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啟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測量方法確認，為閉合傷口而移動的細胞的溫度比不移動的細胞要高出1℃以上。另外，數據顯示利用紅外雷射逐一加熱未移動的細胞時，被加熱的細胞也會開始移動。
圖：用量子點觀察到的紅外雷射照射引起的溫度上升。照片A中的黃點為紅外雷射的照射位置。右圖中的紅點（MERGED）為量子點。中間的圖片分別為雷射照射前（～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移動。（供圖：神奈川工科大學）
研究團隊此次著眼於模擬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，為確認所得到的結果不是測量方法造成的誤差，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，為閉合傷口而率先移動的前導細胞比不移動的細胞或者隨後移動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為測量方法偏差而偶然觀察到的，而是可以通過多種原理不同的方法確認的現象。這是證明細胞等小空間存在溫差的確鑿證據。
另外，為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上升的1480nm波長紅外雷射。由此確認，細胞内部的溫度會隨著雷射照射而升高，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移動的現象。
這些結果表明，細胞溫度上升可能會發揮促使細胞開始移動並維持其移動的作用。表明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：「可以考慮用溫度信號作用於想恢復其原有活性的老化細胞等，從而進行治療。作為基礎科學，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，作為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
