红细胞将氧气从肺部输送到身体的每一个器官，而造血干细胞每天必须制造大约2000亿个新的红细胞，以保持氧气的流动。

多年来，科学家一直认为血液的生成发生在骨髓中。但如今，加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员发现，这一过程也在肺部发生。

他们发现人类肺组织中存在造血干细胞（HSCs），这些细胞能够制造红细胞，以及产生血小板的巨核细胞，血小板是形成血液凝块的成分。该研究结果于2月27日发表在《Blood》杂志上。

该研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）下属的国家心肺血液研究所（NHLBI）的支持，表明肺部可能是拯救生命的干细胞移植的有力来源。

“数十年来，骨髓移植一直是治疗白血病等癌症的支柱，”加州大学旧金山分校医学和实验室医学教授、该论文的资深作者Mark Looney博士说，“肺部的HSCs可能成为这些珍贵干细胞的第二个重要储存库。”

从鼠到人

2017年，UCSF团队发现小鼠肺部的细胞制造了小鼠50%的血小板。他们还发现了小鼠肺部的干细胞，能够制造血液的所有成分，包括红细胞、巨核细胞和多种免疫细胞。

Looney的团队希望证明这种情况也发生在人类身上。因此，他们获取了捐赠的肺、骨髓和血液样本，并比较了每种组织中的发现。

在筛查高尔夫球大小的肺组织时，科学家们发现肺部的干细胞与骨髓中众所周知的HSCs非常相似。令人惊讶的是，肺部和骨髓中发现的HSCs比例相似。

“肺部的HSCs并不是偶然出现的——它们在肺部是可靠的存在，”UCSF博士后学者、该论文的第一作者Catharina Conrad博士说，“但我们仍需知道它们是否真的能够制造血液。”

于是，科学家们让肺部和骨髓的HSCs在培养皿中成熟，发现肺部的HSCs和骨髓的HSCs一样具有生产力。

“两种类型的HSCs在我们的干细胞实验中都表现出色，但肺部的HSCs群体制造了更多的红细胞和巨核细胞，而骨髓群体则倾向于制造更多的免疫细胞，”Looney说。

人类肺部的HSCs还可以在HSC缺乏的小鼠中恢复骨髓。这一发现证实了Looney之前的发现，即小鼠的肺和骨髓在产生血液方面相互补充，甚至会发送干细胞来恢复对方。

“我们认为这些HSCs可能是特定器官（在这种情况下是肺部）中的造血储存库，当身体需要更多血液的任何部分，无论是血小板、红细胞还是免疫细胞时，它们就会被激活，”Looney说。

了解新的肺部HSC

为了证明肺部的HSCs确实居住在肺部，而不是从骨髓中逃逸出来的，Conrad和Looney在人类肺组织样本中寻找这些HSCs。

他们在血管之间发现了它们，这种排列方式让人联想到骨髓中的情况。

“它们似乎真的生活在那里，而不是只是路过，”Conrad说。

最后，研究团队分析了常规骨髓移植的结果，今天的骨髓移植从供体的血液抽取开始，然后筛选干细胞。

令人惊讶的是，近五分之一用于骨髓移植的干细胞带有肺部HSCs的特征——这表明“骨髓移植”中的细胞并不完全来自骨髓。

关于肺部HSCs，还有许多需要了解的地方。不同的干细胞池是否在医学中扮演不同的治疗角色？为什么肺部本身需要制造血液？

“肺部对血液循环至关重要，因此看到肺部HSCs作为红细胞和血小板生产的紧急储存库，这是非常吸引人的，”Looney说，“现在我们知道它们的存在，这为造血干细胞移植开辟了许多新的机会，这种移植常用于有需求的患者。”