肺负责呼吸，造血属于骨髓。科学家的新发现打破了这种常识性的功能划分。肺在造血系统中的作用被低估了。它也可能是一个重要的造血器官。
根据英国时间3月22日发表在《自然》杂志上的一篇论文，由旧金山加州大学教授马克·鲁尼领导的团队发现，小鼠骨髓产生的巨核细胞流向肺部，这些巨核细胞每小时产生超过1000万个血小板。这意味着老鼠体内一半以上的血小板是在肺部产生的。血小板是血液的组成部分，在凝血和止血中发挥重要作用。此前，科学家认为骨髓是血小板产生的主要场所。
更令人惊讶的是，研究人员发现小鼠肺也是巨核祖细胞(产生巨核细胞和红细胞)和造血干细胞的“储库”。约有100万种巨核祖细胞和造血干细胞在肺血管外静静地“待命”，并已被证明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的思路。
这一次，研究人员正在使用双光子活体成像技术。这项技术可以帮助科学家在不影响肺组织正常生理功能的情况下，观察活体小鼠肺血管中各个细胞的活动。鲁尼教授的团队利用这项技术研究了另一个课题，但惊讶地发现肺血管中有大量的巨核细胞。这些细胞的细胞核非常大，因此得名，成熟巨核细胞的边缘会破裂并脱落成血小板。
研究人员立即意识到这一点不应该被忽视。尽管这不是第一次在肺中发现巨核细胞(发现于19世纪)，但这一机制在过去并未被清楚地理解。
鲁尼的研究小组决定找出答案。视频显微镜记录了更详细的信息。除了大量巨核细胞快速生成血小板外，肺血管外还有许多巨核祖细胞和造血干细胞。
为了进一步探索，研究人员逐步设计了三个小鼠肺移植实验。在实验中，绿色荧光蛋白将被注入小鼠的基因组。这种荧光蛋白不会伤害活细胞，但可以帮助研究人员追踪目标细胞。
在图中，左边的块状荧光物质是巨核细胞，它在肺血管中运动产生荧光片段，即血小板。资料来源:旧金山加利福尼亚大学。
在第一个实验中，研究人员将正常供体小鼠的肺移植到接受荧光巨核细胞的小鼠体内。结果表明，受体小鼠骨髓中的荧光巨核细胞很快出现在供体肺中，表明肺中产生血小板的巨核细胞来自骨髓。
在最初确定来源后，在第二个实验中，研究人员将荧光巨核祖细胞供体小鼠的肺移植到患有血小板减少症的受体小鼠体内。实验结果令人满意。受体小鼠的血小板数量很快恢复到正常水平。这种状态甚至持续了几个月，远远超过了单个巨核细胞和血小板的寿命。
研究人员认为这指向一个结论:在受体小鼠接受健康的肺后，储存在肺中的巨核祖细胞被激活，产生新的健康血小板。这可以为血小板减少症患者带来潜在的新疗法。
在第三个实验中，研究人员发现骨髓中的巨核细胞会流出肺部并反过来相互作用。研究人员将供体小鼠肺部的所有细胞标记为荧光细胞，并将其植入骨髓中缺乏正常造血干细胞的受体小鼠体内。在对受体小鼠的骨髓进行分析后，发现来自供体肺的荧光细胞快速流入骨髓。除了帮助骨髓产生血小板外，还产生了各种免疫细胞，如中性粒细胞、B细胞和T细胞。
换句话说，肺有点像骨髓里的“救星”。当骨髓“陷入困境”时，肺会“动员”储存的造血干细胞和祖细胞，并“治疗”骨髓以恢复其活力。
“这项研究的发现清楚地表明，肺实际上比我们想象的更复杂。它不仅用于呼吸，也是形成重要血液成分的关键部分。”鲁尼教授在旧金山加州大学官方网站的新闻稿中说。
值得一提的是，这项研究目前仅限于小鼠，如果结论要复制到人体，还需要进一步的证实。
“根据我们在老鼠身上观察到的有力证据，人类的肺很可能在造血过程中也发挥了关键作用。”鲁尼说。接下来，他们将进一步研究肺和骨髓如何合作建立一个“血液工厂”。