present invention, the term “normal epidermal keratinocytes” refers to epidermal keratinocytes that have not undergone genome editing as described above.

ゲノム編集とは、ゲノムDNAの特定部位を切断できる人工酵素を用いて任意のDNAの塩基配列に二本鎖切断(Double Strand Break:DSB)を導入し、切断されたDNAの修復機構(相同組換え(homologous recombination:HR)又は非相同末端連結(non-homologous end jointing:NHEJ)の過程で標的遺伝子を改変する技術である。本発明の三次元培養表皮モデルは、このようなゲノム編集によって標的遺伝子が改変されたゲノム編集表皮角化細胞を、培養表皮を構成する全細胞に対して任意の割合で含有するものであり、標的遺伝子の種類、改変の種類に対応した様々な肌状態を再現し、かつ、上記割合を変更することによって任意に肌状態のレベルを制御することを可能とするものである。本発明の三次元培養表皮モデルはまた、ロット間のバラつきもなく、実際のヒト表皮に近い表皮角化細胞が重層化した構造を有することを特徴とする。 Genome editing introduces a double strand break (DSB) into any DNA base sequence using an artificial enzyme that can cleave a specific site in the genomic DNA, and the repair mechanism (homologous group) of the cleaved DNA Recombination (homologous recombination (HR) or non-homologous end jointing (NHEJ) technology to modify the target gene in the process. The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention is targeted by such genome editing It contains gene-edited epidermal keratinocytes in an arbitrary ratio to the total cells that make up the cultured epidermis, and reproduces various skin conditions corresponding to the type of target gene and the type of modification. By changing the ratio, the skin condition level can be arbitrarily controlled. It is characterized by having a stratified structure of epidermal keratinocytes near the epidermis.

本発明の三次元培養表皮モデルにおいて、ゲノム編集表皮角化細胞の細胞数と正常表皮角化細胞の細胞数を合わせた全細胞数に対し、ゲノム編集表皮角化細胞の占める細胞数の割合は5%以上であればよく、100%未満の範囲で、例えば、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%等とすることができる。 In the three-dimensional cultured epidermal model of the present invention, the ratio of the number of genome-edited epidermal keratinocytes to the total number of cells, which is the sum of the number of genome-edited epidermal keratinocytes and the number of normal epidermal keratinocytes, is It may be 5% or more, and in the range of less than 100%, for example, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, It can be 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, and the like.

本発明において、ゲノム編集により改変される標的遺伝子としては、表皮角化細胞(ケラチノサイト)において発現し、特定の肌の状態に関連する遺伝子であれば特に制限はされない。また、上記標的遺伝子には、表皮角化細胞(ケラチノサイト)以外の表皮内の他の細胞(メラノサイト等)や、表皮や皮膚全体の機能(弾力性、水分の保持等)に影響を及ぼす基底膜や真皮内の細胞において発現する遺伝子であって、特定の肌の状態に関連する遺伝子をも含むものとする。本発明において、「肌の状態」とは、バリア機能、しわ、たるみ、炎症、色素沈着(シミ・そばかす)、乾燥、皮脂量、毛穴の開き、きめの粗さなどを指す。標的遺伝子としては、例えば、下記の遺伝子が挙げられ、これらの1種であってもよく、2種以上であってもよい。ゲノム編集では、複数の遺伝子を同時に改変することが可能である。 In the present invention, target genes to be modified by genome editing are not particularly limited as long as they are expressed in epidermal keratinocytes (keratinocytes) and are associated with specific skin conditions. In addition, the above target genes include other cells (melanocytes, etc.) in the epidermis other than epidermal keratinocytes (keratinocytes), and basement membrane cells that affect the functions of the epidermis and the entire skin (elasticity, water retention, etc.). Also included are genes expressed in cells within the skin and dermis that are associated with specific skin conditions. In the present invention, "skin condition" refers to barrier function, wrinkles, sagging, inflammation, pigmentation (spots and freckles), dryness, sebum content, open pores, roughness of texture, and the like. Target genes include, for example, the following genes, and one or more of these may be used. Genome editing makes it possible to modify multiple genes simultaneously.

<皮膚バリア機能に関連する遺伝子>
フィラグリン(FLG):NM_002016.1
インボルクリン(IVL):NM_005547.3
ロリクリン(LOR):NM_000427.2
トランスグルタミナーゼ-2(TGM2):NM_001323316.1
タイトジャンクションタンパク-1(TJP1):NM_001301025.2
クローディン1(CLDN1):NM_021101.4
オクルディン(OCLN):NM_001205254.2
アクアポリン1(AQP1):NM_001329872.1
アクアポリン3(AQP3):NM_001318144.1
3-ケトジヒドロスフィンゴシンレダクターゼ(KDSR):NM_002035.4
セラミド合成酵素-1(CERS1):NM_001290265.1
セラミド合成酵素-3(CERS3):NM_001290341.2
セラミド合成酵素-6(CERS6):NM_001256126.1
スフィンゴシン1-リン酸ホスファターゼ(SGPP2):NM_001320833.1
アルカリセラミダーゼ1(ACER1):NM_133492.2
カスパーゼ14(CASP14):NM_012114.3
small proline-rich proteins 1A(SPRR1A):NM_001199828.1
<Genes related to skin barrier function>
Filaggrin (FLG): NM_002016.1
Involucrin (IVL): NM_005547.3
Loricrin (LOR): NM_000427.2
Transglutaminase-2 (TGM2): NM_001323316.1
tight junction protein-1 (TJP1): NM_001301025.2
Claudin 1 (CLDN1): NM_021101.4
Occludin (OCLN): NM_001205254.2
Aquaporin 1 (AQP1): NM_001329872.1
Aquaporin 3 (AQP3): NM_001318144.1
3-ketodihydrosphingosine reductase (KDSR): NM_002035.4
Ceramide synthase-1 (CERS1): NM_001290265.1
Ceramide synthase-3 (CERS3): NM_001290341.2
Ceramide synthase-6 (CERS6): NM_001256126.1
Sphingosine 1-phosphate phosphatase (SGPP2): NM_001320833.1
Alkaline ceramidase 1 (ACER1): NM_133492.2
Caspase 14 (CASP14): NM_012114.3
small proline-rich proteins 1A (SPRR1A): NM_001199828.1

<シワ・たるみに関連する遺伝子>
I型コラーゲンα1(COL1A1):NM_000088.3
III型コラーゲンα1(COL3A1): NM_000090.3
ヒアルロン酸合成酵素-1(HAS1):NM_001297436.1
エラスチン(ELN):NM_000501.3
マトリックスメタロプロテイナーゼ-1(MMP1):NM_001145938.1
ヒアルロニダーゼ3(HYAL3): NM_001200029.1
ガレクチン9(galectin 9): NM_001330163.1
<Genes related to wrinkles and sagging>
Type I collagen α1 (COL1A1): NM_000088.3
Type III collagen α1 (COL3A1): NM_000090.3
Hyaluronic acid synthase-1 (HAS1): NM_001297436.1
Elastin (ELN): NM_000501.3
Matrix metalloproteinase-1 (MMP1): NM_001145938.1
Hyaluronidase 3 (HYAL3): NM_001200029.1
Galectin 9: NM_001330163.1

