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象來描述。用在生物學和醫學上，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，一切系統都只不過是其各個部分的總和。
然而生命的真相併不像物理或數學那樣簡潔單純。固然，一個系統完全由它的各個部分組成，但是這個系統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，我們一次又一次發現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，造血幹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Lei Ding團隊，論文發表在頂級期刊《科學》雜誌上。研究者發現，在造血幹細胞（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幹細胞耗竭。而敲除其他相關細胞中的TPO並不會對造血幹細胞的數量和功能造成影響。
通訊作者Lei Ding
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。造血幹細胞也是這樣，它的功能維持離不開與周邊微環境的相互作用[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幹細胞的功能，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。
一項脫胎於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“領導關係”呢？
你別說，還真的有！
在造血幹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育因子（MGDF）。它被發現的第一個功能，是促進巨核細胞的形成與分化，進一步促進血小板的生成。後來，研究者又發現，它和它的受體c-MPL在造血幹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症和骨髓耗竭。
但是TPO身上還有一個謎團——我們並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，科學家們並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，發現在成骨細胞、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實際上是產生於肝臟中的！
各種細胞中都有轉錄
但是僅有肝細胞中檢測到了TPO合成（左）
骨髓細胞中則沒有（右）
那麼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，並照顧這些小鼠長到8周大。檢測結果卻顯示，這些小鼠的造血幹細胞數量和功能都不受影響，說明這些細胞並不合成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基因之後，這批小鼠造血功能受到了極大的損害，骨髓中造血幹細胞數量僅有對照組的24分之一！各種造血幹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，造血幹細胞的功能，關鍵竟在於“遙遠”的肝臟！
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各類衍生細胞水平都很低
硬要扯一下肝臟和造血的關係的話，在胚胎時期，肝臟和脾臟都會短暫地承擔一部分造血工作，不過在出生以後，就只有骨髓（和肺）是造血器官了。為什麼這個時候肝臟還會在幕後發揮這麼大的作用呢？Lei Ding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，它彙總了所有關於機體狀態的信息。這些信息可能它從整體上對另外的器官進行調控。”[5]
這裡不由得讚一句，生命真是奇妙！細想下來，很多細胞在體外表現出的功能與體內完全不同，或許也是有更多像肝臟這樣的“幕後大佬”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。
“水30升, 碳20千克, 氨4升, 石灰1.5千克, 磷800克, 鹽250克, 硝石100克, 硫磺80克, 氟7.5克, 鐵5克, 矽3克, 還有其餘15種微量元素，這就是構成人的所有元素。”
但這並不是生命。
[1] http://science.sciencemag.org/content/360/6384/106
[2] S. J. Morrison, D. T. Scadden, Nature 505, 327–334(2014).
[3] L. Ding, T. L. Saunders, G. Enikolopov, S. J. Morrison, Nature 481, 457–462 (2012).
[4] D. T. Scadden, Cell 157, 41–50 (2014).
[5]https://www.tagesspiegel.de/wissen/physiologie-ueberraschende-befehle-an-das-knochenmark/21152780.html
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