過(guò)去我們認(rèn)為,肺部是呼吸系統(tǒng)的核心,不過(guò)最新的研究卻發(fā)現(xiàn),除了呼吸外,肺部是造血器官之一,而且生產(chǎn)血小板的速度相當(dāng)快,身體有一半以上的血小板原來(lái)是來(lái)自它,顛覆以往骨髓造血的觀念。
期刊《自然》(Nature)22日刊登了加州大學(xué)舊金山分校(UCSF)魯尼(Mark R.Looney)教授團(tuán)隊(duì)的重要研究成果,這篇《The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors》的研究,是科學(xué)界首次確認(rèn)肺部是造血器官。他們用雙光子顯微鏡觀察老鼠肺部血管,發(fā)現(xiàn)大量能產(chǎn)生血小板的巨核細(xì)胞,有別于先前研究指巨核細(xì)胞主要存在骨髓中,魯尼表示,這說(shuō)明肺的功能超出以往認(rèn)知,它不止可以用來(lái)呼吸,還在生成血液的過(guò)程中扮演重要角色。
▲肺部的巨核細(xì)胞正在合成血小板(箭頭處)。(圖/翻攝自《Nature》)
魯尼教授是肺部先天性免疫學(xué)領(lǐng)域的專家,2011年為了觀察小鼠肺部的免疫監(jiān)視活動(dòng),他和他的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了“雙光子活體成像技術(shù)“(2-photon intravital microscopy;2PIVM),這種方法利用經(jīng)過(guò)基因改造、血小板會(huì)發(fā)出綠色熒光的老鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓研究人員看到老鼠肺里微小血管內(nèi)單個(gè)細(xì)胞的行為。結(jié)果他們不但發(fā)現(xiàn)老鼠肺部有巨核細(xì)胞,每小時(shí)還能產(chǎn)生1000萬(wàn)個(gè)血小板,超過(guò)老鼠體內(nèi)的一半,證明肺參與了造血過(guò)程。
為了進(jìn)一步探究,魯尼及團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了3次肺移植實(shí)驗(yàn)。第一個(gè),研究人員先將普通小鼠的肺部移植到巨核細(xì)胞會(huì)發(fā)出綠色熒光的小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)本來(lái)沒(méi)有熒光細(xì)胞的肺部?jī)?nèi),開(kāi)始慢慢出現(xiàn)綠光;顯示這些能生產(chǎn)血小板的巨核細(xì)胞來(lái)源是來(lái)自骨髓。
接著,研究人員把帶有熒光巨核細(xì)胞的肺移植入了血小板數(shù)量較低的突變小鼠,移植后,小鼠體內(nèi)同樣出現(xiàn)綠色熒光,且血小板數(shù)迅速被拉回到正常數(shù)值,維持了數(shù)月之久,遠(yuǎn)超過(guò)單個(gè)巨核細(xì)胞或血小板的壽命;這顯示進(jìn)入老鼠體內(nèi)的熒光巨核細(xì)胞能生產(chǎn)健康的巨核細(xì)胞,并重塑生產(chǎn)血小板。
▲肺部參與血小板合成。(圖/翻攝自《Nature》)
最后,研究人員把所有細(xì)胞都被熒光標(biāo)記的肺,移植到骨髓缺乏正常血液干細(xì)胞的老鼠中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)來(lái)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,顯示這些細(xì)胞能夠修復(fù)受損的骨髓以及許多血液組成的產(chǎn)生。
以往只知道骨髓是造血的主要器官,血小板也是從它產(chǎn)生,不過(guò)原來(lái)骨髓制造了可以生產(chǎn)血小板的巨核細(xì)胞之后,這些細(xì)胞會(huì)透過(guò)血液前往肺部,并在那里生產(chǎn)大量血小板,未來(lái)可能只需要移植健康的肺部細(xì)胞,就可以修復(fù)骨髓受損的疾病。魯尼說(shuō):“根據(jù)我們已經(jīng)在老鼠身上觀察到的這些有力證據(jù),人體的肺很有可能也在造血過(guò)程中扮演重要角色。“目前這些研究都僅限于老鼠身上,若要將結(jié)論復(fù)制到人體身上,仍需要進(jìn)一步確認(rèn)。