人体乳腺疾病矿化灶的矿化规律及其对病变的响应机制研究

This project focuses on the critical scientific issue of the relationship between mineralization (calcification) law in mineralized focuses from mammary gland disease and mammary gland disease response. Aimed at the formation laws of both single mineralization and mineralization aggregates in different types of mammary gland disease, the interdisciplinary research between Mineralogy and Biomedical Science is carried out in this project in which the fine mineralogy and the isotope characteristics of mineralization, the mineralzation causes, the time-space law of mineralization and the carcinogenesis of organic tissues around the mineralization are particularly studied.Based on the thorough studies of the trace elements, isotope contents and the fine structure of minerals, the growth pattern and formation mechanism of different types of mineralization site in mammary gland carcinoma are investigated. The studies of both the relationship between mineralization characterization and mammary gland carcinogenesis and the relationship between different types of mineralizations and carcinomas will reveal the mineralization mechanism and its relation to mammary gland lesion and further provide new clues and methods for the diagnose of epithelial malignancies which greatly threat human health.

本研究拟围绕乳腺疾病矿(钙)化病灶矿化规律与病变响应关系这一关键科学问题，针对不同类型乳腺病变矿化灶中矿化个体和集合体的矿化形成规律，包括矿化物质的精细矿物学和同位素特征、矿化成因、矿化的时空变化规律及其与矿化病灶周围有机组织的癌变响应关系等具体问题，开展矿物学与生物医学综合交叉研究，在深入研究不同类型乳腺病变，尤其是各类型乳腺癌矿化灶的矿(钙)化物质微量元素、同位素含量及其相关性以及矿物精细结构的基础上，探讨不同类型矿化个体和集合体(坏死相关性、非坏死相关性)的生长方式和形成机制；研究矿化规律与乳腺病变的响应关系以及不同特征的矿化与癌类型之间的关系，从而揭示乳腺病变的矿化规律及其与对病变的响应机制，为对人类健康危害极大的上皮性恶性肿瘤的诊断提供新的线索和手段。

本项目围绕乳腺疾病矿(钙)化病灶矿化规律与病变响应关系这一关键科学问题，针对恶性乳腺癌及良性乳腺病变(包括乳腺炎症、乳腺增生症和乳腺纤维腺瘤等)矿化灶中矿化形成规律，包括矿化物质的精细矿物学特征、矿化的时空变化及其与病灶周围有机组织的癌变响应等具体问题，开展矿物学与生物医学综合交叉研究。利用现代矿物学与生物医学研究技术对常伴矿化的乳腺疾病矿化灶中的矿化特征进行系统深入研究，结合模拟体液环境中磷酸钙系列矿物的形成及影响因素的实验研究，探讨矿化形成过程与形成机制以及生物大分子在矿化中的影响和调控作用，同时，对比研究卵巢肿瘤、心脑血管系统等病灶中的人体病理性矿化特征。结果表明，良性乳腺病变伴发的矿化或与Ⅲ型胶原有关，或与Ⅳ型胶原关系密切，而乳腺导管原位癌矿化与两种胶原关系不大。矿化集合体有粒状(类砂粒体矿化)和块状(坏死型矿化)两种主要形态。前者在各种类型病变和各分期癌变中均有出现，后者在原位癌和T2期浸润癌中占优势。矿化物质基本以纳米尺寸的碳酸根B 型取代为主的碳羟磷灰石为主要物相。矿化物中均含与肿瘤的发生、发展有密切关系的微量元素Zn，且恶性病灶中的含量高于良性病灶。Zn2+取代Ca2+占据具钙缺陷的碳羟磷灰石Ca2位点。ZIP锌转运体蛋白在乳腺癌中呈高表达，表明其参与锌离子的转运。矿化初期形成的无定形磷酸钙(ACP)纳米小球，随时间推移小球周围放射状生长针状晶体，ACP也逐渐脱玻化为羟磷灰石，并形成同心放射状羟磷灰石球体，大量球体最终堆积成羟磷灰石块体。胶原蛋白和胶原纤维可以作为磷酸钙沉淀的基底并可调控羟磷灰石的晶体形状；柠檬酸可有效抑制和延缓ACP球体向羟磷灰石转化。研究成果对认识乳腺疾病与矿化的关系有重要意义，对了解与矿化有关的乳腺病变的发生与演变有重要参考价值。