Кальцинаты в молочной железе лечение
Отложения кальция в тканях молочной железы – симптом многих заболеваний, который требует углубленной диагностики с применением самых современных методов. Если у пациентки обнаружены кальцинаты в молочной железе лечение может быть самым разным, но для подбора терапии нужно комплексное и всестороннее обследование. Его вы можете пройти в медицинском центре И.Медведева.
Кальцинаты: общая информация
Кальций откладывается в тканях при замещении их соединительной тканью, а также при патологическом росте сосудов, кальцинаты характерны для абсцессов и опухолей. Вид кальцинатов зависит от типа патологического процесса.
Кальцинаты:
- дольковые в виде полумесяца или чаши с четкими границами. Являются признаками кист, мастопатии и других доброкачественных процессов
- протоковые в виде пунктира или червячков при мастите или эктазии млечных путей. Нечеткие контуры, точечные кальцинаты в виде змеиной кожи должны насторожить в плане неинвазивного рака протоков
- стромальные (в ткани железы) являются признаками кальцификации аденом, кист, кровеносных сосудов. Обычно они крупные и бесформенные, могут наблюдаться при нарушении кальциевого обмена.
Единичные кальцинаты почти никогда не являются признаком злокачественного процесса, а вот множественные, мелкие и разбросанные кальцинаты требуют дополнительной диагностики.
Диагностика при кальцинатах в молочной железе
Традиционный план обследования при кальцинатах и других образованиях в молочной железе:
- общий и биохимический анализ крови (с уровнем кальция)
- кровь на гормоны (паратгормон, гормоны щитовидной железы и половые)
- УЗИ молочных желез
- маммография, в том числе трехмерная
- термография
- биопсия при единичных объемных процессах
Если процесс доброкачественный, его лечат, но пациентка должна быть готова к тому, что и в других ее органах возможна кальцификация.
Лечение кальцинатов в молочной железе
Поскольку отложения кальция – лишь сопутствующий симптом, то для их лечения требуется терапия основного заболевания. Кальцинаты в молочной железе лечение:
- нормализация сна и рабочего расписания, половой жизни
- борьба со стрессом
- приведение в порядок гормонального баланса
Для этой цели назначаются комбинированные оральные контрацептивы, антиандрогены, гестагены, фитотерапия (препараты из крестоцветных).
- нормализация кальциевого обмена
Для этой цели используются разные методы: от приема препаратов до хирургического удаления околощитовидных желез. В любом случае, при обнаружении кальцинатов в молочной железе лечение комплексное, назначается оно гинекологом-эндокринологом в тандеме с маммологом.
Кальцинаты молочной железы ᐉ диагностика, лечение в МЦ «Боголюбы», Луцк
Кальцинаты молочной железы
Кальцинаты молочной железы могут указывать на доброкачественные процессы при воспалениях галактофоров или при старении груди. Следовательно, эти образования не обязательно являются опухолевыми. В некоторых случаях кальцинаты представляют собой предупредительный сигнал.
Данные отложения имеют различные морфологические характеристики. В целом, крупные, округлые и рассеянные образования чаще встречаются при доброкачественных заболеваниях молочной железы. Что касается рака груди, то наиболее значимой патологической картиной являются узелки с нечеткими контурами и размытыми краями.
Доброкачественные кальцификации
Основным критерием дифференциации доброкачественных и злокачественных кальцификаций является размер. При фиброаденомах обнаруживаются грубые кальцинаты, диаметром в несколько миллиметров, похожие на попкорн. Часто появляются кальцинаты после лучевой терапии. Кстати, пигменты татуировок могут имитировать наличие доброкачественных кальцификаций.
Злокачественные кальцификации
При опухолевой патологии минеральные отложения, выявляемые с помощью маммографии, отмечаются у 30% пациенток. Микрокальцинаты находят поблизости от опухоли. В некоторых случаях эти микрокальцификации являются единственными аномалиями, которые могут указать на наличие опухоли. Такие отложения обычно имеют размер от 0,1 до 0,5 мм. Однако они чрезвычайно изменчивы и зависят от текущего заболевания молочной железы. При карциномах кальцинаты могут быть линейными и более крупными.
Диагностика
Обнаружение кальцификации молочных желез с помощью маммографии до того, как онкологическая патология проявится клинически, очень важно. Удаление этих тканей на начальной стадии предотвращает развитие более серьезной и опасной опухоли. УЗИ молочных желез способно обнаруживать небольшие узловые образования, которые могут быть невидимы при маммографическом исследовании.
При маммографии ряд аспектов, связанных с кальцинатами, оцениваются с особым вниманием, это форма, плотность, количество, распределение. Данные параметры позволяют рентгенологу и маммологу сделать выводы о природе образований.
Многочисленные и локализрованные в области паренхимы молочной железы отложения могут быть сигналом о наличии опухолевого процесса.
При подозрениях на какие-либо изменения в молочной железе следует обратиться к маммологу МЦ «Боголюбы». Врач назначит подробные исследования, чтобы исключить диагностические сомнения и получить максимально точный ответ.
Лечение и профилактика
Кальцинаты молочной железы, которые являются доброкачественными, обычно не требуют удаления, но пациенткам рекомендуется выполнять контрольную маммографию один раз в год. Если минеральные отложения имеют неправильную форму и плотно прикреплены к железе, они могут наводить на мысль о первоначальном проявлении опухоли, и требуют биопсии. Если присутствие опухолевых клеток подтверждается, рекомендуется хирургическое удаление пораженной ткани.
Кальцинаты в молочной железе: определение. Диагностика, терапия
Многие женщины, обнаружив в груди какие-либо уплотнения, дискомфорт или боль, обращаются к врачу, который назначает ряд анализов. Но некоторые образования, например, кальцинаты, протекают бессимптомно. Их можно обнаружить только с помощью рентгенографии или маммологии. В статье мы узнаем, что такое кальцинаты в молочной железе и лечение, которое применяется для их устранения.
Определение кальцинатов
Кальцинаты в молочной железе – это соли кальция, которые отложились на месте измененных или отмерших тканей. Данную особенность невозможно определить методом пальпации. Достоверную информацию получают посредством маммографии.
Само по себе присутствие кальцинатов – это не диагноз, а симптом, который может говорить как о физиологической особенности женщины, так и о развитии раковой опухоли. Но нужно отметить, что наличие образований является признаком онкологии лишь в 20 процентах случаев.
После подтверждения присутствия в груди кальцинатов врач отправляет женщину на дополнительное обследование.
Типы кальцинатов
Так как распределение солей кальция в молочной железе происходит по-разному, специалисты выделяют несколько видов, в зависимости от их локализации. Зная тип кальцинатов, можно назвать причину, спровоцировавшую эти изменения:
- Дольковые. В большинстве случаев носят доброкачественный характер и локализуются в железистой ткани. Могут возникать вследствие мастопатии, нарушении обмена веществ и аденоза. Киста с кальцинатами в молочной железе также является следствием доброкачественного процесса. Поэтому не стоит сильно волноваться. При маммографии мелкие кальцинаты в молочной железе выглядят как чаша, но при виде сбоку имеют форму полумесяца. Данный тип заболевания очень редко перерождается в злокачественные опухоли, поэтому не требует углубленного специального лечения.
- Протоковые. Формируется в молочных протоках. Данный тип разделяют на два подвида: Плазмоцитарный. При диагностике кальцинаты в молочной железе выгдядят червеобразно или пунктирно. Формируются по причине мастита или эктазии. Внутрипротоковый. В этом случае мелкие кальцинаты в груди имеют неоднородную структуру и их рисунок похож на змеиную кожу. Этот тип очень опасен, так как может говорить о злокачественном характере патологии. Необходимо проведение дополнительных анализов, в том числе – биопсии.
- Стромальные. Их локация происходит за пределами железистой ткани. Могут формироваться в кровеносных сосудах груди, жировых кистах, коже. Данный тип несложно диагностировать, так как кальцинаты в этом случае имеют довольно крупный размер. Могут формироваться при липоме, аденоме, атеросклерозе. Если образования мелкие и сильно разбросаны, рекомендуется провести биопсию с целью исключить злокачественный характер патологии. В других же случаях присутствие кальцинатов данного типа не несет угрозы женщине.
Другие характеристики
Кальцинаты в молочной железе также различаются по форме распределения и количеству образований:
- Регионарные. Если расположены в одной доле.
- Линейные. Расположение в виде прямой линии.
- Сегментарные. Находятся в одной дольке.
- Диффузные. Беспорядочно разбросанные по все груди.
- Сгруппированные. В этом случае образования формируются в группы, диаметром не превышающие 1 сантиметра.
Также можно выделить единичные кальцинаты в молочной железе, которые, как правило, говорят о доброкачественном процессе. Множественные же могут быть симптомом злокачественных процессов в организме.
Исходя из практики, большой размер образований говорит о доброкачественном характере. Но если обнаруживаются мелкие отложения солей кальция в большом количестве – есть большая вероятность формирования злокачественных опухолей.
Причины
Основными причинами возникновения кальцинатов в молочной железе являются воспалительные процессы. Также специалисты выделяют:
- климакс;
- переизбыток витамина Д и кальция в организме;
- лактостаз и мастит;
- неправильный обмен веществ;
- кисты;
- заболевания доброкачественного характера;
- рак.
Стоит отметить, что возникновение патологии по причине злокачественной опухоли возникает в 15–20% случаев. В остальных при своевременном лечении не вызывают осложнений.
Симптомы
К сожалению, формирование кальциноза в груди у женщины проходит бессимптомно. Очень редко удается прощупать небольшие уплотнения. Это получается, если кальцинаты крупного размера или расположены очень близко к поверхности кожи. Но такое бывает крайне редко. В основном женщина не чувствует никакого дискомфорта. В этом и кроется опасность патологии, ведь в некоторых случаях кальциноз может приводить к раку молочной железы.
Диагностика заболевания
Главным способом, который применяется для диагностики кальциноза, является маммография. Во время процедуры, которую проводит врач-маммолог, рассматривается форма кальцинатов, их расположение в тканях груди, размер. Это нужно для того, чтобы в дальнейшем правильно определить причину патологии и поставить точный диагноз. Иногда требуются дополнительные обследования. Это могут быть следующие процедуры:
- Ультразвуковая диагностика груди. Но при УЗИ молочных желез кальцинаты не всегда можно обнаружить.
- Магнитно-резонансная томография.
- Биопсия поврежденных тканей. Проводится при подозрение на злокачественную опухоль.
- Также для диагностики используется анализ крови на биохимию, гормоны и онкомаркеры.
Лечение кальцинатов
Если обнаружились кальцинаты в молочных железах, лечение в некоторых случаях может не требоваться. Достаточным будет прохождение плановой процедуры маммографии. А как лечить кальцинаты в молочной железе при обнаружении доброкачественных процессов в ней? Напомним, что отложения солей кальция в тканях груди – это не самостоятельное заболевание, а лишь сопутствующий процесс более серьезных патологий. Поэтому лечение назначается индивидуально, в зависимости от причин, которые поспособствовали появлению образований.
В случаях доброкачественной природы опухолей назначается гормональная и противовоспалительная терапия, особая диета, при которой употребление соли сводится к минимуму, массаж груди. Также могут быть назначены витаминные комплексы с пониженным содержанием кальция. Широко применяются гомеопатические (например, «Мастадинон») и народные средства.
Как лечить кальцинаты молочных желез, если результаты маммографии говорят о вероятности злокачественного образования? В этом случае женщина в срочном порядке направляется к врачу–онкологу, который проводит все необходимые анализы и, опираясь на их результаты, назначает оптимальное лечение. Могут быть применены химиотерапия, хирургическое удаление и радиоактивное облучение.
Народные методы лечения
Вылечить кальцинаты народными средствами, как правило, невозможно. Но с помощью некоторых продуктов и трав можно наладить водно–солевой баланс в организме и увеличить усвояемость кальция. Излишки солей будут выводиться из организма естественным путем.
К травам, которые помогут в этом, относятся:
- лаванда;
- зверобой;
- календула;
- плоды шиповника и можжевельника;
- валериана;
- цветки бузины и ромашки.
При возникновении побочных эффектов или аллергии нужно обратиться к лечащему врачу, так как возможна передозировка при неправильном употреблении настоев.
Диета при кальцинатах
Диета при наличии кальцинатов в молочной железе направлена на исключение продуктов, провоцирующих накопление солей. К ним относятся:
- сыры;
- сладости;
- пшеничная и овсяная каши;
- бобовые;
- дрожжи.
Также нужно ограничить употребление соленого, жирного и жареного. Рекомендуется пить больше воды.
Лечение хирургическим методом
Как правило, для лечения кальцинатов не используется хирургическое вмешательство, так как при операции могут быть затронуты здоровые ткани груди. Но бывают ситуации, при которых данная процедура необходима. К ним относятся:
- злокачественная опухоль;
- узловая мастопатия;
- фиброаденома.
Операция проводится под общей анестезией. После процедуры будут присутствовать болезненные ощущения, поэтому могут быть применены обезболивающие средства. Также в течение недели назначаются антибиотики.
Профилактика
Применение профилактических мер поможет если не избежать, то снизить риск возникновения кальцинатов в молочных железах. К мерам, способным предотвратить данную патологию, относятся:
- Плановые посещения маммолога.
- Рекомендуется периодическая сдача биохимического анализа крови и крови на гормоны. Особенно это касается женщин, которые вошли в фазу менопаузы.
- Контроль над поступлением в организм кальция. При выборе витаминных комплексов нужно останавливаться на препаратах, в которых содержится уменьшенное количество витамина Д3 и кальция. Также стоит отметить, что прием такого рода витаминов не должен длиться более трех месяцев. После чего необходимо сделать перерыв.
- Так как концентрацию витамина Д в организме повышает влияние на него ультрафиолетовых лучей, стоит отказаться от походов в солярий. При нахождении на солнце нужно пользоваться солнцезащитными кремами.
- Также важными в профилактике кальциноза являются здоровый образ жизни и правильное питание.
Прогноз
То, каким будет прогноз после выявления кальцинатов, зависит от причины, спровоцировавшей их. Если появление образований связано с доброкачественными процессами, прогноз в целом благоприятный.
При подозрении на онкологические проблемы большое значение будет иметь время обращения к врачу. Чем раньше диагностировалось заболевание, тем у женщины больше шансов на выздоровление.
Заключение
Всегда следует помнить, что любое заболевание намного легче лечить на самых ранних стадиях. При обнаружении у себя в груди уплотнения, даже если оно не является болезненным, стоит как можно скорее обратиться к маммологу, который назначит соответствующие анализы. При выявлении кальциноза не нужно себя накручивать и впадать в панику. Большинство причин носят доброкачественный характер и не несет угрозы женскому здоровью. При ранней диагностике злокачественных опухолей вероятность положительного результата от лечения вырастает в разы.
Но так как кальцинаты в подавляющем большинстве случаев обнаруживаются только лишь на маммографии или иногда при ультразвуковой диагностике, не стоит пренебрегать профилактическими мерами и плановыми походами к маммологу.
Хрупкая женская грудь — ЕМЦ
Хрупкая женская грудь. Как нужно беречься
Проблема рака груди, к сожалению, может коснуться любой женщины. Многие живут с этой болезнью, до поры до времени даже не подозревая об этом.
Возможность излечения больше вероятна на ранней стадии. Поэтому специалисты рекомендуют женщинам регулярные обследования груди.
Разобраться в некоторых вопросах вам поможет врач-консультант всероссийской горячей линии «Вместе ради жизни», действующей в рамках программы «Вместе против рака груди».
Если обнаружили микрокальцинатыМикрокальцинаты (или просто кальцинаты) – это достаточно часто встречающиеся отложения кальция в тканях. Обычно обнаруживают их при маммографическом обследовании. Самостоятельно обнаружить микрокальцинаты практически невозможно, так как размер их обычно очень мал.
Скопление микрокальцинатов в груди может быть единственным косвенным признаком рака молочной железы. Только специалист может определить необходимость дальнейшего обследования и наблюдения.
Не всегда наличие обызвествлений в ткани молочной железы свидетельствует о злокачественном процессе. Многочисленные исследования ученых показали, что при наличии микрокальцинатов рак обнаруживается лишь в 30% случаев, а в остальных 70% обнаруживаются доброкачественные заболевания (фиброзно-кистозная мастопатия, склерозирующий аденоз, фиброаденома и пр.).
В любом случае, при обнаружении в молочной железе микрокальцинатов обязательно требуются осмотр маммолога или онколога, при необходимости другие методы исследования (биопсия), чтобы полностью исключить вероятность злокачественных образований. Сами по себе они еще никому не мешали – эти похожие на песчинки образования не болят. К сожалению, никакие «домашние» или «народные» средства не позволяют избавиться от уже образовавшихся микрокальцинатов. А профилактика очень простая – здоровый образ жизни, регулярное наблюдение у специалистов.
Причина мастопатии – нарушения гормонального фона женщины. Дисфункция яичников, проблемы со щитовидной и поджелудочной железой, гипофизом, надпочечниками постоянные стрессы – все эти отклонения неминуемо отражаются на гормональном фоне и приводят к мастопатии.
Чтобы свести к минимуму возможные проблемы с грудью, возможно, придется пересмотреть свой стиль жизни:
- необходимо избегать стрессов. Любой стресс – это определенная химическая реакция в организме, происходящая с участием гормонов и неминуемо приводящая к их дисбалансу. Не забывайте и про личную жизнь. Постоянно отказываясь от секса, вы способствуете развитию психоэмоционального напряжения и провоцируете функциональные расстройства нервной системы
- питайтесь правильно. Избыток холестерина и недостаток фруктов и овощей в рационе грозит не только лишними сантиметрами в талии и на бедрах, но еще и проблемами с грудью. Точно также вредны и низкокалорийные диеты. Чтобы никогда не узнать, что такое мастопатия, не забывайте про правила здорового питания и витамины
- подберите удобное нижнее белье. Конечно же, бюстгальтер нельзя обвинить в том, что он плохо влияет на гормональный фон. Однако, тугое белье на металлических косточках (хотя и очень соблазнительное) стягивает грудь и приводит к микротравмам, что, несомненно, не может быть полезным. Так что выбирайте бюстгальтеры на пластиковых косточках или на косточках из китового уса
Пластическая операция по изменению формы и размера груди очень популярна среди современных женщин. Но не забывайте, что любая операция – это вторжение в ваш хрупкий организм. Перед тем как решиться на хирургическое вмешательство, вы должны тщательно обследоваться у специалиста.
Обследование включает рентгеновскую маммографию и ультразвуковое исследование молочных желез. Всё это позволит обнаружить возможные уплотнения и новообразования в груди и, в случае их отсутствия, «дать добро» на операцию. Однако даже если ваш врач разрешит операцию, вы должны осознавать, что она изменит форму и объем груди не на всю оставшуюся жизнь, а на 5-7 лет. По истечении этого срока имплантант придется менять, так как вокруг него образуется капсула, да и сам он может значительно изменить форму.
Врачи настоятельно рекомендуют не планировать беременность на первые полгода после операции. Если это условие выполнено и осложнений после операции нет, то последующее кормление грудью не противопоказано. Однако нужно очень тщательно ухаживать за сосками и грудью вообще – лактостаз и мастит для женщины с имплантантами гораздо опаснее, чем для женщин без имплантантов. Дело в том, что развившиеся лактостаз или мастит могут потребовать удаления имплантантов.
Кроме того, есть еще некоторые ограничения: на время восстановительного периода после операции: вам придется отказаться от спорта. Потом необходимо будет ограничить физические нагрузки на мышцы плечевого пояса. Это значит, что играть в теннис, волейбол и заниматься плаванием необходимо будет под руководством тренера и обязательно посоветовавшись с врачом.
Первые два-три месяца после операции нельзя ходить в сауну, а после этого срока нужно следить, чтобы температура в бане не превышала 100 градусов.
Во время беременности с грудью под влиянием гормонов происходят существенные изменения, которые начинаются почти сразу после оплодотворения. Под влиянием гормона прогестерона, который вырабатывается плацентой, железистая ткань молочных желез увеличивается в объеме. Строго говоря, она не разрастается и не набухает, а, как обычно говорят врачи, «расцветает».
Молочная железа состоит из долек, в каждой из которых есть протоки и концевые пузырьки, которые и вырабатывают молоко. Прогестерон стимулирует развитие железистых элементов ткани молочной железы: под его воздействием концевые пузырьки увеличиваются в объеме, становятся больше и крупнее. В это время женщина чувствует нагрубание и легкую болезненность груди.
Через 2-3 дня после родов в работу вступает гормон гипофиза пролактин, который отвечает за выработку молока.
Влияет ли размер груди на лактацию?Прямой зависимости между размером груди и количеством молока нет. Гораздо важнее – гормональный фон женщины. Количество железистой ткани заложено в нас от природы и не меняется в течение жизни. Во время беременности и лактации количество железистой ткани также не увеличивается, она просто становится больше в объеме (сходно с тем, как одинаковое количество льда и воды занимают различный объем).
