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外出 血小板功能检测专题(2):肺在血小板生成中的作用|生成|血管|血小板|巨核细胞|产生|

外出 血小板功能检测专题(2):肺在血小板生成中的作用|生成|血管|血小板|巨核细胞|产生|

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肺部还能产生血小板?这是一个比较新的话题,亦然一个比较有争议的话题。学习本文,了解更多血小板的生成的学问。

本文专科性较强,更合适于专科东说念主士。对于非专科东说念主士,不错径直参考文末回归。

先容 Introduction 

血小板(Platelet) 发祥于巨核细胞(Megakaryocyte),Howell在1890年头度描摹了这种大体积的细胞。天然Wright在1906年提倡巨核细胞在血小板酿成中的作用被马上领受,但对于血小板产生的部位,在100年来却一直是争论握住的问题。

巨核细胞主要在骨髓中发育,在成东说念主中,大多数血小板被觉得在此处产生。在骨髓中,祖细胞(Progenitor)阅历了一系列的变形周期,为血小板的生成作念准备。在分化的最后阶段,巨核细胞迁徙到血管周围的微环境中(Perivascular microenvironment),与内皮细胞相互作用,并拉长细胞质(Elongate the cytoplasm)酿因素支伪足(branched pseudopodial extentions),这即是所谓的血小板前体(Proplatelets)。

这些血小板前体蔓延到骨髓窦腔(Bone marrow sinusoids)中,况兼在剪切和湍流作用下,被开释参加血流。

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关联词,有越来越多的把柄标明,肺(Lung) 可能是血小板的出身地(Birth place) 。

1937年,Howell 和Donahue不雅察到两个巨核细胞群,一个在骨髓中,另一个在肺中。因此提倡假定,后者是通过肺轮回中的碎屑(Fragmentation)产生血小板。

在东说念主类和动物的肺中,不雅察到多数的巨核细胞,也救援了这种假定。这也包括在肺后血管(Postpulmonary vasculature),比肺动脉中不雅察到了更多的血小板数目。

关联词,联系肺是产生血小板的活性部位,由于缺少径直把柄,这个认识,并未获取广泛领受。

1,血小板生成于肺毛细血管的径直把柄 (Direct Evidence of Platelet

Production in Lung Capillaries) 

跟着活体显微镜(Introvital microscopy)本领的发展,在大鼠的肺中径直不雅察发生的动态事件,当今是可行的,这为血小板生成的争议提供了谜底。

在大鼠的肺轮回中,不雅察到有核巨核细胞(Nucleated megakaryocytes )和大的细胞质片断(Large cytoplasmic fragments),频频被卡在血管的分叉处(Vascular bifurcations) (Figure 1)

所不雅察的肺组织,占肺总容量的1/10000,每小时不雅察2次。在20到60分钟这段时候,开释了150到2500个幽静的血小板(平均=700),因此,通过推测,猜想大鼠中,一半的血小板产自于肺轮回。

2,肺轮回中发现的巨核细胞和血小板前体,发祥何处?(Origin of Megakaryocytes and Proplatelets Found in the Lung Circulation)

在肺轮回中,毛细血管前(Pre-capillary)部位发现了巨核细胞(MK)和血小板前体(Proplatelet),那么这些细胞的发祥来自那处?

一些实验恶果,不雅察到了预见的风光:

把非荧光小鼠的肺移植到荧光巨核细胞和血小板的大鼠体内,恶果发现,在移植的肺血管系统中发现了荧光的巨核细胞,这标明肺组织中发现的产生血小板的巨核细胞,来自于其他的器官。

骨髓和脾的径直可视化(Direct visualization)证实,存在常驻(Resident)的巨核细胞,开释比单个细胞体积大得多的细胞质片断(Cytoplasmic fragments)。

也有实验,不雅察到血小板前体的超越(Protrusions)开释参加骨髓窦中(Marrow sinusoids)。

通过可视化本领,不雅察到跨越血小板体积的巨核细胞碎屑(Megakaryocyte fragments),这标明最终的血小板生成,发生在轮回的其他地点。

大多数情况下,骨髓中开释巨核细胞碎屑,但偶尔,也不雅察到无缺的巨核细胞离开骨髓,参加血轮回。

这些不雅察证实了一个模子,即巨核细胞和大的细胞质碎屑从骨髓和脾中开释出来,但由于体积太大,被卡在肺血管中(Trapped in lung vasculature),并最终开释血小板。(Figure 1and 2)

