红血球将氧气从肺部输送到其他器官，而造血干细胞每天必须制造大约2000亿个新的红血球以保持氧气的流动。多年来，科学家们认为血液的产生发生在骨髓中。但现在，研究人员显示这也发生在肺部。
红血球将氧气从肺部输送到其他器官，而造血干细胞每天必须制造大约2000亿个新的红血球以保持氧气的流动。
多年来，科学家们认为血液的产生发生在骨髓中。但现在，旧金山大学的研究人员显示这也发生在肺部。
他们在人的肺组织中发现了造血干细胞（HSC），这些细胞会制造红血球以及产生血小板的巨核细胞，这些血小板形成血块。研究结果于2月27日发表在《血液》期刊上。
这项工作得到了国家卫生研究院（NIH）国家心脏、肺和血液研究所（NHLBI）的支持，表明肺部可能是挽救生命的干细胞移植的重要来源。
“几十年来，骨髓移植一直是治疗像白血病这样的癌症的关键，”旧金山大学医学与实验医学教授、论文的资深作者马克·卢尼（Mark Looney）博士说。“肺部HSC可能成为这些珍贵干细胞的第二个重要储存库。”
从小鼠到人类
在2017年，旧金山大学团队发现小鼠肺中的细胞制造了小鼠50%的血小板。
他们还发现小鼠肺中的干细胞制造了血液的所有成分，包括红血球、巨核细胞和几种类型的免疫细胞。
卢尼的团队希望证明这也在人的体内发生。因此，他们获得了捐赠的肺、骨髓和血液样本，并比较了在每种组织中发现的结果。
在筛选一个高尔夫球大小的肺组织体积时，科学家们在肺中发现的干细胞与骨髓中著名的HSC非常相似。令人惊讶的是，在肺和骨髓中找到的HSC的比率相似。
“肺部HSC并不是偶然的现象——它们在肺部是可靠存在的，”卢尼实验室的博士后学者、论文的第一作者卡塔丽娜·康拉德（Catharina Conrad）博士说。“但我们仍需确认它们是否真的能够制造血液。”
因此，科学家们在培养皿中诱导肺部和骨髓HSC成熟，发现肺部HSC的生产能力与骨髓HSC相当。
“在我们的金标准干细胞实验中，这两类HSC都表现良好，但肺部HSC细胞群制造更多的红血球和巨核细胞，而骨髓细胞群则更倾向于制造更多免疫细胞，”卢尼说。
人类肺部HSC还能够恢复缺乏HSC的小鼠骨髓。这一发现确认了卢尼之前发现的小鼠肺与骨髓在制造血液中相辅相成，甚至将干细胞发送到对方以恢复。
“我们认为这些HSC可能是特定器官（在这种情况下是肺）中造血的储存池，这会在身体需要更多血液成分时被激活，无论是血小板、红血球还是免疫细胞，”卢尼说。
了解新来的肺部HSC
为了证明肺部HSC确实存在于肺内，而不仅仅是从骨髓逃逸而来的，康拉德和卢尼在人的肺组织样本中寻找HSC。
他们发现这些细胞位于血管之间，排列方式令人想起骨髓中的结构。
“它们似乎确实生活在那里，而不是仅仅路过，”康拉德说。
最后，团队分析了常规骨髓移植的输出，这一过程通常从捐赠者抽血开始，随后筛选干细胞。
值得注意的是，近五分之一用于骨髓移植的分离干细胞带有肺部HSC的特征——这表明“骨髓移植”中的细胞不仅仅来自骨髓。
关于肺部HSC仍有许多需要了解的内容。不同的HSC池是否在医学上具有不同的治疗作用？肺部为何需要自己制造血液？
“肺部对血液循环至关重要，因此看到肺部HSC作为红血球和血小板生产的应急储存库是令人振奋的，”卢尼说。“既然我们知道它们的存在，这为用于有需求患者的治疗——造血干细胞移植——打开了许多新的机会。”
