Nature颠覆对肺认知：爱惜你的肺，它还可以造血

3月22日，Nature杂志发表了一篇题为“The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors”的文章，来自加州大学旧金山分校的一个研究小组首次揭示了肺的一项先前不为人知的功能——造血（blood production）。该研究通过对小鼠模型的研究发现，肺部负责生产超过一半的血小板，可经循环中流出。更有意思的是，研究者还找到一个未知的一个血液干细胞“池”（pool），当骨髓（先前被认为是造血的主要地点）干细胞枯竭时，这些新发现的细胞能够恢复造血。

在已有的研究中发现，肺部有巨核细胞的存在，且离开肺部的血液比起进入肺部的血液而言，含有更多的血小板和更少的巨核细胞，基于这些研究，研究者假设肺可以在血小板生物发生中起主要作用。为了验证这一假设，研究者采用双光子活体成像（two-photon intravital imaging）的技术对血小板进行跟踪。为了实现对血小板的实时跟踪，研究采用PF4-Cre × Gt(ROSA)26Sor^{tm4(ACTB-tdTomato,-EGFP)Luo} (mTmG)，即PF4- mTmG报告小鼠为模型，这种模型小鼠中，PF4-Cre会驱使膜GFP在巨核细胞和血小板中表达，而且他细胞则用膜番茄红素标记予以区分。

在实验中研究者观察到，在肺的微循环中存在大量的GFP阳性细胞，这些细胞在微循环中产生血小板。许多GFP阳性细胞都含有大的细胞核（大于10 μm），这些细胞核在成像图中呈黑洞形式。为了证实他们所标记的是巨核细胞，研究者又用了PF4-Cre × Gt(ROSA)26Sor^{tm1(CAG-tdTomato*,-EGFP*)}Ees(nTnG)，即 PF4-nTnG报告小鼠来对肺部肺循环进行成像，在这种PF4-nTnG小鼠中包含有荧光开关可以跟踪核的GFP阳性信号。此外，研究者还对肺部产生的血小板进行计数，发现约50%的血小板是由肺产生的，小鼠肺每小时产生超过1000万片血小板。基于此，研究者断定在肺部生存着巨核细胞和血液干细胞。

而肺部巨核细胞和血液干细胞的发现也提出了一个新问题：这些细胞的来源是哪里，会发生迁移么？为了解决这些问题，研究人员进行了一组肺移植的研究。首先，团队将肺从正常供体小鼠移植到具有荧光巨核细胞的受体小鼠中，并发现来自受体小鼠的荧光巨核细胞很快在肺血管系统中开始出现，这表明肺中产生血小板的巨核细胞起源于骨髓。

有意思的是，与肺中的观察结果相反，研究者没有观察到血管内巨核细胞有血小板形成的迹象，而肝脏中也没有任何巨核细胞的存在。除血管内巨核细胞外，研究者还观察了PF4-Cre × Gt(ROSA)26Sor^{tm9(CAG-tdTomato)Hze} (ROSA26-tdTomato)，即PF4-tomato和PF4-mTmG小鼠中的血管周围肺间质中的大细胞。他们发现这些血管外细胞在成像（最多4小时）期间包含大核的。虽然它们相对较大，但这些血管外细胞的平均体积是血管内巨核细胞直径的三分之一，也比骨髓和脾脏中的巨核细胞小。

研究者对肺组织中的PF4-tomato细胞进行计数，发现每个肺脏超过100万个PF4-tomato细胞。这些细胞的核直径显着大于GFP^-细胞的核直径，且细胞核具有更复杂的形状。 之后，他们利用血管内标记的方法确定，血管内PF4-tomato细胞占有率为80%。为了更好的表征肺部的巨核细胞，他们以CD41作为筛选指标，对筛选出的PF4-tomato⁺ CD41⁺细胞进行血小板marker vWF染色，发现这些筛选出来的细胞确实能够产生血小板。

在肺部活体成像研究中已经证实，只有肺部血管内的巨核细胞才能释放血小板。在之后的研究中，研究人员将具有荧光巨核细胞祖细胞的肺移植到具有低血小板计数的突变小鼠中来观察移植后肺巨核细胞的情况。研究结果显示，移植后的肺产生大量的荧光血小板，使得移植后小鼠的血小板迅速恢复正常水平。研究人员指出，移植的肺中的巨核细胞被受体小鼠的低血小板计数激活，产生健康的新型巨核细胞以恢复适当的血小板产生量。

最后，研究人员移植荧光标记的健康肺到骨髓缺乏的正常血液干细胞突变的小鼠中。受体小鼠骨髓的分析表明，源自移植肺的荧光细胞很快就会流向受损的骨髓，不仅促成血小板的生成，而且促成了各种血细胞的生成，包括免疫细胞，如嗜中性粒细胞，B细胞和T细胞。这些实验表明，肺可以产生各种血液祖细胞和干细胞，这些细胞和干细胞能够补充受损的骨髓并恢复血液中许多成分。

肺部可以产生血小板，这一发现不仅颠覆了我们传统的认知，也极大的血液研究的新领域和新方向。文中还有更多详实的数据，在这里小编就不一一赘述，感兴趣的童鞋可以到原文去看，不仅有图还有视频呢。在科研领域，好的idea当然是至关重要的，然而好的研究工具却是获得新发现验证idea的重要手段。从文章不难看出，作者用了最新的双光子活体成像技术观测到小鼠肺部巨核细胞产生血小板的过程。同时又使用了许多细胞表面marker来做流式检测，包括CD系列，c-Kit，Sca-1，c-mpl，GPVI，MPP3/4等等。这些抗体大部分都是自带荧光标签的抗体，这相比用荧光二抗间接标记要更方便也降低了非特异性。在此，小编也想为诸位推荐几款荧光标记的表面marker及相关抗体。

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