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Figure 1. 肺轮回中血小板的生成和调停

肺轮回中生成血小板,是脾和骨髓窦开释血小板前体和巨核细胞所产生的恶果。

不错差别2个水平的调停,即:

1)血小板前体开释和巨核细胞离开脾和骨髓

血小板前体(Proplatelet)开释和巨核细胞(MK) 离开骨髓,依赖于巨核细胞的肃穆度(受到TPO驱动),移位至血管周围环境(受到SDF-1和FGF-4驱动)。

感受微环境(富含胶原卵白的成骨细胞龛或内皮细胞)不错调停血小板前体的酿成,S1P梯度调停血小板前体的跨内皮细胞迁徙以及阑珊参加肺轮回。

瘦长的血小板前体,大的突起和无缺的巨核细胞,齐不错开释参加轮回中。开释的细胞片断或者细胞的不同类型,取决于血小板的需求,炎症信号或者发祥部位。

2)血小板在肺血管中阑珊(Shedding)

在肺血管中,巨核细胞和细胞质片断,被肺血管分叉拿获(Trapped, 卡住),剪切压力和涡流对于最终血小板的生成必须是逸想情景。其他的信号,如与肺内皮细胞的相互作用,需要进一步阐述

3,肺中血小板生成的调停(Regulationof Platelet Production in the Lung)

血小板生成存在两级调控,可能发生在不同的剖解位置。

第一级调控,发生在骨髓中,调控巨核细胞的肃穆,向骨髓窦龛(Sinusoidal niche )迁徙以及血小板前体(Proplatelet)在血液中的开释。

第二级调控,可能发生肺轮回中,最后血小板阑珊(Terminal platelet shedding)  (Figure 1)

在这些调控因素中,调停造血祖细胞(Hemapoietic progenitor cells )向巨核细胞分化(Differentiation),是TPO勾通至TPO的受体,即TPO-R, 也叫MPL。

注:血小板生成素受体(TPO-R)也称为骨髓增素性白血病卵白(myeloproliferative leukemia protein )或CD110(分化簇110),是一种在东说念主类中由骨髓增素性白血病病毒(myeloproliferative leukemia virus)癌基因编码的卵白质。

TPO调整增多了外周血中血小板的数目,这与肺血管床(Lung vascular beds)中巨核细胞(MK)和血小板前体(Proplatelet) 数目的增多联系(电子显微镜和活体显微镜不雅察到)。

巨核细胞再行定位(Relocation)于骨髓血管周围龛(Bone marrow perivascular niche,清爽为一种微血管环境),另外一个要紧的调停因素是基质养殖因子SDF-1(也叫CXCL12,是一种趋化因子Chemokine)对CXCR4的激活。

SDF-1和FGF-4(成纤维细胞助长因子-4)驱动巨核祖细胞(Megakaryocyte progenitors)参加骨髓窦血管龛(Sinusoidal vascular niche),在这里,与内皮细胞的相互作用促进巨核细胞肃穆和血小板的生成。(Figure 1 )

注:C-X-C趋化因子受体4型(CXCR-4)也称为会通卵白或CD184(分化簇184),是一种在东说念主类中由CXCR4基因编码的卵白质。该卵白是一种CXC趋化因子受体。

CXCR-4是一种α趋化因子受体,对基质养殖因子-1(SDF-1,也称为CXCL12)具有特异性,这种分子对淋巴细胞具有遒劲的趋化活性。

在肃穆和再行定位(Relocate)于骨髓窦(Sinusoid)后,巨核细胞和血小板前体(Proplatelet) 必须获取血管通路(Vascular access) 才能到达肺部轮回(Lung circulation)。

这个经由受化学物资的阻挡与带领,在与内皮细胞(Endothelial cells),细胞外基质(Extracellular matrix)和血液剪切流(Blood shear flow)等因素相互作用后,导致细胞膜(Membrane)和细胞骨架(Cytoskeleton)的重组和微管(Microtubules)、肌动卵白丝(Actin filaments)和基于松开卵白的内膜(Spectrin-based internal membrane)的修饰(Modification)。