<老化及び酸化ストレスに関連する遺伝子>
サーチュイン(SIRT):NM_001142498.1
kelch like ECH associated protein 1(KEAP1):NM_012289.3
ラミンA(LMNA):NM_001257374.2
ATMセリン/トレオニン蛋白質キナーゼ(ATM):NM_000051.3
ATRセリン/トレオニン蛋白質キナーゼ(ATR):NM_001184.4
WRN:NM_000553.5
テロメラーゼ逆転写酵素(TERT):NM_001193376.1
カタラーゼ(CAT):NM_001752.3
ラミニンα3(LAMA3):NM_000227.4
ラミニンβ3(LAMB3):NM_000228.2
ラミニンγ2(LAMC2):NM_005562.2
IV型コラーゲンα1(COL4A1):NM_001303110.1
V型コラーゲンα1(COL5A1):NM_000093.4
インテグリンβ1(ITGB1):NM_002211.3
tumor protein p53 (TP53):NM_000546.5
サイクリン依存キナーゼ阻害タンパク質1A(CDKN1A):NM_000389.4
サイクリン依存性キナーゼ阻害2A(CDKN2A):NM_000077.4)
スーパーオキシドディスムターゼ-2(SOD2):NM_000636.4
グルタチオンペルオキシダーゼ1(GPX1):NM_000581.4
<Genes associated with aging and oxidative stress>
Sirtuin (SIRT): NM_001142498.1
kelch-like ECH associated protein 1 (KEAP1): NM_012289.3
Lamin A (LMNA): NM_001257374.2
ATM Serine/Threonine Protein Kinase (ATM): NM_000051.3
ATR Serine/Threonine Protein Kinase (ATR): NM_001184.4
WRN: NM_000553.5
Telomerase reverse transcriptase (TERT): NM_001193376.1
Catalase (CAT): NM_001752.3
Laminin α3 (LAMA3): NM_000227.4
Laminin β3 (LAMB3): NM_000228.2
Laminin γ2 (LAMC2): NM_005562.2
Type IV collagen α1 (COL4A1): NM_001303110.1
Type V collagen α1 (COL5A1): NM_000093.4
Integrin β1 (ITGB1): NM_002211.3
tumor protein p53 (TP53): NM_000546.5
Cyclin dependent kinase inhibitory protein 1A (CDKN1A): NM_000389.4
Cyclin-dependent kinase inhibition 2A (CDKN2A): NM_000077.4)
Superoxide dismutase-2 (SOD2): NM_000636.4
Glutathione peroxidase 1 (GPX1): NM_000581.4

<シミやソバカスに関連する遺伝子>
ドーパクロムトートメラーゼ(DCT):NM_001129889.2
Ras-related protein Rab-27A(RAB27A):NM_004580.4
Wnt family member 1(WNT1):NM_005430.3
小眼球症関連転写因子(MITF):NM_000248.3
チロシナーゼ関連タンパク-1(TYRP1): NM_000550.2
チロシナーゼ(TYR):NM_000372.4
<Genes related to age spots and freckles>
Dopachrome tautomerase (DCT): NM_001129889.2
Ras-related protein Rab-27A (RAB27A): NM_004580.4
Wnt family member 1 (WNT1): NM_005430.3
Microphthalmia-associated transcription factor (MITF): NM_000248.3
Tyrosinase-related protein-1 (TYRP1): NM_000550.2
Tyrosinase (TYR): NM_000372.4

<毛穴肥大・脂性肌に関連する遺伝子>
ステロイド-5α-リダクターゼ-1(SRD5A1):NM_001047.4
ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ(PPARG):NM_001330615.1
fatty acid binding protein 2(FABP2):NM_000134.3
<Genes related to enlarged pores and oily skin>
Steroid-5α-reductase-1 (SRD5A1): NM_001047.4
Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG): NM_001330615.1
fatty acid binding protein 2 (FABP2): NM_000134.3

本発明の三次元培養表皮モデルの製造方法は、(a)表皮角化細胞の標的遺伝子をゲノム編集により改変してゲノム編集表皮角化細胞を作製する工程、(b)工程(a)で作製したゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞を任意の割合で混合する工程、及び(c)工程(b)の細胞混合物を三次元培養する工程を含む。以下、本発明の三次元培養表皮モデルの製造方法について工程順に説明する。 The method for producing a three-dimensional cultured epidermis model of the present invention includes (a) a step of modifying a target gene of epidermal keratinocytes by genome editing to produce genome-edited epidermal keratinocytes, and (b) produced in step (a). and (c) three-dimensionally culturing the cell mixture of step (b). Hereinafter, the method for producing the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention will be described in order of steps.

工程(a):
工程(a)では、表皮角化細胞の標的遺伝子をゲノム編集により改変する。本発明において使用する表皮角化細胞は、継代を重ねても増殖能と分化能を失わず、細胞老化のない不死化表皮細胞であることが好ましい。不死化表皮角化細胞は、ヒト等の皮膚組織より分離された表皮角化細胞に、不死化遺伝子を導入した細胞を適当な培地中で継代培養することによって樹立することができる。ここで「不死化遺伝子」とは、細胞を不死化し、無限増殖能を獲得させる遺伝子をいい、表皮角化細胞などの上皮細胞の培養細胞を不死化させ、かつ細胞死を誘導しない遺伝子であれば特に限定はされない。また、不死化遺伝子は、外因性遺伝子であり、細胞外から新たに導入される不死化遺伝子を意味する。さらに、不死化遺伝子は、ヒト以外に由来する不死化遺伝子であってもよく、標的細胞内で発現可能な形態に改変された不死化遺伝子であってもよい。本発明において用いる不死化遺伝子としては、例えば、テロメラーゼ逆転写酵素(TERT)遺伝子、テロメラーゼの発現又は活性を調節する遺伝子(例えば、Myc遺伝子、Ras遺伝子等)、ウイルス遺伝子(SV40T、HPV E6-E7、EBV等)が挙げられるが、テロメラーゼ逆転写酵素(TERT)遺伝子が好ましく、ヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)遺伝子がより好ましい。本発明において使用される表皮角化細胞の由来としては、哺乳動物であれば特に限定はされず、例えば、ヒト、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ、イヌ、ネコ、ブタ、ウシ、ウマ等が挙げられるが、ヒトであることが好ましい。
Step (a):
In step (a), target genes of epidermal keratinocytes are modified by genome editing. The epidermal keratinocytes used in the present invention are preferably immortalized epidermal cells that do not lose their proliferative ability and differentiation ability even after repeated passages and do not undergo cell senescence. Immortalized epidermal keratinocytes can be established by subculturing epidermal keratinocytes isolated from skin tissue of humans or the like, into which an immortalization gene has been introduced, in an appropriate medium. Here, the term "immortalizing gene" refers to a gene that immortalizes cells and acquires the ability to proliferate infinitely, even if it is a gene that immortalizes cultured epithelial cells such as epidermal keratinocytes and does not induce cell death. is not particularly limited. An immortalizing gene is an exogenous gene and means an immortalizing gene newly introduced from outside the cell. Furthermore, the immortalizing gene may be a non-human-derived immortalizing gene, or an immortalizing gene modified to be expressible in target cells. Examples of immortalizing genes used in the present invention include telomerase reverse transcriptase (TERT) gene, genes regulating telomerase expression or activity (e.g., Myc gene, Ras gene, etc.), viral genes (SV40T, HPV E6-E7 , EBV, etc.), preferably the telomerase reverse transcriptase (TERT) gene, more preferably the human telomerase reverse transcriptase (hTERT) gene. The origin of the epidermal keratinocytes used in the present invention is not particularly limited as long as it is a mammal, and examples include humans, mice, rats, guinea pigs, hamsters, rabbits, dogs, cats, pigs, cows, and horses. but preferably human.

