Деформация стромы молочной железы что это такое: СТРОМА — РЕГУЛЯТОР ПРОГРЕССИИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК — Онкология

Содержание

СТРОМА — РЕГУЛЯТОР ПРОГРЕССИИ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК — Онкология

Успехи в изучении биологии злокачественных опухолей выдвинули на первый план значимость их стромальных клеток, а также факторов, продуцируемых последними, как регуляторов канцерогенеза, особенно опухолевой прогрессии. По сути, утвердилась точка зрения, что фенотип

и биологические особенности каждой опухоли формируются в результате взаимодействия клеток собственно опухоли и ее стромы.

Составляющими стромы опухоли являются соединительно-тканные клеточные элементы, сосуды, нервы, экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ). Элементы стромы происходят из прилегающей к опухоли соединительной ткани хозяина и из циркулирующей крови. Количественные и качественные характеристики стромы — результат взаимодействия организм — опухолевая клетка и весьма вариабельны в различных опухолях. Например, строма составляет до 90% (или более) массы карцином молочной железы, желудка, поджелудочной железы, в то время как в медуллярном раке молочной железы, а также в лимфомах содержание стромы минимально. Некоторые гистологические типы карцином молочной железы характеризуются обилием эластической ткани с коллагеном, другие (медуллярный рак) — обширными лимфоцитарными инфильтратами. Вариабельность состава стромы может наблюдаться даже в разных участках одной и той же опухоли. Строму лейкозов и асцитных опухолей образуют соответственно составляющие крови и перитонеального экссудата. Клоны лейкозных клеток обычно индуцируют строму, подобную таковой солидных опухолей, в костном мозге и подобную асцитным опухолям в тканях, выстилающих перитонеальную полость.

Тем не менее установлено, что в строме нужда-

ются практически все солидные и асцитные опухоли, а также лейкозы. Строма одновременно и обеспечивает жизненно важные коммуникации, необходимые для роста опухоли, и до определенного момента налагает ограничения на распространение опухолевых клеток.

Идентифицированы 3 основных блока связи между опухолью и мультипотентными стромальными клетками (особенно фибробластами): факторы роста, молекулы ЭЦМ и протеиназы.

Опухолевые клетки продуцируют ряд ростовых факторов (трансформирующий фактор роста бета (ТGF-β), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), щелочной фактор роста фибробластов (bFGF), лиганд рецептора эпидермального фактора роста (L-EGFR), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF)), которые воздействуют как на фибробласты, так и на эпителиальные и эндотелиальные клетки. Эндотелиальные клетки продуцируют фактор роста соединительной ткани (ФРСТ), который вместе с ТGF-β и PDGF не только притягивают стромальные клетки в зону опухоли, но и регулируют их функциональную активность, то есть в значительной мере метаболическое окружение опухоли. Экспрессия ФРСТ в тканях, чувствительных к стероидным гормонам (например в строме яичников и эндометрии), зависит от уровня эстрогенов и гестагенов, что вносит существенный вклад в гормонозависимость опухолей. Под влиянием ТGF-β и PDGF стромальные фибробласты развиваются в миофибробласты. Опухольиндуцированный рост стромы сопровождается продукцией этими миофибробластами дополнительных ростовых факторов (в частности инсулиноподобного фактора роста-1, фактора роста гепатоцитов, ФРСТ и VEGF), которые также усиливают рост стромы, а в ряде случаев — и опухолевых клеток.

Гиперплазия грудных желез — лечение гиперплазия молочных желез в Киеве, гиперплазия молочных желез лечение в клинике

Синонимизация понятий

Название «гиперплазия железистой ткани молочных желез» знакомо мало кому. Это объясняем тем, что у болезни немало синонимов, которые на слуху. Самые узнаваемые:

Дисгормональная гиперплазияЖелезистая дисплазия грудиГиперплазия эпителия молочной железы
Диффузная дисгормональная фиброзно-кистозная болезньОчаговая гиперплазияПротоковая фиброзно-кистозная болезнь
Атипичная протоковая гиперплазияУзловые фиброзно-кистозные измененияДольковая гиперплазия молочной железы
Жировая гиперплазияДоброкачественные опухоли

Симптоматика заболевания

Если с вопросом «Что такое гиперплазия?» мы разобрались, нужно понять, как диагностировать болезнь. Как правило, она протекает скрытно и долгое время женщина даже не догадывается о проблеме. Диагностировать болезнь может врач-маммолог после пальпационного осмотра и обследования с помощью УЗИ-сканера или маммографа. При самоосмотре поводом для беспокойства могут стать такие симптомы:

  • наличие в молочных железах фиксированных узелковых уплотнений размером от 0,5 до 1,5 мм в диаметре;
  • повышенная чувствительность и болезненность груди в первые дни менструального цикла;
  • увеличение размера бюста без видимых для этого причин, отечность в отдельных зонах;
  • прозрачные, водянистые или молочные выделения из соска, которые не связаны с беременностью или периодом лактации;
  • увеличение лимфатических узлов возле груди, болевые ощущения в плече и подмышечной впадине.

Обратите внимание, что это общие особенности, которые сопровождают процессы деформации ткани молочной железы. У каждой формы болезни своя симптоматика. Например, железистая дисплазия груди сопровождается безболезненным течением, а опухолевые новообразования дискообразны и подвижны.

Запись к маммологу на осмотр

  • Спасибо!

    Мы получили заявку и свяжемся
    с вами в течение 20 минут.

Причины гиперплазии

Заболевание встречается у женщин от 20 лет. Предрасполагающими факторами к развитию воспалительного процесса считают гормональные нарушения в организме, генетическую предрасположенность, пережитые стрессы и заболевания эндокринной системы. Также болезнь развивается на фоне длительного периода грудного вскармливания, контакта с вредными химическими веществами, из-за механических травм груди и приема гормональных препаратов.

Указанные причины для развития гиперплазии молочных желез пациенту на первый взгляд не кажутся связанными и серьезными грудными заболеваниями. На практике же это повод для беспокойства со стороны врача-маммолога. Лечение гиперплазии молочных желез разной сложности не будет эффективным, если качественно не устранить при этом первопричину. В противном случае возможен рецидив.

Фото 1. Хорошо распознается — хорошо лечится

Риск развития онкологии

Большинство видов гиперплазии не требуют радикального лечения. Принимая во внимание тип и стадию заболевания, врач составляет план действий. Если это ранняя фаза — выявляет и устраняет причины появления уплотнения в груди. Если же в молочной железе обнаружено новообразование большого размера или у женщины атипичная гиперплазия, может понадобиться оперативное вмешательство.

Мы в Специализированном маммологическом центре предоставляем все услуги по лечению: от диагностики и постановки диагноза до операций и послеоперативного наблюдения. Каждой пациентке клинки подробно рассказываем о результатах исследования, простыми словами объясняем сложную медицинскую терминологию и отвечаем на интересующие вопросы.

В медцентре работают врачи высшей категории, которые ежегодно повышают навыки на профильных конференциях, форумах и симпозиумах. Помимо маммологов и диагностов, у нас есть эндокринолог, который имеет 10+ лет опыта в решении гормональных проблем у женщин. Чтобы поставить единственно правильный диагноз и определить нужное лечение, они могут собраться на врачебный совет.

Аппаратное обследование проводим с применением техники экспертного класса. Она позволяет нам увидеть малейшие изменения в ткани молочной железы на ранней стадии.

Обследование у маммолога каждой женщине нужно проходить минимум раз в год. Если вы давно не были у врача, записывайтесь на прием по номеру 044-344-65-28 или оставляйте заявку на сайте.

Спасибо!

Мы получили заявку и свяжемся
с вами в течение 20 минут.

Что такое маммография — DocDoc.ru

Маммография — что это за процедура? Это исследование молочных желёз на предмет диагностики онкологических и других заболеваний женской груди. Так как обследование назначают всем женщинам без исключения, возникает много вопросов на эту тему. Для начала разберемся какие виды бывают.

Самая простая и всем известная процедура – рентгенография. Снимки печатаются на плёнке, отображаются светлые и затемненные участки, которые указывают на новообразования. Цифровая маммография проводится также рентгеновским аппаратом, но лучи проходя через ткани попадают на компьютерный датчик и выводят данные на монитор. Аппарат называется маммограф, снимки — маммограммы. Точность пленочного исследования 75%, в то время как цифровой метод даёт 95%. Компьютерная маммография позволяет делать снимки в двух и трёх проекциях, а также приближать и более детально изучать изображение. Как раз этот метод подходит для массовой скрининговой процедуры.

Прицельная маммография – дополнительный рентгенологический снимок конкретного участка молочной железы. Применяется, когда необходимо дополнительно обследовать подозрительный участок или детально рассмотреть обнаруженное новообразование. Приближают именно проблемную зону, получая снимок под другим углом и с более точной информацией. Обзорная маммография захватывает кроме молочных желез лимфатические узлы подмышечной впадины и ключицы. Магнитно – резонансное исследование груди максимально информативное и безопасное, но малодоступно из-за высокой стоимости. Следующий метод – оптический. Он появился недавно, малоизвестен и мало распространен. Ультразвуковой способ проводится для уточнения картины, полученной после рентгенографии или женщинам, которым противопоказана цифровая маммография.

Радиотермометрия или микроволновая маммография создана на теории изменений температуры тела в участках онкологических очагов. Позволяет диагностировать не только рак на ранней стадии, но и мастопатию. Результат выводится на монитор компьютера и выглядит как цветная картинка, отображающая тепловые перепады в различных местах молочной железы. Электроимпедансная маммография – новое российское изобретение. Молочные железы подвергаются воздействию переменного тока с маленькой мощностью. Датчик преобразует сигналы сопротивления тканей и выводит трехмерное изображение на экран монитора. Диагностика не имеет противопоказаний, обладает точностью 75%, безболезненный, быстрый и дорогостоящий.

Что показывает рентген молочных желёз? Что выявляет у женщин, что даёт и зачем делать рентген, когда ничего не беспокоит?

Многие образования в женской груди никак не проявляют себя на ранних стадиях. Маммография способна обнаружить кисты, фиброаденомы, кальцинаты, раковую опухоль. Ранняя диагностика рака имеет важное значение и спасло жизни тысячам женщин от 40 до 49 лет. Своевременно обнаруженная опухоль дает большие шансы на выздоровление без операции и химиотерапии. Наиболее частый вопрос касается возрастных ограничений и периодичности прохождения.

Если вас беспокоит какая-то проблема со здоровьем, запишитесь на диагностику. Успех лечения зависит от правильно поставленного диагноза.

С какого возраста можно делать маммографию и с какого возраста она обязательна? Как часто надо делать?

Впервые врач направляет на исследование в 40 лет. Именно с этого возраста процедура становится ежегодной для каждой женщины в течение 10 лет. Далее обследоваться необходимо дважды в год. Почему не делают маммографию до 40 лет? Потому что исследование будет малоинформативным. В молодом возрасте молочная железа состоит преимущественно из мышечной ткани, которая отлично визуализируется на УЗИ. Позже она заменяется жировой и оптимальной диагностикой становится рентгенография.

