你不了解的肺

大臉兔

在我們的認(rèn)知中，肺的主要功能是呼吸，而造血功能主要靠骨髓來實現(xiàn)，但是，今年上半年，英國的《自然》雜志刊發(fā)了來自美國加利福尼亞大學(xué)舊金山分校Mark R. Looney教授領(lǐng)導(dǎo)的一篇論文，文中稱：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。

在血液中，有三種有形成分：攜帶氧氣的紅細(xì)胞，抵抗感染的白細(xì)胞，以及凝結(jié)止血的血小板。過去科學(xué)界認(rèn)為，這些細(xì)胞都以骨髓為大本營。

血小板最早發(fā)現(xiàn)于1882年。那一年，一個叫J.B.Bizozzero的意大利醫(yī)師發(fā)現(xiàn)，一直以來被認(rèn)為是血液中無功能的細(xì)胞碎片的血小板，居然在血管損傷后的止血過程中起著重要作用，于是血小板才有了自己的名字。后來科學(xué)家逐漸發(fā)現(xiàn)，血小板的主要功能是凝血和止血，修補破損的血管，以及參與炎癥反應(yīng)，但是它究竟是如何產(chǎn)生的，科學(xué)家們了解的也不是很多。

學(xué)界普遍認(rèn)為，骨髓里有一種巨核細(xì)胞，是它在骨髓里完成生產(chǎn)血小板的過程。雖然之前也有人在肺里觀察到巨核細(xì)胞，并且觀察到了一種奇怪的現(xiàn)象：血液從肺部穿過之后，血小板變多了，生產(chǎn)血小板的巨核細(xì)胞變少了，但是并不確切知道肺里面發(fā)生了什么。于是有人猜想：巨核細(xì)胞在肺里生產(chǎn)血小板了。但是沒有直接的證據(jù)可以證明這一猜想，這個問題也就懸而未決的放置了好多年。

一直到今年，Looney教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊在小鼠身上使用雙光子活體成像技術(shù)研究另外一個課題時，卻意外得到驚喜發(fā)現(xiàn)——小鼠的肺血管中含有大量的巨核細(xì)胞，成熟的巨核細(xì)胞邊緣部分會破裂脫落成血小板。雙光子活體成像技術(shù)可以幫助科學(xué)家在不影響肺組織正常生理功能的前提下，對活體小鼠肺血管中單個細(xì)胞的活動進行觀察。Looney教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊決定一探究竟。

小鼠骨髓生成的巨核細(xì)胞會流向肺臟，而這些巨核細(xì)胞會每小時生成1 000多萬個血小板。這意味著小鼠體內(nèi)超過一半的血小板生成于肺。而在此之前，科學(xué)家們認(rèn)為，骨髓才是生產(chǎn)血小板的主力部位。

更為驚訝的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)，小鼠的肺還是一個巨核祖細(xì)胞（生成巨核細(xì)胞、紅細(xì)胞）和造血干細(xì)胞的“儲藏池”，大約有100萬個各種各樣的巨核祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞靜靜地“待命”于肺血管之外，并被證實可用于修復(fù)小鼠骨髓受損的造血能力。這將為人們應(yīng)對血液疾病提供新思路。

為了進一步探究，研究人員循序漸進地設(shè)計了三次小鼠肺移植實驗。實驗中，綠色熒光蛋白被注入小鼠的基因組，這種熒光蛋白不會傷害活細(xì)胞，但可以幫助研究人員跟蹤目標(biāo)細(xì)胞。

在第一次實驗中，研究人員將正常的供體小鼠肺部移植到熒光巨核細(xì)胞的受體小鼠中。結(jié)果表明，受體小鼠骨髓中的熒光巨核細(xì)胞很快出現(xiàn)在供體肺部，這表明在肺部生成血小板的巨核細(xì)胞來自骨髓。

來源初步確定后，在第二次實驗中，研究人員將熒光巨核祖細(xì)胞的供體小鼠肺部植入到血小板減少的受體小鼠中。實驗結(jié)果令人欣喜，受體小鼠的血小板數(shù)量快速地恢復(fù)到正常水平，這樣的狀態(tài)甚至持續(xù)了數(shù)月之久，遠(yuǎn)超單個巨核細(xì)胞、血小板的壽命。

研究人員認(rèn)為，這指向一個結(jié)論：受體小鼠接受健康的肺后，肺中儲存的巨核祖細(xì)胞被激活，產(chǎn)生了新的健康血小板。而這可以為罹患血小板減少疾病的人帶來潛在的新療法。

在第三次實驗中，研究人員則發(fā)現(xiàn)，骨髓的巨核細(xì)胞會流向肺部之外，還有反向互動。研究人員將供體小鼠肺部所有的細(xì)胞標(biāo)記為熒光，并植入骨髓缺少正常造血干細(xì)胞的受體小鼠中。在對受體小鼠的骨髓進行分析后發(fā)現(xiàn)，來自供體肺部的熒光細(xì)胞很快流向骨髓，除了幫助骨髓生成血小板之外，還生成了各種免疫細(xì)胞，比如中性白細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞。

也就是說，肺有點像骨髓安插的“救兵”，當(dāng)骨髓“有難”時，肺會“動員”儲存的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞去“治療”骨髓，使其恢復(fù)生機。

“這項研究發(fā)現(xiàn)確切地表明，肺其實比我們想象的復(fù)雜，它不僅是用來呼吸，也是形成血液重要成分的關(guān)鍵部位。”Looney教授表示，目前這項研究僅限于小鼠身上，若要將結(jié)論復(fù)制到人體身上，仍需要進一步確認(rèn)。

“根據(jù)我們已經(jīng)在小鼠上觀察到的有力證據(jù)，人體的肺很有可能也在造血中扮演關(guān)鍵角色?！?Looney說，接下來，他們還要進一步研究，肺和骨髓是如何相互協(xié)作，打造“血液工廠”的。endprint