注:血影卵白(spectrin)又称松开卵白,存在于哺乳类动物红细胞膜的内面(细胞质侧),是红细胞膜骨架的主要成份,但不是红细胞膜卵白的成份,约占膜索求卵白的30%。

调停血小板前体(Proplatelet)跨内皮迁徙并阑珊至血轮回中,需要一种信号,即S1P(Sphingosine-1 phosphate,鞘氨醇-1磷酸)。

在血液中发现的S1P的浓度,要比骨髓间质(Bone marroe interstitium)中的浓度要高。S1P激活巨核细胞上的S1P受体(S1PR),调控血小板前体的延长,然后阑珊流到血液里(Shedding into the circulation)。

通过CCR5受体感受趋化因子CCL5(配体),也参与了体外血小板的酿成。

也有把柄标明巨核细胞通过与骨髓基质相互作用调停血小板前体(Proplatelet)的生成。举例,成骨细胞龛(Osteoblastic niche)富含I型胶原卵白,信号通过整合素α2β1扼制血小板酿成。

也有报说念称,在体内,径直斗争血管内皮细胞;在体外外出,血管性血友病因子(vWF)和纤维卵白原,即定植于内皮细胞(Localized to endothelium)的2种因子,诱惑血小板前体(Proplatelet)酿成。

4,骨髓中巨核细胞的开释事件(Megakaryocyte Release Events in

the Bone Marrow)

骨髓环境中血小板酿成的机制环境不一定能够更始肺内血小板(Lung thrombopoiesis)的酿成(注:骨髓和肺的环境不同,在血小板生成中的具体价值存在不同)。

关联词,骨髓中的巨核细胞/血小板血小板前体事件(或其他部位)最终会影响肺部的生成。

在体内或者体外,巨核细胞酿成的伪足类型存在别离,一经被不雅察到。

在体外,巨核细胞生成细长的血小板前体(Fine elongated proplatelet),特征是细胞质细长(Thin cytoplasmic elongation)和血小板大小的珠子(Platelet size beads)。

在体内,一些议论东说念主员描摹了骨髓和脾中,存在两种类型的巨核细胞突,即薄的血小板前体(Thin proplatelet)和厚的突起(Thick protrusions),数目存在相对别离。

Brownet al 通过分析组织切片(Histological sections)得出论断,大多数的巨核细胞(90%)所以大的突起(Large protrusions,4-10 μm)参加窦空间(Sinusoidal space)而不是挤出细长的血小板前体蔓延(Extruding fine proplatelet extensions) (2-3μm)。

在体内,使用显微镜不雅察到的厚厚的伪足(Thick pseudopodia),在结构上与体外酿成的血小板前体是不同的。微管是不围聚质膜,不存在典型的微管累积和前缘的环 。(注:体内和体外,生成的血小板,具体结构存在互异)

在体内,使用干系光学电子显微镜,还不雅察到厚厚的伪足(Thick pseudopodia),在结构上与体外酿成的血小板前体是不同的。体内酿成的血小板前体,在结构上,微管是不围聚质膜,且不存在典型的微管勾通和前缘环(Microtubule accumulation and loop at the leading edge)

在另一项议论中,Kowata等东说念主也不雅察到厚突起中的微管是速即的组织的,标明细胞内的重组还未成完成,代表了更不肃穆的血小板祖细胞。他们发现,在生理情景以薄的血小板为主(84%)。

预见的是,急性血小板减少时,厚突起(Thick protrusions)占主导地位,在静脉切开和抗血小板调整后24h和48h,厚的突起分别占56%和70%。

Nishimura等东说念主,也报说念了巨核细胞的碎屑局势的互异(<100μm和>100μm)。

根据Kowata等东说念主的议论,当发生血小板耗竭和巯基乙酸引起的腹膜炎发生后,较少不雅察到延长的血小板前体(Less elongated proplatelet)。

也有东说念主提倡了一种新的依赖IL-1的翻脸机制(Rupture mechanism),导致血小板数目马上升高。

要而论之,这些恶果浓烈建议,血小板的需乞降细胞外信号不错调停巨核细胞开释的碎屑的类型(Type of fragment),在应激或压力(Stress)时会产生更厚和更不肃穆的突起(Protrusions),这些突起很可能在肺中进一步酿成碎屑,在肺中的血小板生成中,应当斟酌这些路子。

5,肺血管中巨核细胞酿成血小板前体的机制(Mechanisms of Proplatelet Formation From Intravascular Megakaryocytes in the Lung)

肺轮回中为什么会产生血小板?它们是如安在肺轮回中酿成的?

