血小板功能检测专题（2）：肺在血小板生成中的作用

导语

肺部还能产生血小板？这是一个比较新的话题，也是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知识。

本文专业性较强，更适合于专业人士。对于非专业人士，可以直接参考文末总结。

介绍 Introduction 

血小板(Platelet) 起源于巨核细胞(Megakaryocyte)，Howell在1890年首次描述了这种大体积的细胞。虽然Wright在1906年提出巨核细胞在血小板形成中的作用被迅速接受，但关于血小板产生的部位，在100年来却一直是争论不休的问题。

巨核细胞主要在骨髓中发育，在成人中，大多数血小板被认为在此处产生。在骨髓中，祖细胞（Progenitor）经历了一系列的变形周期，为血小板的生成做准备。在分化的最后阶段，巨核细胞迁移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）形成分支伪足（branched pseudopodial extentions），这就是所谓的血小板前体（Proplatelets）。

这些血小板前体延伸到骨髓窦腔（Bone marrow sinusoids）中，并且在剪切和湍流作用下，被释放进入血流。

然而，有越来越多的证据表明，肺(Lung) 可能是血小板的出生地(Birth place) 。

• 1937年，Howell 和Donahue观察到两个巨核细胞群，一个在骨髓中，另一个在肺中。因此提出假设，后者是通过肺循环中的碎片（Fragmentation）产生血小板。

• 在人类和动物的肺中，观察到大量的巨核细胞，也支持了这种假设。这也包括在肺后血管（Postpulmonary vasculature），比肺动脉中观察到了更多的血小板数量。

然而，有关肺是产生血小板的活性部位，由于缺乏直接证据，这个概念，并未获得普遍接受。

1，血小板生成于肺毛细血管的直接证据 (Direct Evidence of Platelet

Production in Lung Capillaries) 

随着活体显微镜（Introvital microscopy）技术的发展，在大鼠的肺中直接观察发生的动态事件，现在是可行的，这为血小板生成的争议提供了答案。

在大鼠的肺循环中，观察到有核巨核细胞（Nucleated megakaryocytes ）和大的细胞质片段（Large cytoplasmic fragments），常常被卡在血管的分叉处（Vascular bifurcations） （Figure 1）

所观察的肺组织，占肺总容量的1/10000，每小时观察2次。在20到60分钟这段时间，释放了150到2500个独立的血小板（平均=700)，因此，通过推测，估计大鼠中，一半的血小板产自于肺循环。

2，肺循环中发现的巨核细胞和血小板前体，起源何处？(Origin of Megakaryocytes and Proplatelets Found in the Lung Circulation)

在肺循环中，毛细血管前（Pre-capillary）部位发现了巨核细胞(MK)和血小板前体（Proplatelet），那么这些细胞的起源来自哪里?

一些实验结果，观察到了有趣的现象：

• 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，结果发现，在移植的肺血管系统中发现了荧光的巨核细胞，这表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。

• 骨髓和脾的直接可视化（Direct visualization）证实，存在常驻（Resident）的巨核细胞，释放比单个细胞体积大得多的细胞质片段(Cytoplasmic fragments)。

• 也有实验，观察到血小板前体的突出（Protrusions）释放进入骨髓窦中（Marrow sinusoids）。

• 通过可视化技术，观察到超过血小板体积的巨核细胞碎片（Megakaryocyte fragments），这表明最终的血小板生成，发生在循环的其他地方。

• 大多数情况下，骨髓中释放巨核细胞碎片，但偶尔，也观察到完整的巨核细胞离开骨髓，进入血循环。

这些观察证实了一个模型，即巨核细胞和大的细胞质碎片从骨髓和脾中释放出来，但由于体积太大，被卡在肺血管中（Trapped in lung vasculature），并最终释放血小板。（Figure 1and 2）