また、不死化遺伝子に加えて、細胞周期の移行促進因子をコードする遺伝子をさらに導入することが好ましい。細胞周期の移行促進因子(細胞周期の正の調節因子)としては、
細胞周期のG1からS期への進行に関与するサイクリン依存性キナーゼ(Cyclin-Dependent Kinase:CDK)とその結合パートナーであるサイクリン(Cyclin:CCN)が挙げられる。サイクリン依存性キナーゼ(CDK)とサイクリン(CCN)は、いずれか一方であっても両方であってもよい。本発明において用いるサイクリン依存性キナーゼ(CDK)としては、CDK1、CDK2、CDK3、CDK4、CDK6及びCDK7が挙げられ、これらの中でもCDK4及びCDK6が好ましく、CDK4がより好ましい。また、サイクリン(CCN)としては、上記CDKと結合して活性化できるものであればよく、例えばD型サイクリン(CCND1,CCND2,CCND3)が挙げられる。本発明において用いるCDK遺伝子及び/又はCCN遺伝子のヌクレオチド配列の情報は、NCBIデータベースから入手可能である。また、CDK遺伝子及び/又はCCN遺伝子は、好ましくは哺乳動物由来であることが好ましく、ヒト由来であることがより好ましい。
In addition to the immortalizing gene, it is preferable to further introduce a gene encoding a cell cycle transition promoting factor. As a cell cycle transition promoting factor (positive regulator of the cell cycle),
Cyclin-Dependent Kinase (CDK) involved in cell cycle progression from G1 to S phase and its binding partner Cyclin (CCN). Cyclin dependent kinase (CDK) and cyclin (CCN) can be either one or both. Cyclin-dependent kinases (CDKs) used in the present invention include CDK1, CDK2, CDK3, CDK4, CDK6 and CDK7, among which CDK4 and CDK6 are preferred, and CDK4 is more preferred. Cyclins (CCNs) may be those that can bind to and activate the above CDKs, such as D-type cyclins (CCND1, CCND2, CCND3). Nucleotide sequence information for CDK genes and/or CCN genes used in the present invention is available from the NCBI database. In addition, the CDK gene and/or the CCN gene are preferably derived from mammals, more preferably from humans.

上記の不死化遺伝子や細胞周期の移行促進因子をコードする遺伝子を表皮角化細胞に導入する方法は、一般に遺伝子導入に用いられている方法であれば限定はされないが、例えば、ウイルスベクターを用いる方法、リポフェクション法、リン酸カルシウム共沈法、エレクトロポレーション法などが挙げられるが、ウイルスベクターを用いる方法が好ましい。ウイルスベクターとしては、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、アデノウイルスベクター等が挙げられる。 The method for introducing the immortalizing gene or the gene encoding the cell cycle transition-enhancing factor into epidermal keratinocytes is not limited as long as it is a method generally used for gene introduction. For example, a virus vector is used. Methods include the lipofection method, calcium phosphate coprecipitation method, electroporation method, and the like, but the method using a viral vector is preferred. Viral vectors include lentiviral vectors, retroviral vectors, adeno-associated virus (AAV) vectors, adenoviral vectors and the like.

本発明において、表皮角化細胞の標的遺伝子の改変は、当該標的遺伝子座のゲノム編集によって行う。ゲノム編集は、DNA二本鎖の切断とその修復のエラーを利用して遺伝子改変を行う技術であり、DNA二本鎖を切断できるヌクレアーゼ、前記ヌクレアーゼと結合又は複合体化するDNA認識成分を使用する。このようなゲノム編集技術としては、例えば、CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat)-Cas9、TALEN(transcription activator-like effector nuclease)、ZFN(zinc-finger nuclease)などが挙げられるが、標的配列の設計の容易性や効率の観点から、CRISPR-Cas9を用いるのが好ましい。これらの技術に基づくゲノム編集のためのキットは市販されており、例えばThermo Fisher Scientific社、ORIGENE社、クロンテック社などから購入することができる。 In the present invention, modification of the target gene of epidermal keratinocytes is performed by genome editing of the target locus. Genome editing is a technology to modify genes by utilizing DNA double-strand breaks and repair errors, and uses a nuclease that can break DNA double-strands and a DNA recognition component that binds or complexes with the nuclease. do. Examples of such genome editing techniques include CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat)-Cas9, TALEN (transcription activator-like effector nuclease), ZFN (zinc-finger nuclease), etc. However, the design of the target sequence CRISPR-Cas9 is preferably used from the viewpoint of the ease and efficiency of the method. Genome editing kits based on these technologies are commercially available and can be purchased from, for example, Thermo Fisher Scientific, ORIGENE, Clontech, and the like.

CRISPR-Cas9では、ゲノム上のPAM配列(NGG)に隣接する標的の塩基配列に相補的な塩基配列を有するガイドRNA(gRNA)と、Cas9ヌクレアーゼとを使用して標的DNA配列に二本鎖切断(DSB)を導入する。ガイドRNA(gRNA)の配列は、オンラインCRISPR ガイドRNAデザインツール(https://apps.thermofisher.com/apps/crispr/index.html#/search)、Thermo社のInvitrogen(登録商標)GeneArt(登録商標)CRISPR Search and Design Toolなどの公知のガイドRNAの設計ツールを用いて設計することができる。 In CRISPR-Cas9, a guide RNA (gRNA) having a base sequence complementary to the target base sequence adjacent to the PAM sequence (NGG) on the genome and a Cas9 nuclease are used to induce double-strand cleavage in the target DNA sequence. (DSB). Guide RNA (gRNA) sequences were generated using the online CRISPR guide RNA design tool (https://apps.thermofisher.com/apps/crispr/index.html#/search), Thermo's Invitrogen® GeneArt® ) can be designed using a known guide RNA design tool such as CRISPR Search and Design Tool.

二本鎖切断導入後、非相同性末端結合(NHEJ)経路の修復では、塩基の欠失や挿入などの変異に基づくフレームシフト、終止コドンの誘発により、遺伝子機能の破壊(ノックアウト)を誘導させることができる。また、相同組換え(HR)経路の修復では、ドナーベクターを共導入することによって、切断部分に別の遺伝子の導入(ノックイン)やSNPsの置換を行うことができる。 After introduction of a double-strand break, repair of the non-homologous end joining (NHEJ) pathway induces disruption of gene function (knockout) by inducing frameshifts and stop codons based on mutations such as base deletions and insertions. be able to. In addition, in repairing the homologous recombination (HR) pathway, it is possible to introduce another gene (knock-in) or replace SNPs at the cut site by co-introducing a donor vector.

本発明においては、特定の肌の状態を再現するために、前記標的遺伝子の機能を欠損させる、不活性化させる、発現を増強させるなどのゲノム編集を行う。例えば、皮膚バリア機能を担う遺伝子であるフィラグリン遺伝子の機能の全部又は一部を破壊(ノックアウト)するゲノム編集を行うことより、肌荒れ状態を再現した培養表皮モデルを作製することができる。またシワ形成遺伝子であるマトリックスメタロプロテイナーゼ-1(MMP1)遺伝子の発現を増加させるゲノム編集(例えば当該遺伝子の転写活性化因子や強力なプロモーターの発現量を増加させる編集)を行うことにより、シワ状態を再現した培養表皮モデルを作製することができる。 In the present invention, in order to reproduce a specific skin condition, genome editing is carried out to delete, inactivate, or enhance the expression of the target gene. For example, a cultured epidermis model that reproduces a rough skin condition can be produced by performing genome editing that disrupts (knocks out) all or part of the function of the filaggrin gene, which is a gene responsible for skin barrier function. In addition, by performing genome editing that increases the expression of the matrix metalloproteinase-1 (MMP1) gene, which is a wrinkle-forming gene (for example, editing that increases the expression level of the transcriptional activator or strong promoter of the gene), the wrinkle state can be improved. It is possible to create a cultured epidermis model that reproduces the

工程(b):
工程(b)では、工程(a)で作製したゲノム編集表皮角化細胞と正常細胞とを任意の割合で混合する。ゲノム編集表皮角化細胞と正常細胞の混合比は、特に限定はされず、例えば、最終的に得られる培養表皮で再現したい肌の状態のレベルに応じて、適宜選択することができ、細胞数で99:1~1:99の範囲とすることができる。
Step (b):
In step (b), the genome-edited epidermal keratinocytes prepared in step (a) and normal cells are mixed at an arbitrary ratio. The mixing ratio of genome-edited epidermal keratinocytes and normal cells is not particularly limited. can range from 99:1 to 1:99.

