你不了解的肺

大臉兔

在我們的認知中，肺的主要功能是呼吸，而造血功能主要靠骨髓來實現，但是，今年上半年，英國的《自然》雜志刊發了來自美國加利福尼亞大學舊金山分校Mark R. Looney教授領導的一篇論文，文中稱：肺在造血系統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：攜帶氧氣的紅細胞，抵抗感染的白細胞，以及凝結止血的血小板。過去科學界認為，這些細胞都以骨髓為大本營。

血小板最早發現于1882年。那一年，一個叫J.B.Bizozzero的意大利醫師發現，一直以來被認為是血液中無功能的細胞碎片的血小板，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。后來科學家逐漸發現，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，但是它究竟是如何產生的，科學家們了解的也不是很多。

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

一直到今年，Looney教授領導的團隊在小鼠身上使用雙光子活體成像技術研究另外一個課題時，卻意外得到驚喜發現——小鼠的肺血管中含有大量的巨核細胞，成熟的巨核細胞邊緣部分會破裂脫落成血小板。雙光子活體成像技術可以幫助科學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胞的活動進行觀察。Looney教授領導的研究團隊決定一探究竟。

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

更為驚訝的是，研究人員還發現，小鼠的肺還是一個巨核祖細胞（生成巨核細胞、紅細胞）和造血干細胞的“儲藏池”，大約有100萬個各種各樣的巨核祖細胞和造血干細胞靜靜地“待命”于肺血管之外，并被證實可用于修復小鼠骨髓受損的造血能力。這將為人們應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胞，但可以幫助研究人員跟蹤目標細胞。

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胞的受體小鼠中。結果表明，受體小鼠骨髓中的熒光巨核細胞很快出現在供體肺部，這表明在肺部生成血小板的巨核細胞來自骨髓。

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。實驗結果令人欣喜，受體小鼠的血小板數量快速地恢復到正常水平，這樣的狀態甚至持續了數月之久，遠超單個巨核細胞、血小板的壽命。

研究人員認為，這指向一個結論：受體小鼠接受健康的肺后，肺中儲存的巨核祖細胞被激活，產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，研究人員則發現，骨髓的巨核細胞會流向肺部之外，還有反向互動。研究人員將供體小鼠肺部所有的細胞標記為熒光，并植入骨髓缺少正常造血干細胞的受體小鼠中。在對受體小鼠的骨髓進行分析后發現，來自供體肺部的熒光細胞很快流向骨髓，除了幫助骨髓生成血小板之外，還生成了各種免疫細胞，比如中性白細胞、B細胞、T細胞。

也就是說，肺有點像骨髓安插的“救兵”，當骨髓“有難”時，肺會“動員”儲存的造血干細胞和祖細胞去“治療”骨髓，使其恢復生機。

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

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