<p>一項耗時 10 年的跨學科合作使用材料科學方法對稱為微鈣化的鈣礦沉積物進行&ldquo;指紋識別&rdquo;，揭示了乳腺癌和其他潛在疾病進展的病理線索。</p> <p><br />該小組的論文&ldquo;乳腺微鈣化的生物礦物學特征&rdquo;發(fā)表在 2 月 22 日的《科學進展》雜志上。主要作者是博士后研究員 Jennie Kunitake 博士。</p> <p><br />正如骨骼和牙齒的形成一樣，健康的礦物質(zhì)沉積是一個精心策劃的過程。然而，有時，礦物質(zhì)沉積物會在不屬于它們的地方形成，例如腎臟（即腎結(jié)石）和乳腺組織。在乳腺癌的背景下，微鈣化是一種重要的篩查工具，因為它們在乳房 X 線照片中表現(xiàn)為生動的白色斑點，在某些情況下，表明存在乳腺癌。</p> <p><br />&ldquo;通常在最初的乳房 X 光檢查后，微鈣化在很大程度上被忽略了。我們要說的是，我們可以超越乳房 X 線照片的分辨率，在微觀和化學水平上，從這些微鈣化中獲得更多信息。&rdquo;共同資深作者、康奈爾工程學院材料科學與工程教授拉拉&middot;埃斯特羅夫 (Lara Estroff )說. &ldquo;通過采用材料科學中成熟的高分辨率表征技術(shù)，并將這些技術(shù)與對生物礦化以及生物體如何控制礦物沉積的認識相結(jié)合，我們對一種病理礦物有了獨特的見解，這可能對疾病。&rdquo;</p> <p><br />Estroff 的小組專門研究生物礦化，即生物有機體如何控制其組織中晶體的生長。十多年前，她開始與Claudia Fischbach合作，Claudia Fischbach 是 Stanley Bryer 1946 年生物醫(yī)學工程教授，也是該論文的共同資深作者，探索乳腺癌向骨骼的轉(zhuǎn)移擴散。這導致了對一種&ldquo;奇怪&rdquo;現(xiàn)象的探索，在這種現(xiàn)象中，骨樣礦物質(zhì)出現(xiàn)在原發(fā)性腫瘤部位，從那里，合作者開始對這些微鈣化如何捕捉它們形成的組織微環(huán)境元素的方式產(chǎn)生興趣，幾乎就像快照一樣.&nbsp;微環(huán)境，也稱為有機基質(zhì)，可以反過來影響礦物的成分、形態(tài)和機械性能。</p> <p><br />&ldquo;礦物質(zhì)與生物學有不同的規(guī)則。&rdquo;Kunitake 說。&ldquo;在乳腺癌中形成的礦物質(zhì)可能會捕獲反映其形成環(huán)境的化學信息，并且可能具有臨床價值和相關(guān)性。&rdquo;</p> <p><br />雖然一些癌癥生物學家研究了微鈣化，但材料科學家尚未探索這種現(xiàn)象。</p> <p><br />&ldquo;生物礦化是一個相當小眾的領(lǐng)域，涉及材料科學、地質(zhì)學、生物學等方面的貢獻。這是非常多學科的，&rdquo;埃斯特羅夫說。&ldquo;腫瘤學家絕對沒有理由關(guān)注這些正在出現(xiàn)的微小晶體的材料特性。我認為確實需要有人知道這種礦物可以提供什么才能做到這一點。我們說，我們可以把我們從研究生理性生物礦物質(zhì)中得到的一切知識，應(yīng)用到這些病理性礦物質(zhì)上嗎？&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1679747062067/1679747062067.jpg" width="670" height="377" /></p> <p><br />左側(cè)是導管癌的病理染色，顯示細胞和結(jié)締組織。右圖是鈣化的拉曼圖譜，它是通過一種檢測生物分子有機和無機化學的獨特振動特征的技術(shù)捕獲的。</p> <p><br />Fischbach 將 Estroff 和 Kunitake 與紀念斯隆凱特琳癌癥中心的研究人員聯(lián)系起來，后者提供了來自 40 名乳腺癌患者的含有微鈣化的組織樣本。</p> <p><br />Kunitake 隨后開始了長達數(shù)年的艱巨過程，試圖準確理解他們在看什么。她求助于卡尤加醫(yī)學中心的 Daniel Sudilovsky 博士，后者幫助描述了他們發(fā)現(xiàn)的每種微鈣化的病理特征。</p> <p><br />接下來，研究人員沒有像其他研究那樣研磨和均質(zhì)化組織樣本，而是尋求獲得礦物和有機基質(zhì)化學成分的高分辨率三維圖，這樣他們就不會改變組織樣本。組織結(jié)構(gòu)。因此，他們與麻省理工學院的 Admir Masic 合作，后者是該論文的共同資深作者，他使用了一種稱為拉曼顯微鏡的振動光譜技術(shù)，可以檢測生物分子的有機和無機化學的不同振動特征，并繪制出其中的位置這些簽名正在發(fā)生。</p> <p><br />Kunitake 然后開始使用受生物化學和遺傳學組學研究啟發(fā)的技術(shù)整合和解析所有數(shù)據(jù)。</p> <p><br />&ldquo;當你擁有大量數(shù)據(jù)時，一種查看數(shù)據(jù)的方法是使用來自組學社區(qū)的策略，&rdquo;Kunitake 說。&ldquo;它不一定是定量的，只是為了可視化數(shù)據(jù)的行為方式。使用層次聚類，我們可以將數(shù)據(jù)視為熱圖，這讓我們了解了我們測量的不同參數(shù)如何相互關(guān)聯(lián)，以及不同的鈣化點如何根據(jù)它們的指紋進行分組。&rdquo;</p> <p><br />在研究人員的主要發(fā)現(xiàn)中：與癌癥相關(guān)的微鈣化聚集成反映組織類型和局部惡性腫瘤的生理相關(guān)組；礦物碳酸鹽在腫瘤內(nèi)部表現(xiàn)出很大的多樣性；微量金屬&mdash;&mdash;包括鋅、鐵和鋁&mdash;&mdash;在惡性局部鈣化中增強；微鈣化中脂質(zhì)與蛋白質(zhì)的比例在預(yù)后不良的患者中較低。</p> <p><br />雖然研究人員不確定微鈣化是在癌癥發(fā)展之前形成還是因為它，但研究結(jié)果表明這與疾病的嚴重程度有關(guān)。研究人員希望這些發(fā)現(xiàn)也能闡明其他類型癌癥的鈣化，例如甲狀腺癌和卵巢癌。</p> <p><br />該團隊現(xiàn)在計劃研究更大范圍的疾病特征，并將他們的方法應(yīng)用于其他病理性礦化疾病，例如鈣化主動脈瓣疾病，其中礦物質(zhì)在心臟瓣膜中形成，或者正如 Estroff 所說，&ldquo;礦物質(zhì)是疾病。&rdquo;</p> <p><br />合著者包括：康奈爾大學統(tǒng)計咨詢部主任兼統(tǒng)計顧問 Lynn Johnson ；博士后研究員Siyoung Choi；亞利桑那州金曼市金曼地區(qū)醫(yī)療中心的 Daniel Sudilovsky 博士；Neil Iyengar</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>