工程(c):
次に、工程(c)では、ゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞の細胞混合物(以下、「細胞混合物」という)を用いて三次元培養を行う。三次元培養は、表皮角化細胞(ケラチノサイト)を空気暴露により重層化させ皮膚を再構成させるという、当分野で一般的に用いられている下記の三次元培養皮膚の作製方法に従って行うことができる。
Step (c):
Next, in step (c), three-dimensional culture is performed using a cell mixture of genome-edited epidermal keratinocytes and normal epidermal keratinocytes (hereinafter referred to as "cell mixture"). Three-dimensional culture can be carried out according to the following three-dimensional cultured skin preparation method generally used in the art, in which epidermal keratinocytes (keratinocytes) are stratified by exposure to air to reconstruct the skin. .

三次元培養皮膚の作製は、細胞の増殖培養工程と分化誘導工程からなる。増殖培養工程においては、細胞混合物を、培養インサート等の培養容器内で底面にコンフルエントになるまで増殖培養させる。具体的には、細胞混合物を細胞増殖用培地に分散し、この細胞分散液を、液透過性膜を底面に有する培養インサートに播種し、培養インサートの外部も同じ細胞増殖用培地で満たして、液透過性膜上の細胞混合物が細胞増殖用培地中に浸漬した状態で培養する。液透過性膜によって、培養インサートの内部と外部とは培地が透過可能なように連通している状態が維持される。ここで、細胞培養インサートに添加する細胞混合物の細胞数は、特に限定されないが、通常15×10~120×10細胞/cmが好ましく、30×10~90×10細胞/cmがより好ましい。 The production of three-dimensional cultured skin consists of a cell proliferation culture step and a differentiation induction step. In the growth culture step, the cell mixture is grown and cultured in a culture vessel such as a culture insert until the bottom becomes confluent. Specifically, the cell mixture is dispersed in a cell growth medium, the cell dispersion is seeded in a culture insert having a liquid-permeable membrane on the bottom, and the outside of the culture insert is also filled with the same cell growth medium, The cell mixture on the liquid-permeable membrane is cultured while immersed in a cell growth medium. The liquid-permeable membrane maintains medium-permeable communication between the interior and exterior of the culture insert. Here, the number of cells in the cell mixture added to the cell culture insert is not particularly limited, but is usually preferably 15×10 4 to 120×10 4 cells/cm 2 , and preferably 30×10 4 to 90×10 4 cells/cm 2 . 2 is more preferred.

培養インサートの液透過性膜は、細胞混合物が接着又は固定され、その上で細胞混合物が増殖でき、支持体となりうるものであれば、特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等の膜が挙げられる。また、当該膜にコラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン等の細胞外マトリックスやポリL-リジン等の細胞の接着を補助するものをコーティングしてもよい。 The liquid-permeable membrane of the culture insert is not particularly limited as long as the cell mixture can be adhered or fixed, the cell mixture can grow on it, and it can serve as a support. Examples include polycarbonate, polyethylene terephthalate, polystyrene, and the like. membranes. In addition, the membrane may be coated with an extracellular matrix such as collagen, laminin or fibronectin, or a substance that assists cell adhesion such as poly-L-lysine.

さらに、支持体として培養インサートを用いる他に、コラーゲンゲル、コラーゲンスポンジもしくは上皮や線維芽細胞が除去された無細胞化真皮を用いてもよい。これらを支持体として用いる場合には、適宜線維芽細胞を組み込んでもよい。また、これらの支持体には支持体表面にガラスリングを設置し、その中に細胞混合物の懸濁液を添加するのが好ましい。 Furthermore, in addition to using a culture insert as a support, collagen gel, collagen sponge, or acellular dermis from which epithelium and fibroblasts have been removed may be used. When these are used as supports, fibroblasts may be incorporated as appropriate. These supports are also preferably provided with a glass ring on the surface of the support into which the suspension of the cell mixture is added.

増殖培養は、例えば1~6日間、好ましくは2~4日間行う。また、この間、培地を適宜交換してもよい。培養インサートにおいて増殖した細胞混合物がコンフルエントの状態にあるかどうかは、CnT-ST-100 stain kit (CELLn TEC社製)等の細胞染色試薬により確認することができる。また、培養インサート内の培養液の液面が、培養インサート外の培養液の液面よりも高くなったときに、細胞混合物がコンフルエントになったと判断することもできる。 Proliferation culture is performed, for example, for 1 to 6 days, preferably 2 to 4 days. In addition, during this period, the medium may be exchanged as appropriate. Whether or not the mixture of cells grown in the culture insert is confluent can be confirmed using a cell staining reagent such as CnT-ST-100 stain kit (manufactured by CELLn TEC). It can also be determined that the cell mixture has become confluent when the liquid level of the culture solution inside the culture insert is higher than the liquid level of the culture solution outside the culture insert.

次に、分化誘導工程では、培養インサートの内部及び外部の培地を細胞増殖用培地から細胞分化用培地に変更し、当該培地にて細胞混合物を6~48時間程度浸漬培養した後、培養インサートの内部及び外部のすべての培地をアスピレーターで除去し、インサート外部に細胞分化用培地を添加し、培養インサート内部の細胞混合物は空気(大気)に暴露し、5~12日間培養して、重層化した表皮角化細胞に分化誘導する。 Next, in the differentiation induction step, the medium inside and outside the culture insert is changed from the cell growth medium to the cell differentiation medium, and the cell mixture is immersed and cultured in the medium for about 6 to 48 hours. All media inside and outside were removed with an aspirator, cell differentiation medium was added to the outside of the insert, and the cell mixture inside the culture insert was exposed to air (atmosphere), cultured for 5 to 12 days, and layered. Induce differentiation into epidermal keratinocytes.

上記の細胞増殖用培地としては、例えば、表皮角化細胞の増殖や継代培養に適した基本培地であれば、特に限定はされないが、無血清・低カルシウム濃度の基本培地であることが好ましく、例えば、Keratinocyte-SFM(Thermo Fisher Scientific社製)、MCDB153培地(Sigma社製)、Humedia-KG2(クラボウ社製)、正常ヒトケラチノサイト用無血清培地(DSファーマバイオメディカル社製)等の市販の培地を使用すればよい。上記培地には、増殖因子としてケラチノサイト増殖因子(KGF)、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、白血球遊走阻止因子(LIF)、Stem Cell Factor (SCF)等が含有されていてもよい。また、増殖速度を増大させるために、必要に応じて、上皮細胞増殖因子(EGF)、腫瘍壊死因子(TNF)、ビタミン類、インターロイキン類、インスリン、トランスフェリン、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コラーゲン、ウシ血清アルブミン(BSA)、L-グルタミン、フィブロネクチン、プロゲステロン、セレナイト、B27-サプリメント、N2-サプリメント、ITS-サプリメントが含有されてもよい。また、必要に応じて、抗生物質を添加してもよい。細胞増殖用培地のカルシウム濃度は、約0.03~0.15mMが好ましい。 The cell growth medium is not particularly limited as long as it is a basal medium suitable for epidermal keratinocyte proliferation and subculture, but is preferably a serum-free, low-calcium concentration basal medium. , For example, commercially available Keratinocyte-SFM (manufactured by Thermo Fisher Scientific), MCDB153 medium (manufactured by Sigma), Humedia-KG2 (manufactured by Kurabo), serum-free medium for normal human keratinocytes (manufactured by DS Pharma Biomedical), etc. A culture medium may be used. The above medium may contain growth factors such as keratinocyte growth factor (KGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), leukocyte migration inhibitory factor (LIF), stem cell factor (SCF), and the like. Epidermal growth factor (EGF), tumor necrosis factor (TNF), vitamins, interleukins, insulin, transferrin, heparin, heparan sulfate, collagen, bovine serum, as needed to increase proliferation rate. Albumin (BSA), L-glutamine, fibronectin, progesterone, selenite, B27-supplements, N2-supplements, ITS-supplements may be included. Moreover, you may add an antibiotic as needed. The calcium concentration of the cell growth medium is preferably about 0.03-0.15 mM.

