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作者: kuangjc5566 (匡匡56) 看板: Gossiping
标题: [新闻] Nature杂志惊人发现：肺竟然是造血器官
时间: Sun Mar 26 00:48:26 2017
http://www.yigoonet.com/article/22536254.html
Nature惊人发现：肺竟然是造血器官
近日，来自加州大学旧金山分校的一个科学家小组在Nature杂志上发表了一篇题为
“The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for
haematopoietic progenitors”的新成果，他们首次证实肺是个造血器官，
动物体内有一半以上的血小板来自于肺部，这一点在先前从未被发现过。
该项论文的负责人，加州大学旧金山分校的Mark Looney教授表示
：“这项发现毫无疑问说明了肺的复杂作用——它们不止用来呼吸
，还是生成血液关键组成部分的重要参与者，我们在小鼠中观察到的结果，
强烈表明肺在人类的血液生成中也起著关键性的作用。”
对于数以百万计的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，这个新发现，
有可能对他们疾病的治疗产生巨大而深远的影响。
据了解，这项突破性研究背后的最大功臣是一种叫做“双光子活体成像”
（two-photon intravital imaging）的技术，Looney教授正是共同发明人之一，
这种成像技术使研究人员能够完成极为精细的观察，
从而在活体小鼠的肺部的微小血管中，看到单个细胞的行为。
研究最初，Looney和他的研究小组是在利用这一技术调查肺部免疫系统与
循环血小板之间的作用。它们使用了经工程改造后，
血小板能够发出明亮绿色萤光的小鼠。令人意外的是，
科学家们在肺部血管中观察到了数量惊人的血小板产生细胞——巨核细胞
。虽然这类细胞以前也在肺部被观察到过，但它们通常被认为主要在骨髓中“生活”，
产生血小板。
于是，研究人员开始用这项突破性的成像技术，继续观察小鼠肺部。很快，
他们得到了更多的数据。据统计，
这些巨核细胞能以每小时生成1000万个血小板的速度进行工作，
这表明小鼠体内超过一半的血小板都是在肺部，而不是在骨髓生成的！
此外，研究还在肺部血管之外发现了大量先前被忽视的巨核细胞祖细胞和血液干细胞。
Looney博士表示，据他们所知，这是首个描述血液祖细胞在肺部“居住”的研究。
这些在肺血管中的巨核细胞与血液干细胞引人好奇——它们是怎么来到肺部的呢？
它们会不会在肺部与骨髓之间来回移动？为了回答这些问题，
研究人员们做了一系列肺移植实验。
首先，研究人员从将普通小鼠的肺部移植到了巨核细胞会发出绿色萤光的小鼠体内，
并发现那些本没有萤光细胞的肺部内，也慢慢出现了绿色萤光。
这表明这些能生产血小板的巨核细胞来源自骨髓。
其次，研究人员将带有萤光巨核细胞组细胞的肺移植入了血小板计数较低的突变小鼠。
移植后，小鼠体内爆发了一波绿色萤光，并将血小板计数迅速拉回到正常水平，
并维持了数月之久。这远远超过了单个巨核细胞或血小板的寿命。因此，
这些结果表明，进入突变小鼠体内的那些萤光巨核细胞组细胞在它们体内得到了激活，
从而能生产健康的巨核细胞，重塑血小板的生产。
最后，研究小组将所有细胞都被萤光标记的、
健康的肺移植到骨髓缺乏正常血液干细胞的突变小鼠中。
结果发现，来自移植肺的萤光细胞快速转移到受损的骨髓处。
这些细胞不仅促成了血小板的生成，还生成了各种血细胞，
包括嗜中性粒细胞、B细胞、T细胞等免疫细胞。这一实验表明，
肺部包含多种多样的血液祖细胞和干细胞，
这些细胞能够修复受损的骨髓以及许多血液组成的产生。
“据我们所知，这是首个描述肺部血液组细胞的研究，
它或许与数百万患有血小板减少症的人息息相关，”