Со скольки лет делается маммография и можно ли до 40 лет сделать без направления? С 18 до 39 лет маммографию можно сделать только по направлению врача. Процедура показана пациенткам с подозрением на рак груди. Опасно ли делать маммографию до 40 лет? Никакой опасности процесс не представляет.

Насколько вредна процедура?

Точнее вредна ли маммография для организма, в принципе, каждый решит для себя сам, взвесив пользу и вред. Доза облучения меньше чем во время флюорографии. После введения обязательного обследования смертность от рака груди среди женщин в возрасте 40-55 лет снизилась на 1/3. В этом возрасте с каждым годом риск заболевания возрастает и вопрос вредно ли делать ежегодно отпадает сам собой.

Сколько раз в год рекомендуют проходить обследование после 50 лет? Один раз в полгода. В какие дни цикла нужно делать скрининг? Лучше делать в период цикла с 5 по 10 день, крайний срок 12 день от начала менструации. После наступления менопаузы можно делать в любой день. Сроки проведения по месячному циклу выбраны неспроста. В этот промежуток гормональный фон стабилен и у женщин нет болезненных ощущений, молочные протоки не увеличены, нет набухания. Перед месячными и во время них, любые манипуляции приносят дискомфорт. Так как процедура подразумевает сдавливание молочных желез этот фактор немаловажен.

При экстренной ситуации диагностика проводится в любое время и частота обследования определяется врачом. Процедура показана не только для диагностики, но и в целях оценки эффективности лечения, а также взятия пункции. При онкологии доктор решает, как часто можно делать маммографию молочных желез, учитывая состояние пациентки. Получив направление, женщинам хочется подготовиться морально и узнать, как проводится маммография.

Сколько по времени делают? Больно ли делать? Имеет ли значение размер бюста?

Диагностику проводят в рентген кабинете, длится процедура около 15 минут. В кабинете необходимо раздеться выше пояса и снять украшения. Молочная железа плотно сжимается держателями для улучшения визуализации и уменьшения облучения. При учтенном цикле процесс проходит безболезненно, хотя и неприятно. Болевые ощущения могут быть при мастопатии или если грудь маленького размера.

Как делается маммография маленькой груди? Устаревшие рентген — аппараты не имеют технической возможности зафиксировать маленькую молочную железу, но современные маммографы способны сделать снимок бесконтактно. Еще одна категория женщин интересуется можно ли делать с имплантами в груди рентгенографическое обследование? Теоретически провести процедуру возможно, но если имплант установлен над грудной мышцей, то он закрывает обзор четверти молочной железы. Если он установлен под мышцу, то видно почти всю железу. Тем не менее, врачи рекомендуют проходить профилактический осмотр с помощью МРТ. Если женщина обращается с целью проверить целостность импланта, то цифровая маммография будет неинформативна.

Сегодня нам открыты широкие диагностические возможности, дающие шанс прожить здоровую долгую жизнь. Внимательно прислушиваться к своему организму, проводить осмотр и обращать внимание на изменения в наших интересах. Обратитесь к маммологу при следующих симптомах: появление выделений из сосков, изменение их формы; боли в молочной железе независимо от менструального цикла; при обнаружении уплотнений в груди. Заметная деформация молочных желез или сосков тоже является поводом для обращения к доктору. Обратите внимание, если во время маммографии обнаружили лимфоузел, если нашли уплотнение или наличие опухоли – заключительный диагноз не поставят сразу. Сначала это образование дополнительно исследуют или дополнят другой диагностикой.

Еще один вопрос, который часто задают врачам: можно ли делать при грудном вскармливании рентгеновскую маммографию? Для проведения цифровой маммографии есть два абсолютных противопоказания – это период во время лактации и беременность женщины. При необходимости обследования молочных желёз беременным или кормящим альтернатива маммографии будет исследование груди ультразвуковым, методом или электроимпедансным. Мы разобрались как делают маммографию молочных желез, теперь обсудим вопрос подготовки.

Что нужно для маммографии? Можно ли есть перед процедурой и что брать с собой на обследование? И какой врач делает маммографию?

Проводит диагностику врач –рентгенолог или маммолог. С собой ничего не нужно, прием пищи не ограничен диетой или временными рамками. Единственная рекомендация врачей — это не употреблять энергетические напитки, кофе и крепкий чай, так как они оказывают возбуждающее действие на эмоциональное состояние. Волнение и беспокойство во время процесса усиливает восприятие болевого синдрома. Перед маммографией не следует наносить крема, лосьоны и другие косметические средства на область груди и подмышек. Также рекомендовано не использовать дезодорант, так как вещества, входящие в состав могут отобразиться как затемнения, тем самым исказив результат обследования.

Многие не понимают какая маммография лучше цифровая или рентгеновская. Для скрининга подходит и то и другое – это аналог. Преимущества цифровой маммографии заключается в расширенных возможностях обработки данных. Изображение можно реконструировать, приблизить, увеличить, повысить четкость, то есть изучить более детально. К тому же, информацию в электронном формате проще хранить и архивировать на неограниченный срок. Возможность пересылать в другие медицинские учреждения для консультации с докторами через интернет.

Вторым плюсом является уменьшение лучевой нагрузки. Недостатком цифровой маммографии можно считать стоимость диагностики в сравнении с пленочной рентгенографией. А также цифровой носитель не является документом, в отличие рентгеновской плёнки. С таким неудобством сталкиваются люди, которым необходимо предоставить результат исследования в суде или для комиссии, в целях подтверждения инвалидности.

Мы разобрались чем отличается цифровая маммография от обычной и чем её можно заменить. Так как результат обследования женщины получают на руки практически сразу, то прочитав некоторые заключения преждевременно пугаются и начинают волноваться. Ситуация может оказаться совсем не опасной, например, диагноз фиброзно-жировая инволюция. Редукция, то есть утрата предназначенной функции женской груди, подразумевает замену мышечной ткани груди на жировую или фиброзную. Этот процесс происходит с приближением менопаузы. Бюст теряет форму, кожа сморщивается и утрачивает упругость. Такое изменение не является заболеванием, если обнаружено после 45 лет. Это физиологический процесс, который, к сожалению, необратим. Если фиброзно-жировая инволюция обнаружена у молодой девушки, то это считается патологией и нуждается в лечении. Причиной является гормональное нарушение, которое поддается медикаментозному лечению.

Еще один диагноз, встречающийся достаточно часто – фиброз стромы. Одна из трех составляющих тканей молочных желез – соединительная, в груди она называется строма. Разрастание стромы грозит замещением железистой ткани и жировой. Эта патология не опасна, тем не менее, может обернуться осложнениями, дискомфортом и болями для самой женщины. Поэтому при обнаружении фиброза стромы лучше обратиться к маммологу, не пуская свое здоровье на самотёк.

Из новообразований в молочной железе наиболее известны фиброаденома и киста. Сами по себе эти образования доброкачественны и на маммограмме отображаются с четким ровным контуром. В случае размытых границ, исследование проводится более детально, так как это является одним из признаков злокачественной опухоли. Иногда спрашивают почему не видна фиброаденома на маммографии? Как правило фиброаденома хорошо диагностируется, но бывают обстоятельства, влияющие на информативность диагностики. Возможно образование слишком маленького размера и его трудно дифференцировать среди здоровой ткани. Также причиной может быть высокий уровень половых гормонов или слишком плотная структура мышечной ткани в молодом возрасте. В любом случае, при подозрении на наличие образования врач назначит дополнительные обследования.

Если у вас возникают вопросы или сомнения по результатам диагностики не стесняйтесь задавать вопросы своему лечащему врачу. В случае неудовлетворительного ответа вы в праве обратиться к другому специалисту, пройти исследование повторно, возможно в другом месте. Женское здоровье – чувствительно к стрессам, переживаниям и нагрузкам. Лучшей профилактикой является здоровый образ жизни, правильное питание, занятия спортом и своевременные медицинские обследования. Берегите себя в любом возрасте!

Данная статья размещена исключительно в познавательных целях, не заменяет приема у врача и не может быть использована для самодиагностики.

10 января 2019

Рак молочной железы

В структуре заболеваемости и смертности женского населения России от онкологических заболеваний рак молочной железы вышел на первое место и составляет 18,4%. Согласно официальной статистике, в 1997 г. было 52 вновь заболевших на 100 тыс. женского населения. В среднем риск заболеть раком молочной железы имеет каждая десятая женщина. Смертность среди заболевших составляет около 50%. Главной причиной высокой смертности является запущенность болезни. Так, больные с I, II стадиями, когда имеются реальные шансы на успех операции и благополучные отдаленные результаты, в среднем по России составили всего лишь 56 проц. Учитывая это, основным направлением современной маммологии по-прежнему является поиск путей ранней диагностики рака молочной железы. 

 На сегодняшний день признанным эффективным комплексом ранней диагностики рака молочной железы являются пальпация, маммография и цитология. Однако опыт показал, что среди больных, у которых пальпаторно выявлен опухолевый узел, в 50-60 проц. случаев определяются метастазы в подмышечные лимфоузлы, а шансы на пятилетнее выживание имеет лишь половина заболевших.

 Решение проблемы ранней диагностики и соответственно снижения смертности от этого заболевания возможно только на основе комплекса мероприятий, включающего санитарно-просветительную работу, направленную на возможно раннее обращение женщин за медицинской помощью, организацию массовых профилактических осмотров, повышение онкологической квалификации медицинского персонала, и прежде всего медицинских сестер смотровых кабинетов, участковых врачей, рентгенологов, хирургов, цитологов и других специалистов, а также организацию правильного комплексного дообследования женщин с изменениями в молочных железах, выявленными при массовых профилактических обследованиях.

Пальпация, маммография, пункция — вот современный оптимальный диагностический комплекс обследования больных с подозрением на рак молочной железы, применяемый во всех ведущих клиниках мира. Но еще более важным является обнаружение рака в доклинической стадии, когда опухоль не обнаруживается при пальпации. Среди методов доклинической диагностики рака молочной железы ведущее место сегодня занимает маммография. Современные рентгеновские установки обладают очень высокой разрешающей способностью, позволяя выявлять злокачественные опухоли размером 5-10 мм в доклинической стадии. Успехи маммографии в области маммологии открыли перспективу для применения органосохраняющих операций на молочной железе и повысили прогноз пятилетнего выживания, близкий к 100 проц.

 

В группах женщин, подвергавшихся регулярной маммографии, рак молочной железы в I стадии выявляется в 50-70 проц. случаев, причем у трети заболевших он находится в доклинической стадии, то есть не определяется при пальпации. Смертность от рака молочной железы через 10 лет регулярной маммографии снижается на 30 проц. В группе пациентов, подвергавшихся ежегодным профилактическим обследованиям с использованием маммографии, пятилетняя выживаемость для больных с I стадией заболевания приближается к 100 проц.

