肺部一項先前不為人知的功能——造血!

　　肺臟主司呼吸，造血?dú)w骨髓，這個常識類的功能劃分正在被科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)所打破。肺在造血系統(tǒng)中所扮演的角色被低估了，它可能還是一個重要的造血器官。本文威正翔禹/締一生物為您揭示肺部一項先前不為人知的功能——造血！

　　血小板生成WHERE?　僅僅骨髓？　NO！還有肺！肺的功能 WHAT? 僅僅呼吸？NO！還能生成血小板！

　　History:

　　1882:J.B.Bizozzero發(fā)現(xiàn)血小板，并具

　　有止凝血功能。

　　Okd Concept:

　　骨髓造血組織中的巨核細(xì)胞生成血小板。

　　Hint:血液從肺部穿過之后

　　1、血小板變多了。

　　2、生產(chǎn)血小板的巨核細(xì)胞變少了。

　　What Happened?

　　3月22日，來自加州大學(xué)舊金山分校的一個科學(xué)家小組在Nature雜志上發(fā)表了一篇題為“The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors”的新成果，**揭示了肺的一項先前不為人知的功能——造血（blood production）。研究還發(fā)現(xiàn)，在小鼠模型中，肺部負(fù)責(zé)生產(chǎn)超過一半的血小板。

　　在這一研究中，科學(xué)家們還有另一個意外的發(fā)現(xiàn)，他們找到了先前未知的一個血液干細(xì)胞“池”（pool），當(dāng)骨髓（先前被認(rèn)為是造血的主要地點(diǎn)）干細(xì)胞枯竭時，這些新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞能夠恢復(fù)造血。

　　肺部每小時生產(chǎn)超過1000萬個血小板

　　據(jù)了解，促成這一驚人發(fā)現(xiàn)的是一項被稱為雙光子活體成像（two-photon intravital imaging）的技術(shù)。這一由該研究通訊作者M(jìn)ark R. Looney博士和共同作者M(jìn)atthew F. Krummel博士發(fā)明的新技術(shù)能夠讓研究人員執(zhí)行極其精細(xì)的任務(wù)——觀察活體小鼠肺部微小血管中單個細(xì)胞的行為。

　　研究最初，Looney和他的研究小組是在利用這一技術(shù)調(diào)查肺部免疫系統(tǒng)與循環(huán)血小板之間的作用。它們使用了經(jīng)工程改造后，血小板能夠發(fā)出明亮綠色熒光的小鼠。令人意外的是，科學(xué)家們在肺部血管中觀察到了數(shù)量驚人的血小板產(chǎn)生細(xì)胞——巨核細(xì)胞。雖然這類細(xì)胞以前也在肺部被觀察到過，但它們通常被認(rèn)為主要在骨髓中“生活”，產(chǎn)生血小板。

　　隨后，研究小組開始研究這群“行為不合常理”的巨核細(xì)胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在肺部血管中，這些巨核細(xì)胞每小時能產(chǎn)生超過1000萬個血小板，這表明，超過一半的小鼠血小板的生產(chǎn)發(fā)生在肺部，而不是骨髓中。

　　此外，研究還在肺部血管之外發(fā)現(xiàn)了大量先前被忽視的巨核細(xì)胞祖細(xì)胞和血液干細(xì)胞。Looney博士表示，據(jù)他們所知，這是首個描述血液祖細(xì)胞在肺部“居住”的研究。

　　Methods:

　　--雙光子血管內(nèi)顯像技術(shù)（2PIVM）：

　　觀察活體小鼠肺部微小血管中單個細(xì)胞的行為。

　　--工具小鼠：

　　PF4-mTmG reporter mice :局和細(xì)胞和血小板----GFP，其他細(xì)胞----tomatoPF4-mTnG reporter mice:能夠追蹤GFP+核

　　--肺移植、流式細(xì)胞術(shù)……

　　肺部血液干細(xì)胞可修復(fù)骨髓

　　在肺部發(fā)現(xiàn)這些巨核細(xì)胞和血液干細(xì)胞后，科學(xué)家們不禁思考，這些細(xì)胞是如何在肺部和骨髓間來回移動的呢？為了回答這一問題，研究人員開展了一系列的肺移植實(shí)驗(yàn)。

　　首先，研究小組將來自正常小鼠的肺移植到攜帶熒光巨核細(xì)胞的小鼠中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熒光巨核細(xì)胞很快開始出現(xiàn)在肺部血管中。這表明，肺部產(chǎn)生血小板的巨核細(xì)胞起源于骨髓。

　　接著，研究小組將攜帶熒光巨核細(xì)胞祖細(xì)胞的肺移植到血小板數(shù)量較低的突變小鼠中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，移植的肺產(chǎn)生了大量的熒光血小板，快速修復(fù)血小板數(shù)量到正常水平，且這一修復(fù)作用持續(xù)超過了幾個月的時間。

　　Findings:

　　--肺是血小板生成的主要部位。

　　--肺部每小時生產(chǎn)超過1000萬個血小板。

　　--超過一半的小鼠血小板的生產(chǎn)發(fā)生在肺部而不是骨髓中。

　　--成年肺仍有功能性的造血干細(xì)胞前體，能夠遷移、骨髓移植、代償造血功能障礙。

　　--能夠?yàn)檠“鍦p少癥的治療提供新視角。

　　--肺可能具有潛在的造血功能。

　　最后，研究小組將所有細(xì)胞都被熒光標(biāo)記的、健康的肺移植到骨髓缺乏正常血液干細(xì)胞的突變小鼠中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，來自移植肺的熒光細(xì)胞快速轉(zhuǎn)移到受損的骨髓處。這些細(xì)胞不僅促成了血小板的生成，還生成了各種血細(xì)胞，包括嗜中性粒細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞。這一實(shí)驗(yàn)表明，肺部包含多種多樣的血液祖細(xì)胞和干細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠修復(fù)受損的骨髓以及許多血液組成的產(chǎn)生。

　　肺部組織，圖片來自Rutgers University。

　　Looney博士表示，這一發(fā)現(xiàn)無疑揭示了肺部更復(fù)雜的功能。它們不僅用于呼吸，也是參與血液生成的關(guān)鍵組成部分。在小鼠研究中觀察到的結(jié)果強(qiáng)烈表明，肺部可能也在人類的血液形成中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

　　Why important?

　　--**證實(shí)肺是血小板生成器官之一，動物體內(nèi)有一半以上的血小板生成來自于肺部。

　　--**發(fā)現(xiàn)肺部儲存有多重造血祖細(xì)胞，這些細(xì)胞可以用于恢復(fù)受損骨髓的造血功能。

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　　文章出處Emma Lefran?ais, Guadalupe Ortiz-Mu?oz,Axelle Caudrillier et al. The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors. Nature, Published online 22 March 2017, doi:10.1038/nature21706