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作者: kuangjc5566 (匡匡56) 看板: Gossiping
標題: [新聞] Nature雜誌驚人發現：肺竟然是造血器官
時間: Sun Mar 26 00:48:26 2017
http://www.yigoonet.com/article/22536254.html
Nature驚人發現：肺竟然是造血器官
近日，來自加州大學舊金山分校的一個科學家小組在Nature雜誌上發表了一篇題為
「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for
haematopoietic progenitors」的新成果，他們首次證實肺是個造血器官，
動物體內有一半以上的血小板來自於肺部，這一點在先前從未被發現過。
該項論文的負責人，加州大學舊金山分校的Mark Looney教授表示
：「這項發現毫無疑問說明了肺的複雜作用——它們不止用來呼吸
，還是生成血液關鍵組成部分的重要參與者，我們在小鼠中觀察到的結果，
強烈表明肺在人類的血液生成中也起著關鍵性的作用。」
對於數以百萬計的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，這個新發現，
有可能對他們疾病的治療產生巨大而深遠的影響。
據瞭解，這項突破性研究背後的最大功臣是一種叫做「雙光子活體成像」
（two-photon intravital imaging）的技術，Looney教授正是共同發明人之一，
這種成像技術使研究人員能夠完成極為精細的觀察，
從而在活體小鼠的肺部的微小血管中，看到單個細胞的行為。
研究最初，Looney和他的研究小組是在利用這一技術調查肺部免疫系統與
循環血小板之間的作用。它們使用了經工程改造後，
血小板能夠發出明亮綠色螢光的小鼠。令人意外的是，
科學家們在肺部血管中觀察到了數量驚人的血小板產生細胞——巨核細胞
。雖然這類細胞以前也在肺部被觀察到過，但它們通常被認為主要在骨髓中「生活」，
產生血小板。
於是，研究人員開始用這項突破性的成像技術，繼續觀察小鼠肺部。很快，
他們得到了更多的數據。據統計，
這些巨核細胞能以每小時生成1000萬個血小板的速度進行工作，
這表明小鼠體內超過一半的血小板都是在肺部，而不是在骨髓生成的！
此外，研究還在肺部血管之外發現了大量先前被忽視的巨核細胞祖細胞和血液幹細胞。
Looney博士表示，據他們所知，這是首個描述血液祖細胞在肺部「居住」的研究。
這些在肺血管中的巨核細胞與血液幹細胞引人好奇——它們是怎麼來到肺部的呢？
它們會不會在肺部與骨髓之間來回移動？為了回答這些問題，
研究人員們做了一系列肺移植實驗。
首先，研究人員從將普通小鼠的肺部移植到了巨核細胞會發出綠色螢光的小鼠體內，
並發現那些本沒有螢光細胞的肺部內，也慢慢出現了綠色螢光。
這表明這些能生產血小板的巨核細胞來源自骨髓。
其次，研究人員將帶有螢光巨核細胞組細胞的肺移植入了血小板計數較低的突變小鼠。
移植後，小鼠體內爆發了一波綠色螢光，並將血小板計數迅速拉回到正常水平，
並維持了數月之久。這遠遠超過了單個巨核細胞或血小板的壽命。因此，
這些結果表明，進入突變小鼠體內的那些螢光巨核細胞組細胞在它們體內得到了激活，
從而能生產健康的巨核細胞，重塑血小板的生產。
最後，研究小組將所有細胞都被螢光標記的、
健康的肺移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的突變小鼠中。
結果發現，來自移植肺的螢光細胞快速轉移到受損的骨髓處。
這些細胞不僅促成了血小板的生成，還生成了各種血細胞，
包括嗜中性粒細胞、B細胞、T細胞等免疫細胞。這一實驗表明，
肺部包含多種多樣的血液祖細胞和幹細胞，
這些細胞能夠修復受損的骨髓以及許多血液組成的產生。
「據我們所知，這是首個描述肺部血液組細胞的研究，
它或許與數百萬患有血小板減少症的人息息相關，」
Looney教授說道：「我們見到，許多造血幹細胞並不是待在一處，
而是隨著血流周遊全身。也許在不同器官中研究幹細胞，會成為未來的一部分。」
另一些科學家們認為，這項研究對於瞭解人類的許多疾病有著重要意義。
同時，它也促使科學家們思考，這會對人類肺移植手術產生怎樣的影響。
http://www.soundofhope.org/b5/2017/03/24/n809316.html