 

 Рентгенологическое исследование молочных желез должно производиться на специальных рентгеновских установках — маммографах, оснащенных трубками с молибденовым анодом, который осуществляет мягкое характеристическое излучение и обеспечивает компрессию молочной железы, укомплектованных специальными кассетами с экранами повышенной разрешающей способности.

 Рентгенологическое исследование молочных желез следует проводить на 6-9-й день после окончания менструации. Его начинают со стандартной рентгенографии в двух проекциях. Наиболее информативным является сочетание прямой (аксиальной) и косой проекций с направлением пучка лучей под углом 45 . Две указанные проекции дают наиболее полный охват молочных желез, ретромаммарного пространства. В целях уточнения состояния отдельных участков молочной железы производятся прицельные снимки с компрессией с помощью специальных тубусов. Для оценки состояния подмышечной области в целях выявления метастазов в регионарные лимфоузлы применяют аксиллографию в специальной проекции. 

 Для дифференциальной диагностики солидных образований и кист используют специальную методику — кистографию. Суть этой методики заключается в рентгенографии после пункции, забора жидкого содержимого кисты и введения в нее рентгеноконтрастного раствора. В последнее время для этих целей все более широко применяют ультразвуковое сканирование, которое, кстати, получает все большее применение в качестве метода дообследования больных, выявленных при маммографии. В затруднительных случаях, когда маммография не позволяет высказаться категорически в пользу природы опухоли, эхография может дать более убедительные результаты. В ультразвуковом изображении рак молочной железы чаще всего выглядит в виде гипоэхоидного образования с неровными, нечеткими контурами и гетерогенной внутренней структурой. Подобная картина характерна для рака скиррозного типа. Реже опухоль выглядит в виде гипо- или изоэхогенного образования шаровидной или овальной формы с умеренно гетерогенной структурой. Этот акустический тип характерен для опухолей медуллярного строения. Совсем редко рак молочной железы в ультразвуковом изображении представлен анэхоидным образованием неправильной формы с нечеткими контурами.

 При подозрении на внутрипротоковый рак, признаками которого является патологическая секреция из соска вне периода секреции и лактации, применяется контрастное исследование протоков — дуктография. Для этого в систему сецернирующих протоков вводят йодсодержащее водорастворимое контрастное вещество в количестве не более 0,5 мл, после чего выполняют снимки в прямой и боковой проекциях. 

 При непальпируемом раке применяется методика внутритканевой маркировки патологического очага перед операцией путем введения смеси водорастворимого контрастного вещества с красителем (метиленовый синий или индигокармин), который служит ориентиром хирургу во время операции, а затем и морфологу для взятия материала на гистологическое исследование. Пользуется также успехом методика «гарпуна» — подведение к патологическому участку через пункционную иглу крючка из сталистой проволоки.

 Рентгенологическая картина рака молочной железы в значительной мере зависит от морфологического строения гистологического строения опухоли. 50-60 проц. всех опухолей молочной железы располагается в верхненаружном квадранте. Остальные 40-50 проц. распределяются примерно с одинаковой частотой по другим квадрантам. Опухоль почти всегда локализуется в поверхностных отделах железы на расстоянии не более 5 см от кожи. Центральные отделы поражаются редко. Примерно 4 проц. опухолей располагается в ретромаммарном пространстве: в связи с чем при стандартной маммографии выявляются только в одной проекции. 

 Существуют две основные формы рака — узловая и диффузная. Среди узловых форм различают ограниченно растущие и местноинфильтрирующие. Наиболее часто встречается местноинфильтрирующий узловой рак — примерно в 75 проц. случаев. При гистологическом исследовании местноинфильтрирующий рак обычно имеет скиррозное строение. Основную массу опухоли составляют пласты соединительной ткани, между которыми рассеяны редкие комплексы раковых клеток. При пальпации эти опухоли имеют очень плотную, иногда даже хрящевую консистенцию.

 В рентгенологическом изображении узловой местноинфильтрирующий рак имеет наиболее характерную, можно даже сказать, патогномоничную в типичных случаях картину. Классическим признаком этой формы рака является узел неправильной, звездчатой, полигональной или амебовидной формы с неровными и нечеткими контурами. Для местоинфильтрирующего рака характерно несоответствие размеров опухолевого узла, определяемого пальпаторно, и величины опухоли на маммограммах. В рентгенологическом изображении опухоль, как правило, меньше той, что определяется пальпацией. Несоответствие пальпаторных и рентгенологических размеров объясняется сопутствующим отеком окружающих тканей и их фиксацией к опухоли.

 Структура местноинфильтрирующих опухолей на рентгенограммах кажется негомогенной, что отчасти объясняется неоднородностью их гистологического строения: скиррозные участки дают более интенсивное отображение. Но структура рентгенологической тени в значительной мере определяется также формой опухоли; при неправильной форме узла его тень на рентгенограмме выглядит неоднородной вследствие того, что на разные участки пленки проецируются разный массив опухоли. В целом же местноинфильтрирующие опухоли создают затемнение более высокой оптической плотности по сравнению с опухолями медуллярного строения.

 Для скиррозных опухолей очень характерно наличие мелкоточечных обызвествлений, расположенных группами внутри или в непосредственной окружности опухоли. Микрокальцинаты при раке обнаруживаются в 51 проц. случаев.

 Морфологическим субстратом микрокальцинатов, как полагают, является отложение извести в некротические участки опухоли, а также сгущение и обызвествление секрета в просвете млечных путей. Форма, размер, количество и характер распределения микрокальцинатов имеют большое значение в дифференциальной диагностике, поскольку при различных заболеваниях они отличаются большим своеобразием. При раке обызвествления носят мелкоточечный характер, напоминая песчинки неправильной формы, размеры которых составляют от 100 до 600 мкм. Установлена совершенно четкая зависимость между числом, характером распределения кальцинатов и вероятностью рака. С увеличением числа микрокальцинатов на единицу площади вероятность рака возрастает. Так, при более 15 микрокальцинатах на 1 кв. см вероятность рака достигает 80 проц. Обнаружение микрокальцинатов даже при отсутствии опухолевого узла весьма подозрительно на рак, поскольку кальцинаты нередко являются единственным признаком, позволяющим заподозрить рак молочной железы. При непальпируемом раке примерно у трети больных диагноз устанавливается только на основании обнаружения микрокальцинатов. Появление опухолевого узла на фоне кальцинации считается неблагоприятным признаком в отношении биологической активности опухоли. Особенно большое значение имеет обнаружение микрокальцинатов при развитии рака на фоне мастопатии, когда опухолевый узел маскируется обширными участками железисто-фиброзной гиперплазии и кистами. Небольшое число микрокальцинатов должно служить основанием для включения женщин в группу повышенного риска на заболеваемость раком молочной железы. Придавая определенное значение микрокальцинатам в диагностике рака молочной железы, следует помнить, что обызвествления встречаются также при доброкачественных процессах — склерозирующем аденозе, фиброаденоме и даже в нормальной железе. Многочисленные исследования показали, что при наличии микрокальцинатов рак обнаруживается лишь в 30 проц., в остальных 70 проц. обнаруживаются доброкачественные заболевания (фиброзно-кистозная мастопатия, мастит, фиброаденома и пр.).

 Структура тканей молочной железы за пределами опухоли при местно инфильтрирующем раке, как правило, резко изменена. Фиброзная строма железы теряет свою радиарную ориентацию от основания железы в сторону соска.

 Для этой формы рака характерным является наличие расходящихся во все стороны от опухоли тяжей, так называемых спикул. Лучистость вокруг раковой опухоли не следует принимать за распространение опухоли по лимфатическим щелям. Причина этого феномена иная. Лучистость вокруг опухоли образована стягиванием окружающих структур молочной железы на рубцующийся раковый узел. Дело в том, что в раковой опухоли происходят не только пролиферация злокачественных клеток, но также процессы регрессивного порядка — некроз опухолевых клеток и их замещение фиброзной тканью. В зоне опухоли и вокруг нее происходят атрофия и дистрофия железистой ткани. Все эти процессы ведут к сморщиванию, как самой опухоли, так и окружающих ее структур. Стромогенный и реактивный фибропластический процесс ведет к сморщиванию опухоли и стягиванию к ее центру окружающих структур. В процессе развития опухоли, продолжающегося иногда годами, соединительнотканная строма скиррозного рака претерпевает естественное развитие от грануляционной до зрелой фиброзной структуры с элементами гиалиноза. В процессе роста опухоль, захватывая все новые участки молочной железы, часто не только не ведет к увеличению объема пораженного органа, но, наоборот, вызывает в нем дистрофические и атрофические изменения, сопровождающиеся ретракцией прилежащих тканей. Вследствие отмеченных причин все структурные элементы пораженной молочной железы теряют свой нормальный ход, направляясь не к соску, а к опухоли. Следовательно, лучистость, исходящая от опухоли, — это не только распространение опухолевых элементов на окружающие ткани, но также (может быть даже в большей степени) результат ретракции нормальных структур молочной железы к опухоли. Непосредственно вокруг опухоли нередко наблюдается зона повышенной прозрачности, вызванная замещением железисто-фиброзных структур жировой тканью.

 В изменении структуры молочной железы при раке большое значение имеют сопутствующее воспаление и нарушение лимфооттока, ведущие к огрублению окружающих тяжистых структур.

 Одним из проявлений ракового лимфангита и лимфостаза является часто встречающаяся при местноинфильтрирующем раке «раковая дорожка», или «раковый мостик», связывающие опухолевый узел с соском или с кожей. Между опухолью и соском, а если опухоль располагается в поверхностных участках железы вдали от соска, то между ней и кожей появляется тяжистая дорожка ракового лимфангита. Премаммарное пространство вследствие этого суживается и теряет свою прозрачность. Вследствие лимфостаза кожа утолщается на ограниченном участке соответственно расположению опухоли. При распространении инфильтрации на субареолярную область происходит втяжение соска, этот феномен известен клиницистам как симптом умбиликации.

 При раке происходят местные расстройства кровообращения: гиперемия, венозный застой и развитие коллатералей, возникает расширение венозных стволов как вокруг опухоли, так и в подкожной жировой клетчатке.

 При расположении опухоли в глубине железы вблизи грудной стенки можно видеть сужение ретромаммарного пространства. 

Ограниченно растущий узловой рак составляет около 20 проц. всех злокачественных опухолей молочной железы. По гистологическому строению ограниченно растущий рак, как правило, медуллярная, коллоидная или слизистая аденокарцинома. При пальпации эти опухоли имеют мягкую консистенцию.

 В рентгенологическом изображении ограниченно растущие опухоли имеют округлую, овоидную или неправильную форму. Контуры опухоли обычно неровные, полицикличные, волнистые, но четкие. В некоторых случаях вокруг ограниченно растущего ракового узла наблюдается прозрачный ободок, рак имеет большое сходство с доброкачественной опухолью. Структура медуллярных опухолей обычно однородна, микрокалицинаты в большинстве случаев отсутствуют. 