巨核细胞体积很大(直径40-70μm,偶然可高达100μm),而肺血管中有直径<5μm的血管。因此,弘大的体积,天然会阻拦经肺的转运(Transit through the lung),从而被肺血管拿获(Trapped)。巨核细胞被拿获,可能允许与肺内皮的密切相互作用,这不错促进血小板开释。

体外和体内络续增多的把柄标明,血流依赖的剪切应力(Blood flow-dependent shear stress)和湍流(Turbulence)对血小板的生物合成至关要紧。

议论标明,表现为血小板前体突起(Protrusions)的巨核细胞,以及能够开释血小板的巨核细胞,在位置上周边血管的高湍流区域(High vascular turbulence)。相背,未开释血小板的静息巨核细胞则披露于承接的层流,莫得湍流。

在体外,最优化的湍流能量和剪切应力,分别为0.002-0.014 m2/s2和0.4-3.0Pa之间。

当巨核细胞和血小板前体离开骨髓后,遭遇的第一个毛细血管床,即是肺血管。对于血小板的高效生成,肺血管粗略能够提供最好水平的湍流和剪切应力(Turbulence and shear stress)。

为了证实这个假定,在体外培养大鼠和东说念主类的巨核细胞,之后通过静脉打针参加大鼠体内,被大鼠的肺部拿获(Trapped in mouse lungs ),之后血小板阑珊,产生的血小板,具有平常的血小板体积散播(Normal size distribution)、轮回半衰期(Circulating half-life)和功能(Functionality)。

除了尺寸的扼杀(Size exclusion)和血流诱惑的机械力(Blood flow-induced mechanical forces)除外,通过特定的肺内皮-巨核细胞的相互作用(Lung endothelial megakaryocyte interactions),肺轮回还不错提供特殊的信号,促进血小板的生成。

在统共的可能性中,vWF至极在巨核细胞和血小板上的vWF受体,即GPIb,可能是巨核细胞感受剪切力(Sensing shear)的一种机制,亦然调停血小板前体(Proplatelet)生成的要紧调停因子。

在统共这个词血管树系统(Throughout the vascular tree)中,内皮细胞抒发vWF是异质性的(Heterogeneous, 各不交流的),在肺内皮细胞中vWF的高水平抒发,可能是肺中血小板高效生成的另外一个要紧原因。

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Figure2.  肺轮回中庸常驻的巨核细胞

肺中发现2种类型的巨核细胞,区别在于这些细胞的定位、发祥、肃穆度、局势以及在血小板生成中的作用。

轮回中的巨核细胞,在肺血管的分叉处被拿获(Arrest at vascular bifurcations),这些巨核细胞发祥于肺外,很可能开释自骨髓和脾窦中,可产生伪足蔓延(Pseudopodial extensions)并在肺轮回中开释血小板。

常驻的巨核细胞,发现于肺间质中(Lung interstitium),发祥未知,表现为更不肃穆的步地。这些细胞是无柄的(Sessile, 无蒂的),转录组数据指出在肺免疫中可能具有潜在作用。

6,肺对举座血小板生成的孝顺(Lung Contribution to Overall Thrombopoiesis)

肺对举座血小板生成的孝顺是几十年来一直是争论的焦点。

针对大鼠和东说念主类,预估肺产生的血小板所占全身血小板的百分比,进行了许多议论,汇总于Table 1中。肺产生的血小板,占总体血小板生成的7%到100% 不等。这些议论数据,互异很大,部分不错通过如下进行解释:

缱绻每天产生的总血小板数目、猜想的血小板寿命和脾隔透顶于血小板的孝顺,会产生互异。互异也源于看望东说念主员若何斟酌去核巨核细胞(Enucleated megakaryocytes)或小细胞质(Small cytoplasm)的巨核细胞。