《自然》顛覆發現：肺竟然是個造血器官！
首次證實肺是個造血器官，動物體內有一半以上的血小板來自於肺部；
更重要的是他們還首次發現肺部儲存有多種造血祖細胞，
這些細胞可以用於恢復受損骨髓的造血能力。
3月22日，頂級期刊《自然》刊登了加州大學舊金山分校（UCSF）
Mark R.Looney教授團隊的重要研究成果(1)，他們首次證實肺是個造血器官，
動物體內有一半以上的血小板來自於肺部；
更重要的是他們還首次發現肺部儲存有多種造血祖細胞，
這些細胞可以用於恢復受損骨髓的造血能力。
「毫無疑問，這一重要發現證明肺是個非常複雜的器官，
它可不僅僅是個呼吸器官，還是形成血液重要成分的關鍵器官，」
Looney教授告訴UCSF新聞部門的Nicholas Weiler，
「我們在小鼠體內觀察到的現象，
強烈地暗示肺在人體血液形成中也有非常重要的作用。」
對於數以百萬計的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，這個新發現，
有可能對他們疾病的治療產生巨大而深遠的影響。
Looney教授是肺部先天性免疫學領域的專家，
2011年為了觀察小鼠肺部的免疫監視活動，
Looney教授和同校的病理學專家Matthew F Krummel教授一起發明了
「雙光子活體成像技術」（2-photon intravital microscopy；2PIVM）(2)，
這種成像方法允許研究人員執行非常微妙的觀察任務，
可以讓研究人員看到活的小鼠肺里微小血管內的單個細胞的行為。
略殘忍的「雙光子活體成像技術」成像過程【1】
在一次日常的研究中，
Looney教授團隊正在利用雙光子活體成像技術
觀察血液中的血小板與肺部免疫系統之間的相互作用，
意外地在肺血管里看到了大量生產血小板的巨核細胞和各種造血祖細胞
（造血祖細胞由造血幹細胞分化而來，與全能的造血幹細胞相比，
造血祖細胞只能向一個或幾個血細胞系定向增殖分化。）。
血小板最早發現於1882年。那一年，一個叫J.B.Bizozzero
（1846-1901；他也是幽門螺桿菌的發現者）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傢伙，
居然在血管損傷後的止血過程中起?重要作用，血小板這才有了自己的名字。
後來科學家逐漸發現，血小板的主要功能是凝血和止血，修補破損的血管，
以及參與炎症反應，但是它究竟是如何產生的我們還是知之甚少(3)。
在這個研究出現之前，學界普遍認為，巨核細胞主要存在於骨髓里，
並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(4)，
並且觀察到了一種奇怪的現象：血液從肺部穿過之後，血小板變多了，
生產血小板的巨核細胞變少了(5)；但是並不確切知道肺裡面發生了什麼。
於是有人猜想，巨核細胞在肺里生產血小板了。但是沒有直接的證據，
這個問題也就懸而未決的放置了好多年。
當Looney教授團隊利用雙光子活體成像技術實時地看到巨核細胞的活動時，
Looney教授認為機會來了。「當我們看到大量的巨核細胞生活在肺里的時候，
我們覺得我們必須得看看它們在裡面都幹了些啥，」
本研究的第一作者Emma Lefrancais博士告訴Weiler。
於是，他們構建了一個巨核細胞會發出綠色熒光的模式小鼠，
然後用雙光子活體成像系統盯?小鼠的肺部，記錄下巨核細胞的一舉一動。
很快，他們就有了一個驚人的發現：巨核細胞在小鼠的肺部生產血小板了，
而且每小時生產的數量超過1000萬個。
這就意味著小鼠體內一半以上的血小板是來自於肺的，
生產血小板的主要器官不是骨髓！
一直以來籠罩在科學家心頭的迷霧終於被驅散了。
最後，Looney教授通過肺移植實驗證明，
肺裡面的巨核細胞是從骨髓里游過來的。
「這太有趣了，巨核細胞竟然從骨髓中跨越萬水千山來到肺中生產血小板，」
論文的並列第一作者Guadalupe ortiz-Munoz對Weiler說，
「有可能對於巨核細胞而言，肺裡面的血管更狹窄，
產生的壓力更利於它們生產血小板；也有可能是肺在釋放一種信號分子，
更有利於巨核細胞生產血小板。」
為了驗證肺部巨核細胞生產血小板的能力，
研究人員構建了一個血小板水平低的模式小鼠，
然後給它們移植一個新肺，這個肺里攜帶有含綠色熒光蛋白的巨核細胞。
移植完成之後，模式小鼠的血小板水平很快就回升了，
而且是綠汪汪的一波血小板。這種穩定的水平持續了數月，
明顯長於巨核細胞和血小板的壽命。