Looney教授说道：“我们见到，许多造血干细胞并不是待在一处，
而是随着血流周游全身。也许在不同器官中研究干细胞，会成为未来的一部分。”
另一些科学家们认为，这项研究对于了解人类的许多疾病有着重要意义。
同时，它也促使科学家们思考，这会对人类肺移植手术产生怎样的影响。
http://www.soundofhope.org/b5/2017/03/24/n809316.html
《自然》颠覆发现：肺竟然是个造血器官！
首次证实肺是个造血器官，动物体内有一半以上的血小板来自于肺部；
更重要的是他们还首次发现肺部储存有多种造血祖细胞，
这些细胞可以用于恢复受损骨髓的造血能力。
3月22日，顶级期刊《自然》刊登了加州大学旧金山分校（UCSF）
Mark R.Looney教授团队的重要研究成果(1)，他们首次证实肺是个造血器官，
动物体内有一半以上的血小板来自于肺部；
更重要的是他们还首次发现肺部储存有多种造血祖细胞，
这些细胞可以用于恢复受损骨髓的造血能力。
“毫无疑问，这一重要发现证明肺是个非常复杂的器官，
它可不仅仅是个呼吸器官，还是形成血液重要成分的关键器官，”
Looney教授告诉UCSF新闻部门的Nicholas Weiler，
“我们在小鼠体内观察到的现象，
强烈地暗示肺在人体血液形成中也有非常重要的作用。”
对于数以百万计的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，这个新发现，
有可能对他们疾病的治疗产生巨大而深远的影响。
Looney教授是肺部先天性免疫学领域的专家，
2011年为了观察小鼠肺部的免疫监视活动，
Looney教授和同校的病理学专家Matthew F Krummel教授一起发明了
“双光子活体成像技术”（2-photon intravital microscopy；2PIVM）(2)，
这种成像方法允许研究人员执行非常微妙的观察任务，
可以让研究人员看到活的小鼠肺里微小血管内的单个细胞的行为。
略残忍的“双光子活体成像技术”成像过程【1】
在一次日常的研究中，
Looney教授团队正在利用双光子活体成像技术
观察血液中的血小板与肺部免疫系统之间的相互作用，
意外地在肺血管里看到了大量生产血小板的巨核细胞和各种造血祖细胞
（造血祖细胞由造血干细胞分化而来，与全能的造血干细胞相比，
造血祖细胞只能向一个或几个血细胞系定向增殖分化。）。
血小板最早发现于1882年。那一年，一个叫J.B.Bizozzero
（1846-1901；他也是幽门螺杆菌的发现者）的意大利医师发现，
一直以来被认为是血液中无功能的细胞碎片的家伙，
居然在血管损伤后的止血过程中起?重要作用，血小板这才有了自己的名字。
后来科学家逐渐发现，血小板的主要功能是凝血和止血，修补破损的血管，
以及参与炎症反应，但是它究竟是如何产生的我们还是知之甚少(3)。
在这个研究出现之前，学界普遍认为，巨核细胞主要存在于骨髓里，
并在骨髓里完成生产血小板的过程。虽然之前也有人在肺里观察到巨核细胞(4)，
并且观察到了一种奇怪的现象：血液从肺部穿过之后，血小板变多了，
生产血小板的巨核细胞变少了(5)；但是并不确切知道肺里面发生了什么。
于是有人猜想，巨核细胞在肺里生产血小板了。但是没有直接的证据，
这个问题也就悬而未决的放置了好多年。
当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，”
本研究的第一作者Emma Lefrancais博士告诉Weiler。
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?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Guadalupe ortiz-Munoz对Weiler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Guy A.Zimmerman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。
