顛覆傳統認知新發現 肺竟是血小板生成器官?

Comment

3月22日,權威期刊《自然》刊登了加州大學舊金山分校 Mark R. Looney 教授團隊的重要研究成果,他們在活體老鼠的肺部使用視頻顯微鏡,顯示過去肺部在血液生產過程中,未被認識到的作用。這個研究首次證實動物體內有一半以上的血小板來自於肺部。他們還首次發現肺部有多種造血幹細胞,可以在骨髓幹細胞耗盡時,填補受損脊髓的造血能力

Looney 教授表示:「這個發現肯定證明肺部是一個非常複雜的器官,他不僅僅是呼吸器官。我們在老鼠體內的觀察所得,也暗示著肺部在人體血液形成的過程,同樣扮演重要的作用」對於數以百萬計可能發生不正常出血風險的血小板數量過低的患者而言,這個新發現可能對他們的疾病治療產生巨大而深遠的影響。

這項研究能夠進行,是身為是肺部先天性免疫學領域專家的 Looney 2011 年的時候,為了觀察小鼠肺部的免疫活動,和同校的病理學專家一同合作發明名為 「雙光子活體成相技術」,這種成像方法允許研究人以視覺觀察活鼠肺部係微血管內的單個細胞之行為。

在一次機緣之下,Looney 教授的團隊在利用雙光子活體成相技術觀察肺部的血小板和免疫系統之間的相互作用時,意外地在肺血管裡看到了大量生產血小板的巨核細胞。雖然在這個研究出現之前,也有人在肺部當中觀察到巨核細胞,但學界普遍認為,巨核細胞主要存在骨髓中,並在骨髓裡完成血小板的生產過程。並且也有人觀察到,血液經過肺部之後,血小板變多了,但巨核細胞變少了,可是並不清楚肺部裡面到底發生什麼變化。於是有人推測,巨核細胞在肺部當中生產血小板。不過苦無直接證據,因此這個推測也就懸而未果。本研究的第一作者Emma Lefrancais表示,「利用雙光子活體成像技術實地看到肺部存在大量的巨核細胞時,就令人不禁想看看它們在裡面究竟發生什麼變化」

因此他們讓小鼠的巨核細胞發出綠色螢光,並且用雙光子活體成像系統監視小鼠的肺部。他們迅即發現巨核細胞每小時在老鼠的肺部生產超過 1000 萬片的血小板。這表示有超過一半的老鼠血小板由肺部產生,而不是骨髓。視頻顯微鏡還顯示,肺中的巨核細胞來自於骨髓。

這項關於巨核細胞與血液幹細胞的發現,為了證實細胞從骨髓中拔山涉水來到肺部生產血小板,因而設計了一項肺藏器官移植實驗:

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表現量低的小鼠,然後給它們移植一個新肺,這個肺里攜帶有含綠色螢光蛋白的巨核細胞。移植完成之後,實驗老鼠的血小板表現水準很快就回升了。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前軀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。

在另一個實驗中,研究人員將具有螢光巨核細胞前軀細胞的健康肺移植到具有低血小板計數的突變小鼠中。結果移植的肺部產生大量螢光血小板,迅速恢復到正常表現量,持續數個月的觀察效果比單個巨核細胞或血小板的壽命還要長。研究人員指出,移植的肺部中的巨核細胞前軀細胞,由於受到實驗小鼠的低血小板情況所刺激,因此產生新的健康巨核細胞以恢復適當的血小板產生量。

最後,研究人員分析試驗小鼠的骨髓,如願發現源自移植肺部的螢光細胞很快就會流向受損的骨髓,不僅促成血小板的生成,還在骨髓裡發現多能前軀細胞、嗜中性粒細胞、B細胞、T細胞等等。這就意味著肺裡面的前軀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。

 

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

Up Next

相關的 文章

討論關於這個 post