肺活体显微镜本领的要紧阻挡:1)唯有胸膜下的肺不错使用可视化本领,并假定巨核细胞肺里面的散播相似;2)麻醉和机械通气必要的,这可能会影响肺血流能源学;3)使用手术植入的胸窗(Thoracic window)对肺固定,不异不错影响局部肺机械畅通。

一个要紧的问题是,肺的孝顺是恒定的照旧不错根据生理和病理情况调停的?正如不同议论发现,在血小板需求量大的期间,未肃穆巨核细胞和较大的血小板前体离开骨髓,以致更大百分比血小板开释也可能发生在肺中。

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在东说念主类,肺血管产生的血小板数目,是通过轮回中的巨核细胞到达肺部的数目来估算,更为精准的算法是肺过滤之前和过滤之后的差值。这种测量次第,需要估算每一个巨核细胞产生的血小板数目,并测量心输出量(Cardiac output)。

在大鼠中,估算肺中产生的血小板数目,是通过径直可视化不雅察一部分肺组织,定量肺血管中开释的血小板数目,并根据所不雅察的肺组织的容积占沿途肺容积的比例,推断全肺所产生的血小板数目。

之后,肺部产生的血小板数目,会与每天产生的血小板总额进行比较,这需要缱绻血液中血小板数目,血容量,预估血小板的寿命周期以及脾中散伙的血小板数目。

关联词,需要扫视的是,并非统共议论齐救援肺在血小板生物合成中的作用。

举例,在对基础条款下或血小板减少症还原期(由化疗引起,血小板抗血清或辐照)的大鼠进行议论,使用免疫染色(Immunostaining technique)本领发现巨核细胞很有数于肺血管中。

此外,肺轮回中血小板的产生,依赖于巨核细胞离开骨髓(Exiting the bone marrow)并到开动到肺部的情况。

一项使用活体显微不雅察(Intravital microscopy)的议论发现,在骨髓中唯有 1-2% 的巨核细胞被定位于血管空间(Positioned in the vascular space)。天然不可否定,巨核细胞是静脉血液的平常因素血液,然则,巨核细胞穿越窦状隙内皮(Sinusoidal endothelium)参加血流(Entering the bloodstream),离开骨髓空间(Exiting the bone marrow space)还莫得被径直可视化不雅察到(Not been directly visualized)。

7,产生于骨髓中庸肺中的血小板,可能的表型区别?(Potential Phenotypic Differences in Platelets Produced in the Bone Marrow Versus the Lung)

这个问题,尚无明确谜底。需要进一步议论。将来的议论应当看望:

肺的外部信号是否能够影响巨核细胞/血小板,改动血小板的执行物、大小或反应性?

即使血小板缺少核DNA(Nuclear DNA),然则仍然捎带多数的核糖体(Ribosomes)、信使RNA(mRNA)和微RNA(miRNA),使血小板能够合成卵白质和调停其功能。议论一经诠释注解,在巨核细胞的发展和血小板的酿成经由中,巨核细胞会非凡地分类,而不是速即地更始mRNA到血小板上。

是否更大伪足和未肃穆的巨核细胞更可能在肺部进一步破裂?若是是,肺中拿获的(Entrapment)巨核细胞和富含核糖体的血小板,对于局部地调整血小板以适合特定的细胞或者免疫反应,是很要紧的。

微环境(Microenvironment)在血小板修饰(Modification)中的作用?血小板mRNA和miRNA图谱已被诠释注解能响应疾病和东说念主类临床表型。进一步的议论应该看望,血小板出产的部位,是否会对血小板的质地和特异性留住图章(Imprint)?

