Nature：顛覆認(rèn)知，新研究揭示肺部居然能造血！

2017-11-30 來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng) 標(biāo)簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護(hù)膚

摘要：這些實(shí)驗(yàn)意味著肺臟是一系列可以修復(fù)骨髓受損及形成血液多種組分的造血前體細(xì)胞和造血干細(xì)胞的溫床。

　　通過使用活體顯微鏡技術(shù)觀察活小鼠的肺，來自加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的科學(xué)家們首次揭示了肺一個(gè)此前未知的功能：造血！在這項(xiàng)今天發(fā)表在Nature上的最新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)肺負(fù)責(zé)生成了小鼠循環(huán)系統(tǒng)中的一半血小板--凝血過程中需要的血液成分。另一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)就是科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一種此前未知的血液干細(xì)胞骨髓干細(xì)胞被清除后可以持續(xù)產(chǎn)生血液，而此前認(rèn)為骨髓干細(xì)胞是血液產(chǎn)生的主要場(chǎng)所。

　　“這項(xiàng)研究表明肺臟具有更復(fù)雜的功能--它們不僅僅只用于呼吸，同時(shí)它們也是血液形成的關(guān)鍵組分。”UCSF醫(yī)學(xué)系和實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)教授、肺臟學(xué)家MarkR.Looney博士說道，“我們?cè)谶@項(xiàng)小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象表明肺在人體血液形成過程中可能也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。”

　　這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究以下人類疾病有重大影響：如血小板計(jì)數(shù)低或血小板低下的病人，這種疾病影響數(shù)百萬人，增加了他們發(fā)生危險(xiǎn)的出血失控的風(fēng)險(xiǎn)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也提出了以下問題：肺中的血液干細(xì)胞如何影響肺移植接受者？

　　活體影像實(shí)驗(yàn)顯示：小鼠的肺每小時(shí)可產(chǎn)生超過1000萬血小板

　　一項(xiàng)最近由該研究共同作者、UCSF病理學(xué)教授MatthewF.Krummel博士及Looney開發(fā)的完美的雙光子活體成像技術(shù)使這項(xiàng)研究成為可能。這種成像技術(shù)能夠讓研究人員對(duì)活小鼠肺臟小血管中的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行精確的觀察。

　　Loney及其團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)正在使用這項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)小鼠肺臟免疫系統(tǒng)和循環(huán)血小板之間的相互作用，他們使用了一種基因工程化小鼠，它的血小板可以發(fā)出綠色熒光，結(jié)果他們意外發(fā)現(xiàn)肺臟血管中有一群叫做巨核細(xì)胞的細(xì)胞可以生成血小板。盡管此前已經(jīng)有研究證明肺臟中存在巨核細(xì)胞，但是此前通常認(rèn)為巨核細(xì)胞主要在骨髓中生存并產(chǎn)生血小板。

　　“當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)這大群巨核細(xì)胞出現(xiàn)在活體肺臟中時(shí)，我們就意識(shí)到我們不得不追蹤他們。”論文共同第一作者、Looney實(shí)驗(yàn)室博士后EmmaLefranais博士說道。

　　更多的細(xì)節(jié)研究發(fā)現(xiàn)肺臟中的巨核細(xì)胞每小時(shí)產(chǎn)生的血小板數(shù)量超過1000萬，這意味著小鼠體內(nèi)超過一半的血小板是在肺中產(chǎn)生的。

　　肺中新發(fā)現(xiàn)的血液干細(xì)胞能夠修復(fù)受損的骨髓

　　肺血管中巨核細(xì)胞和血液干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)讓研究人員對(duì)這些細(xì)胞如何在肺和骨髓之間來回移動(dòng)產(chǎn)生了疑問，因此他們進(jìn)行了一系列肺移植實(shí)驗(yàn)去研究這個(gè)問題。

　　首先，他們將正常小鼠的肺移植到有熒光巨核細(xì)胞的小鼠體內(nèi)，隨后發(fā)肺血管中有熒光標(biāo)記的巨核細(xì)胞，這意味著這些生成血小板的巨核細(xì)胞來源于骨髓。

　　在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員將帶有熒光巨核細(xì)胞前體細(xì)胞的小鼠肺臟移植到血小板計(jì)數(shù)低下的突變小鼠體內(nèi)，他們發(fā)現(xiàn)小鼠快速產(chǎn)生了大量熒光標(biāo)記的血小板，血小板含量很快就達(dá)到了正常水平，且能夠維持?jǐn)?shù)月--這遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于巨核細(xì)胞的壽命。這意味著移植肺臟中的巨核前體細(xì)胞被激活并產(chǎn)生了新的健康的巨核細(xì)胞維持產(chǎn)生適量的血小板。

　　最后，研究人員將所有細(xì)胞都用熒光標(biāo)記的健康肺移植到骨髓中缺乏造血干細(xì)胞的突變小鼠體內(nèi)。對(duì)受體小鼠的骨髓分析顯示移植肺中熒光標(biāo)記的細(xì)胞在移植后不久就遷移到了受損的骨髓中，并且不僅僅只產(chǎn)生血小板，還產(chǎn)生一系列血細(xì)胞，包括中性粒細(xì)胞、B、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞。這些實(shí)驗(yàn)意味著肺臟是一系列可以修復(fù)骨髓受損及形成血液多種組分的造血前體細(xì)胞和造血干細(xì)胞的溫床。

　　“據(jù)我們所知，這是首次發(fā)現(xiàn)肺臟有駐留造血前體細(xì)胞，這也引發(fā)了關(guān)于數(shù)百萬遭受血小板減少癥患者的一系列問題。”Looney說道，“這項(xiàng)研究還為干細(xì)胞生物學(xué)家提供了新途徑去研究骨髓和肺臟如何通過干細(xì)胞互相交換維持健康的血液系統(tǒng)。”

　　“這些發(fā)現(xiàn)改變了目前關(guān)于血細(xì)胞形成、肺臟生物學(xué)和疾病、肺移植的認(rèn)知。”猶他大學(xué)醫(yī)學(xué)院、內(nèi)科醫(yī)學(xué)系副主任、肺臟學(xué)家GuyA.Zimmerman博士說道，“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有直接的臨床相關(guān)性，也為未來研究血小板形成及巨核細(xì)胞在肺臟炎癥及其他炎癥條件、出血、凝血功能異常及移植等的作用提出了一系列問題。”

　　“肺臟可以產(chǎn)生血小板已經(jīng)在數(shù)十年前就知道了，但是這項(xiàng)研究充分證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)，表明小鼠肺臟血小板生成的主要參與者。”NHLBI的TraciMondoro博士說道，“Looney及其團(tuán)隊(duì)打破了一些關(guān)于肺在血小板相關(guān)造血中功能的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，開拓了進(jìn)一步研究這一系統(tǒng)生物學(xué)的科學(xué)道路。”

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