上記の細胞分化用培地としては、表皮角化細胞の分化誘導に適した基本培地であれば、特に限定はされないが、CnT-Prime 3D Barrier Culture Medium(CELLn TEC社製)等の市販の培地を使用すればよい。また、細胞分化用培地のカルシウム濃度は、約1.2~3.0mMが好ましい。 The cell differentiation medium is not particularly limited as long as it is a basal medium suitable for inducing the differentiation of epidermal keratinocytes. should be used. Also, the calcium concentration of the cell differentiation medium is preferably about 1.2 to 3.0 mM.

増殖及び分化誘導のための培養温度は、細胞の由来により異なるが、例えばヒト由来の場合30~40℃が好ましく、36~38℃がより好ましい。また、COガス濃度は、例えば約1~10%が好ましく、約2~5%がより好ましい。 The culture temperature for proliferation and induction of differentiation varies depending on the origin of the cells, but is preferably 30-40°C, more preferably 36-38°C, for human-derived cells. Also, the CO 2 gas concentration is, for example, preferably about 1 to 10%, more preferably about 2 to 5%.

上記の細胞混合物を培養して重層化した表皮組織を作製する工程は、ミリセルセルカルチャーインサート(Millipore社製)、ケラチノサイト三次元培養スターターキット(フナコシ社製)等の市販の培養表皮作製用キットを利用してもよく、該キットに梱包された培地、培養インサートを用いて該キットに添付の指示書に従って行うことができる。 In the step of culturing the above cell mixture to prepare a stratified epidermal tissue, commercially available cultured epidermis preparation kits such as Millicell cell culture insert (manufactured by Millipore) and keratinocyte three-dimensional culture starter kit (manufactured by Funakoshi) are used. The culture medium and culture insert packed in the kit can be used and the instructions attached to the kit can be followed.

本発明の上記三次元培養表皮モデルは、キット化してもよく、当該キットには、例えば、表皮角化細胞の培養に適した培地や容器、陽性や陰性の標準試料、キットの使用方法を記載した指示書等を含めることができる。 The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention may be made into a kit, and the kit includes, for example, a medium and container suitable for culturing epidermal keratinocytes, positive and negative standard samples, and a method for using the kit. can include written instructions, etc.

2.三次元培養表皮モデルの使用方法
本発明の三次元培養表皮モデルは、動物実験の代替法として、化粧品や皮膚外用剤、化学物質(洗剤、衣服用染料等)の有効性や安全性の評価に用いることができる。例えば、有効性の評価には、皮膚バリア機能、水分又は油分の保持・調節機能、シワ予防・改善機能、水分浸透性の有無等が挙げられ、安全性の評価としては、紅斑、発赤、炎症、色素沈着、腫脹、かぶれの発生の有無等が挙げられる。また、本発明の三次元培養表皮モデルは、表皮機能の改善物質のスクリーニングに用いることもできる。表皮機能改善には、表皮のバリア機能(水分保持機能、外部からの紫外線・化学物質・細菌などの侵入防止機能など)の向上、皮膚のターンオーバーの正常化機能、メラニン代謝正常化機能等が挙げられる。
2. How to use the three-dimensional cultured epidermis model The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention can be used as an alternative to animal experiments to evaluate the efficacy and safety of cosmetics, topical skin preparations, and chemical substances (detergents, dyes for clothes, etc.). can be used. For example, evaluation of efficacy includes skin barrier function, moisture or oil retention/regulation function, wrinkle prevention/improvement function, presence or absence of moisture permeability, etc. Evaluation of safety includes erythema, redness, inflammation. , presence or absence of pigmentation, swelling, and rash. In addition, the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention can also be used for screening substances that improve epidermal function. Epidermal function improvement includes improvement of epidermal barrier function (moisture retention function, function to prevent invasion of ultraviolet rays, chemical substances, bacteria, etc. from the outside, etc.), normalization function of skin turnover, normalization function of melanin metabolism, etc. mentioned.

本発明の三次元培養表皮モデルは、ゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞の混合比によって、特定の肌の状態をレベルごとに正確に再現したモデルである。よって、本発明の三次元培養表皮モデルを使用することによって、肌の状態のレベル別(例えば、重度の肌荒れ、中程度の肌荒れ、軽度の肌荒れ)に、肌荒れを惹起する皮膚刺激性物質を特定することや、肌荒れ改善物質を予測することも可能であり、本発明の三次元培養表皮モデルは従来にはない新たな評価系を提供するものである。 The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention is a model that accurately reproduces specific skin conditions for each level by mixing ratios of genome-edited epidermal keratinocytes and normal epidermal keratinocytes. Therefore, by using the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention, skin irritation substances that cause rough skin can be identified for each level of skin condition (for example, severe rough skin, moderate rough skin, and mild rough skin). The three-dimensional cultured epidermis model of the present invention provides a novel evaluation system that has never existed before.

本発明において、化粧品や医薬品の安全性や有効性の評価、及びスクリーニングは、本発明の三次元培養表皮モデルに被験物質を接触させ、該モデルの表皮角化細胞の変化を測定することによって行うことができ、表皮角化細胞の変化が評価の指標となる。この際、被験物質と接触させない本発明の三次元培養表皮モデルを対照とし、その測定結果と比較すれば、評価がより正確となる。表皮角化細胞の変化には、それらの数、形態、分布、局在、移動、消失などの変化、及び表皮角化細胞内の特定遺伝子(例えばインボルクリン(Involucrin)遺伝子、フィラグリン(Filaggrin)遺伝子、ロリクリン(Loricrin)遺伝子などの表皮角化細胞特異的マーカー遺伝子)の発現量の変化が含まれる。例えば、表皮角化細胞の細胞死や増殖阻害を指標とすれば、被験物質が表皮に対して刺激性を与える物質であると評価でき、表皮角化細胞の増殖促進や角質層の厚みの増加を指標とすれば、被験物質を皮膚ターンオーバー促進剤の候補物質としてスクリーニングすることができる。被験物質は、培養インサート内に形成された三次元培養表皮モデルに、角質層表面側から及び/又は基底層表面側から接触させる。具体的には、培養インサート内の表皮モデルに上部から被験物質を投与又は塗布する方法、培養インサートの外部の培養液に被験物質を添加する方法により行うことができる。 In the present invention, evaluation and screening of the safety and efficacy of cosmetics and pharmaceuticals are carried out by contacting the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention with a test substance and measuring changes in epidermal keratinocytes of the model. changes in epidermal keratinocytes can be used as an index for evaluation. At this time, the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention, which is not brought into contact with the test substance, is used as a control, and the evaluation results are compared with the measurement results for more accurate evaluation. Changes in epidermal keratinocytes include changes in their number, morphology, distribution, localization, migration, disappearance, etc., and specific genes in epidermal keratinocytes (e.g., Involucrin gene, Filaggrin gene, It includes changes in the expression level of epidermal keratinocyte-specific marker genes such as the Loricrin gene. For example, if cell death or growth inhibition of epidermal keratinocytes is used as an index, the test substance can be evaluated as a substance that irritates the epidermis, promoting the proliferation of epidermal keratinocytes and increasing the thickness of the stratum corneum. can be used as an index, the test substance can be screened as a candidate substance for a skin turnover accelerator. The test substance is brought into contact with the three-dimensional cultured epidermis model formed in the culture insert from the stratum corneum surface side and/or from the basal layer surface side. Specifically, it can be carried out by administering or applying the test substance to the epidermis model in the culture insert from above, or by adding the test substance to the culture medium outside the culture insert.

