科學家重大發現 肺竟然是個造血器官

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過去我們認為，肺部是呼吸系統的核心，不過最新的研究卻發現，除了呼吸外，肺部是造血器官之一，而且生產血小板的速度相當快，身體有一半以上的血小板原來是來自它，顛覆以往骨髓造血的觀念。
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期刊《自然》（Nature）22日刊登了加州大學舊金山分校（UCSF）魯尼（Mark R.Looney）教授團隊的重要研究成果，這篇《The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors》的研究，是科學界首次確認肺部是造血器官。他們用雙光子顯微鏡觀察老鼠肺部血管，發現大量能產生血小板的巨核細胞，有別於先前研究指巨核細胞主要存在骨髓中，魯尼表示，這說明肺的功能超出以往認知，它不止可以用來呼吸，還在生成血液的過程中扮演重要角色。' e7 C: m( P, T' K7 k

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. K! d5 d) D- J- Y0 g3 F8 i& u▲肺部的巨核细胞正在合成血小板（箭頭處）。（圖／翻攝自《Nature》）7 l- D( K8 P5 L4 p5 d; p
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魯尼教授是肺部先天性免疫學領域的專家，2011年為了觀察小鼠肺部的免疫監視活動，他和他的研究團隊發明了「雙光子活體成像技術」（2-photon intravital microscopy；2PIVM），這種方法利用經過基因改造、血小板會發出綠色熒光的老鼠進行實驗，讓研究人員看到老鼠肺裡微小血管內單個細胞的行為。結果他們不但發現老鼠肺部有巨核細胞，每小時還能產生1000萬個血小板，超過老鼠體內的一半，證明肺參與了造血過程。
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為了進一步探究，魯尼及團隊設計了3次肺移植實驗。第一個，研究人員先將普通小鼠的肺部移植到巨核細胞會發出綠色熒光的小鼠體內，發現本來沒有熒光細胞的肺部內，開始慢慢出現綠光；顯示這些能生產血小板的巨核細胞來源是來自骨髓。2 F6 x2 i7 @" U, [' b. p) B

0 J( b5 G6 k. H接著，研究人員把帶有熒光巨核細胞的肺移植入了血小板數量較低的突變小鼠，移植後，小鼠體內同樣出現綠色熒光，且血小板數迅速被拉回到正常數值，維持了數月之久，遠超過單個巨核細胞或血小板的壽命；這顯示進入老鼠體內的熒光巨核細胞能生產健康的巨核細胞，並重塑生產血. W- t9 m% K; a4 l* A+ S! a2 z6 x. d' g
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8 G* [6 O! W1 q) H5 s8 m▲肺部参與血小板合成。（圖／翻攝自《Nature》）
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最後，研究人員把所有細胞都被熒光標記的肺，移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的老鼠中，結果發現來自移植肺的熒光細胞，快速轉移到受損的骨髓處。這些細胞不僅促成了血小板的生成，還生成了各種血細胞，顯示這些細胞能夠修復受損的骨髓以及許多血液組成的產生。
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: Y( k3 A  G$ E1 e2 `( {以往只知道骨髓是造血的主要器官，血小板也是從它產生，不過原來骨髓製造了可以生產血小板的巨核細胞之後，這些細胞會透過血液前往肺部，並在那裏生產大量血小板，未來可能只需要移植健康的肺部細胞，就可以修復骨髓受損的疾病。魯尼說：「根據我們已經在老鼠身上觀察到的這些有力證據，人體的肺很有可能也在造血過程中扮演重要角色。」目前這些研究都僅限於老鼠身上，若要將結論複製到人體身上，仍需要進一步確認。