<p>一項(xiàng)耗時(shí) 10 年的跨學(xué)科合作使用材料科學(xué)方法對(duì)稱為微鈣化的鈣礦沉積物進(jìn)行&ldquo;指紋識(shí)別&rdquo;，揭示了乳腺癌和其他潛在疾病進(jìn)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(xué)特征&rdquo;發(fā)表在 2 月 22 日的《科學(xué)進(jìn)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(gè)精心策劃的過(guò)程。然而，有時(shí)，礦物質(zhì)沉積物會(huì)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?yàn)樗鼈冊(cè)谌榉?X 線照片中表現(xiàn)為生動(dòng)的白色斑點(diǎn)，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(shuō)的是，我們可以超越乳房 X 線照片的分辨率，在微觀和化學(xué)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(xué)院材料科學(xué)與工程教授拉拉&middot;埃斯特羅夫 (Lara Estroff )說(shuō). &ldquo;通過(guò)采用材料科學(xué)中成熟的高分辨率表征技術(shù)，并將這些技術(shù)與對(duì)生物礦化以及生物體如何控制礦物沉積的認(rèn)識(shí)相結(jié)合，我們對(duì)一種病理礦物有了獨(dú)特的見解，這可能對(duì)疾病。&rdquo;</p> <p><br />Estroff 的小組專門研究生物礦化，即生物有機(jī)體如何控制其組織中晶體的生長(zhǎng)。十多年前，她開始與Claudia Fischbach合作，Claudia Fischbach 是 Stanley Bryer 1946 年生物醫(yī)學(xué)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(kuò)散。這導(dǎo)致了對(duì)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(duì)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(jī)基質(zhì)，可以反過(guò)來(lái)影響礦物的成分、形態(tài)和機(jī)械性能。</p> <p><br />&ldquo;礦物質(zhì)與生物學(xué)有不同的規(guī)則。&rdquo;Kunitake 說(shuō)。&ldquo;在乳腺癌中形成的礦物質(zhì)可能會(huì)捕獲反映其形成環(huán)境的化學(xué)信息，并且可能具有臨床價(jià)值和相關(guān)性。&rdquo;</p> <p><br />雖然一些癌癥生物學(xué)家研究了微鈣化，但材料科學(xué)家尚未探索這種現(xiàn)象。</p> <p><br />&ldquo;生物礦化是一個(gè)相當(dāng)小眾的領(lǐng)域，涉及材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)等方面的貢獻(xiàn)。這是非常多學(xué)科的，&rdquo;埃斯特羅夫說(shuō)。&ldquo;腫瘤學(xué)家絕對(duì)沒(méi)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(rèn)為確實(shí)需要有人知道這種礦物可以提供什么才能做到這一點(diǎn)。我們說(shuō)，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(shí)，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(dǎo)管癌的病理染色，顯示細(xì)胞和結(jié)締組織。右圖是鈣化的拉曼圖譜，它是通過(guò)一種檢測(cè)生物分子有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)的獨(dú)特振動(dòng)特征的技術(shù)捕獲的。</p> <p><br />Fischbach 將 Estroff 和 Kunitake 與紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心的研究人員聯(lián)系起來(lái)，后者提供了來(lái)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(zhǎng)達(dá)數(shù)年的艱巨過(guò)程，試圖準(zhǔn)確理解他們?cè)诳词裁础Ｋ笾诳ㄓ燃俞t(yī)學(xué)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(lái)，研究人員沒(méi)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(jī)基質(zhì)化學(xué)成分的高分辨率三維圖，這樣他們就不會(huì)改變組織樣本。組織結(jié)構(gòu)。因此，他們與麻省理工學(xué)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(dòng)光譜技術(shù)，可以檢測(cè)生物分子的有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)的不同振動(dòng)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(xué)和遺傳學(xué)組學(xué)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(dāng)你擁有大量數(shù)據(jù)時(shí)，一種查看數(shù)據(jù)的方法是使用來(lái)自組學(xué)社區(qū)的策略，&rdquo;Kunitake 說(shuō)。&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(cè)量的不同參數(shù)如何相互關(guān)聯(lián)，以及不同的鈣化點(diǎn)如何根據(jù)它們的指紋進(jìn)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(qiáng)；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?yàn)樗芯拷Y(jié)果表明這與疾病的嚴(yán)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(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)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(dòng)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(shuō)，&ldquo;礦物質(zhì)是疾病。&rdquo;</p> <p><br />合著者包括：康奈爾大學(xué)統(tǒng)計(jì)咨詢部主任兼統(tǒng)計(jì)顧問(wèn) 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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>