表皮角化細胞の変化の測定は、特に限定はされず、例えば、表皮角化細胞の数や形態等の変化の顕微鏡観察、MTT、XTT、WST-8、アラマーブルー(Alamar Blue)等を用いた細胞増殖・生存活性試験、トリパンブルー色素排除試験法等の生細胞計測法、LDHアッセイ等の細胞傷害性試験など公知の方法により行うことができる。 Measurement of changes in epidermal keratinocytes is not particularly limited. It can be performed by known methods such as cell growth/survival activity test, live cell measurement method such as trypan blue dye exclusion test method, and cytotoxicity test such as LDH assay.

被験物質は、主に化粧品及び/又は医薬品に利用できる成分を対象とし、例えば、動・植物組織の抽出物もしくは微生物培養物等の複数の化合物を含む混合物、またそれらから精製された標品;天然に生じる分子(例えば、アミノ酸、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、核酸、脂質、ステロイド、糖タンパク質、プロテオグリカンなど);あるいは天然に生じる分子の合成アナログ又は誘導体(例えば、ペプチド擬態物など);及び天然に生じない分子(例えば、コンビナトリアルケミストリー技術等を用いて作製した低分子有機化合物);ならびにそれらの混合物などを挙げることができる。また、被験物質としては単一の被験物質を独立に試験しても、いくつかの候補となる被験物質の混合物(ライブラリーなどを含む)について試験をしてもよい。複数の被験物質を含むライブラリーとしては、合成化合物ライブラリー、ペプチドライブラリーなどが挙げられる。 The test substance is mainly intended for ingredients that can be used in cosmetics and / or pharmaceuticals, for example, a mixture containing multiple compounds such as animal / plant tissue extracts or microbial cultures, and preparations purified from them; Naturally occurring molecules (eg, amino acids, peptides, oligopeptides, polypeptides, proteins, nucleic acids, lipids, steroids, glycoproteins, proteoglycans, etc.); or synthetic analogs or derivatives of naturally occurring molecules (eg, peptidomimetics, etc.) and non-naturally occurring molecules (eg, low-molecular-weight organic compounds prepared using combinatorial chemistry techniques and the like); and mixtures thereof. As the test substance, a single test substance may be independently tested, or a mixture of several candidate test substances (including a library, etc.) may be tested. Libraries containing multiple test substances include synthetic compound libraries and peptide libraries.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.

(実施例1)ゲノム編集表皮角化細胞を用いる三次元培養表皮の作製
(1) 表皮角化細胞の不死化及びゲノム編集
正常ヒト表皮角化細胞(Human epidermal keratinocyte、NHEK、クラボウ社製)に、テロメラーゼ逆転写酵素(TERT)遺伝子(GenBank number: Nucleotide NM_198253.2、塩基配列:配列番号1、コード領域のアミノ酸配列:配列番号2)、サイクリン依存性キナーゼ4(CDK4)遺伝子(GenBank number: Nucleotide NM_000075.3、塩基配列:配列番号3、コード領域のアミノ酸配列:配列番号4)、及びサイクリンD1(CCND1)遺伝子(GenBank number: Nucleotide NM_053056.2、塩基配列:配列番号5、コード領域のアミノ酸配列:配列番号6)を導入し、不死化表皮角化細胞を作製した。各遺伝子はそれぞれ別個のレンチウイルスベクター(Lentiviral High Titer Packaging Mix with pLVSINシリーズを使用)に組み込み、該ベクターによって表皮角化細胞に導入した。
(Example 1) Preparation of three-dimensional cultured epidermis using genome-edited epidermal keratinocytes
(1) Immortalization and Genome Editing of Epidermal Keratinocytes Normal human epidermal keratinocytes (NHEK, manufactured by Kurabo Industries) were transfected with the telomerase reverse transcriptase (TERT) gene (GenBank number: Nucleotide NM_198253.2, nucleotide Sequence: SEQ ID NO: 1, amino acid sequence of coding region: SEQ ID NO: 2), cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) gene (GenBank number: Nucleotide NM_000075.3, nucleotide sequence: SEQ ID NO: 3, amino acid sequence of coding region: SEQ ID NO: 4), and cyclin D1 (CCND1) gene (GenBank number: Nucleotide NM_053056.2, base sequence: SEQ ID NO: 5, amino acid sequence of coding region: SEQ ID NO: 6) were introduced to prepare immortalized epidermal keratinocytes. Each gene was incorporated into a separate lentiviral vector (using Lentiviral High Titer Packaging Mix with pLVSIN series) and introduced into epidermal keratinocytes by the vector.

次に、限界希釈法を用いて上記の不死化表皮角化細胞のモノクローン細胞株を獲得した。獲得したモノクローン細胞株に対して、Thermo Fisher Scientific社のゲノム編集デザインソフトフェア(オンラインCRISPR ガイドRNAデザインツール;https://apps.thermofisher.com/apps/crispr/index.html#/search)及びキット試薬(Gene Art Precision gRNA Synthesis Kit、A29377、Gene Art Platinum Cas9 Nuclease、B25640、Lipofectamine CRISPERMAX Cas9 Reagent、CMAX00003、Gene Art Genomic Cleavage Detection Kit、A24372)を用いてフィラグリン遺伝子の欠損変異を誘導した。ゲノム編集後のシングルセルからモノクローン細胞株を獲得し、シークエンス解析を行うことで変異の有無を確認し、欠損変異が誘導されていない細胞株を正常表皮角化細胞(以下、正常細胞という)、欠損変異が誘導されている細胞をゲノム編集表皮角化細胞(以下、ゲノム編集細胞という)とした。 Next, a monoclonal cell line of immortalized epidermal keratinocytes was obtained using the limiting dilution method. Thermo Fisher Scientific's genome editing design software (online CRISPR guided RNA design tool; https://apps.thermofisher.com/apps/crispr/index.html#/search) and A deletion mutation of the filaggrin gene was induced using kit reagents (Gene Art Precision gRNA Synthesis Kit, A29377, Gene Art Platinum Cas9 Nuclease, B25640, Lipofectamine CRISPERMAX Cas9 Reagent, CMAX00003, Gene Art Genomic Cleavage Detection Kit, A24372). Monoclonal cell lines are obtained from single cells after genome editing, sequence analysis is performed to confirm the presence or absence of mutations, and cell lines in which deletion mutations are not induced are normal epidermal keratinocytes (hereinafter referred to as normal cells). , the cells in which the deletion mutation was induced were defined as genome-edited epidermal keratinocytes (hereinafter referred to as genome-edited cells).

