颠覆发现:肺竟然是个造血器官

Looney教授团队利用双光子活体成像技术实时地看到巨核细胞的活动时,Looney教授认为机会来了。「当我们看到大量的巨核细胞生活在肺里的时候,我们觉得我们必须得看看它们在里面都干了些啥,」

于是,他们构建了一个巨核细胞会发出绿色荧光的模式小鼠,然后用双光子活体成像系统盯着小鼠的肺部,记录下巨核细胞的一举一动。很快,他们就有了一个惊人的发现:巨核细胞在小鼠的肺部生产血小板了,而且每小时生产的数量超过1000万个。这就意味着小鼠体内一半以上的血小板是来自于肺的,生产血小板的主要器官不是骨髓!一直以来笼罩在科学家心头的迷雾终于被驱散了。最后,Looney教授通过肺移植实验证明,肺里面的巨核细胞是从骨髓里游过来的。

「这太有趣了,巨核细胞竟然从骨髓中跨越万水千山来到肺中生产血小板,」论文的并列第一作者说,「有可能对于巨核细胞而言,肺里面的血管更狭窄,产生的压力更利于它们生产血小板;也有可能是肺在释放一种信号分子,更有利于巨核细胞生产血小板。」

为了验证肺部巨核细胞生产血小板的能力,研究人员构建了一个血小板水平低的模式小鼠,然后给它们移植一个新肺,这个肺里携带有含绿色荧光蛋白的巨核细胞。移植完成之后,模式小鼠的血小板水平很快就回升了,而且是绿汪汪的一波血小板。这种稳定的水平持续了数月,明显长于巨核细胞和血小板的寿命。这显然是潜伏在肺里的巨核细胞祖细胞在源源不断的分化成巨核细胞,才保证了小鼠体内血小板水平的稳定。肺对动物血液成分稳定的重要性可见一斑。

既然肺里的造血祖细胞如此威猛,Looney教授团队想看看在骨髓造血干细胞有缺陷的模式小鼠身上,肺里面的造血祖细胞是不是有能力逆转这一缺陷。

于是他们给模式小鼠移植了健康小鼠的肺脏。最终,他们如愿在模式小鼠的骨髓里发现了长期造血干细胞、短期造血干细胞、多能祖细胞2和多能祖细胞3/4,以及嗜中性粒细胞、B细胞和T细胞等免疫细胞。这就意味着驻扎在肺里面的造血祖细胞在骨髓受损的时候,可以迁移到骨髓,恢复骨髓造血能力。

Looney教授认为,这是学界第一次指出肺里存在造血祖细胞。犹他州立大学医学院内科系副主任医师博士认为,这个研究改变了我们对血细胞形成、肺生物学和疾病,以及器官转移的认知。