Figure 1. 肺循环中血小板的生成和调节

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

血小板生成存在两级调控，可能发生在不同的解剖位置。

• 第一级调控，发生在骨髓中，调控巨核细胞的成熟，向骨髓窦龛（Sinusoidal niche ）迁移以及血小板前体（Proplatelet）在血液中的释放。

• 第二级调控，可能发生肺循环中，终末血小板脱落（Terminal platelet shedding)  (Figure 1)

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

TPO治疗增加了外周血中血小板的数量，这与肺血管床（Lung vascular beds）中巨核细胞（MK）和血小板前体(Proplatelet) 数量的增加有关（电子显微镜和活体显微镜观察到）。

巨核细胞重新定位（Relocation）于骨髓血管周围龛（Bone marrow perivascular niche，理解为一种微血管环境)，另外一个重要的调节因素是基质衍生因子SDF-1（也叫CXCL12，是一种趋化因子Chemokine）对CXCR4的激活。

SDF-1和FGF-4（成纤维细胞生长因子-4）驱动巨核祖细胞（Megakaryocyte progenitors）进入骨髓窦血管龛（Sinusoidal vascular niche），在这里，与内皮细胞的相互作用促进巨核细胞成熟和血小板的生成。（Figure 1 ）

在成熟和重新定位（Relocate）于骨髓窦(Sinusoid)后，巨核细胞和血小板前体(Proplatelet) 必须获得血管通路(Vascular access) 才能到达肺部循环(Lung circulation)。

这个过程受化学物质的控制与指导，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）、肌动蛋白丝（Actin filaments）和基于收缩蛋白的内膜（Spectrin-based internal membrane）的修饰(Modification)。

调节血小板前体（Proplatelet）跨内皮迁移并脱落至血循环中，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，然后脱落流到血液里（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形成。

也有证据表明巨核细胞通过与骨髓基质相互作用调节血小板前体（Proplatelet）的生成。例如，成骨细胞龛（Osteoblastic niche）富含I型胶原蛋白，信号通过整合素α2β1抑制血小板形成。

也有报道称，在体内，直接接触血管内皮细胞；在体外，血管性血友病因子（vWF）和纤维蛋白原，即定植于内皮细胞（Localized to endothelium）的2种因子，诱导血小板前体（Proplatelet）形成。

4，骨髓中巨核细胞的释放事件（Megakaryocyte Release Events in

the Bone Marrow）

骨髓环境中血小板形成的机制环境不一定能够转化肺内血小板（Lung thrombopoiesis）的形成（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）。

然而，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，巨核细胞形成的伪足类型存在差别，已经被观察到。

• 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，一些研究人员描述了骨髓和脾中，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），数量存在相对差别。

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

在体内，使用显微镜观察到的厚厚的伪足（Thick pseudopodia），在结构上与体外形成的血小板前体是不同的。微管是不靠近质膜，不存在典型的微管积累和前缘的环 。（注：体内和体外，生成的血小板，具体结构存在差异）

在体内，使用相关光学电子显微镜，还观察到厚厚的伪足（Thick pseudopodia），在结构上与体外形成的血小板前体是不同的。体内形成的血小板前体，在结构上，微管是不靠近质膜，且不存在典型的微管聚集和前缘环（Microtubule accumulation and loop at the leading edge）

在另一项研究中，Kowata等人也观察到厚突起中的微管是随机的组织的，表明细胞内的重组还未成完成，代表了更不成熟的血小板祖细胞。他们发现，在生理状态以薄的血小板为主（84%）。

有趣的是，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治疗后24h和48h，厚的突起分别占56%和70%。

Nishimura等人，也报道了巨核细胞的碎片形状的差异（＜100μm和＞100μm）。

根据Kowata等人的研究，当发生血小板耗竭和巯基乙酸引起的腹膜炎发生后，较少观察到延长的血小板前体（Less elongated proplatelet）。

也有人提出了一种新的依赖IL-1的破裂机制（Rupture mechanism），导致血小板数量迅速升高。

综上所述，这些结果强烈建议，血小板的需求和细胞外信号可以调节巨核细胞释放的碎片的类型（Type of fragment），在应激或压力（Stress）时会产生更厚和更不成熟的突起（Protrusions），这些突起很可能在肺中进一步形成碎片，在肺中的血小板生成中，应当考虑这些途径。