 Структура окружающих тканей молочной железы при ограниченно растущем узловом раке, как правило, не изменена. Только достигая значительных размеров, опухоль оттесняет соседние структуры молочной железы. Лимфангит и соответственно дорожка к соску или коже обычно отсутствуют. Железистый треугольник, подкожный жировой слой премаммарного пространства, кожа и ареола с соском обычно не изменены, часто вблизи узла видна расширенная, штопорообразно извитая вена. Вероятность рака возрастает, когда на маммограмме выявляется нечеткость части контура. Особую тревогу должна вызывать дополнительная тяжистость по ходу млечных протоков, вызванная раковым лимфангитом. При этом возникает симптом, именуемый «хвостом кометы».

 Пальпаторно определяемые размеры ограниченно растущего узлового рака обычно совпадают с размерами, определяемыми на рентгенограммах.

 

Диффузно-инфильтративная форма рака молочной железы представляет для рентгенодиагностики наибольшие трудности. При этой форме рака опухолевый узел как таковой не дифференцируется. По этой причине диффузно-инфильтративный рак обычно распознается поздно, когда он уже имеет большую распространенность. На рентгенограммах при этом обнаруживается обширное однородное понижение прозрачности железы. Диффузный рак часто сопровождается отеком, в связи с чем эта форма рака называется также отечной. Границы опухоли нечетко очерчены, напоминают языки пламени. Все структурные элементы железы утолщены, премаммарное пространство сужено, прозрачность его понижена. Как правило, наблюдается ретракция соска. При отеке происходит изменение структур органа — кожи, жирового слоя, соединительнотканной стромы и железистой ткани. Утолщение кожи обычно носит диффузный характер, более заметно в области ареолы и вблизи локализации патологического очага. Часто наблюдается расслоение внутренних слоев кожи. При этом внутренний контур кожи становится неровным, фестончатым или зубчатым и теряет четкость. Нормальный нежный рисунок подкожного жирового слоя сменяется грубыми тяжистыми структурами, идущими косо или перпендикулярно ткани кожи, что придает подкожно жировому слою сетчато-ячеистый характер. На фоне этого рисунка нередко видны более грубые тяжистые образования, отходящие наподобие отростков вглубь подкожного жирового слоя, являющиеся отображением утолщенных связок Купера.

 

 Значительные изменения выявляются и в строме железистой части молочной железы. Наиболее часто выявляется равномерное уплотнение всей тени железистого треугольника, которая на рентгенограмме выглядит более интенсивной, чем нормальная железа. Уплотнение железистой ткани, как правило, сопровождается деформацией железистого треугольника: тень его увеличивается, контуры становятся более выпуклыми в сторону кожи, неровными и нечеткими. 

Структурный рисунок стромы в одних случаях приобретает вид грубых, хаотично переплетающихся между собой трабекулярно-тяжистых образований; в других случаях наблюдается веерообразный характер деформации. Этот тип деформации обусловлен изменением направления соединительнотканных элементов стромы, когда они идут не к соску, а к коже.

 Деформация структуры стромы обычно сопровождается потерей четкости контуров протоков, вследствие чего структурный рисунок становится нечетким, смазанным. В других случаях, наоборот, наблюдается заметное утолщение стенок протоков, вследствие чего они приобретают вид более грубых, чем в норме, отчетливо видимых образований. 

 Отечная молочная железа на рентгенограмме становится однородной, теряется разница плотностей подкожного жирового слоя и конуса более плотной железистой части. Отечная форма рака в рентгенологическом изображении имеет большое сходство с другими заболеваниями, в первую очередь с маститом. Только динамическое рентгенологическое наблюдение в процессе консервативного лечения, когда основные структурные элементы железы возвращаются к норме, позволяет исключить опухолевую природу процесса. Злокачественный отек, как локальный, так и диффузный, является плохим прогностическим признаком. 

 Особую разновидность рака молочной железы составляет болезнь Педжета (рак соска). Эта форма напоминает экзему. Источником возникновения является эпителий крупных протоков, откуда опухолевый процесс распространяется на сосок и ареолярную область. При пальпации только в 25 проц. определяется опухолевидное уплотнение тканей. 

 На маммограммах иногда удается обнаружить участок опухолевой инфильтрации в субареолярной зоне, а также ограниченное поле точечных обызвествлений в этой же области и вдоль млечных протоков. 

 При обследовании молочных желез больных с подозрением на рак следует помнить о существовании первично-множественного рака. По данным различных авторов, первично-множественный рак встречается в 10-20 проц. всех случаев рака молочной железы. Множественные узлы в молочных железах могут возникать синхронно или метахронно. Синхронным раком считаются опухоли, выявляемые либо одновременно, либо когда во второй железе опухоль обнаруживается по прошествии не более года после первой операции. Под метахронным раком понимают рак, возникший по прошествии не менее двух лет после лечения первого рака. Это обстоятельство имеет значение для выбора рациональной тактики обследования женщин с подозрением на рак, повышенного внимания к обследованию обоих молочных желез при обнаружении опухоли в одной из них и выбора оптимальных ритмов обследования женщин после операции по поводу впервые выявленной и удаленной опухоли. Вероятность развития метахронного рака составляет около 10 проц. по отношению ко всем случаям первичного рака молочной железы. Период времени от 2 до 5 лет после первой операции считается наиболее опасным в плане развития метахронного рака. 

 Для выбора рациональной лечебной тактики большое значение имеет оценка распространенности злокачественного процесса. Для выявления метастазов в подмышечные лимфоузлы предложена специальная рентгенологическая методика — аксиллография. Однако исследования последних лет показывают, что для этих целей более информативным является ультразвуковое исследование, чувствительность которого, по данным различных авторов, колеблется от 70 до 90 проц., а точность достигает 80 проц. 

 Особо следует остановиться на непальпируемом раке. По данным профилактических маммографических осмотров, эта форма рака составляет от 20 до 40 проц. По нашим данным, при непальпируемом раке при маммографии в 72 проц. удается выявить опухолевый узел размером от 0,3 до 1,5 см. У 28 проц. больных узел рентгенологически не выявлялся, а имелись лишь косвенные признаки рака — микрокальцинаты и перестройка структуры молочной железы, наиболее важным из которых являлась лучистость контуров опухоли. 

Грубая крупнопетлистая деформация стромы молочной железы — Вопрос онкологу

Если вы не нашли нужной информации среди ответов на этот вопрос, или же ваша проблема немного отличается от представленной, попробуйте задать дополнительный вопрос врачу на этой же странице, если он будет по теме основного вопроса. Вы также можете задать новый вопрос, и через некоторое время наши врачи на него ответят. Это бесплатно. Также можете поискать нужную информацию в похожих вопросах на этой странице или через страницу поиска по сайту. Мы будем очень благодарны, если Вы порекомендуете нас своим друзьям в социальных сетях.

Медпортал 03online.com осуществляет медконсультации в режиме переписки с врачами на сайте. Здесь вы получаете ответы от реальных практикующих специалистов в своей области. В настоящий момент на сайте можно получить консультацию по 71 направлению: специалиста COVID-19, аллерголога, анестезиолога-реаниматолога, венеролога, гастроэнтеролога, гематолога, генетика, гепатолога, гериатра, гинеколога, гинеколога-эндокринолога, гомеопата, дерматолога, детского гастроэнтеролога, детского гинеколога, детского дерматолога, детского инфекциониста, детского кардиолога, детского лора, детского невролога, детского нефролога, детского офтальмолога, детского психолога, детского пульмонолога, детского ревматолога, детского уролога, детского хирурга, детского эндокринолога, дефектолога, диетолога, иммунолога, инфекциониста, кардиолога, клинического психолога, косметолога, логопеда, лора, маммолога, медицинского юриста, нарколога, невропатолога, нейрохирурга, неонатолога, нефролога, нутрициолога, онколога, онкоуролога, ортопеда-травматолога, офтальмолога, паразитолога, педиатра, пластического хирурга, проктолога, психиатра, психолога, пульмонолога, ревматолога, рентгенолога, репродуктолога, сексолога-андролога, стоматолога, трихолога, уролога, фармацевта, физиотерапевта, фитотерапевта, флеболога, фтизиатра, хирурга, эндокринолога.

Мы отвечаем на 97.17% вопросов.

Оставайтесь с нами и будьте здоровы!

Диффузный фиброаденоматоз молочных желёз | СПб ГБУЗ «Городская поликлиника №122»



Диффузный фиброаденоматоз молочных желёз | СПб ГБУЗ «Городская поликлиника №122»

6

Фев
2016
Диффузный фиброаденоматоз молочных желёз (ФАМ) – это доброкачественное заболевание  молочной железы, которое может захватывать как одну, так и обе груди.
Основополагающей причиной развития фиброаденоматоза считается дисбаланс гормональной системы в организме. Как правило, изменения в гормональном фоне женщины происходит в следующих случаях:
стрессовые ситуации – психическая нестабильность, психоэмоциональные срывы. Особенно, если человек находится в стрессовом состоянии постоянно или длительное время;
гинекологические заболевания, сопровождающиеся расстройством функциональной способности яичников, спровоцированные воспалительными процессами репродуктивных органов, нарушениями менструального цикла;
аборты, в том числе и медикаментозные.
отказ или раннее прекращение грудного вскармливания малыша – провоцирует застой в молочных железах. Грудное вскармливание  следует практиковать как минимум в течение года после рождения ребенка;
сексуальные проблемы – практика прерванного полового акта, нерегулярный секс или отсутствие постоянного полового партнера, неудовлетворение сексуальных потребностей;
патологии щитовидной железы – недостаток или избыток гормонов щитовидной железы  влияет и на баланс половых гормонов;
вредные привычки (курение, употребление алкоголя).
Фиброаденоматоз может протекать в различных формах:
диффузный
локализованный
очаговый
кистозный
фиброзный
узловой
 Форму заболевания определяет врач-маммолог, онколог.
Симптомами заболевания могут быть:
часто повторяющиеся колющие боли в молочной железе;
нагрубание и уплотнение молочных желез за несколько дней до начала менструации или вне зависимости от цикла;
ощущение давления и жгучей боли в молочной железе;
выделения из молочных протоков, как самостоятельные, так и появляющиеся при сдавливании соска;
увеличение лимфатических узлов в подмышечной области (иногда).
Болезненность имеет свойство усиливаться после нервного или физического перенапряжения.
Обнаружив у себя хоть один из выше перечисленных признаков, стоит незамедлительно обратиться к врачу-маммологу или онкологу !
Для того чтобы заметить изменения ткани молочной железы, необходимо проводить ежемесячное обследование!
Выполнить его может каждая женщина самостоятельно. Для этого необходимо внимательно ощупать грудь по всей окружности, а потом более внимательно – в каждом квадранте.
В настоящее время широкое распространение получили рентгенологический (цифровая маммография) и  ультразвуковой методы исследования.
Ультразвуковое исследование более предпочтительно для молодых женщин.
Уважаемые пациентки, обращаем Ваше внимание, что в условиях нашей поликлиники оба метода активно выполняются на современном оборудовании.
 Женщинам старше 39 лет обязательно проходить маммографию, независимо от того, есть у них жалобы или нет.
Начиная с 39 до 50 лет, если нет жалоб, необходимо выполнять обследование 1 раз в 2 года, после 50 лет-1 раз в год.
Частота обследования, прежде всего, зависит от присутствия рисков, наследственности, а также при наличии каких-либо жалоб.
Кроме того, нужно избегать неблагоприятных факторов и переохлаждений, правильно питаться и носить удобное бельё.
Основные принципы терапии фиброаденоматоза
Для определения необходимой схемы терапевтических мероприятий важно установить и устранить причину патологии, а также сбалансировать работу гормональной системы.
Подбор лечения осуществляется в зависимости от возрастной категории пациента, стадии болезни, особенности метаболизма и гормонального фона, наличия каких-либо других смежных патологий в организме.
В настоящее время терапия данного заболевания предполагает назначение гормональных препаратов, гомеопатических средств, витаминов, антидепрессантов, адаптогенов. Для снятия болезненности могут быть назначены нестероидные противовоспалительные средства, однако это делается на непродолжительный период.
Метод обследования и схема лечения назначается врачом в индивидуальном порядке, учитывая особенности каждой женщины.
Хирургическое вмешательство требуется только если существует подозрение на рак.
С  целью сохранения женского здоровья рекомендуется ежегодно наблюдаться у гинеколога и маммолога!

