一直以來，人們都以為血是在骨髓及脾臟製造的。但日前加大舊金山分校的科學家運用微視顯微鏡在活老鼠身上發現了肺從未被知曉的造血角色：老鼠的血液循環內，肺製造了一半以上的血小板！此外，科學家也意外地發現了肺有前所未知的血液幹細胞。當主要造血功能的骨髓內幹細胞耗盡時，這些幹細胞能恢復造血功能。這發現亦意味著我們能對於有數百萬患者的血小板減少症有進一步瞭解。
這個新研究歸功於最近由Looney及USSF病理教授所開發出來所謂雙光子(two-photon)活體影像技術改良。這種影像技術可讓研究人員可進行極為精細的觀察，以瞭解在活老鼠肺內的微血管內每一個細胞的行為。
Looney和其團隊運用這個技術可以檢查肺臟中免疫系統和循環血小板的交互作用。以基改過的老鼠使其血小板發出綠色螢光，他們觀察到，在肺血管分布中有出人意料大量的血小板製造細胞亦即巨核細胞(megakaryocyte)。雖然巨核細胞以前也在肺中被觀察到，然總以為主要是由骨髓製造的。進一步的影像顯示，在肺血管分布中巨核細胞每一小時製造一千萬以上的血小板；意味著老鼠有一半一上的血小板是在肺內產生而非骨髓。顯微錄影帶亦顯示了多種以前被忽略的巨核細胞的前驅細胞(progenitor cell)和血液幹細胞靜靜地停留在肺之血管分布外；估計每隻老鼠約有一百萬個。
新發現的血液幹細胞能修復受損的骨髓
巨核細胞及血幹細胞的發現引起了一個疑問：這些細胞如何在肺及骨髓之間往復來回。為了探求真相，研究人員以巧妙的肺移植來進行研究。第一個試驗顯示由於血液的機械力或許是一些我們還未知的分子信號，肺可能是一個理想的製造血小板的生物反應器。第二個試驗顯示：低血小板的老鼠做了肺移植後，移植肺中巨核前驅細胞被低血小板活化而造出健康的新巨核細胞，恢復了正常製造血小板功能。
最後研究人員將所有細胞均有螢光標示的健康肺移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的基改老鼠身上；受植老鼠的骨髓分析顯示，從移植肺來的螢光細胞很快就移行到受損的骨髓，並產生不只血小板還有多種血細胞，包括免疫細胞如嗜中性白血球(neutrophils) B cells和T cells。這些試驗顯示：肺是多種血球前驅細胞(progenitor cells)和幹細胞的家，能夠修復受損骨髓的幹細胞，亦可恢復血液成份的製造。
這些試驗結果也引起有關血小板減少症的相關討論。特別是研究顯示建議以基改的巨核細胞來治療血小板疾病的研究人員應該要思考以肺作為血小板製造來源。這個研究亦提供了幹細胞生物學家一個新方向，以探索骨髓和肺如何攜手合作「通過幹細胞交換，營造一個健康的血液系統」。
這些觀察改變了即存有關血細胞形成，肺生物疾病和移植的模式。
對於血幹細胞和前驅細胞在骨髓間自由往復的觀察，讓越來越多認為「幹細胞可能比我們認知的更活躍」的研究人員提供一個支撐。Looney說﹕「我們看到越來越多的造血幹細胞並不駐宿在一個地方，而是游行在血流裡面。或許在各種器官裡“出國留學”是幹細胞教育的正常作業。」
資料來源：Nature