人體真真真奇妙！肝臟竟是維持造血干細(xì)胞功能的關(guān)鍵

2018-04-12 來(lái)源：奇點(diǎn)網(wǎng) 標(biāo)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(hù)膚

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

哲學(xué)上有一個(gè)經(jīng)典的理論叫做還原論（Reductionism），認(rèn)為一切事物都可以用更簡(jiǎn)單或更基本的現(xiàn)象來(lái)描述。用在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上，即是沿著器官、組織、細(xì)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(dòng)物都可以分解成一種自動(dòng)運(yùn)作的機(jī)器”。這種簡(jiǎn)化理論無(wú)疑是在暗示，一切系統(tǒng)都只不過(guò)是其各個(gè)部分的總和。

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

隨著科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的日益專業(yè)化，對(duì)單一器官和疾病的研究即將到達(dá)極限。泛癌圖譜便是一個(gè)很好的例子。想要探索和模擬人體的機(jī)能，需要從更加廣闊的視角著手。從整體看細(xì)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(gè)造血器官，又譬如我們今天要說(shuō)的，造血干細(xì)胞的功能竟要賴以肝臟維持！

這項(xiàng)研究來(lái)自哥倫比亞大學(xué)的華人學(xué)者LeiDing團(tuán)隊(duì)，論文發(fā)表在頂級(jí)期刊《科學(xué)》雜志上。研究者發(fā)現(xiàn)，在造血干細(xì)胞（HSC）功能維持中具有關(guān)鍵作用的促血小板生成素（TPO），竟是來(lái)自肝細(xì)胞而不是骨髓細(xì)胞[1]！特異性敲除肝臟中的TPO，將會(huì)迅速導(dǎo)致骨髓中的造血干細(xì)胞耗竭。而敲除其他相關(guān)細(xì)胞中的TPO并不會(huì)對(duì)造血干細(xì)胞的數(shù)量和功能造成影響。

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

當(dāng)然了，考慮到機(jī)體是一個(gè)整體，其他的組織和器官也會(huì)一定程度上參與造血干細(xì)胞的功能，腎臟分泌的促紅細(xì)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(guò)說(shuō)是影響，也就意味著它們的角色作用有限，多一個(gè)不多，少也不會(huì)少得太過(guò)。所以科學(xué)家們一直覺(jué)得，來(lái)自“遠(yuǎn)處”器官的信號(hào)，是不會(huì)對(duì)造血功能有決定性作用的。

一項(xiàng)脫胎于果蠅的研究給科學(xué)家們提了個(gè)醒。在果蠅中，嗅覺(jué)功能通過(guò)體內(nèi)γ-羥基丁酸（GABA）的水平?jīng)Q定著造血祖細(xì)胞的增殖能力[4]！這不由得讓人猜測(cè)，在哺乳動(dòng)物中是不是也具有這樣看起來(lái)八竿子打不著的“領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系”呢？

你別說(shuō)，還真的有！

在造血干細(xì)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(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育因子（MGDF）。它被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)功能，是促進(jìn)巨核細(xì)胞的形成與分化，進(jìn)一步促進(jìn)血小板的生成。后來(lái)，研究者又發(fā)現(xiàn)，它和它的受體c-MPL在造血干細(xì)胞功能維持中也具有十分重要的作用，缺乏這二者之一，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的血小板缺乏癥和骨髓耗竭。

但是TPO身上還有一個(gè)謎團(tuán)——我們并不知道這種激素是哪來(lái)的。

實(shí)際上，很多種細(xì)胞都會(huì)積極轉(zhuǎn)錄TPO基因，包括成骨細(xì)胞、巨核細(xì)胞和骨基質(zhì)細(xì)胞等。不過(guò)對(duì)TPO基因mRNA的翻譯卻被控制得十分嚴(yán)格，科學(xué)家們并不知道以上提到的哪種細(xì)胞是TPO真正的合成場(chǎng)所。

從直覺(jué)來(lái)想，應(yīng)當(dāng)是骨髓或骨骼相關(guān)的細(xì)胞吧？遺憾，直覺(jué)這次又錯(cuò)了。

研究者對(duì)各組織細(xì)胞進(jìn)行了qRT-PCR檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在成骨細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞和肝細(xì)胞中，TPO都有一定程度的轉(zhuǎn)錄，肝細(xì)胞尤甚。同時(shí)，研究者利用熒光手段標(biāo)記了產(chǎn)生的TPO蛋白，結(jié)果肝細(xì)胞中綠光瑩瑩，骨髓細(xì)胞中卻沒(méi)有絲毫檢測(cè)到熒光的跡象！可見(jiàn)，TPO實(shí)際上是產(chǎn)生于肝臟中的！

那么其他細(xì)胞就一點(diǎn)兒都不摻和TPO合成嗎？研究者一一進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。研究者特異性敲除了對(duì)應(yīng)組織中的TPO基因，并照顧這些小鼠長(zhǎng)到8周大。檢測(cè)結(jié)果卻顯示，這些小鼠的造血干細(xì)胞數(shù)量和功能都不受影響，說(shuō)明這些細(xì)胞并不合成TPO，或者它們合成的TPO極極極少。

這個(gè)套路在肝細(xì)胞上卻行不通了。特異性敲除肝細(xì)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(xì)胞數(shù)量?jī)H有對(duì)照組的24分之一！各種造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞分裂分化出的成熟細(xì)胞數(shù)量也所剩無(wú)幾。

這足夠讓我們得出結(jié)論，造血干細(xì)胞的功能，關(guān)鍵竟在于“遙遠(yuǎn)”的肝臟！

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

這里不由得贊一句，生命真是奇妙！細(xì)想下來(lái)，很多細(xì)胞在體外表現(xiàn)出的功能與體內(nèi)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(rèn)為的這個(gè)器官就是這個(gè)功能，這些認(rèn)知可能完全是錯(cuò)誤的——至少也有部分需要修正了。