Другое дело, если у женщины избыточный вес, который вызван гормональными нарушениями. В таком случае в груди действительно много жировой ткани, но если возникают проблемы с лактацией, то виновата не жировая ткань, а общий гормональный сбой.
Маленькая грудь – безопаснее?Многие считают, что маленькая грудь реже подвержена маммологическим заболеваниям. Это миф! Вероятность возникновения проблем не связана напрямую с объемом вашей груди. Заболевания молочной железы возникают в протоках или дольках молочной железы. Правда, замечено, что более полные женщины болеют чаще. Но это, скорее, связано с нарушением обмена веществ, которое обязательно сказывается на молочных железах.
Кроме того, здоровье груди связано с работой желез внутренней секреции (то есть яичников, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы и т.д.), беременностью, родами и гинекологическим здоровьем.
Если вы заботитесь о здоровье своей груди, займитесь профилактикой: проконсультируйтесь с эндокринологом, начните здоровый образ жизни, сбросьте лишний вес (если он есть). Включите в свой рацион продукты, насыщенные витаминами А, Е и С – морковь, шпинат, абрикосы, цитрусовые. Деторождение и естественное вскармливание также благотворно влияют на здоровье груди. И главное – не забывайте регулярно посещать маммолога и не стесняйтесь задавать ему волнующие Вас вопросы о здоровье молочных желез.
Имеются противопоказания. Ознакомьтесь с инструкцией или проконсультируйтесь у специалиста.
Кальцинаты молочных желез — причины, симптомы, диагностика и лечение
Кальцинаты молочных желез — участки обызвествления мягких тканей груди, возникшие на фоне или вследствие других заболеваний. Клинически ничем не проявляются, прощупываются в исключительных случаях: при больших размерах (более 1 см) и подкожном расположении. Для диагностики используют маммографию, которую при необходимости дополняют биопсией. Выбор врачебной тактики зависит от основного заболевания, из-за которого возникла кальцинация тканей. С учётом выявленной патологии применяются разные подходы: от динамического наблюдения до назначения гормональных, противовоспалительных, химиотерапевтических средств, выполнения операций и облучения.
Общие сведения
Обычно отложения кальция в одной либо обеих молочных железах выявляются случайно при плановой маммографии. Сами по себе они не угрожают здоровью и жизни женщины, однако свидетельствуют о перенесенных или существующих патологических процессах. В 80% случаев кальцинаты имеют воспалительное, метаболическое, дисгормональное или инволютивное происхождение, а в 20% — образуются вследствие развития злокачественных неоплазий. С повышением качества диспансеризации и количества проводимых маммографий выявляемость кальцификатов в грудных железах увеличилась. Актуальность качественного обследования при обнаружении кальцинатов напрямую связана с онкологической составляющей проблемы.
Кальцинаты молочных желез
Причины кальцинатов
Обызвествление тканей груди происходит при сочетании локальных морфологических изменений воспалительного, неопластического или некротического характера и повышенного содержании кальция в жидких средах организма. По мнению некоторых специалистов в сфере маммологии, кальцификация тканей может не только быть результатом патологических процессов, но и выполнять защитную функцию, предупреждая повреждение расположенных рядом тканей. Наиболее часто к образованию кальцинатов приводят следующие причины:
- Застой молока при лактации. В 100 г женского молока содержится до 32 мг кальция; pH составляет от 6,8 до 7,4, а уровень кислотности в норме не превышает 3-6°Т. При лактостазе начинаются процессы молочнокислого брожения, возникает локальный ацидоз, способствующий выпадению солей кальция.
- Заболевания молочных желез. У пациенток с маститами, мастопатиями и другими патологиями груди в мягких тканях изменяется метаболизм, зачастую формируется кислая среда, благоприятная для осаждения солей кальция. Кроме того, при раке молочных желез возникает симптоматическая гиперкальциемия.
- Инволюция грудных желез. При патологическом фиброзно-кистозном течении инволютивных процессов в тканях грудных желез возникают полые образования с жидкостью внутри. В некоторых случаях их стенки обызвествляются или из содержимого выпадает нерастворимый осадок.
- Гиперкальциемия. Одним из осложнений повышенного содержания кальция в крови является осаждение в тканях. Его уровень повышается при некоторых эндокринных и обменных заболеваниях (гиперпаратиреозе, гипертиреозе и др.), неконтролируемом приеме витаминов A и D, препаратов кальция, ряде злокачественных опухолей.
Патогенез
Механизм обызвествления тканей основан на способности солей кальция к осаждению в условиях локального ацидоза. Вследствие нарушения углеводно-липидного обмена и истощения буферных систем при воспалительном процессе в очаге повреждения накапливаются молочная, пировиноградная кислота, кетокислоты, повышается осмотическое давление. В результате в зоне воспаления задерживается жидкость, поступающая из клеток и сосудистого русла. При повышенной концентрации кальция в воспалительном или некротическом очаге с кислой средой происходит осаждение его солей в виде кальцинатов разной формы и размеров.
Классификация
При определении типа кальцинатов молочной железы учитывают их количество, распределение в тканях, происхождение, размеры и форму. Чаще всего отложения кальция бывают множественными, реже — единичными. Они могут формироваться в скопления диаметром не более 1 см или диффузно рассеиваться в железистой ткани. В зависимости от объема поражения кальцинаты бывают сегментарными, поражающими одну дольку, и регионарными, захватывающими млечную долю. Иногда в патологический процесс вовлекается вся железа. Одним из наиболее важных критериев классификации является локализация. Существуют следующие виды кальциевых образований:
- Протоковые. Расположены в млечных протоках. Чаще всего возникают после перенесенного лактостаза, при эктазиях протоков и интрадуктальном раке молочных желез.
- Дольковые. Формируются в железистых дольках. Характерны для аденоза, фиброзно-кистозного варианта мастопатии и обызвествления кист при патологической инволюции.
- Стромальные. Образуются в соединительной ткани. Обычно являются единичными и возникают при фиброаденомах, кистах, липомах, атеросклерозе сосудов.
Форма и размеры кальцинатов зависят от заболевания, на фоне которого они возникли, и локализации. Так, протоковые обызвествления могут быть червеобразными, линейными (игольчатыми) и прерывистыми (точечными), более характерными для внутрипротокового рака. Дольковые образования напоминают по форме полумесяц, чашу или осколки яичной скорлупы; стромальные имеют вид крупы, попкорна, овала или являются бесформенными. Микрокальцинаты чаще встречаются при злокачественных неоплазиях, макрообразования — при доброкачественных процессах.
Симптомы кальцинатов молочных желез
При наличии кальциевых отложений в тканях груди какие-либо специфические симптомы в подавляющем большинстве случаев отсутствуют. В основном кальцинаты становятся случайной находкой при маммографии. Пациентки обычно не предъявляют каких-либо жалоб или отмечают клинические проявления, характерные для основного заболевания, — боль, дискомфортные ощущения в одной или двух молочных железах, выделения из сосков, уплотнения разных размеров и консистенции. При наличии крупных (больше 1 см) включений, расположенных ближе к поверхности кожи, они могут прощупываться в виде плотных безболезненных образований. Однако такие конкременты в молочных железах встречаются крайне редко.
Осложнения
Кальцинаты в грудной железе не представляют какой-либо угрозы здоровью и качеству жизни женщины. Риск возникает только в тех случаях, когда пациентка с отложением кальция в протоках планирует родить ребенка и кормить его грудью. В подобных ситуациях увеличивается вероятность возникновения лактостаза и послеродовых маститов. У женщин с тревожно-ипохондрическим типом реагирования при обнаружении в ткани молочной железы кальцинатов может развиться канцерофобия. Основная опасность для пациенток связана с заболеванием, приведшим к формированию отложений кальция, особенно если речь идет о злокачественных неоплазиях.
Диагностика
При выявлении в груди кальцинатов диагностический поиск направлен на оценку их размеров, формы и предположительного места локализации, а также выявление причин, приведших к отложению солей кальция в молочной железе. С этой целью назначается комплексное лабораторно-инструментальное обследование. Наиболее ценные данные для постановки правильного диагноза дают такие методы, как:
- Маммография. Основной целью исследования является получение предварительных выводов о происхождении кальцинатов. На рентгеновском снимке отложения обычно имеют одинаковые размеры, структуру, четкие контуры и форму, характерную для дольковых и стромальных образований. Подозрительными в плане злокачественного процесса считаются множественные микрокальцинаты и образования с расплывчатыми границами, напоминающие кусочки ваты.
- Цитологическое исследование биоптата. Назначается при подозрении, что кальцификация тканей грудных желез стала результатом злокачественного процесса. На гистологию отправляют фрагменты тканей, полученные методом пункционной биопсии под рентген-контролем. Если двукратная тонкоигольная биопсия оказалась неинформативной, показана трепанобиопсия, позволяющая не только определить морфологическую структуру, но и при необходимости выполнить иммуногистохимическое исследование.
В качестве дополнительных методов диагностики могут быть рекомендованы УЗИ, МРТ, КТ, сцинтиграфия молочных желез, определение уровней онкомаркера CA 15-3, общего и ионизированного кальция крови, эстрогенов, ФСГ, ЛГ. Обычно сложностей с распознаванием выявленного кальцината не бывает, в редких случаях проводится дифференциальная диагностика с фиброзно-кистозной мастопатией. Для определения причин, вызвавших кальцинацию, к обследованию могут привлекаться онколог, эндокринолог.
КТ ОГК. Единичный округлый кальцинат (0,3 см) в задних отделах толщи левой молочной железы; доброкачественная находка (BI-RADS 2).
Лечение кальцинатов молочных желез
Терапевтическая тактика зависит от причин, спровоцировавших образование кальцинатов. При отсутствии клинических проявлений пациенткам с крупными стромальными образованиями лечение не назначается, и рекомендуется наблюдение у маммолога. Сочетание кальцинатов с доброкачественными опухолями молочных желез или патологической инволюцией обычно требует применения комплексной медикаментозной терапии. Схема лечения таких женщин включает:
- Гормональные препараты. Выбор конкретных лекарственных средств — ингибиторов секреции половых гормонов, эстрогенов, гестагенов или их комбинаций — зависит от результатов исследования гормонального фона. При отказе женщины от гормонотерапии применяются фитоэстрогенные и гомеопатические препараты.
- Нестероидные противовоспалительные средства. При большинстве заболеваний в тканях молочных желез сохраняются условия, способствующие отложению кальциевых солей. Поэтому при болевом синдроме или других признаках воспаления гормонотерапию сочетают с профилактическим курсом противовоспалительного лечения.
Эффективна коррекция диеты с ограничением или исключением продуктов, содержащих большие количества кальция, — молока и кисломолочных продуктов, некоторых видов морских рыб (например, сардин), орехов, миндаля, кунжута, бобовых. Хирургическим путем кальцинаты не удаляют из-за малой результативности, технической сложности и инвазивности операций. Если к отложению кальция привело злокачественное новообразование молочной железы, подходящий метод лечения выбирает онколог-маммолог. При этом с учетом стадии процесса и типа опухоли обычно выполняют один из вариантов мастэктомии с последующим назначением гормональных препаратов, химио- и радиотерапии.
Прогноз и профилактика
Прогноз зависит от основной патологии, при которой возникли кальцинаты молочных желез, при бессимптомном течении и отсутствии злокачественного процесса он является благоприятным. В профилактических целях рекомендуется соблюдать правила грудного вскармливания. При приеме препаратов с кальцием и витамином D важно исключить длительное пребывание на солнце и посещение соляриев, в летний период наносить на кожу составы с солнцезащитными фильтрами. Для предупреждения кальцификации тканей груди эффективны своевременное лечение гинекологических заболеваний, дисгормональных состояний, ведение здорового образа жизни с достаточным уровнем двигательной активности, правильным режимом отдыха и питания.
⚕ Кальцинаты в молочных железах. Часть 2
Продолжаем заботиться о женском здоровье. Сегодня продолжаем разбирать тему кальцинатов в молочных железах. Какие они бывают и как понять, несут ли опасность?
Ответы в сегодняшнем видео маммолога частной семейной клиники Пульс.
Макрокальцинаты и микрокальцинаты
Кальцинаты — целая группа образований. Они имеют достаточно разные размеры и форму. По этим критериям уже предварительно можно заподозрить наличие онкозаболевания. Кальцинаты визуализируются во время маммографического исследования. Если структура большая, она пальпируется при осмотре пациентки.
По размеру кальцинаты подразделяют на:
- макрокальцинаты. Большие образования диаметром более 0,5 мм;
- микрокальцинаты. Диаметр структуры менее 0,5 мм.
Макрокальцинаты
Как правило эти образования не несут опасности. В подавляющем большинстве они являются доброкачественными. Они могут быть одиночными или сгруппированными, круглыми и сегментированными. Контур у структуры ровный. По химическому составу в большинстве — оксалаты кальция.
Микрокальцинаты
Образования размером меньше, чем 0,5 мм. Могут свидетельствовать о ранней стадии развития рака. Но это совсем не обязательно. Злокачественные кальцинаты имеют неровные контуры, визуализируются, как «обломки», часто группируются (примерно по 5 кальцинатов на 1 кубический см ткани молочной железы). По химическому составу злокачественные кальцинаты — кристаллы гидроксиапатита кальция.
Нужна ли дополнительная диагностика?
После выявления кальцинатов врач может назначить дополнительную диагностику. Но она нужна не всегда. Пациентке НЕ назначаются новые обследования, если:
- кальцинаты имеют различную форму, диаметр и сгруппированы в одном локусе;
- макрокальцинаты имеют одинаковую форму и размер и локализуются по всей ткани молочной железы;
- кальцинаты выявлены в коже.
Дополнительная диагностика необходима, если микрокальцинаты сгруппированы в тканях молочной железы. Необходима верификация новообразований. Проводится пункция под контролем маммографа. Не забывайте посещать маммолога и делать обследование вовремя!
Ждем вас в семейной клинике Пульс!
НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина
Вот уже почти 70 лет Онкоцентр – это уникальный симбиоз науки и клинической практики, мультидисциплинарный подход к лечению онкологических больных, хирургическая школа, известная далеко за пределами России. Здесь изучаются и совершенствуются морфологические, иммунологические и генетические методы диагностики.Специалисты Блохина – авторы клинических рекомендаций по онкологии.
Ежегодно в Онкоцентре противоопухолевое лечение проходят более 35 тысяч пациентов всех возрастов. Еще почти 6 000 граждан России получают помощь дистанционно – посредством телемедицинских консультаций.
Онкоцентр – это:
- Комбинированное лечение пациентов
- Собственное производство химио- и радиофармацевтических препаратов
- Собственные методы иммунотерапии опухолей
- Передовые технологии реабилитации онкопациентов
- «Центры компетенций» по различным нозологиям, в том числе первый в России центр компетенций по лечению пациентов с опухолями без выявленного первичного очага
- Собственное отделение переливания крови, доноры которого снабжают кровью и ее компонентами исключительно пациентов Онкоцентра
- Первый и единственный онкологический центр, имеющий в своем составе специализированное отделение реабилитации для онкопациентов
- Крупнейшая педагогическая школа в области онкологии в России
На протяжении многих лет Онкоцентр является членом Международного Противоракового Союза (UICC) при Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и членом Ассоциации Европейских Онкологических Институтов (OECI) в Женеве.
В 2019 году НИИ детской онкологии и гематологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина стал полноправным членом ведущей мировой организации, которая объединяет трансплантационные центры Европы и мира — Европейской группы по трансплантации крови и костного мозга (EBMT).
НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина:
- Онкологическая помощь мирового уровня, доступная каждому
- Инновации в онкологии
- Уникальный опыт для коллег
новых сведений о молекулярном механизме и функциональных последствиях минерализации молочной железы
Реферат
Предпосылки:
Маммографические микрокальцификации представляют собой один из самых надежных признаков непальпируемого рака груди, но остаются в значительной степени неизученными и малоизученными.
Методы:
Мы сообщаем о новой модели для исследования in vitro потенциала минерализации панели линий клеток молочной железы. Первичные опухоли молочной железы были получены путем имплантации опухолевых клеток в жировые подушечки молочных желез самок мышей BALB / c.
Результаты:
Гидроксиапатит (ГА) откладывался только в линиях опухолевых клеток, что указывает на то, что потенциал минерализации может быть связан с фенотипом клеток в этой модели in vitro . Мы предлагаем механизм минерализации молочных желез, который предполагает нарушение баланса между усилителями и ингибиторами физиологической минерализации. Ингибирование щелочной фосфатазы и транспорта фосфатов предотвращает минерализацию, демонстрируя, что минерализация является активным процессом, опосредованным клетками.Было обнаружено, что гидроксиапатит усиливает миграцию опухолевых клеток in vitro и , в то время как оксалат кальция не оказывает никакого эффекта, подчеркивая потенциальные последствия отложения кальция. Кроме того, HA также откладывался в первичных опухолях молочной железы, образованных имплантацией опухолевых клеток в жировые подушечки молочных желез самок мышей BALB / c.
Заключение:
Эта работа показывает, что образование HA молочной железы является клеточно-специфическим регулируемым процессом, который создает остеомиметическую нишу, потенциально способствуя прогрессированию опухоли молочной железы.Наши результаты указывают на потенциал минерализации клеток и регулирующее его микроокружение как на важную особенность развития опухоли молочной железы.
Ключевые слова: микрокальцификатов, рак груди, минерализация, кальцификаты, гидроксиапатит, маммография
Появление маммографических микрокальцификатов молочной железы обычно используется для выявления рака груди на ранних стадиях, что позволяет проводить более консервативную терапию и улучшать исходы для пациентов. До 50% всех непальпируемых видов рака молочной железы выявляются исключительно с помощью микрокальцификаций, обнаруживаемых во время маммограммы (Gulsun et al , 2003), и до 93% случаев протоковой карциномы in situ (DCIS) присутствуют с микрокальцификациями (Hofvind). и др. , 2011).Появляется все больше свидетельств того, что микрокальцификации молочной железы связаны с худшим прогнозом для некоторых пациентов с раком груди. Исследования показали, что рак груди, проявляющийся микрокальцификациями, чаще связан с инвазией лимфатических узлов (Holme et al , 1993) и положительностью HER-2 (Seo et al , 2006; Wang et al , 2008). В исследовании Tabar и др. (2004) изучали, можно ли использовать маммографические характеристики микрокальцификатов для надежного прогнозирования отдаленных результатов у женщин с инвазивным раком молочной железы небольшого размера (1–14 мм).Подгруппа женщин в рамках исследования, у которых были обнаружены кальцификаты на основе маммографических повязок, обнаружила неожиданно низкие показатели выживаемости для этой категории размеров опухоли. Хотя это открытие было предметом некоторых дискуссий в литературе (Джеймс и др. , 2003; Эванс и др. , 2006; Манссон и др. , 2009), другие исследовательские группы сообщили о подобных результатах, которые подтверждают работу. из Табара и др. (Турфьелл и др. , 2001; Пикок и др. , 2004).
Микрокальцификации молочных желез классифицируются на молекулярном уровне и отличаются своими физическими и химическими свойствами. Кальцификаты типа I состоят из оксалата кальция (СО) янтарного цвета, частично прозрачны и образуют пирамидальные структуры с относительно плоскими поверхностями. Кальцификаты типа II состоят из фосфата кальция, в основном гидроксиапатита (ГА), которые имеют серо-белый цвет, непрозрачны и образуют яйцевидные или веретенообразные формы с неровными поверхностями (Frappart et al , 1984).Было показано, что оксалат кальция связан с доброкачественными поражениями груди или, самое большее, с неинвазивной лобулярной карциномой in situ , тогда как HA связан как с доброкачественными, так и со злокачественными заболеваниями груди (Büsing et al , 1981; Frappart et al. al , 1984, 1986; Radi, 1989; Haka et al , 2002). Было высказано предположение, что кальцификаты НА, образующиеся в доброкачественных протоках, содержат меньшее количество белка и большее количество карбоната кальция, чем те, которые образуются в злокачественных протоках (Haka et al , 2002).Более недавнее исследование поддерживает эту концепцию, а также показало, что содержание карбоната ГК снижается с увеличением степени поражения (Baker et al , 2010).
Было проведено мало исследований по изучению влияния, которое присутствие HA оказывает на микросреду опухоли, однако эта группа ранее сообщала о биологических эффектах экзогенного HA на клеточные линии молочной железы. Ранее мы показали, что HA усиливает митогенез клеток молочной железы, что может усиливать злокачественный процесс, усугубляя рост опухоли (Morgan et al , 2001).Повышенная экспрессия простагландина E 2 также была связана с лечением HA (Morgan et al , 2001), а повышенные уровни простагландинов, как известно, являются маркером высокого метастатического потенциала (Rolland et al , 1980). . Также было обнаружено, что воспалительный цитокин IL-I β активируется в линиях клеток молочной железы в ответ на экзогенный HA, который может способствовать провоспалительному микроокружению (Cooke et al , 2003). Также было показано, что HA активирует различные матриксные металлопротеиназы (MMP), которые, как известно, разрушают базальную мембрану, позволяя раковым клеткам проникать в окружающие ткани (Morgan et al , 2001).
