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腾讯登录Nature：颠覆认知，新研究揭示肺部居然能造血！
| 导读 | 通过使用活体显微镜技术观察活小鼠的肺，来自加州大学旧金山分校（UCSF）的科学家们首次揭示了肺一个此前未知的功能：造血！在这项今天发表在Nature上的最新研究中，研究人员发现肺负责生成了小鼠循环系统中的一半血小板--凝血过程中需要的血液成分。另一个令人惊讶的发现就是科学家还发现了一种此前未知的血液干细胞骨髓干细胞被清除后可以持续产生血液，而此前认为骨髓干细胞是血液产生的主要场所。 |
“这项研究表明肺脏具有更复杂的功能--它们不仅仅只用于呼吸，同时它们也是血液形成的关键组分。”UCSF医学系和实验室医学教授、肺脏学家Mark R. Looney博士说道，“我们在这项小鼠实验中发现的现象表明肺在人体血液形成过程中可能也发挥着关键作用。”
这项发现对于研究以下人类疾病有重大影响：如血小板计数低或血小板低下的病人，这种疾病影响数百万人，增加了他们发生危险的出血失控的风险。这项发现也提出了以下问题：肺中的血液干细胞如何影响肺移植接受者？
活体影像实验显示：小鼠的肺每小时可产生超过1000万血小板
一项最近由该研究共同作者、UCSF病理学教授Matthew F. Krummel博士及Looney开发的完美的双光子活体成像技术使这项研究成为可能。这种成像技术能够让研究人员对活小鼠肺脏小血管中的单个细胞进行精确的观察。
Loney及其团队当时正在使用这项技术检测小鼠肺脏免疫系统和循环血小板之间的相互作用，他们使用了一种基因工程化小鼠，它的血小板可以发出绿色荧光，结果他们意外发现肺脏血管中有一群叫做巨核细胞的细胞可以生成血小板。尽管此前已经有研究证明肺脏中存在巨核细胞，但是此前通常认为巨核细胞主要在骨髓中生存并产生血小板。
“当我们发现这大群巨核细胞出现在活体肺脏中时，我们就意识到我们不得不追踪他们。”论文共同第一作者、Looney实验室博士后Emma Lefran?ais博士说道。
更多的细节研究发现肺脏中的巨核细胞每小时产生的血小板数量超过1000万，这意味着小鼠体内超过一半的血小板是在肺中产生的。
肺中新发现的血液干细胞能够修复受损的骨髓
肺血管中巨核细胞和血液干细胞的发现让研究人员对这些细胞如何在肺和骨髓之间来回移动产生了疑问，因此他们进行了一系列肺移植实验去研究这个问题。
首先，他们将正常小鼠的肺移植到有荧光巨核细胞的小鼠体内，随后发肺血管中有荧光标记的巨核细胞，这意味着这些生成血小板的巨核细胞来源于骨髓。
在另一个实验中，研究人员将带有荧光巨核细胞前体细胞的小鼠肺脏移植到血小板计数低下的突变小鼠体内，他们发现小鼠快速产生了大量荧光标记的血小板，血小板含量很快就达到了正常水平，且能够维持数月--这远远长于巨核细胞的寿命。这意味着移植肺脏中的巨核前体细胞被激活并产生了新的健康的巨核细胞维持产生适量的血小板。
最后，研究人员将所有细胞都用荧光标记的健康肺移植到骨髓中缺乏造血干细胞的突变小鼠体内。对受体小鼠的骨髓分析显示移植肺中荧光标记的细胞在移植后不久就迁移到了受损的骨髓中，并且不仅仅只产生血小板，还产生一系列血细胞，包括中性粒细胞、B、T细胞等免疫细胞。这些实验意味着肺脏是一系列可以修复骨髓受损及形成血液多种组分的造血前体细胞和造血干细胞的温床。
“据我们所知，这是首次发现肺脏有驻留造血前体细胞，这也引发了关于数百万遭受血小板减少症患者的一系列问题。”Looney说道，“这项研究还为干细胞生物学家提供了新途径去研究骨髓和肺脏如何通过干细胞互相交换维持健康的血液系统。”
“这些发现改变了目前关于血细胞形成、肺脏生物学和疾病、肺移植的认知。”犹他大学医学院、内科医学系副主任、肺脏学家Guy A. Zimmerman博士说道，“这项发现有直接的临床相关性，也为未来研究血小板形成及巨核细胞在肺脏炎症及其他炎症条件、出血、凝血功能异常及移植等的作用提出了一系列问题。”
“肺脏可以产生血小板已经在数十年前就知道了，但是这项研究充分证实了这个观点，表明小鼠肺脏血小板生成的主要参与者。”NHLBI的Traci Mondoro博士说道，“Looney及其团队打破了一些关于肺在血小板相关造血中功能的传统观点，开拓了进一步研究这一系统生物学的科学道路。”
报道原文：Surprising new role for lungs-making blood
研究论文：The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for hematopoietic progenitors
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