神奈川工科大學創造工學科的廣井賀子教授、慶應義塾大學研究生院理工學研究科的研究生中村隆之（研究時）及該校理工學部的舟橋啓教授和山田貴大專任講師、東京大學研究生院藥學系研究科的岡部弘基助教、自然科學研究機構生命創成探究中心的富永真琴教授和野中茂紀副教授，以及該研究機構基礎生物學研究所的龜井保博特任副教授、坂本丞特任助教和谷口篤史博士等人組成的研究團隊，利用兩種原理不同的量測方法應答，爲閉合傷口而行程的細胞的溫度比不行程的細胞要高出1℃以上。另外，資料顯示利用紅外雷射逐一加熱未行程的細胞時，被加熱的細胞也會開始行程。
圖：用量子點觀察到的紅外雷射照射引起的溫度擧升。照片A中的黃點爲紅外雷射的照射位置。右圖中的紅點（MERGED）爲量子點。中間的圖片分別爲雷射照射前（～5分鐘）、照射中（5～15分鐘）和照射後（15分鐘～）細胞中量子點1（藍色）和2（橙色）的溫度變化。只有在雷射照射期間，細胞才會向雷射的方向行程。（供圖：神奈川工科大學）
研究團隊此次着眼於類比傷口癒合時的情況的細胞培養系統和傷口癒合分析系統。分別測量了兩個系統的前導細胞和跟隨細胞的溫度，另外，爲應答所得到的結果不是量測方法造成的誤差，研究團隊利用基於有機聚合物的螢光生命期成像顯微鏡法和基於量子奈米點的螢光波長位移顯微光譜法這兩種不同的方法進行了測量。
最終兩種方法都證實，爲閉合傷口而率先行程的前導細胞比不行程的細胞或者隨後行程的跟隨細胞的溫度要高出1～10℃。由此發現，前導細胞的溫度比跟隨細胞高的現象並不是一種因爲量測方法偏差而偶然觀察到的，而是可以透過多種原理不同的方法應答的現象。這是證明細胞等小空間存在溫差的確鑿證據。
另外，爲探索溫差的生理意義，研究團隊沒有在細胞片上形成傷口，而是向細胞附近照射可以在不傷害細胞的情況下誘導溫度擧升的1480nm波長紅外雷射。由此應答，細胞内部的溫度會隨着雷射照射而升高，並且觀察到了被加熱的細胞在溫度升高的同時開始變形和行程的現象。
這些結果表明，細胞溫度擧升可能會發揮促使細胞開始行程並維持其行程的作用。表明活體內的微小空間内的溫差具有生理作用，即促進傷口癒合的作用。
廣井教授表示：「可以考慮用溫度訊號作用於想恢復其原有活性的老化細胞等，從而進行冶癒。作爲基礎科學，此次的發現表明，熱資訊有助於操縱生物機制，因此我們考慮將提高或維持細胞溫度的機制，以及溫度變化對細胞内的高濃度蛋白體的影響等知識系統化，作爲Biothermology（生命系統熱科學）進行歸納總結。」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Optics continuum
論文：Temperature elevation detection in migrating cells
DOI：10.1364/OPTCON.453885