Гистологические варианты инвазивного рака молочной железы

Для РМЖ характерен широкий круг специфических гистологических вариантов, имеющих определенный прогноз и клиническую характеристику.

I. Инвазивный (инфильтрирующий) протоковый РМЖ

Этим термином называют группу злокачественных опухолей из эпителия протоков, которые разрушают базальную мембрану протоков и образуют очаги роста в окружающей строме. Часто, кроме инвазии базальной мембраны, отмечают инвазию стенки лимфатических и кровяных сосудов, что создает условия для образования отдаленных метастазов. Это наиболее распространенная форма РМЖ. По разным данным инвазивный протоковый рак составляет от 40 до 70% всех случаев РМЖ [1, 8, 203].

На сегодня полагают, что все эпителиальные опухоли образуются в эпителии концевой протоково-дольковой единицы. Понятие о протоково-дольковой единице сформировалось в последние годы на основании результатов исследования гистогенеза эпителиального компонента молочной железы. Терминальные протоки и ацинусы было принято называть «концевой протоково-дольковой единицей». Каждая из них окружена рыхлой внутридольковой соединительной тканью, отличающейся от междольковой стромы.

Инвазивный протоковый рак возникает чаще в левой молочной железе (соотношение примерно 1,7:1). В 40–50% случаев опухоль расположена в верхненаружном квадранте молочной железы, реже — в центральном или верхне­внутреннем и очень редко — в верхненаружном или верхне­внутреннем квадрантах.

Большинство случаев РМЖ имеет клиническое проявление и многие женщины сами способны прощупать опухолевое уплотнение в железе. Однако бывают случаи бессимптомного РМЖ, поэтому введение скрининга повышает выявление бессимптомного рака.

Не существует надежных клинических признаков, отличающих РМЖ от доброкачественных процессов. Для диагностики рака необходимо гистологическое исследование опухоли. Цитологический метод помогает выявить большинство морфологических вариантов рака, хотя не является абсолютно достоверным для всех вариан­тов и зависит от качества забора материала.

Оценивая клинические данные, необходимо помнить, что доброкачественные процессы характерны скорее у женщин молодого возраста. Наиболее частым симптомом является уплотнение в грудной железе, которое может сопровождаться или не сопровождаться болью. Изменения соска (втяжение, деформация или изъязвление) отмечают не так часто.

В перечень необходимых исследований входят маммо­графия, УЗИ, морфологическая верификация. Но начинают исследование с опроса и осмотра пациентки. Желательно выяснить причину и время возникновения уплотнения, оценить изменение кожи, формы молочной железы и сос­ка, а также состояние лимфатических узлов.

Маммография является методом периодического исследования женщин в возрасте старше 35 лет. Редко целесообразна у пациенток молодого возраста, за исключением случаев серьезного подозрения опухоли или очевидных признаков рака. Маммографические проявления
инвазивного протокового РМЖ различны и включают наличие хорошо обозначенной границы опухоли, очагов кальцинатов, нарушение структуры паренхимы. Наиболее частым рент­генографическим проявлением РМЖ является звездчатая или округ­лая опухолевая масса без кальцинатов (64%). В 20% случаев опухоль проявляется только кальцинатами без прочих видимых изменений паренхимы.

Инвазивный протоковый РМЖ без особенных специфических признаков («not otherwise specified») — наиболее часто выявляемый рак молочной железы. Эта группа разнородная и включает опухоли, не имеющие специфических свойств, позволяющих выделить их в отдельную группу. Приставка «not otherwise speci­fied» позволяет отличить эти типы рака от специфических. В гистологическом диагнозе это дополнение не является обязательным, достаточно указать термин «инвазивный протоковый рак».

Эпидемиологические признаки протокового РМЖ одинаковы для всех гистологических вариантов инвазивного рака в целом. Протоковый вариант инвазивного РМЖ поражает преимущественно женщин в возрасте старше 40 лет.

Известные факторы риска возникновения РМЖ характерны и для инвазивного протокового рака. Тем не менее следует отметить, что специфический тубулярный вариант протокового рака и дольковый рак чаще выявляют на фоне атипической протоковой гиперплазии и дольковой нео­плазии [1]. Случаи семейных карцином молочной железы, связанные с мутациями BRCA1, обычно проявляются возникновением протокового РМЖ и имеют некоторые морфологические особенности: типичная картина протокового рака комбинируется с наличием участков медуллярного рака, более высоким уровнем митотического индекса, более «агрессивных» краев опухоли, чем в случаях спорадического рака. Ассоциация с мутациями BRCA2 характеризуется более низким уровнем митозов и слабой тенденцией к формированию железисто-тубулярных структур [204]. Однако морфологические, иммунофенотипические и клинические особенности генетически обусловленного РМЖ требуют более детального изучения.

Макроскопический вид инвазивного рака не имеет специфических признаков, характерных для протокового вариан­та. Как правило, на разрезе опухоль в виде узла различной формы и размера (менее 10 мм — более 100 мм). Может иметь неправильную, звездчатую форму или быть четко очерченным узлом (фото 33). В классических случаях протоковая карцинома плотная при пальпации или даже твердая, как хрящ. В случаях возникновения рака на фоне предопухолевой патологии края рака могут быть нечеткими (фото 35).

Фото 33. Внешний вид опухоли и метастаза в подмышечной области. Первичная опухоль и метастаз в виде узла дольчатого строения, белесоватого цвета с четкими границами

Фото 34. Внешний вид слизистого рака. Опухоль в виде желе серого цвета с мелкими кровоизлияниями и некрозом в центре, с четкими границами

Фото 35. Внешний вид опухоли, возникшей на фоне очаговой мастопатии. Нет четкой границы между участком мастопатии и рака. Однако видно, что за счет высокой плотности ткани рак имеет ровную поверхность среза и острый край

Характерным признаком опухоли является серый цвет поверхности разреза.

Совокупность признаков: плотная серая опухоль с острым краем разреза позволяет с высокой достоверностью определить инвазивный РМЖ. Наиболее сложны случаи диагностики рака на фоне хронического воспалительного процесса. Липогранулема, как правило, тоже может быть плотной и иметь острый край разреза. Однако поверхность разреза липогранулемы желтая с белесоватыми прожилками, переплетающимися между собой. Рак на фоне воспалительного процесса крайне трудно диагностировать.

Гистологическое строение инвазивного протокового рака часто повторяет предсуществующее строение протоков (фото 36). В случаях высокой гистологической дифференцировки опухолевые клетки образуют преимущественно железистые, тубулярные структуры. Умеренно дифференцированная протоковая карцинома молочной железы характеризуется формированием альвеолярных структур, тяжей, трабекул (фото 37). В некоторых случаях преобладает фиброзная строма, а опухолевые клетки представлены отдельными клетками или цепочками клеток (фото 38, 39).

Фото 36. Инвазивный протоковый РМЖ G-1. Структуры рака повторяют строение протоков молочной железы, однако в строме есть отдельные комплексы опухолевых клеток, что подтверждает инвазивный тип роста. Отмечается инфильтрация жировой ткани. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 37. Инвазивный протоковый РМЖ G-2. Солидно-альвео­лярный тип строения, инвазия жировой ткани, гиалиноз стромы. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 38. Инвазивный протоковый РМЖ G-2. Скиррозный тип роста опухоли: гиалиноз стромы, клетки рака формируют цепочки, мелкие железистые структуры, небольшие солидные скопления. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 39. Инвазивный протоковый рак скиррозного строения. Опухолевые клетки формируют цепочки на фоне гиалинизированной стромы. х 200

По мере снижения дифференцировки рака объемное включение стромы уменьшается, раковые клетки формируют солидные поля. Иногда преобладают относительно обособленные железистые комплексы (фото 40).

Фото 40. Инвазивный протоковый РМЖ G-3. Строма сохранена в виде отдельных коллагеновых волокон и клетки рака вытесняют строму, формируя причудливые ветвистые структуры, местами напоминающие железы. Гематоксилин-эозин, х 200

Опухолевые клетки протокового рака более крупные, чем клетки долькового рака, с выраженной цитоплазмой. Клеточный полиморфизм представлен в разной степени, в зависимости от степени гистологической дифференцировки (фото 41, 42).

Фото 41. Инвазивный протоковый РМЖ G-3. Рак состоит из крупных клеток, утративших характерное для протоков распределение эпителия в виде слоев, но сохранивших тенденцию к адгезии. В клетках хорошо видна широкая цитоплазма, ядра полиморфные крупные. Гематоксилин-эозин, х 400

Фото 42. Инвазивный недифференцированный РМЖ, вероятно из эпителия протоков G-4. Клетки рака крупные со светлым большим ядром и обильной эозинофильной цитоплазмой. Гематоксилин-­эозин, х 400

Диагноз «инвазивный протоковый рак молочной железы» правомочен, когда в более чем 50% площади опухоли тубулярное, железистое или протоковое строение. Если в опухоли характерный протоковый компонент занимает 49% и менее, а остальной объем опухоли — другие формы рака, то следует использовать термин «рак смешанного типа». Примерами таких опухолей являются смешанный протоково-дольковый рак (фото 43–45), а к особым формам рака относят плеоморфный рак, рак с гигантскими клетками типа остеокластов, рак с признаками хорион­карциномы, рак с меланоцитарной характеристикой.

