Mechanism of maintanance of brain temperature

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温度は様々な生理機能に影響を与える生体の恒常性維持において、最も重要な因子の一つである。申請者は脳局所ごとに他領域よりも1-2℃高い領域が存在することも見いだした（J. Neurosci. 2018a, 2018b）。これらの知見より、世界で初めて脳内には特殊な温度不均一性が存在することが示された。しかしながら、温度不均一性がどのように産み出されるのか？とその存在意義が不明のままである。この疑問を解き明かすために、培養ニューロン、アストロサイトをWTマウスから調製し、それらの細胞を生理学的温度（37℃）にインキュベートした際に1細胞内の温度分布がどのような局在を示すのかを解析・比較した。ニューロンは全てが均一な温度動態であった。一方、アストロサイトでは、冷たい細胞集団が全体の50％程度存在していることを明らかにした。これまでは、脳ラジエター仮説に基づき、温まった脳内を血流循環で放熱し、脳平均温度を一定に保つと信じられてきた。しかしながら、果たしてこれは真実であろうか？熱を吸収できる特殊な冷たいアストロサイトが存在し、これらの細胞群と血流循環・放熱の相乗作用で脳温を保つという可能性が浮かびあがった。本年度の研究知見の着目すべき点は、環境温度（＝体温）よりも冷たいアストロサイトが存在する点である。発熱を血流循環・放熱するだけで、脳冷却が本当に可能なのであろうか？今回見出された冷たいアストロサイトが脳内で特殊吸熱源となっており、これらの特殊生理作用の総アウトプットとして、脳が効果的に冷却され、一定の脳温が保たれる可能性が高い。