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

肺循环中为什么会产生血小板？它们是如何在肺循环中形成的？

巨核细胞体积很大（直径40-70μm，有时可高达100μm），而肺血管中有直径＜5μm的血管。因此，巨大的体积，自然会阻碍经肺的转运（Transit through the lung），从而被肺血管捕获（Trapped）。巨核细胞被捕获，可能允许与肺内皮的密切相互作用，这可以促进血小板释放。

体外和体内不断增加的证据表明，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重要。

研究表明，表现为血小板前体突起（Protrusions）的巨核细胞，以及能够释放血小板的巨核细胞，在位置上邻近血管的高湍流区域（High vascular turbulence）。相反，未释放血小板的静息巨核细胞则暴露于连续的层流，没有湍流。

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，遇到的第一个毛细血管床，就是肺血管。对于血小板的高效生成，肺血管或许能够提供最佳水平的湍流和剪切应力(Turbulence and shear stress)。

为了证实这个假设，在体外培养大鼠和人类的巨核细胞，之后通过静脉注射进入大鼠体内，被大鼠的肺部捕获（Trapped in mouse lungs ），之后血小板脱落，产生的血小板，具有正常的血小板体积分布（Normal size distribution）、循环半衰期(Circulating half-life)和功能(Functionality)。

除了尺寸的排除（Size exclusion）和血流诱导的机械力（Blood flow-induced mechanical forces）之外，通过特定的肺内皮-巨核细胞的相互作用（Lung endothelial megakaryocyte interactions），肺循环还可以提供额外的信号，促进血小板的生成。

在所有的可能性中，vWF及其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，也是调节血小板前体（Proplatelet）生成的重要调节因子。

在整个血管树系统(Throughout the vascular tree）中，内皮细胞表达vWF是异质性的（Heterogeneous, 各不相同的），在肺内皮细胞中vWF的高水平表达，可能是肺中血小板高效生成的另外一个重要原因。

Figure2.  肺循环中和常驻的巨核细胞

肺中发现2种类型的巨核细胞，区别在于这些细胞的定位、起源、成熟度、形状以及在血小板生成中的作用。

6，肺对整体血小板生成的贡献（Lung Contribution to Overall Thrombopoiesis）

肺对整体血小板生成的贡献是几十年来一直是争论的焦点。

针对大鼠和人类，预估肺产生的血小板所占全身血小板的百分比，进行了很多研究，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。这些研究数据，差异很大，部分可以通过如下进行解释：

计算每天产生的总血小板数量、估计的血小板寿命和脾隔离对于血小板的贡献，会产生差异。差异也源于调查人员如何考虑去核巨核细胞（Enucleated megakaryocytes）或小细胞质（Small cytoplasm）的巨核细胞。

肺活体显微镜技术的重要限制：1)只有胸膜下的肺可以使用可视化技术，并假设巨核细胞肺内部的分布相似；2）麻醉和机械通气必要的，这可能会影响肺血流动力学；3)使用手术植入的胸窗（Thoracic window）对肺固定，同样可以影响局部肺机械运动。

一个重要的问题是，肺的贡献是恒定的还是可以根据生理和病理情况调节的？正如不同研究发现，在血小板需求量大的时期，未成熟巨核细胞和较大的血小板前体离开骨髓，甚至更大百分比血小板释放也可能发生在肺中。

• 在人类，肺血管产生的血小板数量，是通过循环中的巨核细胞到达肺部的数量来估算，更为精确的算法是肺过滤之前和过滤之后的差值。这种测量方法，需要估算每一个巨核细胞产生的血小板数量，并测量心输出量（Cardiac output）。

• 在大鼠中，估算肺中产生的血小板数量，是通过直接可视化观察一部分肺组织，定量肺血管中释放的血小板数量，并根据所观察的肺组织的容积占全部肺容积的比例，推断全肺所产生的血小板数量。