Несмотря на важность микрокальцификатов молочной железы для раннего выявления рака груди и потенциальную прогностическую и биологическую значимость, было проведено мало исследований для изучения молекулярных механизмов, участвующих в их образовании. В прошлом кальцификация молочной железы считалась пассивным процессом на конечной стадии, связанным с клеточной дегенерацией, не имеющим особого биологического значения. Однако исследования других клеточных систем показали, что механизмы, регулирующие патологическую минерализацию, могут быть аналогичны механизмам, участвующим в физиологической минерализации кости (Giachelli, 2004; Kirsch, 2006; Shroff and Shanahan, 2007), которая широко считается активной регулируемый процесс (Stein, Lian, 1993; Giachelli, 2005; Orimo, 2010).Было показано, что биопсия рака молочной железы сверхэкспрессирует несколько белков костного матрикса, включая костный сиалопротеин, остеопонтин (OPN) и остеонектин. Кроме того, их экспрессия связана с частым отложением микрокальцификации в поражениях груди (Bellahcene et al , 1994; Bellahcene and Castronovo, 1995). На сегодняшний день не существует in vitro моделей минерализации клеток молочной железы для изучения молекулярных механизмов, участвующих в этом процессе. Целью этого исследования было установить и охарактеризовать воспроизводимую in vitro модель минерализации клеток молочных желез, из которой можно начать выяснять молекулярные механизмы, лежащие в основе минерализации молочных желез.
Материалы и методы
Клеточные линии и среда
Клеточная линия аденокарциномы молочной железы мыши 4T1 была щедро предоставлена доктором Фредом Миллером (Университет Дьюка, Северная Каролина, США) (Aslakson and Miller, 1992). Клетки аденокарциномы молочной железы мыши 4T1.2, которые преимущественно метастазируют в кость, были подарком Робина Андерсона (Центр рака Питера МакКаллума, Австралия) (Lelekakis et al , 1999). Клеточные линии 4T1 и 4T1.2 поддерживали в среде DMEM с низким содержанием глюкозы, 10% FBS и 1% пенициллина / стрептомицина.Клеточные линии MCF10a, Hs578T и Hs578Ts (i) 8 были подарком доктора Сьюзан МакДоннелл (Университетский колледж Дублина, Ирландия). Клетки MCF10a поддерживали в DMEM / F-12, 5% сыворотке лошади, 0,5 мкл мкг / мл –1 гидрокортизон, 100 нг мл –1 холерный токсин, 0,2 мг / мл –1 эпидермальный фактор роста, 10 мкг г мл –1 бычий инсулин и 1% пенициллин / стрептомицин. Клетки Hs578T и Hs578Ts (i) 8 (Hughes et al , 2008) поддерживали в среде DMEM с высоким содержанием глюкозы, 10% FBS, 10 мкМ мкг / мл –1 бычьего инсулина и 1% пенициллина / стрептомицина.Все реагенты для клеточных культур были приобретены у компаний Sigma-Aldrich (Арклоу, Ирландия) и Biosera (Восточный Суссекс, Великобритания).
Оценка минерализации
in vitroКлетки 4T1, 4T1.2 и MCF10a высевали в 6-луночные культуральные планшеты (день -1) при 1,5 × 10 5 клеток на лунку и Hs578T и Hs578Ts (i) 8 клеток высевали из расчета 7,5 × 10 90 10 9 4 90 110 клеток на лунку. На следующий день (день 0) клетки обрабатывали обычной питательной средой или остеогенным коктейлем (ОС) (50 мкг мкг / мл –1 аскорбиновой кислоты, 10 мкМ β -глицерофосфат ( β G) ± 10 -7 дексаметазон).Также были исследованы эффекты дополнительных экзогенных факторов, включая неорганический фосфат (Pi) (10 мкл; Sigma-Aldrich, # 30427 и # 71496), фосфонмуравьиная кислота (PFA) (1 мкл; Sigma-Aldrich, # 79510), левамизол (100 мкл). μ ; Sigma-Aldrich, # L9756), щелочная фосфатаза (ALP) (1 ЕД мл –1 ; Sigma-Aldrich, # 79390), OPN (0,5 μ г мл –1 ; R&D Systems Europe Ltd., Абингдон, Великобритания, # 109-OP) и неорганический пирофосфат (PPi) (3,5 μ ; Sigma-Aldrich, # P8010).Клетки выращивали до 28 дней в увлажненном инкубаторе при 37 ° C и 5% CO 2 . Минерализацию оценивали с помощью окрашивания ализарином красным S, окрашивания по фон Коссе, количественного анализа кальция и рамановской микроскопии, как описано ниже.
Оценка минерализации
in vivoВсе мыши были размещены в лицензированном биомедицинском учреждении (RCSI, Beaumont Hospital) и имели ad libitum доступ к пище и воде. Животных помещали в клетки группами по 5 или менее человек и акклиматизировали к окружающей среде в течение 1 недели.Клетки содержались в комнате с кондиционированием воздуха (21–22 ° C) с 12-часовым циклом свет-темнота. Все процедуры были подвергнуты институциональному этическому анализу и проводились в соответствии с руководящими принципами выдачи лицензий на животных Министерства здравоохранения и детей Ирландии и в соответствии с руководящими принципами Координационного комитета Великобритании по исследованиям рака в отношении благополучия животных при экспериментальной неоплазии (1998 г.). ). Клетки 4T1.2 или 4T1 (5 × 10 4 ) имплантировали в жировую подушку молочной железы самок мышей BALB / c в возрасте от 10 до 12 недель.Мышей умерщвляли, когда средний диаметр опухоли (квадратный корень из произведения длины на ширину) составлял 17 мм. Опухоли иссекали, фиксировали 10% параформальдегидом и заливали парафином. Минерализацию оценивали с помощью ализаринового красного S и окрашивания по фон Коссе, как описано ниже.
Гистологическое окрашивание
Монослои клеток фиксировали 10% формалином в течение 30 минут и окрашивали ализариновым красным S (2%, pH 4,4) в течение 4 минут. Для окрашивания по фон Коссе применяли нитрат серебра (5%) в течение 1 часа под электрической лампой с последующей обработкой тиосульфатом натрия (5%) в течение 2 минут.Для залитой парафином ткани последовательные срезы (10 мкм мкм) депарафинизировали с использованием ксилола и регидратировали перед окрашиванием ализарином красным S, красителем фон Коссы (с использованием ядерного быстрого красного контрастного вещества) или гематоксилином и эозином (H&E). Затем образцы обезвоживали, инкубировали с ксилолом (30 мин) и устанавливали с DPX.
Количественный анализ о-крезолфталеина кальция
Кальций экстрагировали из клеточных монослоев путем инкубации с азотной кислотой (1) в течение 1 часа. Оптическая плотность образцов (70 мкл л) в сочетании с о-крезолфталеином (0.1 мг мл –1 ; 70 мкл мкл) и 2-амино-2-метил-1-пропанол (90 мг мл –1 ; 175 мк мкл) считывали при 572 нм (Яворский и др. , 2010). Анализ белка проводили в дублирующих лунках. Клетки собирали в буфере для лизиса RIPA (1 × PBS; 1% NP-40, 0,5% дезоксихолата натрия, 0,1% SDS), содержащем 1% коктейль ингибиторов протеазы (Sigma-Aldrich, # P8340), хранили на льду в течение 1 часа с периодическим встряхивание и центрифугирование при 12 000 об / мин на 20 мин. Супернатант использовали для анализа белка BCA (Novagen, Merck Group, Дармштадт, Германия), который проводили в соответствии с инструкциями производителя.
Рамановская микроскопия
Монослои клеток фиксировали 100% метанолом в течение 30 мин. Рамановские спектры регистрировали на микроскопе Witec Alpha 300 R (Ульм, Германия), оборудованном 532 нм Ar-ионным лазером (∼40 мВт) со спектральным разрешением 3 см 90 · 109 −1 90 · 110 с использованием конфигурации обратного рассеяния и объектива × 100 ( NA = 0,9). Точечные спектры были получены на участках отложения минералов, первоначально идентифицированных визуально с помощью оптического изображения. Обработка спектров проводилась с помощью Witec Project v2.0 60 программное обеспечение. Измерения проводились в пяти разных точках для каждой лунки, включая биологические повторы.
RT – PCR в реальном времени
РНК экстрагировали с помощью тризола (Invitrogen, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA, # 15596) и подвергали обратной транскрипции с использованием набора для обратной транскрипции кДНК высокой емкости (Applied Biosystems, Life Technologies, # 4368814). ПЦР в реальном времени проводили с использованием термоциклера для ПЦР в реальном времени (Applied Biosystems, 7500) для ALP (Qiagen, West Sussex, UK, QT00157717), OPN (Qiagen, QT00157724) и 18s (Qiagen, QT01036875) в качестве эндогенного контроля. .Образцы нагревали при 95 ° C в течение 15 минут, после чего следовала вторая стадия, состоящая из 15 секунд при 94 ° C, 30 секунд при 55 ° C и 45 секунд при 72 ° C, который повторяли 40 раз.
Обнаружение активности ЩФ
Клетки собирали в буфере (1% Тритон Х-100, 0,9% NaCl) и держали на льду в течение 1 ч с периодическим встряхиванием. Образцы центрифугировали при 12000 об / мин. в течение 20 мин и супернатант использовали для анализа ALP. Образцы (50 мкл, мкл) и п-нитрофенилфосфат (100 мкл мкл) инкубировали при 37 ° C в течение 30 мин и оптическую плотность измеряли при 405 нм.Результаты были нормализованы по содержанию белка в образцах с использованием анализа белка BCA (Novagen), который проводился в соответствии с инструкциями производителя.
Также использовали окраску ЩФ. Монослои клеток фиксировали 100% метанолом в течение 30 мин. Трис-HCl (pH 8,5), содержащий фосфат нафтола AS-MX (1 мг / мл –1 ) и быстрый красно-фиолетовый LB (0,6 мг / мл –1 ), добавляли в каждую лунку и инкубировали при 37 ° C в течение 45 мин. Изображения были записаны с увеличением × 100 с использованием инвертированного светового микроскопа Nikon eclipse TS100 (Nikon, Суррей, Великобритания).
Оценка миграции с помощью анализа царапин
клеток 4T1 высевали в шестилуночные планшеты (7 × 10 5 клеток на лунку), и на следующий день в монослоях создавали множественные царапины. В присутствии 0,5% среды FBS добавляли следующие обработки; 1,8–10 м кальция, 0–10 м β G, 0–72 μ г см –2 Моногидрат CO (Sigma-Aldrich, # 21201) или 0–72 μ г см –2 HA (Sigma-Aldrich, # 677418). Кристаллы HA и CO стерилизовали нагреванием при 200 ° C в течение 90 мин и коротко обрабатывали ультразвуком перед их использованием.Клетки хранили в увлажненном инкубаторе при 37 ° C, содержащем 5% CO 2 . Tiff-изображения анализов царапин, полученные при увеличении × 100 при 0, 24 и 48 ч, были импортированы в программное обеспечение Scion Image (Scion Corporation Ltd, Фредерик, Мэриленд, США), которое используется для генерации измерений размера раны из неподвижных изображений (McSherry и др. , 2011). Среднее значение закрытия раны рассчитывали на основе шести индивидуальных измерений для каждой раны в каждый момент времени. Этот процесс проводился для всех биологических повторов.Царапины дня 0 были обозначены как 100% открытые. Исходя из этого, был рассчитан% закрытия для всех царапин. % Закрытия представляет собой расстояние, на которое клетки мигрировали в область царапины с течением времени. Результаты представлены как средний% закрытия ± s.e.m.
Статистический анализ
Весь статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения GraphPad Prism 5 (La Jolla, CA, USA). Односторонний дисперсионный анализ (ANOVA) был использован для анализа нескольких групп лечения. Двусторонний дисперсионный анализ ANOVA использовался для анализа нескольких обработок в нескольких временных точках.Анализ Post-hoc проводили, когда была обнаружена статистическая значимость ( P <0,05).
Результаты
In vitro минерализация метастатических клеток аденокарциномы молочной железы 4T1Для изучения молекулярных механизмов минерализации молочной железы необходимо было сначала установить и охарактеризовать воспроизводимую модель in vitro . Высокометастатическая линия клеток 4T1 молочной железы мыши выращивалась в культуральных чашках в течение до 28 дней в присутствии обычных питательных сред (контроль), OC (10 m β G и 50 μ мкг / мл -1 аскорбиновой кислоты). кислоты в обычных питательных средах) или ОС, содержащей 10 -7 дексаметазона (ОС & dex).Монослои клеток окрашивали ализариновым красным S и фон Коссой для оценки минерализации и наблюдали под световым микроскопом при 100-кратном увеличении. Положительное окрашивание было обнаружено в группах, обработанных как OC, так и OC & dex, с использованием ализаринового красного S (красный для кальция) и окрашивания по фон Коссе (черный / коричневый для фосфата кальция), начиная с 11-го дня (). Интенсивность этого окрашивания со временем увеличивалась, причем наиболее сильное окрашивание наблюдалось в группе ОК. Эти результаты были подтверждены количественным анализом о-крезольфталеина кальция ().Статистически значимое увеличение кальция было обнаружено на 21-й день ( P <0,05) и 28 ( P <0,001) в группе ОК по сравнению с контрольной группой. Хотя с течением времени в группе OC & dex также наблюдалось повышение уровня кальция, это не было статистически значимым ( P > 0,05). Рамановская микроскопия использовалась для идентификации осаждаемых минералов (). Полоса комбинационного рассеяния, наблюдаемая при 960 см -1 в минерализированных образцах 4T1, соответствует симметричной фосфатной моде растяжения, которая указывает на HA (Nelson and Williamson, 1982).
Исследование потенциала минерализации клеток 4T1. Типичное окрашивание ализариновым красным S ( A ) и окрашивание по фон Коссу ( B ) клеток 4T1 в культуре с течением времени (исходное увеличение × 100) ( n = 3). Масштабные линейки представляют 500 мкм м. ( C ) Содержание кальция в клетках 4T1, как определено с помощью анализа кальция о-крезольфталеина и нормализовано по белку. Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± с.е.м., двусторонний дисперсионный анализ. * P <0,05 OC по сравнению с контролем на 21 день *** P <0,001 OC по сравнению с контролем на 28 день. ( D ) Рамановская спектроскопия минерализующихся клеток 4T1, выращенных в OC в течение 28 дней с максимумом при 960 см -1 . Контроль = обычные питательные среды. Остеогенный коктейль = обычная питательная среда с добавлением 50 мкМ г мл –1 аскорбиновой кислоты и 10 мкл β G. OC & dex = обычная питательная среда с добавлением 50 мкл мкг мл –1 аскорбиновой кислоты, 10 мкл β G и 10 −7 дексаметазон.
Потенциал минерализации клеточных линий молочной железы связан с фенотипом
Был также исследован потенциал минерализации нескольких дополнительных линий клеток молочной железы мыши и человека. Эти результаты резюмируются далее. В дополнение к клеточной линии 4T1 высокометастатический субклон молочной железы, обозначенный 4T1.2, который был первоначально выделен из родительских клеток 4T1 (Lelekakis et al , 1999), также продуцировал HA in vitro . Это произошло в ответ на OC и OC & dex к 14 дню.Также были исследованы три линии клеток молочной железы человека. Нормальные иммортализованные клетки MCF10a и клеточная линия Hs578T не были способны минерализоваться в одних и тех же экспериментальных условиях. Однако более инвазивный субклон, обозначенный Hs578Ts (i) 8 (Hughes et al , 2008), продуцировал HA после 21 дня роста при лечении OC & dex. Полоса комбинационного рассеяния ~ 960 см -1 , обнаруженная во всех образцах минерализации, типична для ГК (Nelson, Williamson, 1982). Также была измерена полная ширина на полувысоте (FWHH) рамановского пика фосфата, поскольку предыдущие исследования показали, что это отражает содержание карбоната в ГК (Haka et al , 2002).FWHH уже для образцов минерализации Hs578Ts (i) 8 (15,85 ± 1,7 см, −1 ) по сравнению с таковой, обнаруженной в образцах 4T1 (23,89 ± 3 см, 90 · 109 −1 ) и 4T1,2 (22,72 ± 2,5 cm −1 ) клеточных линий. Данные для каждой включенной клеточной линии приведены на дополнительных рисунках (см. Дополнительные рисунки S1 – S4).
