恒温動物の体温調節にとって、外部環境と接する身体表面皮膚の温度センシングは、極めて重要であるが、神経を含めた組織内の細胞が、実際にどのように温度を感知するのか、温度センシングの細胞レベルの実像は明らかではない。また、恒温動物の体内において、組織内部の細胞や細胞内オルガネラの温度動態の実態は、解明されていない。本研究では、生きた動物体内における、温度センシングや温度動態を調べている。A-1.温度センシング機構の解明(皮膚):全身の求心性神経と皮膚ケラチノサイトのCa活動が緑に光るラット、タンパク発現型ATPプローブ、定量的な動物局所の温度刺激負荷装置(10~45℃)、生動物2光子イメージング実験系を利用して、生きた動物の皮膚に定量的温度刺激を負荷して、皮膚の求心性神経やケラチノサイトのCa活動イメージングやATPイメージングを行い、皮膚ケラチノサイト-ATP-感覚神経の連関する皮膚温度センシング機構を検討した。その結果、熱い刺激、温かい刺激、冷たい刺激にそれぞれ応答する神経線維を同定した。また一方、皮膚ケラチノサイトについては、その一部が温度刺激に応答すること、1細胞ではなく細胞集団として一過性に興奮すること、など、細胞応答の動態の一端が分かった。B-1.1細胞・オルガネラレベル温度動態の解明(筋):全身の温度が見える温度可視化マウスを新規開発し、さらに、骨格筋組織を1細胞レベル・オルガネラレベルで2光子イメージング解析する技術を開発した。
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