Фото 43. Инвазивный смешанный дольково-протоковый РМЖ G-2. В правом верхнем углу участок протокового рака, остальная часть опухоли представлена дольковым раком скиррозного строения. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 44. Инвазивный смешанный дольково-протоковый РМЖ G-2. В центре три участка протокового (угревидного, комедо-) рака, во­круг участки долькового рака. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 44a. Инвазивный смешанный дольково-протоковый РМЖ G-2. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 45. Плеоморфный РМЖ. Опухоль состоит из клеток разных размеров и формы. Гематоксилин-эозин, х 200

В случае плеоморфного рака >50% массы опухоли занимают крупные полиморфные, веретеновидные клетки, а также гигантские многоядерные клетки или клетки с дифференцировкой плеоморфной рабдомиосаркомы. Этот вариант всегда оценивают как низкодифференцированный (G-3), характеризуется склонностью к агрессивному течению (у 50% пациенток ≥3 пораженных лимфатических узлов к моменту установления диагноза). Средний возраст пациенток составляет около 50 лет. Опухоль дает позитивную реакцию на цитокератины, антиген эпителиальных мембран (EMA), негативную реакцию с рецепторами прогестерона и эстрогена.

Рак с гигантскими клетками типа остеокластов — это редкая опухоль с более благоприятным прогнозом, чем протоковый рак. Гистологическое строение опухоли похоже на инвазивный протоковый рак, однако отмечают наличие отдельных многоядерных гигантских клеток или их скопления в виде очагов (фото 46). Возможны варианты с другими формами рака, такими как муцинозный, папиллярный и прочие [205]. Согласно результатам иммуногистохимического, электронномикроскопического исследования принято считать, что гигантские клетки происходят из гистиоцитов — макрофагов (в клетках негативная реакция на цитокератины, позитивная на CD68).

Средний возраст пациентов с этой патологией составляет 51 год. Кроме наличия гигантских клеток в строме отмечают признаки воспаления: клеточную инфильтрацию из лимфоцитов, моноцитов, мононуклеарных и стромальных гистио­цитов, в том числе двухъядерных, экстраваскулярное расположение эритроцитов, а также пролиферацию фибро­бластов. Гигантские клетки, как правило, выявляют возле эпителиального компонента или внутри протоков. Причем такие особенности строения отмечают в рецидивах и метастазах опухоли. Эпителиальный компонент, как правило, представлен высокодифференцированной инфильтрирующей протоковой карциномой. Однако возможны криброзные, дольковые, муцинозные, тубулярные участки карциномы. Пятилетняя выживаемость пациентов с этим видом рака несколько выше, чем у больных инвазивным протоковым раком, и составляет в среднем 70%. Однако некоторые авторы считают, что наличие остеокластов в опухоли не имеет прогностического значения [227–230].

Фото 46. Инвазивный рак с наличием гигантских клеток типа остео­кластов. Клетки рака — железистые структуры, однако на этом фоне видны гигантские многоядерные клетки. Гематоксилин-эозин, х 200

Клетки CD68+, S100- крупные, в них отсутствует экспрессия цитокератинов, эпителиальных мембран антигена, гладкомышечного актина, рецепторов эстрогена и прогестерона [231]. Однако содержится кислая фосфатаза, неспецифическая эстераза, лизоцим, а щелочная фосфатаза отсутствует.

Данные ультраструктурных и иммуногистохимических исследований показывают, что эти клетки являются гистиоцитами с остеокластической дифференцировкой. Результаты исследований in vitro свидетельствуют о том, что остео­класты могут происходить непосредственно из моноцитов и макрофагов. Это явление чрезвычайно важно при метастазировании в кости, когда опухолеассоциированные макрофаги, дифференцируясь во многоядерные клетки, обусловливают резорб­цию кости.

В строме большое количество сосудов, полиморфная клеточная инфильтрация с наличием лимфоцитов, моноцитов, плазматических клеток, гистиоцитов. Вокруг структур рака большое количество крупных многоядерных клеток типа остеокластов, CD68+, цитакератин-негативных. В ядрах клеток рака выявлены рецепторы эстрогена и прогестерона.

Следует отметить, что многоядерные гигантские клетки типа остеокластов выявляют не только при раке, но злокачественной листовидной опухоли и остеогенной саркоме молочной железы.

При проведении дифференциальной диагностики этих опухолей необходимо учитывать следующие признаки. При злокачественной листовидной опухоли с участками типа остеогенной саркомы характерна более четкая граница между опухолью и тканью молочной железы, чем при остеогенной саркоме, наличие структур листовидной опухоли, часто выявляют другие виды сарком, больше 10 митозов в одном поле зрения, более благоприятное клиническое течение, как правило, отсутствие эффекта гормональной терапии.

Остеогенная саркома молочной железы характеризуется инфильтративным типом роста, отсутствием других видов сарком и эпителиального компонента в опухоли. Эта опухоль более склонна к гематогенным метастазам, не имеет рецепторов эстрогена и прогестерона.

В отличие от стромальных опухолей с наличием остеогенной дифференцировки, в карциноме молочной железы многоядерные гигантские клетки не опухолевые, а реактивные, возможно проявление иммунной реакции.

Прогностическое значение их еще предстоит изучить. Детальное исследование эпителиального компонента в опухоли позволяет дифференцировать этот вид карциномы от злокачественной листовидной опухоли с наличием остеокластов.

Крайне редким вариантом протокового рака является рак с признаками хорионкарциномы. При этом варианте рака выявляют клетки, содержащие β-хорионический гонадотропин. В крови таких больных определяют повышенный уровень этого гормона. Гистологическое строение рака действительно похоже на хорионкарциному.

В единичных сообщениях описывается так называемый рак с меланоцитарной характеристикой (фото 47, 48). По­скольку генетический анализ выявил LOH (loss of heterozygosity) в одних и тех же локусах хромосом всех клеток опухоли, можно сделать вывод о трансформации одного типа клеток в другие. При диагностике этой формы рака необходимо исключить первичную меланому кожи молочной железы (особенно при поражении кожи раком) (фото 49–51). Также необходимо исключить болезнь Педжета, при которой могут выявлять клетки, содержащие меланин [205] (фото 88, 89).

Фото 47. Рак с меланоцитарной характеристикой. РМЖ инфильтрирует эпидермис, создает картину, характерную для меланомы. Сходство с меланомой усиливается за счет наличия отдельных клеток, содержащих в цитоплазме коричневый пигмент (в правом верхнем углу). Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 48. Рак с меланоцитарной характеристикой. Опухоль состоит из мелких клеток типа меланоцитов. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 49. Рак с меланоцитарной характеристикой. Экспрессия Cytokeratin pan (клон AE1/AE3, производство DAKO). Иммуногистохимическое окрашивание, система визуализации EnVision, хромо­­ген DAB. Окрашивание цитоплазмы опухолевых клеток позитивное, что характерно для рака, а не для меланомы, х 200

Фото 50. Рак с меланоцитарной характеристикой. Экспрессия рецептора эстрогена (клон 1D5, производство DAKO). Иммуногистохимическое окрашивание, система визуализации EnVision, хромоген DAB. Отмечается позитивное окрашивание ядра опухолевых клеток, что характерно для РМЖ, х 200

Фото 51. Рак с меланоцитарной характеристикой. Экспрессия рецептора эстрогена (клон 1D5, производство DAKO). Иммуногистохимическое окрашивание, система визуализации EnVision, хромоген DAB. Отмечается позитивное окрашивание ядра опухолевых клеток, что характерно для РМЖ, х 400

Фото 88. Рак Педжета. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 89. Рак Педжета. Гематоксилин-эозин, х 200

II. Инвазивный дольковый рак молочной железы

Инвазивный дольковый рак составляет до 15% всех форм инвазивного РМЖ. По нашим наблюдениям его истинная частота выше, особенно с учетом наличия полей долькового рака в опухолях с преобладающим протоковым строением. Последние 20 лет ряд исследователей отмечают повышение частоты долькового РМЖ у женщин в возрасте младше 50 лет, особенно у применяющих гормонзаместительную терапию [1, 206, 207].

Нет существенных особенностей клинического течения этого варианта рака, хотя отмечено более частое вовлечение центральных отделов молочной железы, а также мультицентричное или билатеральное поражение [208].

Иногда возникают трудности диагностики этой опухоли. Это обусловлено спецификой гистологического строения долькового рака в отдельных случаях. Прежде всего это наличие массивных полей фиброза в скиррозных подвариантах опухоли, что не позволяет получить информативный материал при пункционной биопсии. Частый мультицентричный тип роста опухоли, состоящей из очень мелких очагов поражения, затрудняет проведение прицельной биопсии.

Для инвазивного долькового рака характерным является пролиферация мелких однотипных клеток, в той или иной степени потерявших способность к адгезии между собой (фото 52, 53). Типичной является инфильтрация фиброзной стромы в виде линейных тяжей или концентрических структур вокруг нормальных протоков (фото 54, 55, 56). Выделяют несколько вариантов роста долькового рака: солидный, альвеолярный и вариант плеоморфного долькового рака. В основе этого роста лежит потеря опухолевыми клетками Е-кадгеринов. В спорных случаях с целью дифференциальной диагностики между протоковым и дольковым РМЖ рекомендовано проводить иммуногистохимическое исследование с антителом против белка Е-кадгерина. Протоковый рак экспрессирует этот белок, а дольковый рак нет. Когда выявление Е-кадгеринов недоступно, исследователю может помочь изучение гистологического строения опухоли. Если определяют отдельные нормальные протоки, а рак состоит из мелких мономорфных клеток, формирующих тубулярные и линейные структуры в виде цуг, радиально расположенных вокруг протоков типа структур «мишени», то такой рак следует трактовать как инвазивный дольковый рак [1]. В некоторых случаях строение рака настолько меняется, что его трудно отличить от крупноклеточной лимфомы (фото 57–59).

Фото 52. Инвазивный дольковый РМЖ G-1. Строение опухоли по­вторяет строение ацинусов молочной железы. Гематоксилин-­эозин, х 200

Фото 53. Инвазивный дольковый РМЖ G-2. Опухоль состоит из солидных участков, имеющих тенденцию к формированию долек. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 54. Инвазивный дольковый РМЖ скиррозного строения G-2. Опухоль имеет плотную гиалинизированную строму, клетки рака формируют отдельные цепочки и цуги. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 55. Инвазивный дольковый РМЖ скиррозного строения G-2. Опухоль имеет плотную гиалинизированную строму, клетки рака формируют отдельные цепочки. Имеется инвазия жировой ткани. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 56. Инвазивный дольковый РМЖ скиррозного строения G2. Переневральная опухолевая инвазия. Гематоксилин-эозин, х 200.

Фото 57. Инвазивный дольковый РМЖ G-3. Опухолевые клетки весьма похожи на лимфоциты, отмечается диффузная инфильтрация. Размеры клеток разные, однако преобладают мелкие клетки. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 58. Инвазивный недифференцированный рак, вероятно из клеток долек G-4. Клетки рака полиморфные, цитоплазма скудная, однако они более мелкие, чем в протоковом раке, и располагаются разрозненно. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 59. Инвазивный дольковый РМЖ G-2. Клетки рака мелкие и формируют отдельные цепочки. В строме очаги гиалиноза. Гематоксилин-эозин, х 200

В 70–95% инвазивного долькового РМЖ отмечают позитивную экспрессию рецептора эстрогена, в то время как в протоковом раке этот рецептор выявляют в 70–80% случаев (фото 60). Рецептор прогестерона в обоих гистологических вариантах рака определяют с одинаковой частой — 60–70%. В высокодифференцированном дольковом РМЖ экспрессия рецептора эстрогена является наиболее высокой доходя до 100%. В плеоморфном варианте долькового рака (G-3) уровень экспрессии рецепторов стероидных гормонов снижается до 10% [209].