  之后，肺部产生的血小板数量，会与每天产生的血小板总数进行比较，这需要计算血液中血小板数量，血容量，预估血小板的寿命周期以及脾中隔离的血小板数量。

然而，需要注意的是，并非所有研究都支持肺在血小板生物合成中的作用。

例如，在对基础条件下或血小板减少症恢复期（由化疗引起，血小板抗血清或辐射）的大鼠进行研究，使用免疫染色（Immunostaining technique）技术发现巨核细胞很少见于肺血管中。

此外，肺循环中血小板的产生，依赖于巨核细胞离开骨髓（Exiting the bone marrow）并到运行到肺部的情况。

一项使用活体显微观察（Intravital microscopy）的研究发现，在骨髓中只有 1-2% 的巨核细胞被定位于血管空间（Positioned in the vascular space）。虽然不可否认，巨核细胞是静脉血液的正常成分血液，但是，巨核细胞穿越窦状隙内皮（Sinusoidal endothelium）进入血流（Entering the bloodstream），离开骨髓空间（Exiting the bone marrow space）还没有被直接可视化观察到（Not been directly visualized）。

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

这个问题，尚无明确答案。需要进一步研究。未来的研究应当调查：

• 肺的外部信号是否能够影响巨核细胞/血小板，改变血小板的内容物、大小或反应性？

• 即使血小板缺乏核DNA（Nuclear DNA），但是仍然携带大量的核糖体(Ribosomes)、信使RNA（mRNA）和微RNA（miRNA），使血小板能够合成蛋白质和调节其功能。研究已经证明，在巨核细胞的发展和血小板的形成过程中，巨核细胞会特别地分类，而不是随机地转移mRNA到血小板上。

• 是否更大伪足和未成熟的巨核细胞更可能在肺部进一步碎裂？如果是，肺中捕获的（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应特定的细胞或者免疫反应，是很重要的。

• 微环境（Microenvironment）在血小板修饰(Modification)中的作用？血小板mRNA和miRNA图谱已被证明能反映疾病和人类临床表型。进一步的研究应该调查，血小板生产的部位，是否会对血小板的质量和特异性留下印记（Imprint）？

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

在肺中，除了可以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

通过观察这些细胞和转录组分析（Transcriptomic  analysis）显示，常驻肺中的巨核细胞较小，且比骨髓中的巨核细胞更不成熟（More immature）。

通过活体成像，这些血管外中的巨核细胞（Extravascular  MK）是无柄的（Sessile，无蒂的），未观察到在止血过程（Hemostasis）中有血小板前体/血小板的释放。

相反，早期证据表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相比，肺中的这些细胞表达不同的基因，与先天免疫（Innate immunity）、炎症（Inflammation）和病原体识别（Pathogen recognition）相关。

这些结果可能暗示了巨核细胞在炎症中的作用，对于这些战略性定位的细胞（Strategically positioned cells），可能是病原体的早期反应者（Early responder to pathogens）。

为了确定血管外的肺巨核细胞在血小板生成中可能存在的作用，灌注的肺（Perfused Lung）被移植到血小板减少的动物模型中，这些动物缺乏血小板和造血干细胞(Deficient in platelets and hematopoietic stem cells) 。

人们发现，在移植的几个月后，肺的造血祖细胞（Hematopoietic progenitors）能够迁移到骨髓中，重建正常血小板数量，并有助于几个细胞系的造血（Hematopoiesis of several cell lines）。

这些结果表明，肺中不仅含有巨核细胞，还有祖细胞，是造血过程更上游的细胞。这些细胞的起源、机制以及他们在肺中生理或病理状态下的确切作用，有待澄清。

9，人体肺中血小板的生物合成（Platelet Biogenesis in Human Lung）

由于不可能实时拍摄人体的肺循环，实时观察血小板的生成。但有几条间接的证据，表明人类的肺在血小板生成中的作用。

例如，进入人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没有巨核细胞，但富含血小板。这些测量用于计算和估计肺产生的血小板，占血小板总产量的60%（Table 1）。