8,肺常驻巨核细胞  (Lung Resident Megakaryocyte)

在肺中,除了不错产生血小板的血管内巨核细胞群(Intravascular megakaryocyte population)外,在小鼠中,也发现了另一个常驻于肺间质中的巨核细胞群(Residing in the pulmonary interstitium) Figure2

通过不雅察这些细胞和转录组分析(Transcriptomic  analysis)高傲,常驻肺中的巨核细胞较小,且比骨髓中的巨核细胞更不肃穆(More immature)。

通度日体成像,这些血管外中的巨核细胞(Extravascular  MK)是无柄的(Sessile,无蒂的),未不雅察到在止血经由(Hemostasis)中有血小板前体/血小板的开释。

相背,早期把柄标明肺血管外的巨核细胞可能在免疫反应中有作用。因为,与骨髓中的巨核细胞比拟,肺中的这些细胞抒发不同的基因,与先天免疫(Innate immunity)、炎症(Inflammation)和病原体识别(Pathogen recognition)干系。

这些恶果可能示意了巨核细胞在炎症中的作用,对于这些计谋性定位的细胞(Strategically positioned cells),可能是病原体的早期反应者(Early responder to pathogens)。

为了细目血管外的肺巨核细胞在血小板生成中可能存在的作用,扫视的肺(Perfused Lung)被移植到血小板减少的动物模子中,这些动物缺少血小板和造血干细胞(Deficient in platelets and hematopoietic stem cells) 。

东说念主们发现,在移植的几个月后,肺的造血祖细胞(Hematopoietic progenitors)能够迁徙到骨髓中,重建平常血小板数目,并有助于几个细胞系的造血(Hematopoiesis of several cell lines)。

这些恶果标明,肺中不仅含有巨核细胞,还有祖细胞,是造血经由更上游的细胞。这些细胞的发祥、机制以及他们在肺中生理或病理情景下的真确作用,有待澄澈。

9,东说念主体肺中血小板的生物合成(Platelet Biogenesis in Human Lung)

由于不可能及时拍摄东说念主体的肺轮回,及时不雅察血小板的生成。但有几条辗转的把柄,标明东说念主类的肺在血小板生成中的作用。

举例,参加东说念主类肺部的血液富含巨核细胞(MK),巨核细胞似乎在肺中过滤,因为血液从肺中流出基本上莫得巨核细胞,但富含血小板。这些测量用于缱绻和猜想肺产生的血小板,占血小板总产量的60%(Table 1)。

此外,领受体外轮回(CBP)的患者会发生血小板减少症,这可能是由一系列因素导致的,比如手术失血,体外轮回中血小板的活化和勾通,偶然也与讹诈肝素联系。

关联词,有几个议论也发现,在体外轮回中,静脉和动脉血轮回中的巨核细胞的数目会显耀增多,这可能是由于缺少肺对巨核细胞的滤过/拿获作用(Lack of lung filtration/trapping)。

因此,体外轮回中发生血小板减少症(Thrombocytopenia)的机制,可能包括血小板的破费(Consumption)以及可能存在的肺产生血小板的功能弱势(Deficiency in lung platelet production)

最后,富恩特斯(Fuentes) 等东说念主标明,打针入大鼠体内的东说念主类巨核细胞,暂时被困在肺中,并在相似的时候框内(Time frame)开释血小板波(Release a platelet wave),因此觉得巨核细胞在肺中的拿获(Trapping in the lung)可能是肺中酿成血小板的潜在机制(Potentially mechanism)。

10,肺中血小板生成的临床干系性(Clinical Relevance of Lung Platelet Production)

10.1 肺病理与血小板数目(Lung Pathologies and Platelet Numbers)

肺部病变(Lung pathologies)对血小板的生成有什么影响?

常见的肺部疾病,如哮喘(Asthma),慢性结巴性肺疾病(COPD)、特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis)和肺高压(Pulmonary hypertension),时常与血小板减少症并不干系。

从活体大鼠肺部成像中推断,肺部多数血管中,唯有一小部分在职何时候齐会参与血小板酿成事件。即使在肺部显耀病变时,肺部血管的冗余,也会导致血小板的无贫穷生成。在以下几章节中,对于肺血小板生成的临床干系性,将究诘几个病例。

起程点,在紫绀型先天性腹黑病(Cyanotic congenital heart disease)患者中,血小板减少症的发病率约为25%。

在Eisenmenger 抽象征中,肺血流分流参加体轮回(Shunted into systemic circulation)中,血小板计数和右向左分流的严重进程之间,是相背的关系。从肺部分流参加体轮回的血液越多,血小板数目就越少。