なお、ゲノム編集に用いたガイドRNA(gRNA)を作製するために用いた塩基配列、及び変異の確認PCRとシークエンス解析に用いた塩基配列を以下に示す。
(gRNA作製用配列)
フォワード:TAATACGACTCACTATAGTCAACCATATCTGGGT(配列番号7)
リバース:TTCTAGCTCTAAAACGATGACCCAGATATGGTTG(配列番号8)
(変異確認配列)
フォワードプライマー:AGTCTTGTTTTTCTCTTT(配列番号9)
リバースプライマー:TCTTTGTTCACATATAAC(配列番号10)
The base sequences used for preparing the guide RNA (gRNA) used for genome editing, and the base sequences used for mutation confirmation PCR and sequence analysis are shown below.
(sequence for gRNA production)
Forward: TAATACGACTCACTATAGTCAACCATATCTGGGT (SEQ ID NO: 7)
Reverse: TTCTAGCTCTAAAACGATGACCCAGATATGGTTG (SEQ ID NO: 8)
(mutation confirmation sequence)
Forward primer: AGTCTTGTTTTTCTCTTT (SEQ ID NO: 9)
Reverse primer: TTCTTTGTTCACATATAAC (SEQ ID NO: 10)

(2)三次元培養表皮の作製
(1)で作製したゲノム編集細胞から三次元培養表皮を製造した。三次元培養表皮の作製は、ケラチノサイト三次元培養スターターキット(フナコシ社製)を用いて、添付されているプロトコルに従って行った。具体的には、各細胞株をミリセルセルカルチャーインサート(24well plate用)に20万個播種し、Keratinocyte-SFMにて3日間培養後(培地量はインサート内400μL、インサート外1000μL)、インサート内外の培地を除き、分化培地であるCnT-Prime 3D barrier medium(CELLnTEC社製)に交換した(培地量はインサート内400μL、インサート外1000μL)。翌日、インサート内外の培地を除き、インサート外部にのみCnT-Prime 3D barrier mediumを700μL添加し、空気暴露を10日間行い、ゲノム編集細胞を用いて三次元培養表皮を作製した。同様にして、播種する全細胞数(ゲノム編集細胞と正常細胞の総計)に対し、ゲノム編集細胞の細胞数を5%ずつ変更して、それぞれ三次元培養表皮を作製した。
(2) Preparation of three-dimensional cultured epidermis
A three-dimensional cultured epidermis was produced from the genome-edited cells prepared in (1). The three-dimensional cultured epidermis was prepared using a keratinocyte three-dimensional culture starter kit (manufactured by Funakoshi Co., Ltd.) according to the attached protocol. Specifically, 200,000 cells of each cell line were seeded in a milli-cell cell culture insert (for 24-well plate), cultured in Keratinocyte-SFM for 3 days (medium volume: 400 μL inside the insert, 1000 μL outside the insert). The medium was removed and replaced with a differentiation medium, CnT-Prime 3D barrier medium (manufactured by CELLnTEC) (medium volume: 400 µL inside the insert, 1000 µL outside the insert). On the next day, the medium inside and outside the insert was removed, 700 μL of CnT-Prime 3D barrier medium was added only to the outside of the insert, air exposure was performed for 10 days, and a three-dimensional cultured epidermis was produced using genome-edited cells. Similarly, three-dimensional cultured epidermis was prepared by changing the number of genome-edited cells by 5% with respect to the total number of seeded cells (total of genome-edited cells and normal cells).

(実施例2)ゲノム編集表皮角化細胞を用いて作製した三次元培養表皮の評価(組織の形態観察)
実施例1で作製した三次元培養表皮の構造について組織の形態観察によって品質を評価した。具体的には作製後の培養表皮を4%PFA/PBSで固定した後、バキュームロータリーにてパラフィン中に包埋し、パラフィンブロックを作製した。作製後、ミクロトームを用いて組織切片を作製し、脱パラフィン処理を行った後、ヘマトキシリン・エオジン染色(サクラファインテック社)にて組織の形態を観察した。染色結果を図1に示す。
(Example 2) Evaluation of three-dimensional cultured epidermis prepared using genome-edited epidermal keratinocytes (observation of tissue morphology)
The quality of the structure of the three-dimensional cultured epidermis prepared in Example 1 was evaluated by observing the morphology of the tissue. Specifically, the cultured epidermis after preparation was fixed with 4% PFA/PBS, and then embedded in paraffin using a vacuum rotary to prepare a paraffin block. After preparation, a tissue section was prepared using a microtome, deparaffinization was performed, and the morphology of the tissue was observed by hematoxylin-eosin staining (Sakura Fine Tech). The staining results are shown in FIG.

図1に示されるように、ゲノム編集細胞(変異細胞)の割合が増すほど、よりバリア機能が崩壊して、表皮の層が薄く乱れており、肌荒れ状態が悪化した表皮モデルの作製をすることが出来た。つまり、これまでSLS暴露の時間、濃度によってロット間のぶれの大きかった肌荒れモデルを、ゲノム編集細胞を用い、またゲノム編集細胞と正常細胞の割合を変えることで、肌荒れ状態のレベルが異なった表皮モデルが作製できることが示された。 As shown in FIG. 1, as the percentage of genome-edited cells (mutant cells) increases, the barrier function is more disrupted, the epidermis layer is thin and disordered, and the rough skin condition is worsened to create an epidermis model. was done. In other words, by using genome-edited cells and changing the ratio of genome-edited cells and normal cells, the rough skin model, which had large variations between lots depending on the time and concentration of SLS exposure, was transformed into epidermis with different levels of rough skin. It was shown that the model can be made.

(実施例3)ゲノム編集表皮角化細胞を含む三次元培養表皮を用いる皮膚安全性試験
実施例1で作製した三次元培養表皮を用いて皮膚安全性(皮膚刺激性)試験を行った。空気暴露後9日目の作製した培養表皮表面に、皮膚刺激性物質であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を弱刺激0.025%(w/v)、中刺激0.1%(w/v)、強刺激0.4%(w/v)の濃度で滴下し、15分後培養表皮を回収し、回収した表皮モデルの経皮水分蒸散量についてエバポリメーターを用いて測定した。また、経皮水分蒸散量測定後の組織の細胞生存率をMTTアッセイにより検出した。MTTアッセイは市販のMTTアッセイキット(コスモバイオ社製)を用い、添付のプロトコルに従って行った。
(Example 3) Skin Safety Test Using Three-Dimensional Cultured Epidermis Containing Genome-Edited Epidermal Keratinocytes Using the three-dimensional cultured epidermis prepared in Example 1, a skin safety (skin irritation) test was conducted. Sodium dodecyl sulfate (SDS), which is a skin irritant, was applied to the surface of the cultured epidermis prepared 9 days after exposure to air at 0.025% (w/v) for weak stimulation, 0.1% (w/v) for moderate stimulation, and 0.4% for strong stimulation. % (w/v) concentration, the cultured epidermis was collected after 15 minutes, and the transepidermal water loss of the collected epidermis model was measured using an evaporator. In addition, MTT assay was used to detect tissue cell viability after measuring transepidermal water loss. MTT assay was performed using a commercially available MTT assay kit (manufactured by Cosmo Bio) according to the attached protocol.

経皮水分蒸散量の測定結果を表1に、MTTアッセイの結果を表2に示す。 Table 1 shows the measurement results of transepidermal water loss, and Table 2 shows the results of the MTT assay.

Figure 0007246066000001
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Figure 0007246066000002
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表1に示すように、全細胞に対するゲノム編集細胞の割合が増えていくほど、作製した培養表皮の水分蒸散量が増加し、皮膚バリア機能が損なわれていることが示された。そこに皮膚刺激性物質であるSDSを暴露すると、水分蒸散量がさらに増加し、バリア機能がより損なわれることがわかった。また、正常細胞(全細胞に対するゲノム編集細胞の割合が0%)を用いて作製した培養表皮では反応性を示さない程度の弱い刺激であっても、ゲノム編集細胞の割合が増えると、反応性を示すようになった。また、同じ程度の刺激を与えた場合でも、全細胞に対するゲノム編集細胞の割合を変更することによって、反応性の強さを任意に調節することが可能であることが示された。 As shown in Table 1, as the ratio of genome-edited cells to the total cells increased, the amount of water loss in the cultured epidermis produced increased, indicating that the skin barrier function was impaired. It was found that exposure to SDS, a skin irritant, further increases the amount of water loss and impairs the barrier function. In addition, even with a weak stimulus that does not show reactivity in cultured epidermis prepared using normal cells (the ratio of genome-edited cells to the total cells is 0%), when the ratio of genome-edited cells increases, reactivity increases. began to show In addition, it was shown that even when the same level of stimulation is given, it is possible to arbitrarily adjust the strength of reactivity by changing the ratio of genome-edited cells to all cells.