Таблица 1
Сводная информация о потенциале минерализации панели линий клеток молочной железы по оценке с помощью ализарина красным S, окрашивания по фон Коссе, количественного анализа кальция и рамановской микроспектроскопии
Клеточная линия | Клетка фенотип | Mineralise in vitro | Первоначальное гистологическое окрашивание | Условия минерализации | Рамановский сдвиг (см −1 ) | FWHH (см ) −1 | Минеральные виды | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MCF10a | Человеческий, иммортализованный, нормальный эпителиальный слой молочной железы из доброкачественной ткани молочной железы женщины с фиброзно-кистозной болезнью | Нет | NA | NA | NA | NA | NA | ||
Hs578T | Эпителий человека, каркас молочной железы инома 74-летней женщины европеоидной расы | № | NA | NA | NA | NA | NA | ||
Hs578Ts (i) 8 | A более инвазивный субклонT клетки Hs Да | День 21 | OC & dex | 961.10 ± 0,5 | 15,85 ± 1,7 | HA | |||
4T1 | Мышь, субклон с метастазами в легкие из спонтанной опухоли молочной железы | Да | День 11 | OC | 3 9039 | HA | |||
OC & dex | 959,55 ± 0,9 | 23,89 ± 3,0 | HA | ||||||
4T1.2 903 903 изолированные | 903 903 14 | OC | 961.47 ± 0,6 | 21,67 ± 1,2 | HA | ||||
Клеточная линия | OC & dex | 961,56 ± 0,5 | 961,56 ± 0,5 | 22,72 ± 2,5 | 4 HA 4 2 также встречается in vivo Первичные опухоли молочной железы были получены путем имплантации клеток 4T1 или 4T1.2 в жировые подушечки молочных желез самок мышей BALB / c. Серийные срезы этих опухолей окрашивали ализарином красным S, фон Коссой (с ядерно-быстрым красным контрастом) и H&E для оценки минерализации.Одна из пяти опухолей молочной железы 4T1 содержала кальцификаты, а минерализация была обнаружена в пяти из шести опухолей молочной железы 4T1.2. Типичная минерализующая опухоль молочной железы 4T1.2 показана на рис. Положительное окрашивание на кальций (красный; ализариновый красный S) и фосфат кальция (черный / коричневый; фон Косса) постоянно наблюдалось в одной и той же области опухолей между серийными срезами. Гематоксилин (пурпурный) также более интенсивно окрашивался в областях кальцификатов. Минерализация опухолей молочной железы мышей.Серийные срезы опухолей жировых подушек молочной железы 4T1 и 4T1.2 окрашивали, используя ализарин красный S, фон Косса (включая ядерно-быстрый красный контрастный краситель) и H&E. Минерализация была обнаружена в пяти из шести первичных опухолей 4T1.2 и в одной из пяти первичных опухолей 4T1. Показаны репрезентативные изображения первичных опухолей 4T1.2. Масштабные линейки представляют 800 мкм, м при увеличении × 100 и 200 мкм, мкм при увеличении × 400. Окрашивание ализариновым красным S и окрашивание по фон Коссу положительно на кальций (красный) и фосфат кальция (черный / коричневый) соответственно.Гематоксилин также окрашивался более интенсивно в областях кальцификатов. Транспорт фосфата необходим для минерализации клеток 4T1Фосфонмуравьиная кислота, известный ингибитор семейства натрий-фосфатных котранспортеров типа II (Murer et al , 2004), была использована для исследования роли транспорта фосфата в β G и Pi-индуцированная минерализация клеток 4T1. Клетки 4T1 имели положительную окраску на кальций после обработки β G или Pi, начиная с 14-го и 7-го дня, соответственно ().Однако добавление PFA в сочетании с любой формой фосфата ( β, G & PFA или Pi и PFA) ингибировало минерализацию на срок до 28 дней. Эти результаты были подтверждены окрашиванием по фон Коссе, как показано на репрезентативных изображениях на 28 день (), а также количественным анализом кальция. Обработка β -глицерофосфатом и Pi приводила к статистически значимому увеличению уровней кальция, начиная с 21 и 7 дней соответственно ( P <0,001;). Напротив, уровни кальция в группах β G & PFA и Pi и PFA с течением времени оставались сопоставимыми с контрольными уровнями. Влияние 1 м PFA, известного ингибитора ко-транспортеров Na-Pi, на минерализацию клеток 4T1. Все изображения просматриваются под световым микроскопом при увеличении × 100, а масштабные линейки представляют 500 мкм м ( n = 3). ( A ) Окрашивание ализарином красным S клеток 4T1, обработанных 1 м PFA. ( B ) Окрашивание по Фон Коссы клеток 4T1, обработанных 1 м PFA в течение 28 дней. Эффект 1 м PFA на минерализацию клеток 4T1, определенный с помощью анализа о-крезольфталеина кальция, показан в ( C ) и ( D ).Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± среднеквадратичное отклонение, двусторонний дисперсионный анализ ANOVA. *** P <0,001 β G и Pi по сравнению с во всех других группах лечения в каждый момент времени. Ctl (контроль) = обычная питательная среда. β G = 10 м β G. PFA = 1 м PFA. β G & PFA = 10 м β G и 1 м PFA. Pi = 10 м Pi. Pi & PFA = 10 м Pi и 1 м PFA. ЩФ требуется для минерализации клеток 4T1Роль ЩФ изначально была исследована с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени ().Повышение экспрессии мРНК ALP было обнаружено на 21 и 28 день в минерализующихся клетках 4T1, обработанных ОК ( P <0,001). Напротив, наблюдалась общая тенденция к снижению экспрессии мРНК ALP в клетках 4T1 с нарушенной минерализацией, обработанных OC & dex, что было статистически значимым на 7 и 14 дни ( P <0,05). Также исследовали влияние экзогенной ЩФ. Было обнаружено, что при добавлении ЩФ к ОК уровни кальция постоянно повышались по сравнению с группой ОК на 7-е сутки ( P <0.05), 14 ( P <0,01), 21 ( P <0,01) и 28 ( P <0,001;). Затем действие левамизола, известного ингибитора ЩФ, было исследовано на клетках 4T1. Обработка β -глицерофосфатом и Pi привела к положительному окрашиванию S ализариновым красным, начиная с 14-го и 7-го дня соответственно (). Добавление левамизола к β G ( β G & lev) ингибировало окрашивание S ализарином красным на срок до 28 дней. Напротив, левамизол не влиял на минерализацию, индуцированную Pi, о чем свидетельствует положительное окрашивание S ализарином красным, начиная с 7-го дня.Эти результаты были подтверждены окрашиванием по фон Коссу, как показано на репрезентативных изображениях 28-го дня (). Эти результаты были также подтверждены количественным анализом кальция. Хотя повышение уровня кальция было обнаружено в клетках 4T1, обработанных β G, с течением времени ( P <0,001 по сравнению с контролем и β G & lev), в группе β G & lev увеличения не было обнаружено. до 28 дней (). Уровни кальция увеличивались с течением времени в клетках 4T1, обработанных Pi ( P <0.05 против контроля) и аналогичные уровни были обнаружены в группе Pi & lev ( P <0,01 против контроля). Статистической разницы между группами Pi и Pi & lev не было обнаружено ни в какой временной точке на срок до 28 дней ( P > 0,05;). Роль ЩФ в минерализации клеток 4T1. ( A ) Экспрессию мРНК ALP анализировали с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени. Результаты выражаются в произвольных единицах и нормализуются к элементам управления в каждый момент времени.Каждая точка представляет собой среднее значение ± стандартное отклонение, n = 3, двусторонний дисперсионный анализ. * P <0,05 OC & dex по сравнению с контролем в дни 7 и 14. *** P <0,001 OC по сравнению с контролем и OC & dex в дни 21 и 28 ( B ) Влияние экзогенная ЩФ, как определено кальциевым анализом о-крезольфталеина. Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± среднеквадратичное отклонение, двусторонний дисперсионный анализ ANOVA. * P <0,05 OC и ALP по сравнению с во всех группах на 7 день, ** P <0,01 OC и ALP по сравнению с во всех группах в дни 14 и 21, *** P <0,001 OC и ALP против во всех группах на 28 день. ( C ) Окрашивание ализарином красным S клеток 4T1, обработанных 100 мкл левамизола (lev), при просмотре под световым микроскопом при увеличении × 100. Масштабная линейка представляет 500 мкм м. ( D ) Окрашивание по Фон Косса клеток 4T1, обработанных 100 мкМ лев в течение 28 дней, как видно под световым микроскопом при увеличении × 100.Масштабная линейка представляет 500 мкм м. Образцы β G, Pi и Pi & lev положительно окрашивают фосфат кальция (черный) к 28 дню. Положительного окрашивания не наблюдалось в контрольной группе, группах β G & lev и lev. Влияние lev на минерализацию клеток 4T1, определенное с помощью анализов о-крезолфталеина кальция, показано в ( E ) и ( F ). Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± с.е.м., двусторонний дисперсионный анализ. * P <0,05 Pi по сравнению с контролем на 28 день, ** P <0,01 Pi & lev по сравнению с контролем на 28 день, *** P <0,001 β G по сравнению с контролем и β G & lev на 28 день. Остеогенный коктейль = 50 μ мкг / мл –1 аскорбиновой кислоты и 10 мкМ β G. OC & dex = OC, включая 10 –7 дексаметазон. ALP = 1 Ед. Мл –1 ALP. OC & ALP = OC, включая 1 Ед. Мл –1 ALP. β G = 10 м β G. β G & lev = 10 м β G и 100 μ лев. Лев = 100 мк лев. Pi = 10 м Pi. Pi & lev = 10 m Pi и 100 μ lev. Влияние ингибиторов физиологической минерализации на минерализацию 4T1Роль OPN исследовали с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени (). Повышение экспрессии мРНК OPN было обнаружено на 21 день в минерализующих клетках 4T1, обработанных OC ( P <0,05), и на 11 день в группе OC & dex с нарушенной минерализацией ( P <0.001). Влияние экзогенного OPN также исследовали на минерализацию клеток 4T1 с использованием количественного анализа кальция (), однако добавление 0,5 мкг мкг / мл –1 OPN к ОК (ОС и ОПН) приводило к уровням кальция, аналогичным Группа ОК к 21 дню, и никаких различий между этими двумя группами обнаружено не было ( P > 0,05). Аналогичным образом было обнаружено, что экзогенное добавление PPi, известного ингибитора физиологической минерализации, не влияет на клетки 4T1 (2). Повышение содержания кальция было обнаружено в клетках 4T1, обработанных ОК и 3.5 μ PPi (OC & PPi) по сравнению с контрольной группой к 28-му дню ( P <0,001;). Эти уровни были сопоставимы с повышенными уровнями кальция в группе ОК во все моменты времени, и не было обнаружено различий между этими двумя группами ( P > 0,05). Влияние известных ингибиторов физиологической минерализации на клетки 4T1 и влияние эндогенной активности ЩФ. ( A ) Экспрессию мРНК OPN анализировали с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени. Результаты выражаются в произвольных единицах и нормализуются к элементам управления в каждый момент времени.Каждая точка представляет собой среднее значение ± стандартное отклонение, n = 3, двусторонний дисперсионный анализ. * P <0,05 OC по сравнению с контролем и OC & dex на 21 день *** P <0,001 OC & dex по сравнению с контролем и OC на 11 день ( B ) Влияние экзогенного OPN на минерализацию клеток 4T1, как определено анализом о-крезольфталеина кальция. Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± с.е.м., односторонний дисперсионный анализ. ** P <0,01 OC и OC & OPN по сравнению с контролем на 21 день ( C ) Влияние PPi на минерализацию клеток 4T1, как определено анализом о-крезольфталеина с кальцием. Каждая точка представляет собой среднее количество кальция, измеренное в промилле. нормализовано к белку, измеренному в мг, ± среднеквадратичное отклонение, двусторонний дисперсионный анализ ANOVA. ** P <0,01 OC по сравнению с контролем и PPi на 28 день, *** P <0,001 OC и PPi по сравнению с контролем и PPi на 28 день.( D ) Окрашивание ALP, проведенное на клетках 4T1, как наблюдали под световым микроскопом при увеличении × 100. Масштабная линейка представляет 500 мкм м. Положительное окрашивание на ALP (розовый) наблюдается на 7 и 14 дни в контрольной (Ct1), OC и OC & dex группах. ( E ) Окрашивание ALP на клетках MCF10a, наблюдаемое под световым микроскопом при 100-кратном увеличении. Масштабная линейка представляет 500 мкм м. Ни в одной группе лечения в любой момент времени не наблюдалось положительного окрашивания на ЩФ.( F ) Сравнение активности ЩФ в клетках 4T1 и MCF10a. Результаты выражены в ALP (пг), нормализованной к белку ( мкг г). Каждая точка представляет собой среднее значение ± s.e.m, двусторонний дисперсионный анализ. * P <0,05 OC & dex по сравнению с контролем на 7 день в клетках 4T1, *** P <0,001 OC и OC & dex по сравнению с контролем на 14 день в клетках 4T1. Остеогенный коктейль = 50 мкМ г мл –1 аскорбиновой кислоты и 10 мкМ β г.OC & dex = OC, включая 10 -7 дексаметазон. OC & PPi = OC и пирофосфат 3,5 мкм . PPi = 3,5 мкм пирофосфат. OC & OPN = OC и 0,5 μ г мл –1 OPN. Высокая эндогенная активность ЩФ коррелирует с потенциалом минерализацииОбнаружив, что экзогенные PPi и OPN не ингибируют минерализацию клеток 4T1, как ожидалось, эндогенные уровни ЩФ были исследованы как потенциальная причина. Окрашивание ALP использовали для визуализации активности ALP в клетках 4T1, выращенных в течение до 14 дней.Розовый цвет указывает на положительное окрашивание на ЩФ, и репрезентативные изображения показаны на. Положительное окрашивание наблюдалось в контрольных образцах на 7 и 14 дни. Дальнейшее усиление окрашивания было обнаружено в группе OC, тогда как уменьшение окрашивания ALP наблюдалось в группе OC & dex в оба момента времени. Окрашивание щелочной фосфатазой также проводили на линии клеток MCF10a (), которая ранее была признана неминерализующейся в тех же экспериментальных условиях (). В клетках MCF10a не наблюдалось положительного окрашивания на ЩФ ни в одной группе лечения в течение периода до 14 дней.Эти результаты были также подтверждены количественным анализом ЩФ (). К 14 дню увеличение активности ЩФ было обнаружено в группе ОК по сравнению с контрольной группой для линии клеток 4Т1 ( P <0,001). Напротив, снижение активности ЩФ было обнаружено в группе OC & dex на 7-й день ( P <0,05) и 14 ( P <0,001). При прямом сравнении линия клеток MCF10a имела небольшую активность ЩФ или не имела активности ни для одной из групп лечения в течение до 14 дней. β G, кальций и экзогенный HA увеличивают миграцию опухолевых клетокЦарапины были сделаны в монослоях клеток 4T1, и миграция клеток была зарегистрирована в ответ на возрастающие концентрации β G, кальция (Ca 2+ ) , CO и HA.Было обнаружено, что со временем все большее количество клеток мигрировало в области царапин для всех групп лечения. Однако большее количество клеток наблюдалось в группах НА 10 m β G, 10 m Ca 2+ и 72 μ g cm –2 HA по сравнению с контрольными группами к 48 часам (соответственно). Эти результаты оказались статистически значимыми при количественном анализе закрытия раны с использованием программного обеспечения Scion image ( P <0,01). Напротив, не было обнаружено значительных изменений для обработки CO ни для 18 μ г / см –2 или 72 μ г / см –2 к 48 часам ( P > 0.05 против контроля ; ). Изучение влияния возрастающих концентраций β G, кальция (Ca 2+ ), CO и HA на миграцию клеток 4T1 с использованием анализа царапин на ранах. ( A ) Анализ царапин на ранах клеток 4T1, обработанных β G. К 48 часам наблюдается увеличение миграции клеток при обработке 10 м β G по сравнению с контрольной группой (ctl; ростовая среда, содержащая 0,5 % FBS), который оказался статистически значимым при количественной оценке с использованием программного обеспечения Scion image.( B ) Анализ царапин на ране клеток 4T1, обработанных увеличивающимися концентрациями кальция. К 48 часам наблюдается увеличение миграции клеток при обработке 10 м Ca 2+ по сравнению с группой 1,8 м Ca 2+ (питательная среда, содержащая 0,5% FBS), что было обнаружено статистически значимым при количественной оценке с использованием Программное обеспечение Scion image. ( C ) Анализ царапин на ране клеток 4T1, обработанных возрастающими концентрациями CO. Не было обнаружено значительных различий в миграции клеток между разными группами лечения в любой момент времени.( D ) Анализ царапин на ране клеток 4T1, обработанных увеличивающимися концентрациями НА. Увеличение миграции клеток наблюдается для 72 мкм г / см –2 клеток, обработанных НА, по сравнению с контрольной группой через 48 часов, что было подтверждено как статистически значимое при количественной оценке с использованием программного обеспечения Scion image. Все изображения просматривают под световым микроскопом при увеличении × 100 через 0, 24 и 48 ч ( n = 3). Масштабные линейки представляют 500 мкм м. Для количественной оценки каждая точка представляет собой средний процент закрытия царапин ± с.е.м., двусторонний дисперсионный анализ. ** P <0,01 10 м β G, 10 м Ca 2+ и 72 μ г см –2 HA по сравнению с контролем через 48 ч. ОбсуждениеМикрокальцификации молочных желез — один из самых надежных маммографических признаков рака груди и часто единственный индикатор заболевания груди в непальпируемой форме. Недавнее исследование показало, что содержание карбоната в микрокальцификатах молочной железы, состоящих из ГК, может быть связано со степенью поражения (Baker et al , 2010).Однако, несмотря на их ценность для раннего выявления рака груди и потенциальное прогностическое значение, механизмы, с помощью которых формируются микрокальцификаты молочной железы, в лучшем случае неясны. Остается неясным, производятся ли они активным клеточным процессом или кальцификаты являются признаком клеточной дегенерации. Здесь мы впервые продемонстрировали, что линии клеток молочной железы способны минерализовать in vitro . Это было подробно показано для линии метастатических клеток 4T1 мыши, которая, как было обнаружено, минерализовалась к 11 дню при обработке ОК.Рамановская микроскопия использовалась для идентификации видов кальция, откладываемых клетками 4T1. Полоса комбинационного рассеяния, наблюдаемая при 960 см -1 , указывает на присутствие HA, который является клинически значимым видом кальция, который связан как с доброкачественными, так и со злокачественными заболеваниями груди (Büsing et al , 1981; Radi, 1989; Haka et al , 2002). Также была подтверждена минерализация дополнительных клеточных линий молочной железы в присутствии ОК, которые включали метастазирующую мышиную молочную железу 4T1.2 и высокоинвазивной линии клеток молочной железы человека Hs578Ts (i) 8 . Напротив, сравнительно менее инвазивные клетки Hs578T и неопухолевые клетки MCF10a не были способны минерализоваться в одних и тех же условиях. Это предполагает, что потенциал минерализации в этой модели in vitro связан с фенотипом клеток молочной железы, поскольку только опухолевые клетки молочной железы были способны продуцировать HA. Кроме того, более узкая полоса пропускания была обнаружена для HA, депонированного клетками Hs578Ts (i) 8 (15.9 ± 1,7 см -1 ) по сравнению со всеми другими линиями минерализующих клеток. Сужение пика растяжения фосфата -1 на 960 см было связано с более низким содержанием карбоната (Haka et al , 2002) и более низким содержанием карбоната с увеличением степени злокачественности опухоли (Baker et al , 2010), что отражает высокую инвазивность природа клеток Hs578Ts (i) 8 . Haka и др. (2002) ранее сообщали, что микрокальцификации типа II, возникающие при доброкачественных новообразованиях груди, имели среднюю FWHH 18.0 ± 0,5 см -1 , тогда как отложения в поражениях, диагностированных как DCIS, имели среднюю FWHH 17,0 ± 0,5 см -1 . Данные о FWHH для минералов, полученных из мышиных источников, ранее не сообщались, но обе линии клеток мыши (4T1 и 4T1.2) генерировали FWHH значительно выше (21,7 ± 1,2–23,9 ± 3,0 см -1 ), чем Hs578Ts человека (i) 8 клеточная линия или ранее опубликованные данные по биопсии груди человека. Остеогенная среда использовалась в экспериментах in vitro , поскольку добавление экзогенного фосфата для исследования потенциала минерализации является обычным делом в исследованиях минерализации множества других патологий, включая остеобласты и гладкомышечные клетки сосудов in vitro (Shioi et al , 1995; Коэльо и Фернандес, 2000).В организме человека фосфат является наиболее распространенным внутриклеточным анионом, который чаще всего встречается в форме аденозинфосфатов (АМФ, АДФ и АТФ), а также в ДНК и РНК и может высвобождаться путем гидролиза АТФ или АДФ. Следовательно, есть основания предполагать, что в нише ранней опухоли быстро пролиферирующие популяции клеток могут подвергаться физиологически локализованным высоким уровням фосфата. Здесь представлены результаты небольшого исследования in vivo , показывающие, что 4T1 и 4T1.2 клетки, выращенные в жировой подушке молочной железы мышей BALB / c, способны производить кальцификаты без каких-либо экспериментальных изменений уровней фосфатов. Время, необходимое для минерализации клеток 4T1 и 4T1.2 in vitro , было относительно одинаковым (11 против 14 дней, соответственно), однако обнаружение минерализации жировых подушечек молочных желез in vivo отличалось с микрокальцификациями. чаще встречается в опухолях 4T1.2. Точные причины этого неясны, но могут быть связаны с фенотипом клеток, поскольку 4T1.Клеточная линия 2 представляет собой вариант, выделенный из родительских клеток 4T1 путем клонирования единичных клеток, и, как известно, развиваются явные метастазы в кости, легкие и лимфатические узлы (Lelekakis et al , 1999). В отличие от клеточных линий 4T1, клеточные линии 4T1.2 имеют высокую склонность к распространению на вспомогательные лимфатические узлы с метастазированием, которое, как полагают, происходит лимфогенным путем (Eckhardt et al , 2005). Их повышенная склонность к минерализации может быть еще одной особенностью их агрессивного фенотипа. Тем не менее обе клеточные линии 4T1 и 4T1.2 способны минерализовать in vivo в отсутствие каких-либо экзогенных факторов или экспериментального изменения физиологических уровней фосфатов. Это демонстрирует врожденную способность производить микрокальцификации молочной железы в процессе развития опухоли. Это открытие также подтверждает нашу работу in vitro и демонстрирует, что минерализация не просто связана с присутствием компонентов среды для культивирования клеток или явлением, возникающим в результате длительного монослойного культивирования. Дексаметазон, синтетический глюкокортикоид, также был исследован, поскольку было показано, что он усиливает минерализацию некоторых костноподобных клеток (Maniatopoulos et al. , 1988; Coelho and Fernandes, 2000).