負責POLA·ORBIS集團研究、開發與生產的POLA化成工業株式會社，開發出一項技術：從尿液來源的細胞製造並培養 iPS 細胞，進而製作出人工皮膚「MirrorSkin™」。因為在 iPS 細胞研究領域自覺屬於後發者，該公司以開放式創新為策，於新加坡設立研究據點，目標在 2029 年實現客製化化妝品的商業化。對此背景，本刊採訪了POLA化成工業株式會社新加坡分公司 分公司經理兼前沿研究所 Science 分類 首席研究員 楊一幸先生。
由 iPS 細胞衍生與幹細胞衍生的皮膚類器官之差異
為了開發個人化化妝品，美容企業正投入大量資源於皮膚類器官（由幹細胞以三維方式培養製成、模擬皮膚組織的結構體）的製備研究。
一般所謂的幹細胞，包括存在於人體中的體性幹細胞、由胚胎製成的 ES 細胞，以及透過人工基因操作製成的 iPS 細胞等。依據來源的幹細胞種類，基本特性與分化能力會有所不同，因此最終所製備出的皮膚類器官也會出現顯著差異。
由 iPS 細胞製成的皮膚類器官，因以幾乎能分化為所有細胞種類的 iPS 細胞為起點，除表皮、真皮、皮下脂肪層等主要皮膚結構外，還能再現毛囊、皮脂腺、神經、色素細胞等多樣的細胞類型與複雜的皮膚附屬器官。
另一方面，體性幹細胞作為負責組織維持與損傷修復的細胞，其分化常限於特定組織或器官的細胞類型，與 iPS 細胞相比分化較受限，因此被認為難以再現像毛囊或血管等複雜組織。不過，日本Menard化粧品在研究開發中也有將表皮幹細胞與真皮幹細胞分層培養，從而生成具有表皮層與真皮層的皮膚組織等事例。使用體性幹細胞時，相較於 iPS 細胞來源，據稱可在較短時間且低成本下培養出皮膚細胞。
由 iPS 細胞衍生的皮膚類器官被認為能在基因層次上完全反映個體差異（如肌膚老化傾向、發炎反應、色素沈著風險等），可對化妝品的滲透性、特定成分對毛囊或皮脂腺的影響、以及對色素沈著的效果等進行多面向評估。為了開發最終極的客製化化妝品，普遍認為以 iPS 細胞衍生的皮膚類器官進行評估較為適合。
iPS 細胞衍生的皮膚類器官「MirrorSkin™」
POLA化成工業所開發的「MirrorSkin™」是由人的尿液來源細胞，透過重編程技術製造出的 iPS 細胞，並在最適化的環境中增殖、分化培養而成的皮膚類器官。對於選擇尿液作為細胞素材的理由，POLA化成工業株式會社新加坡分公司分公司經理兼前沿研究所 Science 類別首席研究員楊一幸表示：「與傳統採集 iPS 細胞的方法如血液或皮膚相比，對使用者的身體侵入性較低，負擔較小，我們希望能盡可能降低商品化的門檻」，並且他表示，公司也在嘗試從頭髮製作 iPS 細胞等方法。
個人簡介／2009 年進入POLA化成工業。其後 10 年間主要領導老化領域的研究，針對老化困擾的代表──皺紋，於各種學會與論文中發表多項成果。現任新素材開發及皮膚科學／再生研究推進團隊的領導，主要在新加坡工作。
從尿液中的細胞製備 iPS 細胞，然後製作出皮膚類器官的流程如下。
首先，從尿液分離的細胞經過重編程製成 iPS 細胞，接著經約 120 天的分化誘導後，就能完成具有與皮膚組織相似結構的「MirrorSkin™」。這項製作技術在 2024 年 10 月於第 34 屆國際化妝品技術者會聯盟世界大會（IFSCC）上獲得高度評價，並在以海報呈現研究內容的海報發表類別中榮獲最優秀獎。
楊一幸表示：「因為是模仿肌膚生成過程製作的，所以除了表皮、真皮、毛囊、皮下脂肪組織等皮膚必需的結構外，還再現了纖維母細胞、基底膜、色素細胞、神經、皮脂腺等複雜結構。此外，真皮部分的膠原纖維尤其被認為難以再生，但像人類皮膚一樣，也確認到呈現特徵性的三重螺旋構造的 D 帶。」
已確認反映了供體（尿液提供者）皮膚的特性，且數據顯示供體本人與 Mirrorkin™ 對紫外線的感受性存在相關性。