Фото 60. Инвазивный дольковый РМЖ. Экспрессия рецептора эстрогена (клон 1D5, производство DAKO). Иммуногистохимическое окрашивание, система визуализации EnVision, хромоген DAB. Отмечается позитивное окрашивание ядра опухолевых клеток, х 200

Пролиферативная активность долькового РМЖ обычно более низкая, чем протокового. Гипер­экспрессию онкобелка HER-2/neu отмечают крайне редко и только в плеоморфном подварианте долькового рака [1, 209, 210].

Исследование долькового рака с помощью проточной цитометрии позволило получить данные, свидетельствующие о том, что около 50% случаев долькового РМЖ являются диплоидными. Другие методы исследования, такие как цитогенетические или сравнительная геномная гибридизация, подтвердили снижение частоты хромосомных аномалий в дольковом раке по сравнению с протоковым. Наиболее частым геномным изменением долькового рака является потеря длинного плеча 16-й хромосомы (выявляют в 63–87% всех случаев).

Ген, кодирующий Е-кадгерин, находится в локусе 16q22. Нормальная работа этого гена обусловливает образование белка, обеспечивающего адгезию зрелого эпителия и дифференцировку клеток. Выявлена четкая корреляция между делецией 16q и потерей экспрессии Е-кадгерина. Данные иммуногистохимического исследования долькового рака свидетельствуют о том, что в 80–100% случаев происходит полная потеря способности к синтезу указанного белка. В то же время при протоковом раке данные изменения отмечают только в 30–60% случаев. Учитывая результаты молекулярного анализа, можно отметить, что отсутствие экспрессии к Е-кадгерину в раковых клетках коррелирует с мутацией в сочетании с инакти­вацией аллеля дикого типа [1, 211]. Альтернативные механизмы также могут вызывать повреждение самого белка и/или кадгеринассоциированных белков.

Изучение ранних стадий развития рака выявило потерю гетерозиготности 16q-региона и экспрессию Е-кадгерина в смешанном протоково-дольковом раке и дольковом раке in situ. Это может быть важным для понимания онкогенеза РМЖ и свидетельствует о реальном предшественнике инвазивного рака. Помимо указанных геномных изменений отмечена потеря ряда других, соседних с 16q, локусов.

III. Тубулярный РМЖ

Этот вид РМЖ выделяют в отдельный вариант из-за особенностей клинического течения. Тубулярный РМЖ отличается благоприятным прогнозом, почти все пациентки с этим раком живут 10 лет и более. Морфологической отличительной чертой рака является тубулярное строение. Рак состоит из округлых трубочек, выстланных однорядным мономорфным эпителием, равномерно расположенных на фоне фиброзной стромы. Для тубулярного РМЖ всегда характерна высокая гистологическая дифференцировка.

Истинный тубулярный рак выявляют в 2% случаев инвазивных вариантов РМЖ. В случаях раннего рака (Т1) доля тубулярного рака повышается до 7%. По сравнению с типичным протоковым раком тубулярный рак диагностируют у больных пожилого возраста, он меньшего размера и редко дает метастазы в лимфатических узлах [1]. Нередко этот вариант рака ассоциирован с радиальным рубцом, дольковой неоплазией, внутрипротоковым раком высокого уровня дифференцировки.

По гистологическому строению тубулярный РМЖ похож на высокодифференцированный протоковый рак. Отличие состоит в том, что опухолевые трубочки по­строены исключительно из одного слоя клеток, причем клеточный полиморфизм в таких видах рака слабо выражен.

Нет единого мнения исследователей в отношении необходимой минимальной доли участков, имеющих типичное тубулярное строение, для установления диагноза «тубулярный рак». Для практических целей принято считать, что 90% всей опухоли должны занимать тубулярные структуры. Случаи рака, имеющего от 50 до 90% площади тубулярное строение, следует трактовать как смешанный рак.

Структуры склерозирующего аденоза, радиального рубца и микрогландулярного аденоза весьма сходны с тубулярным раком. Для дифференциальной диагностики в этих случаях необходимо провести иммуногистохимическое исследование. В доброкачественных процессах обязательно выявляют слой миоэпителия вокруг дольковых и протоковых структур.

В тубулярном РМЖ почти всегда определяют рецепторы эстрогена и прогестерона, нет экспрессии HER-2/neu (ERBB2) и EGFR.

Генетические аномалии при этой форме рака определяют реже, чем при других вариантах РМЖ. При использовании методов LOH и CGH наиболее частые изменения выявлены в локусах 16q (потеря), 1q (усиление), 8p (потеря), 3p FHIT-локус, 11q ATM-локус. Важно отметить, что геномные изменения при тубулярном раке и других вариантах рака, по-видимому, свидетельствуют о генетических отличиях тубулярного рака (фото 61–63).

Фото 61. Тубулярный РМЖ. Опухолевые клетки формируют трубочки, их выстилка однорядная. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 62. Тубулярный РМЖ. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 63. Тубулярный РМЖ. Трубочки разного размера, эпителий преимущественно однорядный. Гематоксилин-эозин, х 200

Прогноз тубулярного РМЖ благоприятный, продолжительность жизни пациенток приближается к продолжительности жизни в популяции. Метастатическое поражение лимфатических узлов диагностируют крайне редко.

IV. Криброзный рак молочной железы

Криброзный РМЖ — редкий гистологический вариант, составляет от 0,8 до 3,5% всех случаев РМЖ. Этот вариант рака чаще выявляют у пациенток в возрасте 53 года–58 лет. Криброзный РМЖ характеризуется благоприятным клиническим течением и высокими показателями 10-летней выживаемости (от 90 до 100%). Довольно типичным признаком криброзного рака является наличие микрокальцинатов, в 20% случаев определяют мультифокальный тип роста.

В опухоли преобладает характерный паттерн протоковой карциномы с внутрипротоковыми структурами в виде арок или сита, отмечают очаги инвазии. Некоторые протоки имеют вид причудливой решетки, определяют участ­ки, характерные для внутрипротокового папиллярного рака и сосочкового рака. Данный гистологический вариант РМЖ похож на цилиндрому слюнной железы, поэтому иногда данный рак называют решетчатым раком или цилиндромой молочной железы.

Опухолевые клетки в основном дифференцированные, с незначительным ядерным полиморфизмом, митозы редки. В строме отмечают реактивную пролиферацию фибро­бластов.

Очаговые криброзные структуры часто выявляют во внутрипротоковых карциномах. Небольшие участки криброзной карциномы могут быть в структуре тубулярного рака.

Для криброзного рака характерна примесь различных гистологических вариантов рака в разном соотношении. Диагноз «инвазивный криброзный рак молочной железы» правомочен в случаях наличия протоковых структур с типичным криброзным строением в более чем 90% объе­ма опухоли. В случаях сочетания участков криброзного и тубулярного морфологического строения диагноз «кри­брозный рак» устанавливают, если он составляет ≥50%. В остальных случаях рекомендуется пользоваться термином «смешанный рак».

Криброзный рак редко дает метастазы в лимфатических узлах (до 14,3%).

Клинический прогноз криброзного рака сходен с прогнозом для тубулярного РМЖ.

Дифференцировать криброзный РМЖ необходимо от аденоидно-кистозного рака и карциноидом. Для последнего характерны внутрицитоплазматические аргирофильные гранулы. Для аденоидно-кистозного рака типичным является сохранность белка ламинина в базальных мембранах, а при криброзном раке отмечают участки ее инвазии и соответственно разрушения целостности базальной мембраны (фото 64, 65).

Фото 64. Криброзный РМЖ. Опухоль имеет вид сита, преобладают протоковые структуры. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 65. Криброзный РМЖ. Гематоксилин-эозин, х 200

V. Медуллярный рак

Медуллярный РМЖ — это хорошо отграниченная опухоль, построенная из низкодифференцированных клеток, которые формируют крупные пласты без железистых структур, строма скудная с выраженной лимфо­плазмоцитарной инфильтрацией.

Медуллярный рак выявляют в 1–2% всех карцином молочной железы. Средний возраст женщин, у которых выявлен медуллярный рак, составляет 45 лет–52 года.

Опухоль хорошо очерчена, мягкая при пальпации. При маммографии этот вариант карцином может быть принят за доброкачественное поражение, поскольку имеет отчетливо округлую форму с четкой границей и мягкую консистенцию. Цвет опухоли различный: от телесно-коричневого до серого. Часто отмечают фокусы некроза и кровоизлияний. Средний диаметр колеблется в пределах от 2,0 до 9,0 см.

Выделяют 5 классических морфологических черт медуллярной карциномы:

1) синцитиальные структуры отмечают в более чем в 75% площади опухолевого среза. Опухолевые клетки формируют пласты, обычно в четыре-пять и больше слоев клеток, разделенных небольшим количеством соединительной ткани. Возможны фокусы некроза и плоско­клеточной дифференцировки;

2) опухолевые клетки не формируют железы и трубочки даже в небольшом количестве;

3) обращает внимание выраженная лимфо­плазмоцитарная инфильтрация стромы. Плотность этого инфильтрата изменяется от случая к случаю, при этом мононуклеарные клетки могут быть единичными или настолько многочисленными, что полностью скрывают клетки опухоли. Возможны лимфоидные фолликулы и/или эпителиоидные гранулемы;

4) клетки опухоли обычно округлой формы с оптически пустой цитоплазмой и пузырьковидным ядром, содержащим одно или несколько ядрышек. Ядерный полиморфизм может быть умеренным или выраженным, что соответствует умеренному или низкому уровню гистологической дифференцировки (G-2 или G-3). Митозы многочисленны, также возможны атипические гигантские клетки;

5) полная гистологическая картина опухоли лучше всего представлена при изучении ее на малом увеличении микроскопа. Края опухоли могут быть сдавлены за счет фиброза периферической ткани.

Кроме этих типичных морфологических признаков медуллярного РМЖ в опухоли часто присутствует компонент внутрипротокового рака, который расположен в окружающих опухоль, не связанных с опухолевой массой, тканях.

Эти диагностические признаки, особенно состояние краев, иногда трудно оценить на практике, что может привести к гиподиагностике медуллярной карциномы. Синцитиальный вид роста опухолевых клеток, отсутствие трубчатых образований, лимфоплазмоцитарный инфильтрат, редкость (менее 25%) некрозов в опухоли являются наиболее явными и характерными чертами медуллярной карциномы.

