最新的研究發現,原來過去都以為造血功能集中在骨髓的認知可能需要大幅調整了。來自加州大學舊金山分校的研究團隊,在權威學術期刊《Nature》上發表了一篇:「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors」,記錄了最新的成果,是科學界首度確認肺是造血的器官之一,動物體內有一半以上的血小板來自於肺部。

主持這項研究計畫的Mark Looney 博士表示:「這項研究說明了肺的複雜功能,這個器官不止可以用來呼吸,還是生成血液關鍵組成部分的重要成員。我們在小鼠身上觀察到的結果,明確地顯示了肺在血液生成中有關鍵性的角色。」對於數以百萬計的血液疾病患者,和需要接受骨髓移植的患者而言,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。

這次的突破,最大功臣是一種叫做「雙光子活體影像」(two-photon intravital imaging)的技術,Looney 博士正是發明人之一,這種影像技術使研究人員能夠完成極為精密的觀察,在活體動物的肺部微血管,看到單一細胞的行為。

Looney博士和他的研究團隊開發出這個技術,利用一種經過基因改造而能讓血小板發出綠色螢光的實驗老鼠,觀察肺部免疫系統與血小板之間的作用。出乎意料的是,研究團隊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。雖然這種特別的細胞也曾經在肺部被觀察到,但它們被認為主要存在於骨髓,並且負責產生血小板。

血小板負責動物的止血功能,但是其實人類對於血小板的生成機制還不是很了解,過去只知道骨髓是血小板生成的主要部位,而少數證據顯示肺臟也有生成血小板的巨核細胞。不過在最新的研究中發現,骨髓生成了巨核細胞之後,透過血液循環,巨核細胞來到了肺臟,並且在肺臟產生大量的血小板,而且佔了 50%以上,或是每小時可以產生一千萬個血小板。

研究是怎麼進行的呢?首先,研究團隊將普通老鼠的肺臟移植到巨核細胞會發出綠色螢光的老鼠體內,結果發現那些原本沒有螢光巨核細胞的普通老鼠肺臟,慢慢出現了綠色螢光。

這顯示了這些能生產血小板的巨核細胞來源自骨髓,而即使是外來的肺臟依然能夠讓巨核細胞「住」下來。

接著,研究團隊將帶有螢光巨核細胞的肺移植到血小板偏低的突變老鼠身上。在移植之後,老鼠體內出現了一波綠色螢光的「爆發」,血小板數量也很快回到正常水準,而且可以維持好幾個月,這樣的時間長度已經遠遠超過了巨核細胞或血小板的壽命。

這證明了被移植進入血小板偏低突變老鼠體內的那些巨核細胞,可以持續產生健康的巨核細胞,讓血小板的生成恢復正常。這個研究發現似乎對於一些凝血功能有問題的疾病患者帶來了希望。

最後,研究團隊將那些被螢光標記的肺臟,移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的突變小鼠身上。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,這些細胞不僅能生成血小板,還生成了各種血球細胞,包括嗜中性白血球、B 細胞、T 細胞等免疫細胞。

這證明了即使是移植肺臟,也可以修復受損的骨髓,重建血液的生成。

但這些發現也帶來更多的疑惑,例如:為什麼血小板不在骨髓製造而要在肺臟製造?例如:為何巨核細胞可以持續在肺臟自己生成新的巨核細胞?例如:是否以後不見得要進行難度高的骨髓移植,而可以用移植肺臟甚至只是植入健康的肺臟細胞就可以治癒骨髓受損造成的疾病?

※本文獲「Inside」授權轉載,原文:《重大發現!動物體內的血小板有一半生成於肺臟,且肺臟細胞可修復受損骨髓》