現在除了紫外線外，還在進一步驗證 Mirrorkin™ 是否對其他外在因素的反應性以及對化妝品成分的反應性，都能呈現出與供體皮膚相同的特性。
在 iPS 細胞研究領域，正因為起步較晚，才更重視開放式創新
楊一幸表示，為了從個人化更進一步、實現為那個人專門製作的「究極客製化化妝品」，Mirrorkin 需要在兩大技術面向上取得重大進展。
第一點是，現有的 Mirrorkin™ 為朝向內側的球狀結構，與一般皮膚那種平面狀的 xz 結構相比，化妝品成分的滲透路徑不同。因此，有必要將其改造成與實際皮膚相同的平面結構，並改良為更適合用於化妝品成分評估等用途的組織。第二點是， Mirrorkin™ 的大量培養。目前在 iPS 製作上仍以手工培養為主，為了大量培養出品質一致的 Mirrorkin™ ，導入自動化技術是不可或缺的。
為了解決這些課題，針對第一項，將與新加坡皮膚研究所 ASTAR Skin Research Labs（A*STAR SRL）合作，依據 POLA 化成工業至今累積的基礎知見，製作具有適合化妝品成分評估特性的培養皮膚組織。針對第二項大量培養的課題，則與新加坡製造技術研究所 ASTAR Singapore Institute of Manufacturing Technology（A*STAR SIMTech）合作，將原本以手工進行的Mirrorkin培養自動化，推進可培養出品質一致且大量 Mirrorkin™ 的微流體裝置開發。
以創業 100 周年的 2029 年為目標，力求商品化
該公司構想以 iPS 細胞進行研究是在 2020 年，並自 2021 年起正式展開研究。
楊一幸回憶道：「促使我們動手的是 2020 年發表於 Nature 雜誌、關於皮膚類器官的論文。在此之前，POLA 的研究重點一直是皮膚細胞本身的年輕化等領域，當時對幹細胞的優先順序並不高。但是，為了實現究極的客製化化妝品，我們認為 iPS 細胞來源的皮膚類器官培養技術是不可或缺的，因此決定正式投入研究。」
由於在國內大型美容企業中，該公司在 iPS 細胞研究的啟動屬於後發組，他們為了趕上先行企業，尋找成為類器官研究協作者的公司並進行技術習得。目前，Mirrorskin™ 計畫約有 10 名成員以專職或兼職方式參與；參與研究的成員為確保高品質研究，建立了僅通過既定技術習得考試者才能參與的制度。
2024 年，除了橫濱研究所外，還於神奈川縣藤澤市的湘南健康創新園區內以及新加坡的 NSG BioLabs 設立了自有研究室，確立了三據點研究體制。將「MirrorSkin™」專案定位為三據點體制的首個專案，並與最先端及跨領域的各類外部機構合作，計畫以創業 100 周年的 2029 年為目標，推動商品化與服務化。
楊一幸談到對未來展望表示，「之所以選擇以新加坡為據點，不僅因為擁有優秀技術的新加坡皮膚研究所，還因為在這個小小國土上，聚集了包含生物醫學與深度科技在內的多元技術領域創業公司與優秀學術機構。根據 POLA ORBIS 集團的『VISION 2029』，我們不僅要發展化妝品，也計畫擴大到促進身心健康與解決社會課題的事業版圖；為此，與多元技術領域的協同合作是不可或缺的。我們重視與外部專家的連結，並透過明確傳達目的與技術需求，推動有效的開放式創新。」
撰文: 小野梨奈（Lina Ono） （原文網址）
精選圖片: POLA化成工業株式会社
本文出自經營 @cosme的日本上市公司 istyle 集團 旗下媒體 BeautyTech.jp，專注報導全球美妝科技與創新趨勢。並由CMRI美妝行銷總研全責翻譯。
CMRI美妝行銷總研 隸屬於istyle集團台灣子公司 i-TRUE 艾思網絡，專注台灣美妝市場趨勢與消費洞察分析。