此外，接受体外循环（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，体外循环中血小板的活化和聚集，有时也与应用肝素有关。

然而，有几个研究也发现，在体外循环中，静脉和动脉血循环中的巨核细胞的数量会显著增加，这可能是由于缺乏肺对巨核细胞的滤过/捕获作用（Lack of lung filtration/trapping）。

因此，体外循环中发生血小板减少症(Thrombocytopenia)的机制，可能包括血小板的消耗（Consumption)以及可能存在的肺产生血小板的功能缺陷（Deficiency in lung platelet production）

最后，富恩特斯(Fuentes) 等人表明，注射入大鼠体内的人类巨核细胞，暂时被困在肺中，并在相似的时间框内（Time frame）释放血小板波（Release a platelet wave），因此认为巨核细胞在肺中的捕获（Trapping in the lung）可能是肺中形成血小板的潜在机制（Potentially mechanism）。

10，肺中血小板生成的临床相关性（Clinical Relevance of Lung Platelet Production）

10.1 肺病理与血小板数量（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），慢性阻塞性肺疾病（COPD）、特发性肺纤维化（Idiopathic pulmonary fibrosis）和肺高压(Pulmonary hypertension)，通常与血小板减少症并不相关。

从活体大鼠肺部成像中推断，肺部大量血管中，只有一小部分在任何时候都会参与血小板形成事件。即使在肺部显著病变时，肺部血管的冗余，也会导致血小板的无障碍生成。在以下几章节中，对于肺血小板生成的临床相关性，将讨论几个病例。

首先，在紫绀型先天性心脏病（Cyanotic congenital heart disease）患者中，血小板减少症的发病率约为25%。

在Eisenmenger 综合征中，肺血流分流进入体循环（Shunted into systemic circulation）中，血小板计数和右向左分流的严重程度之间，是相反的关系。从肺部分流进入体循环的血液越多，血小板数量就越少。

这个结果也指出了肺循环在血小板生成中的一个特殊的功能，因为巨核细胞分流进入体循环血管床（Systemic vascular beds），似乎并不能正常产生血小板。

其次，如前所述，接受体外循环（Cardiopulmonary bypass）或静脉-动脉体外循环氧合(Veno-arterial extracorporeal oxygenation) 的患者，有高的血小板减少症发病率，通常归因于体外循环中激活的血小板的消耗。然而，一个有趣的研究发现，接受体外循环的患者，巨核细胞的数量增加了3倍。

因此，在这种情况下，血小板减少症发生，除了消耗的因素之外，也与肺中血小板的产生减少有关，这种假设是合理的。而且，巨核细胞向全身器官的运送，似乎并不足以维持血小板的数量。

第三个例子，有理由推测，如果肺在血小板的生物合成中起重要作用，那么氧张力（Oxygen tension）或许可以调节血小板的生成。这个问题已经在缺氧的环境中，进行了临床和实验研究，结果是相互矛盾的。

• 健康人急性暴露于高海拔（High altitude）环境，血小板计数减少，有证据表明存在血小板活化和聚集。

• 然而另外一项研究发现，从600m海拔升高到3600m海拔，在第2天和第7天，血小板数量上升。

• 此外，与生活在600m海拔的居民相比，那些生活在4200m海拔的居民，其血小板计数要更高。

• 在实验中，对于缺氧，观察到一种双相反应（Biphasic response）。紧急暴露于缺氧的大鼠，在最初的几天，血小板数量会增加，而1周后，血小板计数就会降低。血液的浓度（Hemoconcentration），血小板的激活和可能的低氧性血管收缩（Hypoxic vasoconstriction）很可能是导致这种发现的因素。

• 暴露于高氧的大鼠，在进入肺（Entering the lung）和离开肺(Exitingthe lung)的血液中，两组之间巨核细胞的数量，没有差异。这表明肺过滤循环中巨核细胞的能力下降。