这个恶果也指出了肺轮回在血小板生成中的一个特殊的功能,因为巨核细胞分流参加体轮回血管床(Systemic vascular beds),似乎并弗成平常产生血小板。

其次,如前所述,领受体外轮回(Cardiopulmonary bypass)或静脉-动脉体外轮回氧合(Veno-arterial extracorporeal oxygenation) 的患者,有高的血小板减少症发病率,时常归因于体外轮回中激活的血小板的破费。关联词,一个预见的议论发现,领受体外轮回的患者,巨核细胞的数目增多了3倍。

因此,在这种情况下,血小板减少症发生,除了破费的因素除外,也与肺中血小板的产生减少联系,这种假定是合理的。而且,巨核细胞向全身器官的运载,似乎并不及以看护血小板的数目。

第三个例子,有原理推测,若是肺在血小板的生物合成中起要紧作用,那么氧张力(Oxygen tension)粗略不错调停血小板的生成。这个问题一经在缺氧的环境中,进行了临床和实验议论,恶果是相互矛盾的。

健康东说念主急性披露于高海拔(High altitude)环境,血小板计数减少,有把柄标明存在血小板活化和勾通。

关联词另外一项议论发现,从600m海拔升高到3600m海拔,在第2天和第7天,血小板数目高潮。

此外,与生涯在600m海拔的住户比拟,那些生涯在4200m海拔的住户,其血小板计数要更高。

在实验中,对于缺氧,不雅察到一种双相背应(Biphasic response)。遑急披露于缺氧的大鼠,在起程点的几天,血小板数目会增多,而1周后,血小板计数就会裁减。血液的浓度(Hemoconcentration),血小板的激活和可能的低氧性血管松开(Hypoxic vasoconstriction)很可能是导致这种发现的因素。

披露于高氧的大鼠,在参加肺(Entering the lung)和离开肺(Exitingthe lung)的血液中,两组之间巨核细胞的数目,莫得互异。这标明肺过滤轮回中巨核细胞的身手下落。

对于氧张力(Oxygen tension)对巨核细胞发展和血小板开释的影响,需要更多的议论。

第四个例子,是急性呼吸困窘抽象征(ARDS),在严重的情况下,与血小板减少干系。事实上,血小板减少症是ARDS示寂率的幽静筹划因子。

在ARDS中,过度的炎症反应的存在,可能驱动血小板的破费,关联词肺部血小板产生的减少,也会对血小板减少作念出孝顺。

严重的急性呼吸困窘抽象征(ARDS)的病例,大部分肺部受损,这可能会阻挡残留血管内皮的作用位点,血管内皮不错缓助来自血管内的巨核细胞在肺部产生血小板。需要临床和实验议论,来细目ARDS中血小板的破费和产生的不及。

10.2 肺病理与血小板的质地 (Lung Pathologies and Platelet Quality)

肺部疾病不错从数目和/或质地上进行影响血小板。

如前所述,肺部环境(如炎症、毁伤等)可被血管内巨核细胞和间质中常驻的巨核细胞感知,局部的信号可能会影响局部产生的血小板的颗粒包装(Packaging of granules)、mRNA以开释微粒(Microparticels)。

血小板大小、代谢和反应性的改动,在严重的肺部疾病中,如囊性纤维化(Cystic fibrosis)、哮喘(Asthma)、急性肺毁伤和COPD,一经进行过描摹。

血液中的血小板活化和血小板破费不错解释这些不雅察恶果,然则进一步的议论应该看望,在肺部病理中,肺中巨核细胞的修饰(常驻或者血管内),或者血小板产生位点的改动(肺血管内皮,肺生化环境)是否能够改动血小板的含量,反应性或者功能性。

10.3 肺血小板的产生和血小板减少症的调整(Lung Platelet Production and  Thrombocytopenia Treatments )

领受“肺生成血小板”这个认识,对于改善血小板减少症的调整,应该会开导新路子(Open new avenues),这会影响专派别百万的患者。

在血小板输注的发展经由,在体外培养巨核细胞(Megakaryocytes grown in vitro),并整合湍流的认识,改善血小板产生的身手,东说念主们对此很感兴味。