這顯然是潛伏在肺里的巨核細胞祖細胞在源源不斷的分化成巨核細胞，
才保證了小鼠體內血小板水平的穩定。
肺對動物血液成分穩定的重要性可見一斑。
既然肺里的造血祖細胞如此威猛，
Looney教授團隊想看看在骨髓造血幹細胞有缺陷的模式小鼠身上，
肺裡面的造血祖細胞是不是有能力逆轉這一缺陷。
於是他們給模式小鼠移植了健康小鼠的肺臟。
最終，他們如願在模式小鼠的骨髓里發現了長期造血幹細胞、
短期造血幹細胞、多能祖細胞2和多能祖細胞3/4，以及嗜中性粒細胞、
B細胞和T細胞等免疫細胞。這就意味著駐紮在肺裡面的造血祖細胞在骨髓受損的時候，
可以遷移到骨髓，恢復骨髓造血能力。
Looney教授認為，這是學界第一次指出肺里存在造血祖細胞。
猶他州立大學醫學院內科系副主任醫師Guy A.Zimmerman博士認為，
這個研究改變了我們對血細胞形成、肺生物學和疾病，以及器官轉移的認知。
http://news.have8.com/article/16263475.html
美國學者發現小鼠的肺能生成過半血小板
肺臟主司呼吸，造血歸骨髓，這個常識類的功能劃分正在被科學家的新發現所打破。
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。
英國時間3月22日發表於《自然》期刊的論文顯示，
美國加利福尼亞大學舊金山分校Mark R. Looney教授領導的團隊發現，
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1000多萬個血小板。
這意味著小鼠體內超過一半的血小板生成於肺。
血小板是血液的組成部分，在凝血止血中發揮重要作用。
此前，科學家們認為，骨髓是生產血小板的主力部位。
更為驚訝的是，研究人員發現，小鼠的肺還是一個巨核祖細胞
（生成巨核細胞、紅細胞）和造血幹細胞的「儲藏池」，
大約有100萬個各種各樣的巨核祖細胞和造血幹細胞靜靜地「待命」於肺血管之外，
並被證實可用於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。
此次，研究人員使用的是雙光子活體成像技術。
這種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教授領導的團隊應用該技術本是為研究另一課題，
卻意外得到驚喜發現——肺血管中含有大量的巨核細胞
。這些細胞的核很大，以此取名，成熟的巨核細胞邊緣部分會破裂脫落成血小板。
研究人員隨即意識到這是不容忽視的，
儘管這並不是第一次被發現肺中有巨核細胞
（19世紀就曾發現），但過去一直沒有搞清其中的機制。
Looney領導的研究團隊決定一探究竟。錄像顯微鏡記錄下了更為詳細的信息，
除了大量巨核細胞快速生成血小板外，
還有諸多巨核祖細胞和造血幹細胞在肺血管外側。
為了進一步探究，研究人員循序漸進地設計了3次小鼠肺移植實驗。
實驗中，綠色螢光蛋白會被注入小鼠的基因組，這種螢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。
在第一個實驗中，研究人員將正常的供體小鼠肺部移植到螢光巨核細胞的受體小鼠中。
結果表明，受體小鼠骨髓中的螢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。
來源初步確定後，在第二個實驗中，
研究人員將螢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後，
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。
在第三個實驗中，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螢光，
並植入到骨髓缺少正常造血幹細胞的受體小鼠中。
在對受體小鼠的骨髓進行分析後發現，來自供體肺部的螢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」儲存的造血幹細胞和祖細胞，
「治療」骨髓，使其恢復生機。
「這項研究發現確切地表明，肺其實比我們想像的複雜，
它不僅是用來呼吸，也是形成血液重要成分的關鍵部位。」
Looney教授在加利福尼亞大學舊金山分校官網的通稿中表示。
值得一提的是，目前這項研究僅限於小鼠身上，若要將結論複製到人體身上，
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。