加州大學舊金山分校的研究人員在活體小鼠肺部通過視頻顯微鏡（video microscopy），發現肺部具有此前未知的血液生產功能。研究人員指出小鼠循環系統中，肺部負責制造了超過一半的血小板（血液中的凝固出血的成分），而且更加令人驚訝的是，科學家們還發現了一個之前未知的能恢復血液生成的血液干細胞池，之前大家都認為骨髓干細胞，也就是血液生產的主要地點中的血液干細胞會被耗盡。

這一研究成果公布在最新一期（3月22日）的Nature雜志上，文章的通訊作者是加州大學舊金山分校醫學教授Mark R. Looney，他表示，“這一發現表明肺部具有更加復雜的作用，它們不僅僅是用于呼吸，還是形成血液的關鍵合作伙伴。我們針對小鼠的觀察指出，肺部在人體血液形成過程中也可能發揮了關鍵作用。”

這些發現有助于增加我們對血小板減少癥thrombocytopenia的理解，這種疾病的患病人數多達數百萬，患者體內不受控制的出血風險急劇增加。同時這一研究也提出了肺部內的血液干細胞如何影響肺移植者的問題。

新技術讓這成為可能

這項新成果來自Looney等人近期開發的一種雙光子活體成像技術（two-photon intravital imaging），這種成像放能幫助研究人員完成十分細微的觀察，了解活體小鼠肺部中微小血液系統中的單個細胞行為。

Looney和他的團隊利用這一技術分析了免疫系統和肺部循環系統血小板之間的相互作用，這些基因工程小鼠的血小板能發出明亮的綠色熒光。結果他們驚訝的發現生成血小板的細胞，也就是肺血管系統中的巨核細胞（megakaryocytes）大量出現了。雖然此前研究人員曾在肺部看到了巨核細胞，但通常它們被認為是來自于骨髓。

Looney實驗室的博士后研究員Emma Lefrançais博士說：“當我們發現如此多的巨核細胞群體似乎生活在肺部時，我們意識到這可能就是事實。”

新發現的肺部干細胞可以修復受損的骨髓

那么這些肺部的巨核細胞和血液干細胞是如何在肺和骨髓之間來回移動的呢？為了回答這個問題，研究人員進行了一系列的肺移植研究：

首先，研究人員將正常供體小鼠的肺部移植到了具有熒光巨核細胞的受體小鼠中，結果發現來自受體小鼠的熒光巨核細胞很快出現在肺血管系統。這表明肺部生成血小板的巨核細胞來自于骨髓。

之后，研究人員將帶有熒光巨核細胞祖細胞的肺移植到具有血小板減少癥的突變小鼠中，數月的觀察顯示這些小鼠的移植肺部產生大量熒光血小板，令突變小鼠的血小板迅速恢復道路正常水平，而且血小板壽命也要比個體巨核細胞或血小板的壽命長得多。研究人員指出，移植肺部的巨核細胞祖細胞已被受體小鼠激活，從而產生健康的新型巨核細胞。

最后，研究人員將健康肺（其中所有細胞都被熒光標記）移植到骨髓缺乏正常血液干細胞的突變小鼠中。受體小鼠骨髓分析表明，源自移植肺的熒光細胞很快就會流向受損的骨髓，不僅促使血小板生成，而且也促進了各種血細胞的生成，包括免疫細胞，如嗜中性粒細胞， B細胞和T細胞。

這些實驗表明，肺部中有各種血液祖細胞和干細胞，這些細胞和干細胞能夠補充受損的骨髓，恢復血液中的許多成分。

“據我們所知，這是首次描述出現在肺部的血液祖細胞，并且這引起了許多與血小板減少癥患者有臨床相關性的問題，”Looney說。