更好的清爽肺血管系统是若何参与血小板开释的,这可能会改善东说念主们对肺算作血小板生物反应器(Bioreactor)的清爽。或者说,巨核细胞在生理中参加肺部,不错给患者径直输注巨核细胞(Direct infusion of megakaryocytes in patients),这会使肺部阐述生物反应器(Bioreactor)的作用,用于产生肃穆的血小板。

11. 论断 Conclusions

多数的讲述一经诠释注解,巨核细胞是回流至肺部的静脉血中的平常构成因素(Normal constituents),况兼肺血管组织中发现了巨核细胞。

在东说念主类中,轮回的巨核细胞在肺中被过滤;在小鼠的肺中,径直不雅察到巨核细胞产生血小板,至少占每天产生的血小板总量的50%。

肺血管系统可能提供了逸想的剪切和湍流,促进血小板从骨髓和脾(大鼠)中开释的巨核细胞以及血小板前体(Proplatelet)上阑珊,产生血小板。

需要进一步的议论来证明,是否肺的血管内皮(Lung endothelium)提供了特有的分子信号,不错缓助血小板从巨核细胞以及血小板前体上开释,以及肺中产生的血小板,是否与骨髓中产生的血小板存在不同。

需要进一步议论来决定,是否肺部通过它的环境或者外部信号(披露于病原体或者炎症信号)会影响血小板的酿成以及最终影响血小板的功能。

补充材料:

1,Nature杂志:肺是巨核细胞轮回和产生血小板的要紧部位(The lungs are an important site of megakaryocyte circulation and platelet production)

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大鼠中,可视化不雅察肺轮回中的巨核细胞和血小板的产生。a、b序列图像高傲,肺毛细血管(红色)中有一个大的巨核细胞(绿色),酿成血小板前体(箭头)。b、 细胞质中的黑洞(虚线轮廓)走漏细胞核。

图片起原:LefrançaisE, Ortiz-Muñoz G, CaudrillierA外出, et al. The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoieticprogenitors[J]. Nature, 2017, 544(7648): 105-109.

2,把大象穿过针眼,血小板是那处生成的?(Threading an elephant through the eye of a needle,where are platelet made?)

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"大象“和“针眼”形象地譬如了巨核细胞穿越内皮疏漏,开释血小板的3种局势:

A:巨核细胞在骨髓内,径直开释血小板,之后参加血液。

B:巨核细胞穿过骨髓内皮细胞,到达髓窦(Medullar sinus),开释血小板。

C:骨髓巨核细胞,开动至肺动脉,之后在肺部开释血小板。

图片起原:Johnston, I., Hayes, V. & Poncz,M. Threading an elephant through the eye of a needle: Where are plateletsmade?. Cell Res 27, 1079–1080(2017).

回归

骨髓(东说念主)和脾(大鼠),是造血干细胞、各系祖细胞的发祥,这是无可争议的事实。

部分议论发现,肺中不仅有巨核细胞,也有更上游的细胞(祖细胞)。

根据机体的需要,骨髓中的巨核细胞/血小板不错不同的肃穆步地参加血液,因此,在静脉血中,除了血小板外,还可见到不肃穆的巨核细胞、血小板前体,突起,细胞质碎屑,这些齐是静脉血中平常的细胞因素。

这些不同的巨核细胞/血小板步地,跟着静脉血回流至肺部。由于肺部的特殊结构,这些细胞被肺血管拿获。

肺部的微环境,如湍流、剪切力、内皮以及一些细胞外信号,不错促进血小板的进一步生成和开释。肺部,不错说,是血小板生成的一个“生物孵化器”。

有议论发现,肺间质中,存在另外一种类型的巨核细胞,其步地结构,起原,功能,与轮回中的巨核细胞,存在一定的互异,更多地参与肺部的免疫。

(完)

[参考文件]

Lefrançais E, Looney M R. Platelet biogenesis in the lung circulation[J]. Physiology, 2019, 34(6): 392-401.

Johnston, I., Hayes, V. & Poncz,M. Threading an elephant through the eye of a needle: Where are plateletsmade?. Cell Res 27, 1079–1080(2017).

LefrançaisE, Ortiz-Muñoz G, CaudrillierA, et al. The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoieticprogenitors[J]. Nature, 2017, 544(7648): 105-109.

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