同様に、表2に示されるように、肌荒れのレベルを任意に調節した培養表皮の皮膚刺激(強刺激、中刺激、弱刺激)に対する反応性は、細胞生存率にも正確に反映されることがわかった。 Similarly, as shown in Table 2, the reactivity of the cultured epidermis with arbitrarily adjusted levels of rough skin to skin stimulation (strong, medium, and weak stimulation) was accurately reflected in the cell viability. I found out.

これらの結果から、本発明のゲノム編集細胞を含有する培養表皮は、これまでSLS等で作製した肌荒れモデルのようにロット間の変動がなく、安定であり、表皮の状態を正確に再現しているため、皮膚刺激性試験や製品の評価試験を精度よく行うことができる。 From these results, the cultured epidermis containing the genome-edited cells of the present invention is stable without lot-to-lot variations, unlike rough skin models prepared by SLS, etc., and accurately reproduces the state of the epidermis. Therefore, skin irritation tests and product evaluation tests can be performed with high accuracy.

本発明の三次元培養表皮モデルによれば、動物実験を行わずに化粧品や医薬品原料の安全性や有効性の評価試験を行うことできる。よって、本発明は化粧品や医薬品の製造分野、皮膚科学研究分野などに利用できる。 According to the three-dimensional cultured epidermis model of the present invention, it is possible to conduct evaluation tests for the safety and efficacy of cosmetics and pharmaceutical raw materials without conducting animal experiments. Therefore, the present invention can be used in the field of manufacturing cosmetics and pharmaceuticals, the field of dermatological research, and the like.

Claims (8)

ゲノム編集によって標的遺伝子が改変されたゲノム編集表皮角化細胞と、正常表皮角化細胞とを含む、三次元培養表皮モデルであって、該標的遺伝子が、フィラグリン(FLG)、インボルクリン(IVL)、ロリクリン(LOR)、トランスグルタミナーゼ-2、タイトジャンクションタンパク-1(TJP1)、クローディン1(CLDN1)、オクルディン(OCLN)、アクアポリン1(AQP1)、アクアポリン3(AQP3)、3-ケトジヒドロスフィンゴシンレダクターゼ(KDSR)、セラミド合成酵素-1(CERS1)、セラミド合成酵素-3(CERS3)、セラミド合成酵素-6(CERS6)、スフィンゴシン1-リン酸ホスファターゼ(SGPP2)、アルカリセラミダーゼ1(ACER1)、カスパーゼ14(CASP14)、及びsmall proline-rich proteins 1A(SPRR1A)から選ばれる1種又は2種以上の皮膚バリア機能に関連する遺伝子である、三次元培養表皮モデルA three-dimensional cultured epidermal model comprising genome-edited epidermal keratinocytes whose target genes have been modified by genome editing and normal epidermal keratinocytes, wherein the target genes are filaggrin (FLG), involucrin (IVL), loricrin (LOR), transglutaminase-2, tight junction protein-1 (TJP1), claudin 1 (CLDN1), occludin (OCLN), aquaporin 1 (AQP1), aquaporin 3 (AQP3), 3-ketodihydrosphingosine reductase ( KDSR), ceramide synthase-1 (CERS1), ceramide synthase-3 (CERS3), ceramide synthase-6 (CERS6), sphingosine 1-phosphate phosphatase (SGPP2), alkaline ceramidase 1 (ACER1), caspase 14 ( A three-dimensional cultured epidermis model containing one or more skin barrier function-related genes selected from CASP14) and small proline-rich proteins 1A (SPRR1A). 前記ゲノム編集表皮角化細胞の細胞数と前記正常表皮角化細胞の細胞数を合わせた全細胞数に対し、前記ゲノム編集表皮角化細胞の占める細胞数の割合が5%以上である、請求項1に記載の三次元培養表皮モデル。 The ratio of the number of cells occupied by the genome-edited epidermal keratinocytes to the total cell number of the genome-edited epidermal keratinocytes and the number of normal epidermal keratinocytes is 5% or more. The three-dimensional cultured epidermis model according to item 1. 以下の工程を含む三次元培養表皮モデルの製造方法。
(a)表皮角化細胞の標的遺伝子をゲノム編集により改変してゲノム編集表皮角化細胞を作製する工程であって、該標的遺伝子が、フィラグリン(FLG)、インボルクリン(IVL)、ロリクリン(LOR)、トランスグルタミナーゼ-2、タイトジャンクションタンパク-1(TJP1)、クローディン1(CLDN1)、オクルディン(OCLN)、アクアポリン1(AQP1)、アクアポリン3(AQP3)、3-ケトジヒドロスフィンゴシンレダクターゼ(KDSR)、セラミド合成酵素-1(CERS1)、セラミド合成酵素-3(CERS3)、セラミド合成酵素-6(CERS6)、スフィンゴシン1-リン酸ホスファターゼ(SGPP2)、アルカリセラミダーゼ1(ACER1)、カスパーゼ14(CASP14)、及びsmall proline-rich proteins 1A(SPRR1A)から選ばれる1種又は2種以上の皮膚バリア機能に関連する遺伝子である工程
(b)工程(a)で作製したゲノム編集表皮角化細胞と正常表皮角化細胞を任意の割合で混合する工程
(c)工程(b)で得られた細胞混合物を三次元培養する工程
A method for producing a three-dimensional cultured epidermis model including the following steps.
(a) A step of modifying a target gene of epidermal keratinocytes by genome editing to produce genome-edited epidermal keratinocytes, wherein the target genes are filaggrin (FLG), involucrin (IVL), loricrin (LOR) , transglutaminase-2, tight junction protein-1 (TJP1), claudin 1 (CLDN1), occludin (OCLN), aquaporin 1 (AQP1), aquaporin 3 (AQP3), 3-ketodihydrosphingosine reductase (KDSR), ceramide synthase-1 (CERS1), ceramide synthase-3 (CERS3), ceramide synthase-6 (CERS6), sphingosine 1-phosphate phosphatase (SGPP2), alkaline ceramidase 1 (ACER1), caspase 14 (CASP14), and One or more genes associated with skin barrier function selected from small proline-rich proteins 1A (SPRR1A)
(b) step of mixing the genome-edited epidermal keratinocytes prepared in step (a) and normal epidermal keratinocytes in an arbitrary ratio
(c) three-dimensional culturing of the cell mixture obtained in step (b)
前記表皮角化細胞が、不死化細胞である、請求項に記載の製造方法。 The production method according to claim 3 , wherein the epidermal keratinocytes are immortalized cells. 前記ゲノム編集が、CRISPR-Cas9によって行われる、請求項3又は4に記載の製造方法。 The production method according to claim 3 or 4 , wherein the genome editing is performed by CRISPR-Cas9. 前記標的遺伝子の改変が、欠失、挿入、又は置換である、請求項のいずれか1項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 3 to 5 , wherein the modification of the target gene is deletion, insertion or substitution. 請求項1又は2に記載の三次元培養表皮モデルに被験物質を接触させ、該モデルの表皮角化細胞の変化を測定することを特徴とする、該被験物質の有効性又は安全性を評価する方法。 A test substance is brought into contact with the three-dimensional cultured epidermis model according to claim 1 or 2 , and changes in epidermal keratinocytes of the model are measured to evaluate the efficacy or safety of the test substance. Method. 請求項1又は2に記載の三次元培養表皮モデルに被験物質を接触させ、該モデルの表皮角化細胞の変化を測定することを特徴とする、皮膚バリア機能の改善物質をスクリーニングする方法。 3. A method for screening skin barrier function-improving substances, comprising contacting a test substance with the three-dimensional cultured epidermis model according to claim 1 or 2 , and measuring changes in epidermal keratinocytes of the model.
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