关于氧张力（Oxygen tension）对巨核细胞发展和血小板释放的影响，需要更多的研究。

第四个例子，是急性呼吸窘迫综合征（ARDS），在严重的情况下，与血小板减少相关。事实上，血小板减少症是ARDS死亡率的独立预测因子。

在ARDS中，过度的炎症反应的存在，可能驱动血小板的消耗，然而肺部血小板产生的减少，也会对血小板减少做出贡献。

严重的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的病例，大部分肺部受损，这可能会限制残留血管内皮的作用位点，血管内皮可以辅助来自血管内的巨核细胞在肺部产生血小板。需要临床和实验研究，来确定ARDS中血小板的消耗和产生的不足。

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

肺部疾病可以从数量和/或质量上进行影响血小板。

如前所述，肺部环境（如炎症、损伤等）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以释放微粒（Microparticels）。

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

血液中的血小板活化和血小板消耗可以解释这些观察结果，但是进一步的研究应该调查，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变（肺血管内皮，肺生化环境）是否能够改变血小板的含量，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治疗（Lung Platelet Production and  Thrombocytopenia Treatments ）

接受“肺生成血小板”这个概念，对于改善血小板减少症的治疗，应该会开辟新途径（Open new avenues），这会影响全球数百万的患者。

在血小板输注的发展过程，在体外培养巨核细胞（Megakaryocytes grown in vitro），并整合湍流的概念，改善血小板产生的能力，人们对此很感兴趣。

更好的理解肺血管系统是如何参与血小板释放的，这可能会改善人们对肺作为血小板生物反应器（Bioreactor）的理解。或者说，巨核细胞在生理中进入肺部，可以给患者直接输注巨核细胞（Direct infusion of megakaryocytes in patients），这会使肺部发挥生物反应器（Bioreactor）的作用，用于产生成熟的血小板。

11. 结论 Conclusions

大量的报告已经证明，巨核细胞是回流至肺部的静脉血中的正常组成成分（Normal constituents），并且肺血管组织中发现了巨核细胞。

在人类中，循环的巨核细胞在肺中被过滤；在小鼠的肺中，直接观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理想的剪切和湍流，促进血小板从骨髓和脾(大鼠）中释放的巨核细胞以及血小板前体（Proplatelet）上脱落，产生血小板。

需要进一步的研究来确认，是否肺的血管内皮（Lung endothelium）提供了独特的分子信号，可以辅助血小板从巨核细胞以及血小板前体上释放，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。

需要进一步研究来决定，是否肺部通过它的环境或者外部信号（暴露于病原体或者炎症信号）会影响血小板的形成以及最终影响血小板的功能。

补充材料：

1，Nature杂志：肺是巨核细胞循环和产生血小板的重要部位（The lungs are an important site of megakaryocyte circulation and platelet production）

大鼠中，可视化观察肺循环中的巨核细胞和血小板的产生。a、b序列图像显示，肺毛细血管（红色）中有一个大的巨核细胞（绿色），形成血小板前体（箭头）。b、 细胞质中的黑洞（虚线轮廓）表示细胞核。

图片来源：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.

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

"大象“和“针眼”形象地比喻了巨核细胞穿越内皮间隙，释放血小板的3种形式：

A：巨核细胞在骨髓内，直接释放血小板，之后进入血液。

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

C：骨髓巨核细胞，运行至肺动脉，之后在肺部释放血小板。

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

总结

• 骨髓（人）和脾（大鼠），是造血干细胞、各系祖细胞的起源，这是无可争议的事实。

• 部分研究发现，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/血小板可以不同的成熟形态进入血液，因此，在静脉血中，除了血小板外，还可见到不成熟的巨核细胞、血小板前体，突起，细胞质碎片，这些都是静脉血中正常的细胞成分。

• 这些不同的巨核细胞/血小板形态，随着静脉血回流至肺部。由于肺部的特殊结构，这些细胞被肺血管捕获。

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

• 有研究发现，肺间质中，存在另外一种类型的巨核细胞，其形态结构，来源，功能，与循环中的巨核细胞，存在一定的差异，更多地参与肺部的免疫。

（完）

[参考文献]

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

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

3. 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.