28.03.2017

Легкие играют роль в кроветворении

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Лос-Анджелесе обнаружили, что легкие млекопитающих нужны не только для дыхания, но и для кроветворения. Такая функция легких ранее была неизвестна ученым.

Коллектив под руководством профессора Калифорнийского университета в Сан-Франциско Марка Луни (Mark R. Looney) доказал, что в легких образуется более половины тромбоцитов – элементов крови, необходимых для ее нормального свертывания. До этого единственным местом образования тромбоцитов считался костный мозг. Также ученые обнаружили в легких неизвестную ранее группу стволовых клеток крови, способную восстановить ее производство, когда с этим не справляются клетки костного мозга. Наблюдения, которые привели к такому открытию, были проведены на лабораторных мышах, но профессор Луни считает, что данная функция легких имеется и у людей.

Открытие стало возможным благодаря применению техники, получившей название «двухфотонная прижизненная визуализация». Ее разработали Марк Луни и Мэтью Краммел (Matthew F. Krummel). Технология позволяет отслеживать отдельные клетки внутри капилляров у живых мышей. У генетически модифицированных мышей тромбоциты обладали способностью к флуоресценции ярко-зеленым цветом. Поэтому ученые смогли отслеживать в живых мышах скопления мегакариоцитов – особых клеток, служащих для производства тромбоцитов. Группа этих клеток в легких мыши выпускает в кровеносную систему более десяти миллионов тромбоцитов в час. Клетки-предшественники мегакариоцитов и другие стволовые клетки крови обнаружились внутри легких вне кровеносных сосудов. Их насчитывается до миллиона в одном мышином легком.

Марк Луни и его коллеги провели несколько операций по трансплантации легких. Сначала они пересадили легкие от обычных мышей мышам с флуоресцентными мегакариоцитами и обнаружили, что флуоресцентные мегакариоциты у мышей-реципиентов вскоре начали появляться в сосудистой системе легкого. Это означало, что тромбоцитарные мегакариоциты в легком происходят из костного мозга. В другом эксперименте были пересажены легкие с флуоресцентными клетками-предшественниками мегакариоцитов мутантным мышам с низким уровнем тромбоцитов. После операции наблюдался большой всплеск флуоресцентных тромбоцитов, которые быстро восстановили нормальный уровень содержания тромбоцитов в организме. Эффект сохранялся в течение нескольких месяцев наблюдения – намного дольше, чем продолжительность жизни отдельных мегакариоцитов или тромбоцитов. Значит, клетки-предшественники мегакариоцитов в трансплантированных легких активизировались под влиянием низкого уровня тромбоцитов у мышей-реципиентов и создали здоровые новые мегакариоцитные клетки для восстановления надлежащего количества тромбоцитов.

Наконец, исследователи трансплантировали здоровые легкие, в которых все клетки были флуоресцентно маркированными, мышам, в костном мозге которых отсутствовали нормальные стволовые клетки крови. После этого флуоресцентные клетки из пересаженных легких вскоре переместились в поврежденный костный мозг и способствовали производству не только тромбоцитов, но и самых разнообразных клеток крови, включая иммунные клетки, такие как нейтрофилы, В-клетки и Т-клетки.

Эти эксперименты позволяют предположить, что в легких содержится большое количество стволовых клеток, способных восстанавливать поврежденный костный мозг и вновь начинать выработку многих компонентов крови. Итоги работы важны для многих людей, страдающих тромбоцитопенией – снижением числа тромбоцитов, вызывающим проблемы со свертываемостью крови.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источники:

1. polit.ru