Поскольку потенциал минерализации клеток молочной железы in vitro ранее не был исследован, были исследованы две версии ОК (с дексаметазоном и без него), чтобы определить оптимальные условия для минерализации. Мы показали, что дексаметазон подавляет минерализацию линий клеток 4T1 и 4T1.2 мыши. Напротив, присутствие дексаметазона в ОК необходимо для минерализации клеточной линии человека Hs578Ts (i) 8 . Этот видоспецифический эффект также наблюдался в исследованиях минерализации in vitro с использованием остеобластов.Дексаметазон усиливает минерализацию клеток костного мозга человека (Coelho and Fernandes, 2000), тогда как дексаметазон ингибирует минерализацию клеточной линии мышиного остеобласта MC3T3-E1 in vitro (Lian et al , 1997). Было высказано предположение, что различный эффект дексаметазона может зависеть от стадии созревания остеобластов исследуемых клеточных линий (Lian et al , 1997). Кроме того, причина видоспецифического эффекта дексаметазона может быть связана с различиями в метаболизме дексаметазона между клетками человека и мыши, что приводит к разным основным метаболитам (Tomlinson et al , 1997).Эти различные метаболиты потенциально могут оказывать различное влияние на передачу сигналов в клетках и транскрипцию генов, связанную с минерализацией. Используя установленную модель in vitro минерализации молочных желез, были исследованы молекулярные механизмы, участвующие в этом процессе. Роль транспорта фосфата изучалась с использованием PFA, известного ингибитора семейства котранспортеров фосфата натрия (Na-Pi) типа II (Murer et al , 2004). Ингибирование этих котранспортеров Na-Pi с использованием PFA полностью устраняет как индуцированную β G, так и индуцированную Pi минерализацию клеток 4T1.Это указывает на то, что, независимо от источника, интернализация фосфата необходима для минерализации 4T1 в этой модели. Транспортировка фосфата через мембрану с помощью фосфатного насоса предполагает, что идет активный регулируемый процесс и что наблюдаемая минерализация не является просто результатом осаждения в среде или результатом некротического мусора. Кроме того, сообщалось, что экспрессия котранспортера NaPi-IIb повышена в ткани рака груди по сравнению с нормальной тканью (Chen et al , 2010).Никакие другие исследователи не исследовали участие этих переносчиков в минерализации клеток молочной железы, однако активация котранспортеров Na-Pi в эпителиальных клетках молочной железы болезненным состоянием может способствовать локализованной минерализации, даже если уровни фосфата в сыворотке находятся в нормальном физиологическом диапазоне. Роль ЩФ также была исследована, поскольку этот фермент имеет хорошо задокументированную роль в физиологической продукции ГК (Owen et al , 1990; Orimo, 2010). Увеличение мРНК ЩФ было обнаружено в минерализующихся ОК-обработанных клетках 4Т1, и было обнаружено, что экзогенное добавление ЩФ усиливает минерализацию клеток 4Т1.Также было обнаружено, что левамизол, который является известным ингибитором ЩФ, ингибирует индуцированную β G минерализацию, но не индуцируемую Pi минерализацию клеток 4T1. Это говорит о том, что ALP может выполнять функцию минерализации клеточных линий молочной железы, аналогичную наблюдаемой для остеобластов. Считается, что щелочная фосфатаза гидролизует органический фосфат, высвобождая Pi, который может использоваться клетками для создания HA (Robison, 1923; Simao et al , 2007). Когда функция ALP ингибируется обработкой левамизолом клеток 4T1, не происходит индуцированной β G минерализации.Это, вероятно, связано с нарушением продукции Pi из β G. Напротив, нарушение функции ALP не влияет на индуцированную Pi минерализацию, поскольку Pi уже свободно доступен для использования клетками для продукции HA. Это также могло бы объяснить, почему минерализация последовательно обнаруживается в более ранние моменты времени для клеток, обработанных Pi, поскольку считается, что гидролиз β G зависит от времени. Потенциальная роль OPN была исследована в нашей модели in vitro минерализации клеток молочных желез, поскольку этот фосфопротеин высоко экспрессируется в кости и, как известно, активируется во время формирования кости (Chen et al. , 1992; Standal et al. al , 2004).Сообщалось также о повышенной экспрессии OPN в опухолях груди, содержащих микрокальцификаты (Bellahcene and Castronovo, 1995). Было обнаружено, что эндогенная экспрессия мРНК OPN повышается в группе минерализующихся OC на 21 день. Это является дополнительным доказательством того, что клетки молочной железы минерализуются регулируемым образом, подобно остеобластам. Кроме того, увеличение мРНК OPN было обнаружено на 11 день в группе OC & dex. Это может способствовать пониженному уровню минерализации, наблюдаемому в группе OC & dex по сравнению с группой OC.Считается, что остеопонтин отрицательно регулирует минерализацию, связываясь и предотвращая дальнейший рост кристаллов ГК (Boskey et al , 1993; Gericke et al , 2005; Jahnen-Dechent et al , 2008). Относительно раннее повышение экспрессии мРНК OPN в сочетании с тенденцией к снижению экспрессии мРНК ALP в группе OC & dex может объяснить, почему в этой группе лечения была обнаружена меньшая минерализация. Роль OPN была дополнительно исследована путем изучения влияния экзогенного OPN на минерализацию 4T1, поскольку известно, что он ингибирует минерализацию остеобластов in vitro (Boskey et al , 1993; Addison et al , 2007) .Однако экзогенное добавление OPN не влияло на минерализацию клеток 4T1 при добавлении к OC. Точно так же экзогенная обработка PPi, другого известного ингибитора минерализации остеобластов (Addison et al , 2007), не оказывала влияния на минерализацию 4T1. Эти результаты показывают, что процесс минерализации молочной железы может не полностью совпадать с процессом физиологической минерализации. Мы предположили, что это наблюдение может быть связано с высоким эндогенным уровнем ЩФ, поскольку было показано, что ЩФ устраняет ингибирующий эффект как ОПН, так и пирофосфата посредством дефосфорилирования и гидролиза, соответственно.Остеопонтин активен только в фосфорилированной форме (Boskey et al , 1993; Hunter et al , 1994; Keykhosravani et al , 2005), и пирофосфат может гидролизоваться до Pi, что устраняет его ингибирующее действие (Lomashvili et al. al , 2004; Addison et al , 2007; Simao et al , 2007). Поэтому окрашивание и анализ ЩФ использовали для изучения эндогенной активности ЩФ в минерализующейся клеточной линии 4T1 по сравнению с неминерализующейся клеточной линией MCF10a.Как и предполагалось, сравнительно высокие уровни активности ЩФ можно было обнаружить даже в контрольных клетках 4T1, тогда как в клеточной линии MCF10a при любом исследуемом лечении активность ЩФ была незначительной или отсутствовала вовсе. Дополнительное повышение активности ЩФ наблюдалось в клетках 4T1 в ответ на ОК. Следовательно, усиленная экспрессия и без того высоких эндогенных уровней ALP может устранить ингибирующие эффекты OPN и пирофосфата в этой модели in vitro . Влияние условий культивирования in vitro , которые привели к минерализации, также исследовали в отношении миграции клеток.Используя анализы царапин на ранах, было обнаружено, что 10 мкл β G увеличивали миграцию клеток 4T1 на 40% после 48 часов обработки по сравнению с контрольной группой. Поскольку микрокальцификаты могут образовываться в ответ на локально высокие концентрации кальция, также исследовали возрастающие концентрации кальция. В целом было обнаружено, что 10 мкл кальция увеличивал миграцию клеток 4T1 на ~ 30% после 48-часовой обработки по сравнению с контрольной группой. Эти данные предполагают, что микросреда или условия ниши, предшествующие минерализации молочных желез и в конечном итоге ведущие к ней, могут способствовать миграции клеток 4T1.Затем были исследованы функциональные эффекты экзогенно кристаллизованного CO и HA на миграцию клеток 4T1. Было обнаружено, что кристаллы CO размером до 72 мкм г / см –2 не влияют на миграцию клеток в течение 48 часов обработки. Напротив, после 48 часов обработки 72 мкм г / см –2 кристаллов НА, миграция клеток 4T1 увеличилась на 20% по сравнению с контрольной группой. Поскольку возрастающие концентрации фосфата или кальция имели несколько более выраженные миграционные эффекты, чем добавление экзогенной кристаллизованной ГК, вполне возможно, что фаза предварительной минерализации имеет наибольшее биологическое значение.Минерализация приведет к связыванию кальция и фосфата, которые могут высвобождаться хронически, и его эффекты могут быть более выраженными при анализе, проводимом в течение более длительного периода времени. Увеличение миграции клеток, наблюдаемое при лечении ГК, но не наблюдаемое при лечении СО, придает вес теории о том, что ГК и условия, предшествующие ее отложению, могут иметь функциональные биологические последствия в микросреде опухоли. Эти данные свидетельствуют о том, что депонированный ГК может стимулировать миграцию окружающих клеток в микроокружении опухоли, что может способствовать прогрессированию рака груди.Ранее мы сообщали, что обработка HA нескольких линий клеток молочной железы активирует продукцию MMP (Morgan et al , 2001), которые, как известно, вносят вклад в инвазию рака груди в окружающие ткани (Lochter and Bissell, 1999). Следовательно, присутствие HA в микросреде опухоли может способствовать прогрессированию рака груди и, в конечном итоге, метастазированию, продуцируя MMP для разрушения базальной мембраны и усиления миграции клеток в окружающие ткани. Основываясь на результатах, обсуждаемых в этой статье, мы выдвинули механизм in vitro 4T1 минерализации клеток молочной железы (). Мы предполагаем, что ЩФ на поверхности клеток молочной железы гидролизует β G до глицерина и Pi. Полученный Pi может затем транспортироваться в клетки молочной железы с помощью котранспортеров Na-Pi типа II. Оказавшись внутри клетки, Pi может объединяться с любыми доступными источниками кальция для производства кристаллов HA. Клетки молочных желез обладают врожденной способностью концентрировать ионы кальция, поскольку это происходит в естественных условиях, обеспечивая возможность лактации (Virk et al , 1985; VanHouten et al , 2007).Затем гидроксиапатит покидает клетки по еще неизвестному механизму. Остеопонтин и PPi во внеклеточном матриксе не влияют на ограничение роста кристаллов, возможно, из-за активации ALP. Щелочная фосфатаза может действовать путем дефосфорилирования OPN и гидролиза PPi до Pi, который впоследствии может быть включен в растущие кристаллы HA. Таким образом, мы предполагаем, что дисбаланс этих регуляторов физиологической минерализации в микросреде опухоли может быть ответственным за формирование патологических микрокальцификатов молочной железы.Гидроксиапатит и биохимические условия, которые инициируют его отложение, могут затем усилить миграцию окружающих клеток молочной железы. Кроме того, остеомимикрические способности клеток молочной железы могут также способствовать их способности метастазировать в кость, когда они попадают в кровоток, поскольку они будут обладать врожденной способностью выживать в костном микроокружении. Предлагаемый механизм минерализации клеток молочной железы. β G гидролизуется до глицерина (G) и Pi под действием ALP.Неорганический фосфат интернализуется семейством котранспортеров Na-Pi типа II. Попав внутрь клетки, Pi соединяется с кальцием (Ca) с образованием HA. Происходит повышающая регуляция мРНК ALP. Гидроксиапатит проникает во внеклеточный матрикс по еще неизвестному механизму. Неорганический пирофосфат действует как естественный ингибитор образования ГК. Однако сверхэкспрессия ALP опухолевыми клетками молочной железы может привести к гидролизу PPi до Pi, который впоследствии может быть включен в HA. Остеопонтин также является естественным ингибитором образования HA, однако сверхэкспрессия ALP может дефосфорилировать OPN, делая его неактивным и тем самым устраняя его ингибирующий эффект.Кристаллы гидроксиапатита, присутствующие во внеклеточном матриксе, усиливают пролиферацию и миграцию окружающих клеток и еще больше усугубляют рост и метастазирование опухоли. Одной из наиболее примечательных характеристик модели является то, что клетки вырабатывают НА, разновидность кальция, которая обнаруживается в клинических образцах человека. В условиях, исследованных in vitro, только более опухолевые клеточные линии были способны к минерализации, что позволяет предположить, что наша модель in vitro и предлагаемый механизм могут быть наиболее полезными для изучения отложения кальция, связанного со злокачественными новообразованиями груди.Как и во всех моделях in vitro, существуют ограничения в повторении сложных взаимодействий, которые могут иметь место в сценарии in vivo . Несмотря на это, наша модель клеточной линии имеет то преимущество, что предоставляет неограниченный источник гомогенного материала и не содержит потенциальных контаминирующих стромальных клеток, что дает возможность проводить воспроизводимые механические эксперименты в контролируемой среде. Хотя переносимость результатов, полученных на клеточных линиях, на опухоли, повсеместно остается предметом дискуссий, эта модель представляет собой отправную точку в области, которая ранее не была исследована. Эта работа предлагает понимание процесса злокачественной минерализации в ткани груди и, в конечном итоге, проложит путь к более полному пониманию сложных взаимоотношений между минералом, микросредой и состоянием дифференцировки клеток, которые их откладывают. Поскольку все больше случаев рака молочной железы выявляется на пред пальпируемой стадии, в основном из-за наличия микрокальцификатов молочной железы, крайне важно, чтобы текущие исследовательские усилия отражали эти разработки и были сосредоточены на понимании биологии, лежащей в основе одного из самых надежных маркеров доклинического рака молочной железы. . Кальцификационная микроструктура отражает микросреду тканей грудиВ итоге наши результаты демонстрируют значительное увеличение длины когерентности, размера кристаллитов и неоднородной деформации кальцификатов с увеличением злокачественности тканей. Значения этих характеристик сопоставимы с другими природными апатитами; размером от 23 до 39 нм и неравномерной деформацией порядка 10 90 · 109 −3 90 · 110 [21, 25]. Эти данные подтверждают мнение о том, что механизмы образования кальцификации в различных тканевых микроокружениях могут различаться, поэтому ниже мы предлагаем новую модель этого процесса.Это суммировано на рис. 5. Рис. 5Сводная диаграмма, показывающая факторы микросреды, влияющие на включение различных типов карбоната в HAp при микрокальцификациях, связанных с доброкачественными, DCIS и инвазивными клетками ткани груди Микроокружение ткани и образование кальцификацииМикроокружение тканей, окружающее доброкачественные, in-situ и инвазивные клетки, может сильно различаться, и поэтому ионная среда, в которой формируются кальцификаты, может быть разной.Способность инвазивной клетки к метастазированию определяется условиями в ее микроокружении, которое регулируется многочисленными факторами, включая pH, белки, внеклеточный матрикс, клеточные процессы и концентрации ионов [12]. Известно также, что биогенные кальцификаты обладают различными характеристиками, такими как фазовый состав и содержание карбонатов, когда они связаны с различными тканевыми патологиями [14, 15, 22]. Кислотность — важный фактор образования кальциноза.Внеклеточная кислотность также является ключевым маркером агрессивности рака, вызванной переключением на гликолитический тип дыхания, вызванным гипоксией в опухолевых клетках, известным как эффект Варбурга. Гликолиз производит более высокий уровень ионов водорода по сравнению с аэробным дыханием, которое, в свою очередь, истекает из цитоплазмы для поддержания нейтрального или щелочного внутриклеточного pH, в результате чего внеклеточный pH становится более кислым [12, 32, 33]. Кроме того, действие углекислых ангидраз (КА) внутриклеточно и внеклеточно приводит к кислому внеклеточному pH из-за превращения углекислого газа в воде в водород и бикарбонат-ионы во внеклеточной жидкости [34].Экспрессия одного внеклеточного CA, CAIX, также была связана с более высокой степенью DCIS и инвазивной карциномой, одновременно с повышением кислотности внеклеточного pH и злокачественными новообразованиями [35, 36]. Влияние на образование кальцификации сообщается в исследованиях, в которых кислый pH увеличивает вероятность образования кислого предшественника в процессе образования гидроксиапатита [11]. Нейтральный и щелочной pH способствует прямому превращению ACP в HAp, тогда как кислый pH вызывает образование дополнительного предшественника, такого как OCP [37].Следовательно, различия во внеклеточном pH между доброкачественными, in-situ и инвазивными клетками могут привести к различным механизмам образования микрокальцификатов гидроксиапатита. Эти разные механизмы образования приводят к включению различных типов карбонатного замещения; Гидролиз ACP способствует замещению карбоната как в гидроксидном сайте (A-тип), так и в фосфатном сайте (B-тип), тогда как гидролиз OCP способствует включению карбоната в сайты B-типа [38]. Следовательно, доброкачественные клетки с нейтральным pH среды способствуют гидролизу ACP, который с большей вероятностью приводит к образованию карбонатных апатитов A / B, тогда как инвазивные клеточные среды (благоприятствующие гидролизу OCP) могут приводить к преимущественно карбонатным апатитам B-типа.Это дополнительно подтверждается наблюдениями, что включение натрия в решетку HAp индуцирует образование OCP, а замещение натрия является самым высоким при инвазивных кальцификациях [15, 39]. Также было показано, что гипоксия инициирует остеогенную дифференцировку в других типах клеток, поэтому может вносить вклад в различные механизмы формирования доброкачественных, in-situ и инвазивных патологий ткани груди [40]. Кроме того, при низком процентном содержании карбоната (<4 мас.%) Более низкий мас.% Карбоната был связан с карбонатным замещением B-типа, а более высокий мас.% Благоприятствовал A-типу [20].В совокупности с исследованиями, в которых сообщается о более низком уровне общего карбоната при инвазивных кальцификациях и повышении уровней при уменьшении злокачественности, это свидетельствует о предпочтении карбоната B-типа при инвазивных кальцификациях и A-типа при доброкачественных [22]. Вместе кислый внеклеточный pH и ранее сообщенные концентрации карбоната в микрокальцификациях предполагают более высокий уровень карбоната B-типа в кальцификациях HAp, связанных с инвазивной тканевой патологией. Точно так же нейтральный pH и более высокое содержание карбоната в массе доброкачественных клеток предполагают повышенное включение карбоната A-типа.Эти механизмы отражаются в измерениях микроструктуры и параметрах решетки, измеренных при доброкачественных, in-situ и инвазивных кальцификациях. Кальцификационная микроструктураПредыдущие исследования продемонстрировали уменьшение общего карбонатного замещения с увеличением злокачественности ткани, что должно приводить к увеличению размера кристаллитов при злокачественности [17, 22]. Это наблюдение также подтверждается нашими данными; микрокальцификации, связанные с инвазивными опухолями, характеризовались как обладающие наибольшим размером кристаллитов (рис.4) Впервые наш анализ также позволяет сделать более конкретный вывод относительно распределения карбоната в решетке. Увеличение общего карбонатного замещения также было связано с увеличением неоднородного штамма, поэтому можно было бы ожидать уменьшения неоднородного штамма со злокачественными новообразованиями [21]. Однако представленные здесь данные указывают на обратную тенденцию. Ранее было показано, что замены B-типа увеличивают неоднородный штамм [17]. Замены B-типа, в принципе, для того же количества замен будут давать более неоднородный штамм, чем у A-типа.Это связано с тем, что карбонатное замещение фосфата происходит случайным образом в 6 кристаллографически эквивалентных сайтах ( hm ) в элементарной ячейке, по сравнению с 2 ( e3 ) для гидроксидных замещений. Неоднородные значения деформации, наблюдаемые в этом исследовании, предполагают увеличение замещения карбоната B-типа с увеличением злокачественности. Однако, учитывая, что общий карбонат уменьшается со злокачественными новообразованиями, это исследование предполагает, что решетчатый карбонат микрокальцификатов молочной железы занимает сайты как A-типа, так и B-типа [22]. Эта модель дополнительно подтверждается предыдущими оценками размеров элементарной ячейки апатита, выявленными измерениями параметров решетки. Карбонатные замещения А-типа увеличивают ось «а» апатита из-за того, что СО 3 имеет значительно больший ионный радиус, чем ОН. Напротив, карбонат B-типа уменьшает ось «а» из-за того, что CO 3 имеет меньший радиус, чем фосфат [28]. Кроме того, карбонатные замещения A-типа уменьшают ось «c», а B-тип увеличивает ось «c» [28].Предыдущие исследования показали уменьшение оси «а» при злокачественных новообразованиях и увеличение оси «с», что дополнительно подтверждает точку зрения о том, что количество карбонатного замещения B-типа увеличивается, а замещение A-типа уменьшается с увеличением злокачественности [14]. . Распределение данных, наблюдаемое на всех графиках Вильямсона-Холла, указывает на микроструктурную анизотропию. Отсутствие надежных пиков в отражениях, кроме 00ℓ, означает, что только данные в этом отражении можно разделить на размер и неоднородную деформацию.