2010 Fiscal Year Annual Research Report
単一細胞内温度変化イメージング:新しい細胞機能研究法の開発と応用
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09J04193
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
大山 廣太郎 早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 温度測定 / 熱拡散率 / HeLa細胞 |
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| Research Abstract |
細胞の活動に伴う発熱が細胞の温度上昇を起こすことは知られているが、単一細胞を対象にした温度測定の研究は少なく、細胞内温度変化が細胞の機能に及ぼす影響は明らかにされていない。本研究の最終目標は、単一細胞内温度測定法と局所熱刺激法を用いることで、細胞の熱産生が細胞内の局所的な温度に及ぼす影響、及びその生理的意義を明らかにすることである。
研究2年目となる本年度の主な成果は、単一細胞を対象とした熱拡散率測定法の構築を行い、HeLa細胞内熱拡散率が水よりも高いことを示す結果を得られたことである。
昨年度構築した新規細胞内温度測定法と、局所熱励起法を組み合わせ、細胞外点熱原からの熱伝導をイメージングすることに成功した。この温度上昇速度を解析するために、Half-timeを「温度変化が平衡時の半分の値に達するまでの時間」と定義し、水・グリセロールの値と比較したところ、HeLa細胞内の温度上昇速度は水・グリセロールより高いことが示された。この傾向がディッシュの基盤の材質によらないことを、熱拡散率の高いガラスベースディッシュと熱拡散率の低いポリマーベースディッシュを用いて確認した。また基盤表面の熱伝導を温度感受性シート(昨年度の成果参照)によりイメージングすることで、細胞内の温度上昇速度は水溶液及び基盤上よりも高いことを発見することができた。
これらの成果は細胞内の熱産生に伴う温度変化を考える際に非常に有益な情報を与えるものであり、今後は熱拡散率の定量性、高い熱拡散率の原因の特定、及び細胞種による熱拡散率の違いの評価、の3本柱を軸に研究を進める予定である。
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