人體真真真奇妙！肝臟竟是維持造血干細胞功能的關鍵

2018-04-12 來源：奇點網標簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：隨著科學各個領域的日益專業(yè)化，對單一器官和疾病的研究即將到達極限。泛癌圖譜便是一個很好的例子。想要探索和模擬人體的機能，需要從更加廣闊的視角著手。從整體看細節(jié)，我們一次又一次發(fā)現(xiàn)生命令人驚奇的真相。

哲學上有一個經典的理論叫做還原論（Reductionism），認為一切事物都可以用更簡單或更基本的現(xiàn)象來描述。用在生物學和醫(yī)學上，即是沿著器官、組織、細胞、分子這樣的路線逐層深入，以圖解釋某些生理現(xiàn)象。笛卡爾就曾表示，“一切非人類動物都可以分解成一種自動運作的機器”。這種簡化理論無疑是在暗示，一切系統(tǒng)都只不過是其各個部分的總和。

然而生命的真相并不像物理或數學那樣簡潔單純。固然，一個系統(tǒng)完全由它的各個部分組成，但是這個系統(tǒng)將具有所有部件都沒有的功能，部件的組合將產生更高層次的功用。

隨著科學各個領域的日益專業(yè)化，對單一器官和疾病的研究即將到達極限。泛癌圖譜便是一個很好的例子。想要探索和模擬人體的機能，需要從更加廣闊的視角著手。從整體看細節(jié)，我們一次又一次發(fā)現(xiàn)生命令人驚奇的真相。

人體的“生命之泉”血液有著諸多神奇之處，譬如肺也是一個造血器官，又譬如我們今天要說的，造血干細胞的功能竟要賴以肝臟維持！

這項研究來自哥倫比亞大學的華人學者LeiDing團隊，論文發(fā)表在頂級期刊《科學》雜志上。研究者發(fā)現(xiàn)，在造血干細胞（HSC）功能維持中具有關鍵作用的促血小板生成素（TPO），竟是來自肝細胞而不是骨髓細胞[1]！特異性敲除肝臟中的TPO，將會迅速導致骨髓中的造血干細胞耗竭。而敲除其他相關細胞中的TPO并不會對造血干細胞的數量和功能造成影響。

我們都知道，細胞的功能除了自己本身的“努力”，與周圍細胞的“支持”也是分不開的。造血干細胞也是這樣，它的功能維持離不開與周邊微環(huán)境的相互作用[2]。一般來說，我們認為其中起關鍵作用的主要是上皮細胞、間充質細胞等骨髓的組成細胞[3]。

當然了，考慮到機體是一個整體，其他的組織和器官也會一定程度上參與造血干細胞的功能，腎臟分泌的促紅細胞生成素（EPO）和卵巢分泌的雌激素都能夠刺激造血功能。不過說是影響，也就意味著它們的角色作用有限，多一個不多，少也不會少得太過。所以科學家們一直覺得，來自“遠處”器官的信號，是不會對造血功能有決定性作用的。

一項脫胎于果蠅的研究給科學家們提了個醒。在果蠅中，嗅覺功能通過體內γ-羥基丁酸（GABA）的水平決定著造血祖細胞的增殖能力[4]！這不由得讓人猜測，在哺乳動物中是不是也具有這樣看起來八竿子打不著的“領導關系”呢？

你別說，還真的有！

在造血干細胞功能維持的必備清單中，有這樣一種激素，叫做促血小板生成素（TPO），也叫做巨核細胞生長和發(fā)育因子（MGDF）。它被發(fā)現(xiàn)的第一個功能，是促進巨核細胞的形成與分化，進一步促進血小板的生成。后來，研究者又發(fā)現(xiàn)，它和它的受體c-MPL在造血干細胞功能維持中也具有十分重要的作用，缺乏這二者之一，會導致嚴重的血小板缺乏癥和骨髓耗竭。

但是TPO身上還有一個謎團——我們并不知道這種激素是哪來的。

實際上，很多種細胞都會積極轉錄TPO基因，包括成骨細胞、巨核細胞和骨基質細胞等。不過對TPO基因mRNA的翻譯卻被控制得十分嚴格，科學家們并不知道以上提到的哪種細胞是TPO真正的合成場所。

從直覺來想，應當是骨髓或骨骼相關的細胞吧？遺憾，直覺這次又錯了。

研究者對各組織細胞進行了qRT-PCR檢測，發(fā)現(xiàn)在成骨細胞、骨髓基質細胞和肝細胞中，TPO都有一定程度的轉錄，肝細胞尤甚。同時，研究者利用熒光手段標記了產生的TPO蛋白，結果肝細胞中綠光瑩瑩，骨髓細胞中卻沒有絲毫檢測到熒光的跡象！可見，TPO實際上是產生于肝臟中的！

那么其他細胞就一點兒都不摻和TPO合成嗎？研究者一一進行了實驗。研究者特異性敲除了對應組織中的TPO基因，并照顧這些小鼠長到8周大。檢測結果卻顯示，這些小鼠的造血干細胞數量和功能都不受影響，說明這些細胞并不合成TPO，或者它們合成的TPO極極極少。

這個套路在肝細胞上卻行不通了。特異性敲除肝細胞中的TPO基因之后，這批小鼠造血功能受到了極大的損害，骨髓中造血干細胞數量僅有對照組的24分之一！各種造血干細胞和造血祖細胞分裂分化出的成熟細胞數量也所剩無幾。

這足夠讓我們得出結論，造血干細胞的功能，關鍵竟在于“遙遠”的肝臟！

硬要扯一下肝臟和造血的關系的話，在胚胎時期，肝臟和脾臟都會短暫地承擔一部分造血工作，不過在出生以后，就只有骨髓（和肺）是造血器官了。為什么這個時候肝臟還會在幕后發(fā)揮這么大的作用呢？LeiDing教授給出了他的猜測：“肝臟是人體內主要的代謝器官，一定程度上，它匯總了所有關于機體狀態(tài)的信息。這些信息可能它從整體上對另外的器官進行調控。”[5]

這里不由得贊一句，生命真是奇妙！細想下來，很多細胞在體外表現(xiàn)出的功能與體內完全不同，或許也是有更多像肝臟這樣的“幕后大佬”在操縱呢，而我們以前認為的這個器官就是這個功能，這些認知可能完全是錯誤的——至少也有部分需要修正了。