Однако отмеченное увеличение CL со злокачественностью во всех трех проанализированных отражениях (рис. 3) указывает на то, что размер кристаллитов и / или неоднородная деформация также изменяются в направлениях Важность микроструктурных различийИсследования ранее показали, что общее содержание карбонатов в гидроксиапатите положительно коррелирует с растворимостью кристаллов, что позволяет предположить, что доброкачественные кальцификаты груди более растворимы, чем патологические, вследствие соответствующего содержания карбонатов в них. [21, 22].Однако более стабильные кальцификаты обычно считаются доброкачественными [42]. Положительная корреляция между неоднородной деформацией и растворимостью карбонизированного апатита была обнаружена ранее, что может предложить объяснение этого очевидного противоречия, когда менее напряженные кристаллиты, то есть кристаллиты в доброкачественных кальцификациях, менее растворимы [21]. Это может указывать на то, что тип карбоната также играет роль в других характеристиках кальцификации. Кроме того, более кислый pH увеличивает растворимость гидроксиапатита, что также может играть роль в относительной нестабильности кальцификатов в патологической ткани [43]. Кроме того, было показано, что взаимодействие кальцификации с белками окружающей ткани играет важную роль в распространении характеристик вирулентности опухоли. Например, было показано, что присутствие гидроксиапатита в линиях клеток молочной железы активирует матриксные металлопротеиназы, которые являются ключевыми белками при деградации базальной мембраны, усиливают митогенез и индуцируют продукцию интерлейкинов (ИЛ) [44]. Также было продемонстрировано, что морфология поверхности кристаллов гидроксиапатита влияет на уровень адсорбции белка на кристаллах, что может иметь последующие эффекты на экспрессию маркеров остеобластов, таких как связанный с Runt фактор транскрипции 2 (RUNX2) и щелочная фосфатаза (ALP). [45].Более того, замещение ионов, таких как карбонат, в решетке гидроксиапатита может повлиять на морфологию кристаллов, а это означает, что микроструктура микрокальцификатов потенциально может влиять на последующие эффекторы и, следовательно, на характеристики вирулентности опухоли [20, 46]. Микрокальцификации при раке груди: активное явление, опосредованное эпителиальными клетками с мезенхимальными характеристиками | BMC CancerДжемал А., Сигель Р., Уорд Э, Мюррей Т., Сюй Дж., Тун М.Дж .: Статистика рака, 2007.CA Cancer J Clin. 2007, 57: 43-66. 10.3322 / canjclin.57.1.43. Артикул PubMed Google ученый Ферранти С., Купманс де Йольди Дж., Биганзоли Е., Бергонци С., Мариани Л., Скаперротта Дж., Марчезини М.: Взаимосвязь между возрастом, маммографическими особенностями и патологическими характеристиками опухоли при непальпируемом раке груди. Br J Radiol. 2000, 73 (871): 698-705. CAS Статья PubMed Google ученый Gülsün M, Demirkazik FB, Ariyürek M: Оценка микрокальцификаций груди в соответствии с критериями системы отчетов и данных визуализации груди и классификацией Ле Гала. Eur J Radiol. 2003, 47 (3): 227-231. 10.1016 / S0720-048X (02) 00181-X. Артикул PubMed Google ученый Табар Л., Тони Чен Х.Х., Эми Йен М.Ф., Тот Т., Тунг Т.Х., Чен Л.С., Чиу Й.Х., Даффи С.В., Смит Р.А.: Маммографические характеристики опухоли могут надежно прогнозировать отдаленные результаты у женщин с 1- 14-миллиметровая инвазивная карцинома груди.Рак. 2004, 101 (8): 1745-1759. 10.1002 / cncr.20582. Артикул PubMed Google ученый Хака А.С., Шафер-Пельтье К.Э., Фицморис М., Кроу Дж., Дасари Р.Р., Фельд М.С.: Определение различий в микрокальцификациях доброкачественных и злокачественных поражений груди путем исследования различий в их химическом составе с помощью рамановской спектроскопии. Cancer Res. 2002, 62 (18): 5375-5380. CAS PubMed Google ученый Frappart L, Boudeulle M, Boumendil J: Структура и состав микрокальцификатов при доброкачественных и злокачественных поражениях груди: исследование с помощью световой микроскопии, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, микрозондового анализа и дифракции рентгеновских лучей. Hum Pathol. 1984, 15 (9): 880-889. 10.1016 / S0046-8177 (84) 80150-1. CAS Статья PubMed Google ученый Radi MJ: Кристаллы оксалата кальция в биоптатах груди.Упущенная из виду форма микрокальцификации, связанная с доброкачественным заболеванием груди. Arch Pathol Lab Med. 1989, 113 (12): 1367-1369. CAS PubMed Google ученый Бусин Г.К., Кепплер Ю., Менгес В. Различия в микрокальцификации опухолей молочной железы. Арка Вирхова Патол Анат Гистопатол. 1981, 393: 303-307. Google ученый Кирш Т. Детерминанты патологической минерализации.Curr Opin Rheumatol. 2006, 18 (2): 174-180. 10.1097 / 01.бор.0000209431.59226.46. CAS Статья PubMed Google ученый Cox RF, Jenkinson A, Pohl K, O’Brien FJ, Morgan MP: Остеомимикрия клеток аденокарциномы молочной железы in vitro; повышенная экспрессия белков костного матрикса и пролиферация в трехмерной коллагеновой среде. PLoS One. 2012, 7 (7): e41679-10.1371 / journal.pone.0041679. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Soltanoff CS, Yang S, Chen W, Li YP: Сигнальные сети, которые контролируют обязательство клонов и дифференцировку костных клеток. Crit Rev Eukaryot Gene Expr. 2009, 19 (1): 1-46. 10.1615 / CritRevEukarGeneExpr.v19.i1.10. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Хуанг В., Ян С., Шао Дж., Ли Ю.П .: Передача сигналов и регуляция транскрипции в обязательстве и дифференцировке остеобластов. Передние биоски.2007, 12: 3068-3092. 10.2741 / 2296. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Андерсон Х.С.: Везикулы, связанные с кальцификацией в матриксе эпифизарного хряща. J Cell Biol. 1969, 41 (1): 59-72. 10.1083 / jcb.41.1.59. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Андерсон ХК: Молекулярная биология матричных везикул.Clin Orthop Relat Res. 1995, 314: 266-280. PubMed Google ученый Андерсон ХК: Матричные везикулы и кальцификация. Curr Rheumatol Rep. 2003, 5 (3): 222-226. 10.1007 / s11926-003-0071-z. Артикул PubMed Google ученый Ландис В.Дж., Глимчер М.Дж.: Электронно-оптические и аналитические наблюдения за хрящом пластинки роста крысы, полученным с помощью ультракриомикротомии: неспособность обнаружить минеральную фазу в везикулах матрикса и идентификация гетеродисперсных частиц как исходной твердой фазы фосфата кальция депонируется во внеклеточном матриксе.J Ultrastruct Res. 1982, 78 (3): 227-268. 10.1016 / S0022-5320 (82) 80001-4. CAS Статья PubMed Google ученый Гадиалли Ф.Н .: Как вам нравится, Часть 3: Критический анализ и исторический обзор кальцификации, видимой с помощью электронного микроскопа. Ultrastruct Pathol. 2001, 25 (3): 243-267. 10.1080 / 01 CAS Статья PubMed Google ученый Marsh ME, Munne AM, Vogel JJ, Cui Y, Franceschi RT: Минерализация костеподобного внеклеточного матрикса в отсутствие функциональных остеобластов. J Bone Miner Res. 1995, 10 (11): 1635-1643. CAS Статья PubMed Google ученый Mani SA, Guo W, Liao MJ, Eaton EN, Ayyanan A, Zhou AY, Brooks M, Reinhard F, Zhang CC, Shipitsin M, Campbell LL, Polyak K, Brisken C, Yang J, Weinberg RA : Эпителиально-мезенхимальный переход генерирует клетки со свойствами стволовых клеток.Клетка. 2008, 133 (4): 704-715. 10.1016 / j.cell.2008.03.027. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Морель А.П., Льевр М., Томас С., Хинкал Г., Ансьо С., Пюизье А. Генерация стволовых клеток рака груди посредством эпителиально-мезенхимального перехода. PLoS One. 2008, 3 (8): e2888-10.1371 / journal.pone.0002888. Артикул PubMed PubMed Central Google ученый Creighton CJ, Chang JC, Rosen JM: Эпителиально-мезенхимальный переход (EMT) в опухолевых клетках и его клинические последствия при раке груди. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2010, 15 (2): 253-260. 10.1007 / s10911-010-9173-1. Артикул PubMed Google ученый Годде, штат Нью-Джерси, Галеа Р.К., Эльсум И.А., Гумберт П.О.: Полярность клеток в движении: переопределение организации ткани молочной железы через EMT и переходы полярности клеток.J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2010, 15 (2): 149-168. 10.1007 / s10911-010-9180-2. Артикул PubMed Google ученый Thiery JP, Acloque H, Huang RY, Nieto MA: Эпителиально-мезенхимальные переходы в развитии и заболевании. Клетка. 2009, 139 (5): 871-890. 10.1016 / j.cell.2009.11.007. CAS Статья PubMed Google ученый Fox CH, Johnson FB, Whiting J, Roller PP: фиксация формальдегида.J Histochem Cytochem. 1985, 33: 845-853. 10.1177 / 33.8.3894502. CAS Статья PubMed Google ученый Pilla D, Bosisio FM, Marotta R, Faggi S, Forlani P, Falavigna M, Biunno I, Martella E, De Blasio P, Borghesi S, Cattoretti G: Дизайн и конструирование тканевых микрочипов для научных, промышленных и диагностическое использование. J Pathol Inform. 2012, 3: 42-10.4103 / 2153-3539.104904. Артикул PubMed PubMed Central Google ученый Бенджамин Э, Ло С., Бобров Л.Г.: Промежуточные филаменты цитокератина и виментина в опухолях стромы полового шнура яичника с соответствующими исследованиями в яичниках взрослых и плода. J Pathol. 1987, 152 (4): 253-263. 10.1002 / путь.1711520403. CAS Статья PubMed Google ученый Torihashi S, Hattori T, Hasegawa H, Kurahashi M, Ogaeri T, Fujimoto T. Экспрессия и критическая роль передачи сигналов BMP в развитии гладкомышечных клеток-предшественников в эмбриональном кишечнике мыши.Дифференциация. 2009, 77 (3): 277-289. 10.1016 / j.diff.2008.10.003. CAS Статья PubMed Google ученый Соле М., Муньос-Гомес Дж., Кампистол Дж. М.: Роль амилоида в связанных с диализом артропатиях. Морфологический анализ 23 случаев. Арка Вирхова Патол Анат Гистопатол. 1990, 417 (6): 523-528. 10.1007 / BF01625733. Артикул PubMed Google ученый Montgomery E, Torbenson MS, Kaushal M, Fisher C, Abraham SC: Иммуногистохимия бета-катенина отделяет мезентериальный фиброматоз от желудочно-кишечной стромальной опухоли и склерозирующего мезентериита. Am J Surg Pathol. 2002, 26 (10): 1296-1301. 10.1097 / 00000478-200210000-00006. Артикул PubMed Google ученый Hapangama DK, Raju RS, Valentijn AJ, Barraclough D, Hart A, Turner MA, Platt-Higgins A, Barraclough R, Rudland PS: Аберрантная экспрессия индуцирующих метастаз белков в эктопическом и подобранном эвтопическом эндометрии женщин с эндометриозом: значение для патогенеза эндометриоза.Hum Reprod. 2012, 27 (2): 394-407. 10.1093 / humrep / der412. CAS Статья PubMed Google ученый Хаят М.А.: Крепление для электронной микроскопии. 1981, Нью-Йорк: Академический Google ученый Luft JH: Усовершенствования методов заливки эпоксидной смолой. J Biophys Biochem Cytol. 1961, 9: 409-414. 10.1083 / jcb.9.2.409. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Ларссон Л.И.: Одновременная ультраструктурная демонстрация нескольких пептидов в эндокринных клетках с помощью нового иммуноцитохимического метода. Природа. 1979, 282 (5740): 743-746. 10.1038 / 282743a0. CAS Статья PubMed Google ученый Рейд Н: Ультрамикротомия. Практические методы электронной микроскопии. 1975, Амстердам: Северная Голландия, 3: Часть 2 Google ученый Dykstra MJ: Биологическая электронная микроскопия: теория, методы и устранение неисправностей. 1992, Нью-Йорк: Plenum Press Google ученый Reynolds ES: Использование цитрата свинца при высоком pH в качестве электронно-непрозрачного красителя на основе хелатирования металлов. J Cell Biol. 1963, 17: 208-212. 10.1083 / jcb.17.1.208. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Scimeca M, Anemona L, Colantoni A, Bonanno E: Ультраструктурное и микроаналитическое исследование подкожной гранулемы, индуцированной четырехвалентной вакциной против ВПЧ: описание случая и обзор литературы. Дело J Med. 2013, 4 (7): 461-465. Google ученый Perrotta I, Carito V, Russo E, Tripepi S, Aquila S, Donato G: Аутофагия макрофагов и окислительный стресс: ультраструктурное и иммуноэлектронное микроскопическое исследование. Oxid Med Cell Longev.2011, 2011: 282739- Статья PubMed PubMed Central Google ученый Foschini MP, Fornelli A, Peterse JL, Mignani S, Eusebi V: Микрокальцификации протоков карциномы in situ груди: гистохимическое и иммуногистохимическое исследование. Hum Pathol. 1996, 27 (2): 178-183. 10.1016 / S0046-8177 (96) -Х. CAS Статья PubMed Google ученый Лауренсин Д., Альмора-Барриос Н., де Леу Н.Х., Жерве С., Бономм С., Маури Ф., Хшановски В., Ноулз Дж. К., Ньюпорт Р. Дж., Вонг А., Ган З, Смит М. Э .: Включение магния в гидроксиапатит. Биоматериалы. 2011, 32 (7): 1826-1837. 10.1016 / j.biomaterials.2010.11.017. CAS Статья PubMed Google ученый Кастильони С., Майер Дж. А. Магний и рак: опасная связь. Magnes Res. 2011, 24 (3): S92-S100. CAS PubMed Google ученый Вольф Ф.И., Трапани В. Магний и его переносчики при раке: новая парадигма в развитии опухолей. Clin Sci (Лондон). 2012, 123 (7): 417-427. 10.1042 / CS20120086. CAS Статья Google ученый Cox RF, Hernandez-Santana A, Ramdass S, McMahon G, Harmey JH, Morgan MP: Микрокальцификации при раке груди: новое понимание молекулярного механизма и функциональных последствий минерализации молочной железы. Br J Рак.2012, 106 (3): 525-537. 10.1038 / bjc.2011.583. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Kim K, Lu Z, Hay ED: Прямые доказательства роли сигнального пути бета-катенина / LEF-1 в индукции EMT. Cell Biol Int. 2002, 26 (5): 463-476. 10.1006 / cbir.2002.0901. CAS Статья PubMed Google ученый Huang WC, Havel JJ, Zhau HE, Qian WP, Lue HW, Chu CY, Nomura T, Chung LW: блокада передачи сигналов бета2-микроглобулина ингибировала ось рецепторов андрогенов и вызывала апоптоз в клетках рака простаты человека.Clin Cancer Res. 2008, 14 (17): 5341-5347. 10.1158 / 1078-0432.CCR-08-0793. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Rowley DR, Dang TD, McBride L, Gerdes MJ, Lu B, Larsen M: микроглобулин бета-2 является митогенным по отношению к клеткам карциномы предстательной железы PC-3 и антагонистом к действию трансформирующего фактора роста бета-1. Cancer Res. 1995, 55 (4): 781-786. CAS PubMed Google ученый Шустер Дж, Голд П., Поулик, доктор медицины: Уровни бета 2-микроглогулина при раковых и других болезненных состояниях. Clin Chim Acta. 1976, 67 (3): 307-313. 10.1016 / 0009-8981 (76)-9. CAS Статья PubMed Google ученый Evans DB, Thavarajah M, Kanis JA: Иммунореактивность и пролиферативное действие бета 2 микроглобулина на человеческие клетки, полученные из костей in vitro. Biochem Biophys Res Commun. 1991, 175 (3): 795-803. 10.1016 / 0006-291Х (91) CAS Статья PubMed Google ученый Menaa C, Esser E, Sprague SM: Бета2-микроглобулин стимулирует образование остеокластов. Kidney Int. 2008, 73 (11): 1275-1281. 10.1038 / ки.2008.100. CAS Статья PubMed Google ученый zur Nieden NI, Kempka G, Rancourt DE, Ahr HJ: Индукция хондро-, остео- и адипогенеза в эмбриональных стволовых клетках костным морфогенетическим белком-2: влияние кофакторов на дифференцирующиеся клоны.BMC Dev Biol. 2005, 5: 1-10.1186 / 1471-213X-5-1. Артикул PubMed PubMed Central Google ученый Suzuki A, Ghayor C, Guicheux J, Magne D, Quillard S, Kakita A, Ono Y, Miura Y, Oiso Y, Itoh M, Caverzasio J: Повышенная экспрессия транспортера неорганического фосфата Pit-1 участвует в индуцированной BMP-2 минерализации матрикса в остеобластоподобных клетках. J Bone Miner Res. 2006, 21 (5): 674-683. 10.1359 / jbmr.020603. CAS Статья PubMed Google ученый Лю Ф., Блох Н., Бхушан К.Р., Де Гранд А.М., Танака Е., Солаццо С., Мертина П.М., Голдберг Н., Франджиони Дж. В., Ленкински Р.Э .: Гуморальный морфогенетический белок 2 кости достаточен для индукции микрокальцификации рака груди. Mol Imaging. 2008, 7 (4): 175-186. CAS PubMed PubMed Central Google ученый McKee MD, Nanci A: Остеопонтин: межфазный белок внеклеточного матрикса в минерализованных тканях. Connect Tissue Res. 1996, 35 (1–4): 197-205. CAS Статья PubMed Google ученый Boskey AL, Maresca M, Ullrich W., Doty SB, Butler W.T., Prince CW: Взаимодействие остеопонтина с гидроксиапатитом in vitro: ингибирование образования и роста гидроксиапатита в желатин-геле. Костяной шахтер. 1993, 22: 147-159. 10.1016 / S0169-6009 (08) 80225-5. CAS Статья PubMed Google ученый Герике А., Цинь С., Спевак Л., Фудзимото Ю., Батлер В. Т., Соренсен Е. С., Боскей А. Л.: Важность фосфорилирования для регуляции биоминерализации остеопонтином. Calcif Tissue Int. 2005, 77: 45-54. 10.1007 / s00223-004-1288-1. CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый Ecarot-Charrier B, Shepard N, Charette G, Grynpas M, Glorieux FH: Минерализация в культурах остеобластов: исследование с помощью светового и электронного микроскопа.Кость. 1988, 9 (3): 147-154. 10.1016 / 8756-3282 (88) -Х.CAS Статья PubMed Google ученый Зильберманн М., Левинсон Д.: Электронно-микроскопическое исследование зоны преминерализации мыщелкового хряща нижней челюсти мыши. J Anat. 1978, 125: 55-70. CAS PubMed PubMed Central Google ученый Хоулетт CR: Тонкая структура проксимальной пластинки роста большеберцовой кости птиц.J Anat. 1979, 128: 377-399. CAS PubMed PubMed Central Google ученый Роде М., Майер Х. Экзоцитотический процесс как новая модель минерализации остеобластами in vitro и in vivo , определенный с помощью электронного микроскопа. Calcif Tissue Int. 2007, 80: 323-336. 10.1007 / s00223-007-9013-5. CAS Статья PubMed Google ученый IJMS | Бесплатный полнотекстовый | Рак груди и микрокальцификации: остеоиммунологическое заболевание?По сравнению с эстрогеном, который нацелен на все ER-положительные ткани, SERM способны индуцировать тканеспецифичную активность ER.Ралоксифен — это СЭРМ, используемый для лечения и профилактики постменопаузального остеопороза. Хотя он показал преимущества по сравнению с плацебо в отношении переломов позвонков и минеральной плотности костей шейки бедра, в рандомизированных контролируемых исследованиях в популяции с риском остеопоротических переломов не было статистически значимых преимуществ в отношении переломов бедра [221]. Точнее, ралоксифен вызывает снижение RANTES, состоящего, в частности, из молекул хемоаттрактантов, что приводит к снижению воспалительных процессов у женщин в постменопаузе [222].У крыс с удаленными яичниками ралоксифен обращал вспять увеличение массы тела, повышение уровня лептина в сыворотке и снижение гипоталамической экспрессии Ob-Rb, вызванное депривацией эстрогена [147]. Однако у женщин результаты неоднозначны. В некоторых исследованиях сообщалось о повышенном уровне лептина в сыворотке крови у женщин в постменопаузе, получавших ралоксифен [223, 224], в то время как Tommaselli et al. сообщили, что ралоксифен предотвращает увеличение массы тела в постменопаузе без изменения уровня лептина в сыворотке [225]. Интересно, что тамоксифен и ралоксифен были связаны со снижением риска рака груди.Исследование Multiple Outcomes Raloxifene Evaluation (MORE), многоцентровое слепое рандомизированное плацебо-контролируемое клиническое исследование, показало, что ралоксифен снижает на 72% риск развития инвазивного ER-положительного рака молочной железы у женщин в постменопаузе с OP в течение 4 лет. лечение ралоксифеном [38]. Затем это было подтверждено исследованием Continuing Outcomes Relevant to Evista (CORE), в котором изучались эффекты ралоксифена по сравнению с плацебо в той же когорте в течение 4 дополнительных лет [39]. В рамках Национального проекта хирургического адъюванта груди и кишечника (NSABP) по профилактике рака груди (BCPT) сравнивалось влияние тамоксифена и ралоксифена на риск инвазивного рака груди, и не было обнаружено различий между двумя группами [226].Экспрессия лептина и экспрессия Ob-Rb в ткани рака груди выше по сравнению с неопухолевой тканью [227]. Кроме того, уровень лептина в сыворотке крови также выше у пациентов с раком груди по сравнению со здоровыми пациентами [228]. Лептин усиливает пролиферативную и миграционную способность клеток рака груди, положительных по ER-α [229]. Другой SERM, базедоксифен, одобренный в Европе для лечения OP, был описан как чистый антагонист ER-α, который снижает рост опухоли как чувствительных к тамоксифену, так и устойчивых ксенотрансплантатов клеточных линий рака молочной железы.Что касается тамоксифена и ралоксифена, то он индуцирует протеасомную деградацию ER-α, изменяя его конформацию в моделях ксенотрансплантатов [230]. Кроме того, Tian et al. продемонстрировали, что базедоксифен снижает опосредованную фосфорилированными STAT3 и IL-6 экспрессию нижележащих генов-мишеней, но также снижает жизнеспособность, пролиферацию и миграционную способность множественных трижды отрицательных клеточных линий рака молочной железы, включая SUM159, MDA-MB-231 и MDA-MB-468. [231]. Интересно, что комбинация базедоксифена и репариксина / SCH527123, нацеленная на IL-8, имела более сильное ингибирование жизнеспособности, образования колоний и способности миграции на трижды отрицательных клеточных линиях рака молочной железы SUM159 и MDA-MB-231 [232].Базедоксифен также вызывает деградацию ER-α и уменьшение роста клеток в клеточных линиях рака молочной железы MCF-7 luminal A дикого типа (WT) и D538G с мутациями по сравнению с необработанными клеточными линиями. Однако мутант Y537S устойчив к вызванной базедоксифеном деградации ER-α, но его транскрипция снижена по сравнению с необработанным мутантом Y537S MCF-7 [233]. Эксперименты in vivo продемонстрировали, что базедоксифен ингибирует индуцированный эстрогенами рост протоков и образование терминальных зачатков на неопухолевой ткани молочной железы мышей nude.