http://news.have8.com/article/16263475.html
美国学者发现小鼠的肺能生成过半血小板
肺脏主司呼吸，造血归骨髓，这个常识类的功能划分正在被科学家的新发现所打破。
肺在造血系统中所扮演的角色被低估了，它可能还是一个重要的造血器官。
英国时间3月22日发表于《自然》期刊的论文显示，
美国加利福尼亚大学旧金山分校Mark R. Looney教授领导的团队发现，
小鼠骨髓生成的巨核细胞会流向肺脏，
而这些巨核细胞会每小时生成1000多万个血小板。
这意味着小鼠体内超过一半的血小板生成于肺。
血小板是血液的组成部分，在凝血止血中发挥重要作用。
此前，科学家们认为，骨髓是生产血小板的主力部位。
更为惊讶的是，研究人员发现，小鼠的肺还是一个巨核祖细胞
（生成巨核细胞、红细胞）和造血干细胞的“储藏池”，
大约有100万个各种各样的巨核祖细胞和造血干细胞静静地“待命”于肺血管之外，
并被证实可用于修复小鼠骨髓受损的造血能力。这将为人们应对血液疾病提供新思路。
此次，研究人员使用的是双光子活体成像技术。
这种技术可以帮助科学家在不影响肺组织正常生理功能的前提下，
对活体小鼠肺血管中单个细胞的活动进行观察。
Looney教授领导的团队应用该技术本是为研究另一课题，
却意外得到惊喜发现——肺血管中含有大量的巨核细胞
。这些细胞的核很大，以此取名，成熟的巨核细胞边缘部分会破裂脱落成血小板。
研究人员随即意识到这是不容忽视的，
尽管这并不是第一次被发现肺中有巨核细胞
（19世纪就曾发现），但过去一直没有搞清其中的机制。
Looney领导的研究团队决定一探究竟。录像显微镜记录下了更为详细的信息，
除了大量巨核细胞快速生成血小板外，
还有诸多巨核祖细胞和造血干细胞在肺血管外侧。
为了进一步探究，研究人员循序渐进地设计了3次小鼠肺移植实验。
实验中，绿色萤光蛋白会被注入小鼠的基因组，这种萤光蛋白不会伤害活细胞，
但可以帮助研究人员跟踪目标细胞。
在第一个实验中，研究人员将正常的供体小鼠肺部移植到萤光巨核细胞的受体小鼠中。
结果表明，受体小鼠骨髓中的萤光巨核细胞很快出现在供体肺部，
这表明在肺部生成血小板的巨核细胞来自骨髓。
来源初步确定后，在第二个实验中，
研究人员将萤光巨核祖细胞的供体小鼠肺部植入到血小板减少的受体小鼠中。
实验结果令人欣喜，受体小鼠的血小板数量快速地恢复到正常水平，
这样的状态甚至持续了数月之久，远超单个巨核细胞、血小板的寿命。
研究人员认为，这指向一个结论：受体小鼠接受健康的肺后，
肺中储存的巨核祖细胞被激活，产生了新的健康血小板。
而这可以为罹患血小板减少疾病的人带来潜在的新疗法。
在第三个实验中，研究人员则发现，骨髓的巨核细胞会流向肺部之外，
还有反向互动。研究人员将供体小鼠肺部所有的细胞标记为萤光，
并植入到骨髓缺少正常造血干细胞的受体小鼠中。
在对受体小鼠的骨髓进行分析后发现，来自供体肺部的萤光细胞很快流向骨髓，
除了帮助骨髓生成血小板之外，还生成了各种免疫细胞，
比如中性白细胞、B细胞、T细胞。
也就是说，肺有点像骨髓安插的“救兵”，当骨髓“有难”时，
肺会“动员”储存的造血干细胞和祖细胞，
“治疗”骨髓，使其恢复生机。
“这项研究发现确切地表明，肺其实比我们想像的复杂，
它不仅是用来呼吸，也是形成血液重要成分的关键部位。”
Looney教授在加利福尼亚大学旧金山分校官网的通稿中表示。
值得一提的是，目前这项研究仅限于小鼠身上，若要将结论复制到人体身上，
仍需要进一步确认。
“根据我们已经在小鼠上观察到的有力证据，
人体的肺很有可能也在造血中扮演关键角色。”
Looney说。接下来，他们还要进一步研究，肺和骨髓是如何相互协作，
打造“血液工厂”的。