神奈川工科大学创造工学科的广井贺子教授、庆应义塾大学研究生院理工学研究科的研究生中村隆之（研究时）及该校理工学部的舟桥启教授和山田贵大专任讲师、东京大学研究生院药学系研究科的冈部弘基助教、自然科学研究机构生命创成探究中心的富永真琴教授和野中茂纪副教授，以及该研究机构基础生物学研究所的龟井保博特任副教授、坂本丞特任助教和谷口笃史博士等人组成的研究团队，利用两种原理不同的测量方法确认，为闭合伤口而移动的细胞的温度比不移动的细胞要高出1℃以上。另外，数据显示利用红外激光逐一加热未移动的细胞时，被加热的细胞也会开始移动。
图：用量子点观察到的红外激光照射引起的温度上升。照片A中的黄点为红外激光的照射位置。右图中的红点（MERGED）为量子点。中间的图片分别为激光照射前（～5分钟）、照射中（5～15分钟）和照射后（15分钟～）细胞中量子点1（蓝色）和2（橙色）的温度变化。只有在激光照射期间，细胞才会向激光的方向移动。（供图：神奈川工科大学）
研究团队此次着眼于模拟伤口愈合时的情况的细胞培养系统和伤口愈合分析系统。分别测量了两个系统的前导细胞和跟随细胞的温度，另外，为确认所得到的结果不是测量方法造成的误差，研究团队利用基于有机聚合物的荧光寿命成像显微镜法和基于量子纳米点的荧光波长位移显微光谱法这两种不同的方法进行了测量。
最终两种方法都证实，为闭合伤口而率先移动的前导细胞比不移动的细胞或者随后移动的跟随细胞的温度要高出1～10℃。由此发现，前导细胞的温度比跟随细胞高的现象并不是一种因为测量方法偏差而偶然观察到的，而是可以通过多种原理不同的方法确认的现象。这是证明细胞等小空间存在温差的确凿证据。
另外，为探索温差的生理意义，研究团队没有在细胞片上形成伤口，而是向细胞附近照射可以在不损伤细胞的情况下诱导温度上升的1480nm波长红外激光。由此确认，细胞内部的温度会随着激光照射而升高，并且观察到了被加热的细胞在温度升高的同时开始变形和移动的现象。
这些结果表明，细胞温度上升可能会发挥促使细胞开始移动并维持其移动的作用。表明体内的微小空间内的温差具有生理作用，即促进伤口愈合的作用。
广井教授表示：“可以考虑用温度信号作用于想恢复其原有活性的衰老细胞等，从而进行治疗。作为基础科学，此次的发现表明，热信息有助于操纵生物机理，因此我们考虑将提高或维持细胞温度的机理，以及温度变化对细胞内的高浓度蛋白体的影响等知识系统化，作为Biothermology（生命系统热科学）进行归纳总结。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Optics continuum
论文：Temperature elevation detection in migrating cells
DOI：10.1364/OPTCON.453885