Кроме того, базедоксифен также блокировал индуцированную эстрогенами стимуляцию опухоли за счет увеличения апоптоза и уменьшения пролиферации линии клеток MCF-7, ксенотрансплантированных мышам nude [234]. В 2019 году Fu et al. продемонстрировали in vitro, что в сочетании с химиотерапевтическим агентом паклитакселом базедоксифен снижает жизнеспособность клеток, образование колоний, миграцию клеток и мощный апоптоз ER-положительных клеточных линий путем ингибирования экспрессии ER-α, а также тройных отрицательных клеточных линий путем ингибирования фосфорилированного STAT3. (Y705) и нижестоящая направленная экспрессия [235].У женщин в перименопаузе и постменопаузе комбинация базедоксифена и конъюгированных эстрогенов вызывает благоприятные эффекты на биомаркеры риска, такие как уменьшение объема фиброгландулярных матриц при маммографии, и сообщаемые исходы пациентов в отношении качества жизни, специфичного для менопаузы [236]. И ралоксифен, и базедоксифен представляют собой новую надежду на профилактику рака груди и разработку персонализированной терапии, в том числе против тройного отрицательного рака груди, для которого еще не существует индивидуального лечения.Отчет о вашей патологии: доброкачественные заболевания грудиПри проведении биопсии груди взятые образцы были изучены под микроскопом врачом-специалистом с многолетней подготовкой по имени патолог .Патологоанатом отправляет вашему врачу отчет с диагнозом для каждого взятого образца. Информация в этом отчете будет использоваться для управления вашим лечением. Следующие вопросы и ответы призваны помочь вам понять медицинский язык, который вы можете найти в отчете о патологии при биопсии груди, такой как игольная биопсия или эксцизионная биопсия. При игольчатой биопсии полая игла используется для взятия образца из аномальной области. При эксцизионной биопсии удаляется вся аномальная область, часто вместе с некоторыми окружающими нормальными тканями.Иссеченная биопсия очень похожа на операцию по сохранению груди, называемую лампэктомией. Что это означает, если в моем отчете используются какие-либо из следующих терминов: аденоз, склерозирующий аденоз, апокринная метаплазия, кисты, изменение столбчатых клеток, гиперплазия столбчатых клеток, коллагеновый сферулез, эктазия протоков, столбчатые изменения с выступающими апикальными мордами и выделениями (CAPSS) , папилломатоз или фиброзно-кистозные изменения?Все эти термины описывают доброкачественные (незлокачественные) изменения, которые патолог может увидеть под микроскопом.Их не нужно лечить. Они не вызывают беспокойства, если обнаруживаются вместе с раком. Более подробную информацию о многих из них можно найти в «Доброкачественные заболевания груди». Что значит, если в моем отчете говорится о некрозе жировой ткани?Некроз жира — доброкачественное заболевание, не связанное с риском рака. Чаще всего это вызвано травмой (травмой) груди, хотя может наблюдаться и без травм в анамнезе. Что это значит, если в моем отчете говорится об обычной гиперплазии протоков (UDH)?UDH — это доброкачественное открытие, которое связано с небольшим увеличением заболеваемости раком груди в будущем.Его не нужно полностью удалять или обрабатывать каким-либо иным образом. Что делать, если в моем отчете говорится о лучевом рубце или сложном склерозирующем поражении?Эти результаты доброкачественные (не злокачественные). Если эти результаты видны при эксцизионной биопсии, дальнейшие действия не требуются. Однако если они обнаружены при игольчатой биопсии, все не так просто. Если поражение небольшое, полностью удалено с помощью игольной биопсии или не связано с тем, что было видно на маммограмме, дальнейшее лечение может не потребоваться. Однако для более крупных или не полностью удаленных с помощью игольной биопсии поражений может потребоваться удаление большего количества ткани из этой области, потому что иногда они обнаруживаются рядом с чем-то более серьезным, что, возможно, требует лечения.Вам следует поговорить со своим врачом о том, что лучше всего в вашем случае. Что значит, если в моем отчете говорится о папилломе?Папиллома — это доброкачественное (не злокачественное) образование. Если при эксцизионной биопсии обнаруживается папиллома, дальнейшее лечение обычно не требуется. Когда папиллома диагностируется при игольчатой биопсии, все не так просто. Если папиллома небольшого размера и то, что было видно на маммограмме, выглядело как папиллома (а не что-то более серьезное), дальнейшее лечение может не потребоваться.Однако часто врач может порекомендовать удалить больше ткани в этой области, чтобы убедиться, что поблизости нет ничего более серьезного. Вам следует поговорить со своим врачом о том, что лучше всего в вашем случае. Что означает, если в моем отчете говорится о плоской эпителиальной атипии?Плоская эпителиальная атипия не является раком. Однако иногда его можно найти рядом с чем-то более серьезным. Если при эксцизионной биопсии обнаруживается атипия плоского эпителия, в большинстве случаев дальнейшие действия не требуются. Однако, если при пункционной биопсии выявляется атипия плоского эпителия, ваш врач может порекомендовать удалить часть ткани вокруг места биопсии (хирургическое иссечение).Тем не менее, лучший способ лечения атипии плоского эпителия неясен. Если ваша биопсия показала атипию плоского эпителия, лучше всего поговорить об этом со своим врачом. Что делать, если в моем отчете говорится о фиброаденоме, фиброэпителиальном поражении или филлодарной опухоли?Фиброаденома — самая распространенная доброкачественная (незлокачественная) опухоль молочной железы. Если он диагностирован при игольчатой биопсии и то, что было видно на маммограмме, выглядело как фиброаденома (а не что-то более серьезное), его не нужно удалять, и его можно будет наблюдать без дальнейшего лечения.Если опухоль растет или вызывает проблемы с внешним видом груди, ее можно удалить. A филлодийная опухоль — очень редкая опухоль молочной железы, которая развивается из клеток стромы (соединительной ткани) груди. Другие названия этих опухолей включают филлоидную опухоль и филлоидную цистосаркому . Эти опухоли обычно доброкачественные, но они могут вернуться и привести к ненормальному виду груди, если ее не удалить полностью. В редких случаях они могут быть злокачественными (рак).Злокачественные опухоли филлодий могут распространяться за пределы груди, хотя это случается реже, чем при более распространенных типах рака груди. Если опухоль филлодий диагностируется при игольчатой биопсии, ее чаще всего лечат путем полного ее удаления (часто с помощью какого-либо вида операции по сохранению груди). В некоторых случаях патологу, наблюдающему за иглой биопсии, может быть трудно сказать наверняка, является ли рост (опухоль) фиброаденомой (распространенной доброкачественной опухолью) или опухолью филлодий. В этом случае патолог может назвать это клеточным фиброэпителиальным поражением или доброкачественным фиброэпителиальным новообразованием .Поскольку это может быть филлодическая опухоль, опухоль чаще всего лечится путем ее полного удаления (часто с помощью какой-либо операции по сохранению груди, такой как лампэктомия). Что означает, если в моем отчете упоминаются микрокальцификации или кальцификации?Микрокальцификаты или кальцификаты — это отложения кальция, которые можно обнаружить как в незлокачественных, так и в раковых поражениях груди. Их можно увидеть как на маммограммах, так и под микроскопом. Определенные типы кальцификатов обнаруживаются в областях, содержащих рак.Если они видны на маммограмме, возможно, потребуется биопсия этой области. Затем, когда биопсия будет сделана, патолог осматривает удаленную ткань, чтобы убедиться, что она содержит кальцификаты. Если кальцификаты есть, врач знает, что при биопсии взят образец правильного участка (аномальный участок с кальцификациями, который был замечен на маммограмме). Что означает, если в моем отчете о биопсии упоминаются специальные тесты, такие как высокомолекулярный цитокератин (HMWCK), CK903, CK5 / 6, p63, специфический для мышц актин, тяжелая цепь гладкомышечного миозина или кальпонин?Это специальные тесты, которые иногда использует патолог, чтобы помочь поставить правильный диагноз различных поражений груди.Не всем пациентам нужны эти специальные тесты. Упоминание этих тестов в вашем отчете не влияет на точность вашего диагноза. Очерки патологии — МикрокальцификацииДругие неопухолевыеМикрокальцификацииТема завершена: 1 июня 2010 г. Незначительные изменения: 26 августа 2020 г. Авторские права: 2002-2021, PathologyOutlines.com, Inc. Поиск в PubMedc: в груди [название] Просмотры страниц в 2020 г .: 2,767 Просмотры страниц в 2021 г. по настоящее время: 3,109 Цитируйте эту страницу: Warzecha H.Микрокальцификации. Сайт PathologyOutlines.com. https://www.pathologyoutlines.com/topic/breastcalcification.html. По состоянию на 4 декабря 2021 г. Определение / общее
Эпидемиология
Этиология
Клинические особенности
Описание рентгенологического исследования
Классификация Radiologic BI-RADS (Система отчетов и данных визуализации молочной железы Американского колледжа радиологии):
Правовая классификация микрокальцификатов
Радиологические изображения Изображения, размещенные на других серверах : DCIS Микроскопическое (гистологическое) описание
Микроскопические (гистологические) изображения AFIP-изображения Кальцификаты оксалата кальция С поляризованным светом Без поляризованного света Доброкачественные образования с микрокальцификациями ADH Склерозирующий аденоз Изображения, размещенные на других серверах : Доброкачественные образования с микрокальцификациями: Мукоцеле-подобное поражение Вернуться наверхВлияние кальцификаций на ультразвуковую эластографию сдвиговой волной груди: исследовательское исследованиеАннотацияНазначениеИзучить влияние макрокальцификатов и кластерных микрокальцификатов, связанных с доброкачественными новообразованиями груди, на эластографию сдвиговой волной (SWE). МетодыSuperSonic Imagine (SSI) и ультразвуковая эластография сдвига гребенчатым методом (CUSE) были выполнены на трех наборах фантомов, чтобы исследовать, как кальцификаты различных размеров и распределений влияют на измеренную эластичность. Чтобы продемонстрировать эффект in vivo , CUSE оценили трех пациенток с доброкачественными новообразованиями в груди, связанными с кальцификациями, выявленными при маммографии. РезультатыОценки кажущейся максимальной эластичности (E max ), полученные в результате отдельных макрокальцификаций (с диаметрами 2 мм, 3 мм, 5 мм, 6 мм, 9 мм, 11 мм и 15 мм), показали значения более 50 кПа для всех случаев, что представляет собой увеличение более чем на 100%. над фоном (~ 21кПа).Мы рассматривали круговую область диаметром 2 см, представляющую интерес для всех экспериментов с фантомами. Среднее значение эластичности (E , среднее значение ) варьировалось от 26 кПа до 73 кПа, в зависимости от размера макрокальцификации. Высокоплотные кластеры микрокальцификаций показали более высокие значения E max , чем кластеры микрокальцификации с низкими концентрациями, но разница в средних значениях E не была значительной. ВыводыНаши результаты демонстрируют, что присутствие крупных изолированных макрокальцификатов и высококонцентрированных кластеров микрокальцификатов может привести к появлению участков с явно высокой эластичностью в SWE.Учитывая, что доброкачественные образования груди обычно имеют значительно более низкие значения эластичности, чем злокачественные опухоли, такие области с высокой эластичностью, появляющиеся из-за наличия кальциноза в доброкачественных образованиях груди, могут привести к ошибочному диагнозу. Образец цитирования: Gregory A, Mehrmohammadi M, Denis M, Bayat M, Stan DL, Fatemi M, et al. (2015) Влияние кальцификаций на ультразвуковую эластографию сдвиговой волной груди: исследовательское исследование. PLoS ONE 10 (9): e0137898. https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0137898 Редактор: François Hug, Universite de Nantes, FRANCE Поступила: 27 марта 2015 г .; Одобрена: 23 августа 2015 г .; Опубликован: 14 сентября 2015 г. Авторские права: © 2015 Gregory et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в пределах бумага. Финансирование: Mayo Clinic финансово заинтересована в технологии, описанной здесь. Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов. ВведениеКальцификаты груди — это минеральные отложения, которые могут образовываться по разным причинам. Часто кальцификаты присутствуют как в доброкачественных, так и злокачественных образованиях молочной железы [1, 2]. Несколько исследований показали, что кальцификаты доброкачественных образований в основном состоят из оксалата кальция, тогда как кальцификаты злокачественных образований состоят из гидроксиапатита кальция [3–7].Более того, размер и распределение кальцификатов груди различаются между доброкачественными и злокачественными образованиями груди. Доброкачественные кальцификации могут проявляться в виде рассеянных или сгруппированных структур и могут быть очень маленькими (микрокальцификации) или большими (макрокальцификации). Злокачественные кальцификаты обычно образуют линейные или сегментарные паттерны и обычно более рассредоточены и плеоморфны [1, 2, 8, 9]. В настоящее время маммография и ультразвуковое исследование являются наиболее часто используемыми инструментами визуализации для обнаружения рака груди.По сравнению с ультрасонографией, маммография имеет более высокую чувствительность при обнаружении кальцификатов. Однако из-за относительно низкой чувствительности (67,8%) и специфичности (75%) маммографии при скрининге рака [10] появляются новые методы для улучшения этих статистических показателей. Одним из методов является виброакустография (ВА), метод визуализации, чувствительный к динамическим характеристикам ткани [11]. Исследования ex vivo и in vivo VA для выявления повреждений груди, включая макро- и микрокальцификации, показали многообещающие результаты [12–19].Еще одним новым методом является визуализация эластичности, включая квазистатическую эластографию и эластографию сдвиговой волной (SWE). Квазистатические методы в основном качественные [20, 21], однако некоторые отображают модуль с точностью до мультипликативного параметра и, следовательно, являются количественными в этом смысле. С другой стороны, методы поперечных волн являются количественными и используют силу акустического излучения ультразвука для генерации поперечных волн в ткани. С помощью методов визуализации эластичности поперечной волны эластичность ткани можно рассчитать по измеренной скорости поперечной волны [22–25].Эластография на основе сдвиговой волны дает информацию, аналогичную пальпаторной, например, о жесткости тканей. Хорошо известно, что злокачественные образования обычно более жесткие, чем доброкачественные [26–29], по этой причине для различения доброкачественных и злокачественных образований в разных органах использовались разные методы SWE. SuperSonic Imagine (SSI) [22, 30] и визуализация поперечных волн с использованием импульса силы акустического излучения (ARFI) [31, 32] являются двумя наиболее известными методами SWE. Преимущества этих методов в дифференцировке новообразований груди хорошо изучены [31, 33–39], но мало исследований изучали влияние кальцификации груди на SWE [40–42]. Когда ткань характеризуется своими физическими свойствами, такими как эластичность, важно учитывать, какие факторы могут повлиять на жесткость ткани и потенциально привести к ложноположительным или ложноотрицательным результатам. Кальцификаты груди имеют совершенно иное эластичное поведение, чем нормальная или аномальная ткань груди, и часто встречаются на маммограммах (до 80%) [43]. Модуль упругости (модуль Юнга) оксалата кальция (24,5 ГПа) и гидроксиапатита кальция (40-117 ГПа) [44, 45] чрезвычайно велик по сравнению со средними значениями эластичности (E , среднее значение ) доброкачественных образований (10-80 кПа) и злокачественные образования (30–180 кПа) [46–52].Ожидается, что соответствующие скорости поперечных волн (если они вообще обнаруживаются) намного превышают самую высокую частоту кадров ультразвукового изображения, доступную в настоящее время для SWE. Артефакты визуализации и отслеживания, напротив, могут привести к ошибочным показаниям эластичности в месте кальцификации, которые могут находиться в динамическом диапазоне методов SWE. В этой статье мы экспериментально оцениваем, насколько повышается показание жесткости при наличии кальцификатов на SWE. Мы сосредоточили внимание на характеристиках доброкачественных кальцификатов и изучили влияние микрокальцификатов и макрокальцификатов с использованием методов ультразвуковой эластографии сдвига гребенчатым методом (CUSE) и SuperSonic Imagine (SSI).Представлены результаты фантомных исследований кальцификатов и оценки in vivo CUSE у женщин с доброкачественными образованиями молочной железы с кальцификациями. Методы и материалыМетод и система визуализации CUSECUSE — это основанный на быстром ультразвуке метод количественной и двумерной визуализации упругости поперечных волн, в котором несколько поперечно распределенных силовых пучков акустического излучения используются для одновременного возбуждения ткани и индукции поперечных волн [53].CUSE с четырьмя сфокусированными толкающими лучами является одним из методов визуализации поперечной волны для этого исследования (рис. 1а). Скорость локальной поперечной волны измерялась в каждом пикселе путем усреднения скорости волн слева направо (LR) и справа налево (RL) (рис. 1b). Рассчитанные значения скорости поперечной волны были использованы для восстановления карты скорости поперечной волны с цветовой кодировкой (рис. 1c) [54]. Рис. 1. Метод CUSE. (а) Возбуждение среды с помощью четырех эквидистантных акустических лучей радиационной силы. (b) Обнаружение распространения поперечных волн LR (, красные стрелки, ) и RL (, синие стрелки, ).(c) Реконструкция двумерной карты поперечной волны по рассчитанной скорости распространения поперечной волны. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g001 Для этого исследования мы использовали CUSE, который был реализован в системе Verasonics V1 (Verasonics Inc, Киркланд, Вашингтон, США), оснащенной преобразователем с линейной решеткой. L7-4 (Philips Healthcare, Andover, MA), как описано в Mehrmohammadi et. al [26]. Были получены изображение в B-режиме и данные в фазе / квадратуре (IQ). Данные IQ обрабатывались программой на базе Matlab (Mathworks Inc., MA) графический интерфейс пользователя для восстановления карты скорости поперечной волны. Для сглаживания карты поперечных волн применялся средний фильтр 5 × 5 пикселей. Изображение в B-режиме было наложено на карту скорости поперечной волны, чтобы получить окончательное изображение. Никаких шумоподавлений или усреднения кадров не производилось. Система SSISSI, выполняемый AixPlorer (SuperSonic Imagine, Экс-ан-Прованс, Франция), представляет собой метод ультразвуковой визуализации сдвига в режиме 2D-SWE в реальном времени, который предоставляет информацию об эластичности. Этот метод возбуждает ткань путем создания силы акустического излучения в разных точках фокусировки вдоль оси луча (рис. 2a) со сверхзвуковой скоростью, создавая две поперечные волны, распространяющиеся в противоположных направлениях (рис. 2b).Путем измерения и отслеживания локальных смещений, вызванных распространением поперечной волны, система восстанавливает карту упругости (рис. 2c) [22]. Рис. 2. Метод SSI. (а) Возбуждение среды путем создания последовательности точек силы акустического излучения, параллельных оси пучка. (б) Распространение двух поперечных волн в противоположных направлениях. (c) Реконструкция двухмерной карты эластичности по измеренному локальному смещению. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g002 В данном исследовании использовался датчик с линейной решеткой с полосой пропускания 4–15 МГц (SuperLinear SL15-4, Экс-ан-Прованс, Франция). Для цветовой шкалы изображений SWE было установлено значение по умолчанию, заданное системой Aixplorer (≥7,7 м / с). Визуализация SWE была установлена в режим проникновения. Изображения B-режима и эластичности были собраны в формате DICOM и проанализированы с помощью программного обеспечения для обработки изображений OsiriX (Pixmeo SARL, Женева, Швейцария). Исследования фантомов, имитирующих тканьТри серии экспериментов были выполнены на фантомах, имитирующих ткань, для оценки влияния кальцификатов на SWE. Эксперимент 1 — Исследование влияния размера кальцификации.Первый эксперимент включал семь кальцинированных включений в ткани, имитирующей желатиновый фон. Кальцифицированные включения образованы почечнокаменной болезнью (КС). По химическому составу камни в почках представляли собой оксалат кальция (CaC 2 O 4 ) [55–59], который аналогичен составу доброкачественных кальцификатов, обнаруживаемых в ткани груди [5]. Целью фантома было исследование влияния макрокальцификатов разных размеров на оценки упругости поперечной волны.Мы выбрали семь камней в почках диаметром 2 мм, 3 мм, 5 мм, 6 мм, 9 мм, 11 мм и 15 мм, чтобы представить грубые или похожие на попкорн макрокальцификаты. Фантом был изготовлен путем смешивания 75% об. / Об. Дистиллированной воды, 9% об. / Об. Желатина из свиной кожи (300 bloom, Sigma Aldrich, Миссури, США), 10% об. / Об. Глицерина (Sigma Aldrich, Миссури, США) и 0,8% мас. / Мас. Лапонита (Sigma Aldrich, Миссури, США). К фону добавляли частицы целлюлозы размером 20 мкм и 50 мкм (Sigma Aldrich, Миссури, США). Первый слой желатиновой смеси выливали в кубическую форму размером 729 см 3 и покрывали пластиковой мембраной для застывания при комнатной температуре.Через 45 минут семь камней в почках поместили на фантом на площади 9 × 9 см, затем на них вылили второй слой желатиновой смеси (рис. 3). После того, как второй слой был установлен, фантом вынули из формы и поместили на основание опорной стойки. Зонд был закреплен на вершине фантома, удерживаемого удлинительным зажимом, чтобы избежать смещения и эффектов предварительного сжатия при визуализации поперечной волны (SWI). Обычный B-режим был использован для локализации семи включений. Сначала была проведена визуализация эластичности SSI, а затем CUSE.Каждое включение отображалось отдельно. Эксперимент 2 — Исследование влияния распределения кальцификатов.Во втором эксперименте участвовали три желатиновых фантома для оценки влияния кальцификатов с различным распределением на SWE. Первый фантом содержал 200 мг интактного почечного камня для имитации очень концентрированного дистрофического, грубого или похожего на попкорн макрокальцификации (рис. 4а). Второе фантомное включение состояло из 200 мг измельченного почечного камня, смешанного с 0.2 мл ткани, имитирующей желатин, напоминающую концентрированный кластер круглых и точечных микрокальцификатов (рис. 4b). Третье фантомное включение было сделано путем смешивания 200 мг измельченного почечного камня с 1,77 мл желатина, имитирующего ткань, чтобы он напоминал рассеянный кластер микрокальцификатов, подобных региональным рассеянным микрокальцификациям (рис. 4c). Каждое включение помещали между двумя слоями желатинового фона в 3 различных кубических формах 7 × 7 × 6 см. Рецепт желатинового фона и установка изображения для трех фантомов были аналогичны описанным для первого эксперимента. Рис. 4. Эксперимент 2. (а) Включение с 7-миллиметровым интактным почечным камнем. (б) Включение с кластерным распределением измельченного почечного камня. (c) Включение с региональным распределением измельченного почечного камня. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g004 Эксперимент 3 — Изучение очевидного увеличения скорости поперечной волны из-за наличия кальцификатов.Результаты, полученные в первом эксперименте, показали, что участки с высокой скоростью сдвига волны ниже более крупных камней в почках.Цель этого эксперимента — определить причину такого увеличения скорости поперечной волны. Тот факт, что повышенная скорость выглядит асимметрично, то есть в основном ниже уровня кальцификации, предполагает, что этот артефакт мог быть вызван ошибочным отслеживанием поперечных волн. По этой причине этот эксперимент был разработан для одновременного обнаружения поперечных волн на противоположных сторонах фантома. В эксперименте использовались две системы Verasonics с двумя линейными преобразователями L7-4; в каждой системе была одна и та же программа CUSE.Фантом для теста состоял из ткани размером 9 × 9 × 4,5 см, имитирующей желатиновый фон, с включением почечного камня размером 11 мм. Рецепт желатина был таким же, как и в предыдущих опытах. Два датчика L7-4 были соосно выровнены лицом друг к другу с зазором (примерно на высоту фантома) между ними и удерживались зажимами на опорной стойке. Затем фантом помещали между зондами на сетку, прикрепленную к опорной стойке (рис. 5). В первой системе CUSE датчик размещался на вершине фантома.Вторая система CUSE с датчиком на противоположной стороне фантома была модифицирована за счет исключения передачи толкающих лучей, но она все еще могла отслеживать поперечные волны, создаваемые верхним датчиком. Две системы были синхронизированы, чтобы обеспечить одновременную визуализацию SWE в верхней и нижней части фантома. In vivo Исследование на человекеДля этого исследования были отобраны в общей сложности три пациентки с подозрительными новообразованиями в груди и кальцификатами, выявленными при маммографии.Это исследование было одобрено Наблюдательным советом клиники Мэйо (IRB). Письменные подписанные информированные согласия с разрешением на публикацию, одобренные Mayo Clinic IRB, были получены от зарегистрированных пациентов. Перед участием в исследовании каждый пациент прошел клиническое ультразвуковое исследование и маммографию. Оценка SWE проводилась перед биопсией. Каждую пациентку сначала осмотрел опытный сонографист с помощью обычного УЗИ в B-режиме для определения массы груди.Массовая область была отмечена на изображении путем рисования от руки для определения области интереса. Затем зонд фиксировался фиксируемым шарнирным рычагом. После этого было проведено CUSE. Чтобы уменьшить артефакт дыхательного движения, пациентку просили задерживать дыхание при каждом ультразвуковом исследовании и получении CUSE. Измерения упругостиДля расчета значений жесткости в конкретном месте для всех образцов фантомов была выбрана круговая интересующая область (ROI) диаметром 20 мм (имитирующая 20-миллиметровое поражение груди).Выбор ROI зависел от оператора. Чтобы решить проблему изменчивости, мы сделали три регистрации поперечной волны, и для каждой регистрации мы попытались расположить кальцинированную область в середине 20-миллиметровой рентабельности инвестиций. Каждое измерение не зависело от других измерений. Для исследований in vivo ROI была нарисована по границам поражения. Минимальные, максимальные, средние и стандартные значения отклонения скорости поперечной волны были получены из изображений CUSE. Чтобы перевести скорость поперечной волны в упругость (модуль Юнга), было использовано следующее выражение: (1) где ρ = 1000 кг / м 3 представляет плотность ткани, а c — скорость поперечной волны.Вышеприведенное выражение предполагает, что мягкая ткань является линейным, изотропным, несжимаемым и эластичным материалом. В случае машины SSI минимальные, максимальные, средние и стандартные значения эластичности отклонения (модуль Юнга) были получены после выбора ROI с помощью инструмента SuperSonic Imagine’s QBox, доступного с программным обеспечением обработки изображений OsiriX. Для дальнейшей количественной оценки эффектов кальцификации относительная погрешность была определена как, (2) где E ROI и E BG — средняя эластичность ROI и фона соответственно.Относительная ошибка указывает на изменение эластичности ROI относительно эластичности фона. РезультатыРезультаты исследования фантома, имитирующего тканьЭксперимент 1 — Исследование влияния размера кальцификации.Визуализация фантома с семью включениями почечных камней различных размеров была использована для исследования влияния единичных грубых кальцификатов на визуализацию CUSE и SSI. Чтобы количественно оценить эти эффекты, вокруг кальцификации была нарисована фиксированная круглая область интереса диаметром 2 см, имитирующая воображаемую доброкачественную массу с тем же значением эластичности, что и фон (рис. 6). Рис. 6. Результаты эксперимента 1 — карты скорости поперечной волны CUSE (a-h) и SSI (i-p). (a, i) Желатиновый фон (b, j) Камень в почках 2 мм (c, k) Камень в почках 3 мм (d, l) Камень в почках 5 мм (e, m) Камень в почках 6 мм (f, n) Камень в почках 9 мм ( g, o) камень в почках 11 мм (h, p) камень в почках 15 мм. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g006 Во время этого эксперимента наблюдалось явное увеличение скорости поперечной волны, в основном на кальцификации, но когда размер камня превышал 6 мм (Рис. 6e – 6h и 6м – 6р) под почечным камнем начали формироваться участки с высокой жесткостью.Эти области стали более заметными для более крупных камней при визуализации CUSE и SSI. Мы называем значение эластичности камней в почках «очевидным», потому что реальное значение эластичности камней в почках составляет порядка ГПа. Среднее значение максимальной, минимальной и средней эластичности по измерениям на трех сборах для каждого размера кальцификации показано в таблице 1. Стандартное отклонение среднего значения — это вариация между тремя сборами. Первоначальные фантомные результаты первого эксперимента демонстрируют пропорциональную зависимость между средним и максимальным модулем упругости и диаметром макрокальцификации.E мин. значений оставались в пределах диапазона эластичности футляра без кальцификации (фон). Вместо этого, средние значения E показали значительное увеличение, особенно для камней в почках размером 9 мм, 11 мм и 15 мм. Результаты E max показали большой прирост даже при наличии макрокальцификации 2 мм. Мы наблюдали низкую вариабельность трех измерений поперечной волны, полученных для кальцификатов размером менее 9 мм (стандартное отклонение> 3,5 кПа), и вариации до 7.89 кПа для больших кальцификатов. Кажущиеся высокоскоростные поперечные волны, генерируемые кальцификациями, создают ошибку в измерениях эластичности. На рис. 7 относительная погрешность, рассчитанная по формуле (2), измеряется как функция диаметра кальцификации для CUSE и SSI. Между двумя методами наблюдается хорошая корреляция. Мы наблюдали увеличение примерно на 10% относительной погрешности на 1 мм, добавленное к размеру макрокальцификации, для включений от 2 до 9 мм. Относительная ошибка была выше 100% для более крупных макрокальцификаций (диаметр кальцификации> 50% диаметра ROI). Эксперимент 2 — Исследование влияния распределения кальцификатов.Второй эксперимент оценивался так же, как и первое фантомное исследование. Круглая область интереса диаметром 2 см была нарисована вокруг области кальцификации, имитируя воображаемую границу образования. На рис. 8 показаны результирующие карты скорости поперечной волны методов CUSE и SSI. Рис. 8. Результаты эксперимента 2: карты скорости поперечной волны CUSE (a-d) и SSI (e-h). (a, e) Желатиновый фон (b, f) 15-миллиметровое региональное распределение измельченного почечного камня (c, g) 8-миллиметровое кластерное распределение измельченного почечного камня (d, h) 7-миллиметровый интактный почечный камень. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g008 SWE-изображения продемонстрировали увеличение скорости поперечной волны с увеличением концентрации кальцификатов. В таблице 2 приведены средние значения E min , E max и E , рассчитанные на основе трех различных измерений. Результаты этого эксперимента подтверждают, что распределение микрокальцификаций влияет на результирующий модуль упругости (E среднее значение и E max ).E мин. , как и в эксперименте 1, оставалось несмещенным из-за наличия кальцификатов. График относительной погрешности, определенной в уравнении (2), показан на рисунке 9; уменьшение жесткости можно увидеть по мере того, как кальцификаты становятся более разбросанными. Рис. 9. E — средние значения относительной ошибки для 7-миллиметрового интактного почечного камня (крупный), кластерного распределения измельченного почечного камня 8 мм, регионального рассеянного распределения 15 мм измельченного почечного камня и желатинового фона. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g009 Эксперимент 3 — Изучение очевидного увеличения скорости поперечной волны из-за наличия кальцификатов.На рис. 10 показаны результирующие карты скорости поперечной волны, соответствующие датчикам в верхней и нижней части фантома. Было замечено, что области высокой жесткости были созданы в теневой области непосредственно за кальцификацией (почечный камень) в обоих сценариях. Это неправильное толкование жесткости желатина было сочтено артефактом; Это означает, что измерения в тени кальцификации ненадежны. In vivo Результаты исследования на человекеСлучай 1.Женщина 47 лет обратилась с жалобой на пальпаторную аномалию левой груди. Клиническая маммография (рис. 11а) выявила рассеянные фиброгландулярные образования в левой груди, классифицированные как D2, и группу кальцификатов в составе мягких тканей. Окончательной оценкой была категория 4 BI-RADS. Прицельное ультразвуковое исследование левой молочной железы показало массу около 6 мм в наибольшем измерении с неоднородной эхогенностью (рис. 11b).Карта скорости поперечной волны CUSE (рис. 11c) показала высокую жесткость на массе и ниже (в тени). E , среднее значение для ROI вокруг массы (отмеченной красной пунктирной линией) было 106,56 ± 14,56 кПа, а E max было 192,00 кПа. Биопсия под контролем УЗИ выявила доброкачественный организующийся некроз жира с большим количеством макрофагов, нагруженных гемосидерином, и дистрофические кальцификаты в строме. Рис. 11. (a) Медиолатеральная косая маммография, выявляющая группу макрокальцификаций, связанных с массой мягких тканей (красная стрелка).(b) Клиническое ультразвуковое исследование в B-режиме, выявившее образование размером 6 мм (синяя стрелка) с неоднородной эхогенностью. (c) Изображение CUSE, показывающее высокую жесткость вдоль вертикальной оси массы. Цветная полоса указывает скорость поперечной волны. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g011 Случай 2.У 79-летней женщины появилась новая инверсия соска на правой груди. Диагностическая маммография выявила неоднородную плотную ткань в обеих грудях, классифицированных как D3, и область линейных кальцификатов в правой груди (рис. 12а).Прицельная ультразвуковая оценка субареолярной правой молочной железы показала гипоэхогенную внутрипротоковую массу 9 × 6 × 11 мм (рис. 12b). Края массы на некоторых участках казались нечеткими. Цветное изображение потока не показало внутренней васкуляризации. Эта аномалия не была обнаружена на маммографии. Окончательной оценкой была категория 4 BI-RADS. Визуализация правой молочной железы CUSE (рис. 12c) показала высокую жесткость внутри новообразования и окружающей области. Жесткость под массой была связана с грудной стенкой. E среднее значение и E max в пределах области интереса (отмечены вокруг массы красной пунктирной линией) были 73.21 ± 11,29 кПа и 192,00 кПа соответственно. Биопсия под контролем УЗИ выявила доброкачественно-очаговую атипичную лобулярную гиперплазию на фоне гиперплазии протоков с кальцификациями доброкачественных протоков. Рис. 12. (a) Медиолатеральная маммограмма правой груди с увеличением, показывающая неоднородную плотную ткань со смесью макрокальцификатов и линейных микрокальцификатов (красная стрелка). (b) УЗИ в B-режиме правой груди, выявляющее гипоэхогенную внутрипротоковую массу размером 9 × 6 × 11 мм (синяя стрелка).(c) Изображение CUSE, показывающее высокую скорость поперечной волны в некоторых областях внутри массива. Цветная полоса указывает скорость поперечной волны. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g012 Случай 3.72-летняя женщина поступила с патологическим осмотром правой груди. Диагностическая маммография выявила неравномерную асимметрию в 3 см в правой груди, включая макрокальцификаты (рис. 13а). Плотность груди была классифицирована как D3. Итоговая оценка была 4-й категории BI-RADS.Клиническое ультразвуковое исследование показало неправильную область размером 2,3 см со смешанной эхогенностью (рис. 13b). Визуализация CUSE показала высокую жесткость массы и окружающей области. Результаты эластичности в пределах ROI (отмечены вокруг массы красной пунктирной линией): E , среднее значение 94,08 ± 12,7 кПа и E , максимальное значение 192,00 кПа (рис. 13c). Биопсия под контролем УЗИ выявила доброкачественную паренхиму с плотным фиброзом стромы и кальцификатами доброкачественных протоков. Рис. 13. (a) Медиолатеральная маммограмма правой груди, выявляющая образование с участием макрокальцификатов (красная стрелка).(b) Ультразвук в B-режиме, демонстрирующий неправильную область 2,3 см со смешанной эхогенностью (синяя стрелка). (c) изображение CUSE, показывающее высокую жесткость массы; цветная полоса указывает скорость поперечной волны. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137898.g013 ОбсуждениеВо многих исследованиях по дифференциации доброкачественных образований молочной железы от злокачественных использовались несколько параметров эластичности для корреляции с патологией. Некоторые из наиболее часто используемых в исследованиях SSI — это E mean и E max со значениями отсечки от 45 до 80 кПа для среднего E и от 54 до 94 кПа для E max [41, 42, 48 –52].В наших первоначальных результатах исследования CUSE для дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений молочной железы E среднее значение было связано с результатами патологии с пороговым значением 83 кПа [27]. В этом исследовании очень плотные кластеры микрокальцификаций и одиночные макрокальцификации размером более 5 мм создавали видимость высоких скоростей поперечных волн выше 5,77 м / с, что соответствует E max 100 кПа. Рассеянные по регионам микрокальцификации не достигли столь высоких значений, но были способны увеличить модуль упругости ROI (мнимая масса) примерно на 50% для среднего значения E и 250% для E max . Berg et. [40] в многонациональном исследовании с использованием прототипа сканера Aixplorer, оснащенного датчиком L15-4, сообщили об увеличении на E max 9 кПа для масс, связанных с кальцификациями. Наши фантомные исследования подтверждают, что кальцификаты могут вызывать появление высокой жесткости. Результаты фантома SSI показали увеличение E max на 26 кПа для нашего наименьшего макрокальцификации (диаметр 2 мм) и 31 кПа для включения с региональным распределением микрокальцификатов (диаметр 15 мм).Причина несоответствия E max между двумя исследованиями может быть связана с размером кальцификатов, степенью концентрации микрокальцификатов в пределах ROI и / или значением эластичности фона (массы). Увеличение среднего значения E из-за наличия кальцификатов зависит от размера ROI, и размер ROI следует учитывать при сравнении результатов с другими. Однако единственное исследование в этой области было проведено Berg et.al [40], где они изучали влияние кальцификаций на E max . Насколько нам известно, исследований влияния кальцификации на средние значения E для сравнения с нашими результатами не проводилось. Относительная ошибка измеряет процент изменений средних значений эластичности из-за наличия кальцификатов. Мы наблюдали увеличение относительной погрешности с увеличением концентрации или размера кальцификации. Ожидается более чем 100% -ное увеличение относительной погрешности E max при наличии макрокальцификаций диаметром более 2 мм.Степень концентрации микрокальцификатов — еще одна переменная, которая влияет на измерения упругости поперечной волны. Дисперсно распределенные микрокальцификаты, распространенные по всему включению, имеют меньший эффект, чем концентрированные кластеры микрокальцификатов, расположенные во фракции включения. Подобно макрокальцификациям, E означает, что измерений кластерных микрокальцификаций зависят от размера ROI. В фантомном исследовании 40% области ROI содержали кластер микрокальцификаций, что привело к ~ 90% относительной ошибки E mean . Хотя мы использовали две системы с разными датчиками и разными методами возбуждения, наши результаты показали хорошую корреляцию между ними. Однако сравнение этих двух систем выходит за рамки данной статьи. Третий фантомный эксперимент, в котором использовались два преобразователя, демонстрирует, что высокая ошибка жесткости ниже макрокальцификаций является результатом низкого отношения сигнал / шум B-моды в теневой области. Эта кажущаяся жесткость считается артефактом; Это означает, что измерения в теневой области кальцификации ненадежны. Дополнительным фактором, который имеет прямое влияние на дифференциацию доброкачественных и злокачественных образований, является пороговое значение для измерений эластичности. Низкие пороговые значения более чувствительны к наличию кальцификатов и могут увеличить количество ложных срабатываний. Результаты наших фантомов продемонстрировали воспроизводимость (низкое стандартное отклонение) при трех разных сборах. Больше вариаций средней эластичности наблюдается в исследованиях in vivo , где фон неоднороден. Результаты исследования in vivo на людях показали, что различные типы кальцификатов влияют на эластичность в разной степени. В случае 1 масса с группой больших макрокальцификаций показала самую высокую жесткость из трех случаев, за ней следовала масса с микрокальцификациями в доброкачественных протоках с большим макрокальцификацией (случай 3) и, наконец, масса с небольшими макрокальцификациями и микрокальцификациями в доброкачественные протоки показали наименьшую жесткость (случай 2).Две из трех масс будут неправильно классифицированы с учетом сообщенного CUSE порогового значения E среднее значение 83 кПа [27]. Наши результаты in vivo согласуются с данными Berg et. др. [40], показывая, что наличие кальцификатов в массе коррелирует с увеличением жесткости. ВыводыРезультаты нашего исследования демонстрируют, что наличие кластерных и крупных или грубых кальцификатов в доброкачественных новообразованиях молочной железы может вызвать появление областей с высокой жесткостью, когда они оцениваются методами эластографии сдвиговой волной.Следовательно, такие доброкачественные образования можно ошибочно принять за злокачественные. Хотя мы не полностью исследовали источники таких ошибок, наши экспериментальные результаты с двумя зондами, смотрящими с двух сторон фантома, имитирующего ткань, и тот факт, что ошибка для двух систем SWE имеет схожие шаблоны, предполагают, что это в основном связано с неточным отслеживанием поперечных волн. Необходимы исследования с большим количеством пациентов для дальнейшей количественной оценки повышения эластичности доброкачественных образований с различными типами кальцификации. Вклад авторовЗадумал и спроектировал эксперименты: AG MM MD MB MF AA. Проведены эксперименты: АГ ММ МД МБ МФ АА. Проанализированы данные: АГ ММ МД МБ МФ АА. Внесенные реактивы / материалы / инструменты анализа: AG MM MD MB MF AA. Написал статью: AG MM MD MB DS MF AA. Ссылки
|