В случаях когда опухоль помимо явно медуллярного строения имеет и другую гистологическую картину, разные авторы предлагают различные формулировки диаг­ноза [212–214]. При сочетании синцитиального компонента с лимфоидным инфильтратом и тубулярного компонента предложен термин «атипичный медуллярный рак» [214]. Однако в связи с отсутствием четких морфологических и клинических различий между атипичным медуллярным РМЖ и протоковым раком ряд исследователей предлагают не применять термин «атипичный медуллярный рак», а заменить его термином «инвазивный протоковый рак с медуллярными характеристиками».

Проточная цитометрия и иммуногистохимические исследования показали, что большинство медуллярных карцином анеуплоидны, имеют высокую пролиферативную активность и высокий уровень апоптоза [216]. Медуллярная карцинома обычно лишена рецепторов эстрогена и имеет низкий уровень гиперэкспресии HER-2.

Профиль цитокератинов типичной и атипичной медуллярной карциномы сходен и не имеет значительных отличий от обычной протоковой карциномы. Опухолевые клетки медуллярного рака имеют высокую адгезию, формируют пласты, что контрастирует с низкодифференцированным видом самих клеток и высоким митотическим индексом. Для рака характерна экспрессия межклеточных молекул адгезии-1 и Е-кадгерина. Это может считаться причиной медленного распространения опухоли и позднего поражения подмышечных лимфатических узлов.

Данные иммуногистохимического исследования лимфоидного инфильтрата медуллярной карциномы свидетельствуют, что в основном он состоит из зрелых Т-лимфоцитов. Однако в литературе отмечены случаи поликлонального В-клеточного лимфоцитарного инфильтрата в медуллярном раке [1, 217]. Определяют плазматические клетки, экспрессирующие IgG или IgA. Увеличенное количество активированных цитотоксических лимфоцитов подтверждает наличие активной иммунной реакции организма хозяина на опухоль. Экспрессия молекул HLA I и HLA II в клетках опухоли как следствие иммунного ответа считается типичной чертой медуллярной карциномы.

Морфология медуллярного рака напоминает лимфо­эпителиальные поражения, ассоциированные с вирусом Эпштейна — Барр, при этом сам медуллярный рак только в очень небольшом количестве случаев экспрессирует антигены вируса Эпштейна — Барр.

В то время как протоковый РМЖ ассоциирован с вирусом Эпштейна — Барр в 31–51% случаев.

Высокий уровень заболеваемости медуллярной карциномой отмечают у больных с мутацией линии BRCA1. Менее часто эту опухоль выявляют у пациенток с мутацией BRCA2 или обеими мутациями. Типичная медуллярная карцинома составляет 7,8–13% BRCA1-ассоциированных карцином молочной железы, что контрастирует с 2% в группе других карцином. Тем не менее наличие медуллярных черт определяют в 35–60% опухолей, возникающих у носителей мутации BRCA1 [218] (фото 66, 67).

Фото 66. Медуллярный РМЖ. Пласты опухолевых клеток на фоне лимфоцитарной инфильтрации стромы. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 67. Медуллярный РМЖ. Клетки рака округлой формы со светлой цитоплазмой и пузырьковидным ядром, содержащим одно или несколько ядрышек. Гематоксилин-эозин, х 200

Медуллярная карцинома также характеризуется высоким уровнем повреждений ТР53. В 39–100% случаев выявляют соматическую мутацию и в 61–87% мутация связана с накоплением белка. Это отличает данную форму РМЖ от обычного протокового рака: там повреждения ТР53 определяют в 25–30% случаев. Неспецифическая мутация ТР53 характерна для медуллярной карциномы, сверхэкспрессия белка ТР53 может являться биологическим маркером вышеуказанной карциномы [219].

Как BRCA1, так и ТР53 вовлечены в процесс репарации ДНК, и повреждение этих генов (вместе с высоким уровнем пролиферации) обусловливает высокую чувствительность медуллярной карциномы к радио- и/или химиотерапии.

Считается, что медуллярный рак имеет более благоприятный прогноз, чем обычная инвазивная протоковая карцинома молочной железы, однако этот вопрос продолжает дискутироваться. В разных источниках прогноз оценивают по-разному [220]. 10-летняя выживаемость пациенток с медуллярной карциномой колеблется от 50 до 90%. Эти колебания могут объяснять различия в диагностических критериях. Медуллярная карцинома может давать метастазы в подмышечные лимфатические узлы, однако поражение лимфатических узлов выявляют менее чем в 10% случаев.

VI. Муцин-/слизепродуцирующий рак

Эту группу составляют опухоли, в которых выражена вне- или внутриклеточная гиперпродукция слизи. В зависимости от уровня нарушения метаболизма гликопротеинов, составляющих основной компонент слизи, выделяют слизистый рак, цистаденокарциному, рак из цилиндрического эпителия со слизепродуцированием (из мукоцитов), перст­невидно-клеточный рак.

Первые два подтипа ассоциированы с протоковым раком in situ, а перстневидно-клеточный рак с дольковым РМЖ.

Виды слизепродуцирующего рака составляют 2% в структуре всех типов РМЖ. Их могут диагностировать в любом возрасте, но наиболее часто у женщин старше 60 лет.

Вид опухоли довольно характерный. Она очень мягкая (в виде желе), представляет собой четко отграниченный от окружающих тканей узел серого цвета, иногда опухоль не отграничена (см. фото 34).

Внешний вид опухоли типичен. При наличии некрозов и кровоизлияний диагноз ставят ad oculus. Однако миксоидная фиброаденома (фиброаденома с миксоидной трансформацией стромы) может быть очень сходна с муцинпродуцирующим раком. Для дифференциальной диагностики нужно учитывать, что поверхность разреза фиброаденомы имеет неравномерную окраску, капсулу и кисты, более плотная, сохраняет свою форму.

Характерной гистологической картиной слизистого рака являются обширные поля слизи, в которых находятся комплексы мелких клеток. Нежные фиброзные перегородки могут разделять поля слизи на участки. В опухолевых клетках слабо выражена цитоплазма, расположены как по отдельности, так и группами, формируя мелкие тубулярные, редко микропапиллярные комплексы. В слизистом раке, как правило, нет атипии клеток, содержится большое количество митозов, микрокальцинатов. Внутрицитоплазматический муцин практически всегда отсутствует, в то же время внеклеточная слизь обильна и хорошо окрашивается муцикармином. Значительная часть слизистых карцином имеет нейроэндокринную дифференцировку, которая подтверждается позитивной реакцией с антителами, выявляющими хромогранин А и синаптофизин [221].

Некоторые авторы для слизистого рака с нейроэндокринной активностью предлагают термин «клеточный слизистый рак», хотя не существует корреляции между гормональной активностью рака и клеточностью опухоли.

Традиционно типы слизистого РМЖ разделяют на истинные и смешанные. В смешанных вариантах слизистого рака в диагнозе должны быть указаны все типы роста рака в долевом соотношении. Типичным компонентом, сочетающимся со слизистым раком, является инвазивный протоковый рак.

Истинно слизистый рак в свою очередь подразделяют на клеточный и малоклеточный. Как уже упоминалось, иногда клетки клеточного подтипа истинного слизистого рака содержат внутрицитоплазматический муцин и аргирофильные гранулы (фото 68, 69).

Фото 68. Слизистый РМЖ. Комплексы опухолевых клеток среди муцина. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 69. Слизистый РМЖ. Папиллярные структуры раковых клеток на фоне муцина. Гематоксилин-эозин, х 100

Прогноз слизистого РМЖ в целом благоприятный. Степень нейроэндокринной активности не коррелирует с прогнозом. Высокая клеточность рака является факторам, ухудшающим прогноз. В случае смешанного типа слизистого рака прогноз менее благоприятный, чем при истинном типе. Так, 5-летняя смертность вследствии истинного типа составила 10% в противовес 29% при смешанном типе слизистого рака. Вовлечение аксиллярных лимфатических узлов отмечали в 3–15% случаях истинного слизистого рака и в 33–46% — смешанного типа.

Описана казуистическая причина смерти у пациентки, связанная с инфарктом головного мозга вследствие эмболии муцином мозговых артерий [222].

Цистаденокарцинома и рак из цилиндрических мукоцитов по своему гистологическому строению очень сходны с раком яичника. Это редкие формы РМЖ. Так, муцинозная цистаденокарцинома описана только в четырех наблюдениях, а рак из цилиндрических мукоцитов в двух [223].

Гистологическое строение этих опухолей похоже на аденокарциному яичника. Вид клеток также аналогичен таковым при раке яичника. Муциноциты — это высокие клетки с оптически пустой цитоплазмой и со смещенным в базальную часть клетки ядром. Включение в ряд типичных клеток вышеуказанного строения клеток с эозинофильной трансформацией цитоплазмы является неблагоприятным прогностическим маркером, так как инвазия и метастазирование осуществляется в основном за счет клеток именно этого типа. В 2-летних наблюдениях ни у одной из женщин не выявлено признаков рецидива или метастазирования [1].

Перстневидно-клеточный рак имеет два типа роста: в виде мишени, как при классическом дольковом раке, и в виде диффузного роста опухолевых клеток, как при диффузном перстневидно-клеточном раке желудка. Клетки рака со светлой обильной цитоплазмой (фото 70, 71).

Фото 70. Перстневидно-клеточный РМЖ, рост клеток рака в виде мишени. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 71. Перстневидно-клеточный РМЖ, диффузный рост клеток рака. Гематоксилин-эозин, х 400

Последний тип часто ассоциирован с перстневидно-клеточным вариантом протокового рака in situ.

VII. Нейроэндокринные опухоли

Гистологическое строение опухоли из нейроэндокринных клеток одинаковое независимо от органа поражения. Они могут иметь типичный карциноидный или недифференцированный вид. В раке недифференцированного нейроэндокринного типа отмечают способность к слизепродуцированию, что может затруднить диагностику этого гистологического варианта.

Выявление белков-маркеров, характерных для нейроэндокринной дифференцировки, в отдельных клетках рака не дает права для выделения такого случая в группу нейроэндокринных опухолей. Для постановки диагноза необходимо доказать продукцию нейроэндокринных гранул у 50% и выше клеточной популяции рака.

Нейроэндокринные опухоли диагностируют у 2–5% пациенток с РМЖ. В клинике нейроэндокринного рака крайне редко отмечают проявление синдрома нейроэндокринной секреции, в то же время при лабораторных исследованиях определяют повышенный уровень в крови хромогранина А.

В зависимости от вида роста и степени анаплазии клеток выделяют солидный нейроэндокринный рак, мелко/овсяноклеточный рак, нейроэндокринный крупноклеточный рак.

Солидный нейроэндокринный рак характеризуется сплошным типом роста с гнездными или трабекулярными структурами, с тонкими фиброваскулярными перегородками. Редко можно отметить образование структур типа розеток или палисадов. В соседних участках можно видеть внутрипротоковый папиллярный или дольковый рак. Митотическая активность клеток возрастает в альвеолярных участках рака.

Мелко/овсяноклеточный РМЖ по морфологической характеристике и иммунофенотипу неотличим от мелко/овсяноклеточного рака легкого. Часто отмечают метастазирование по ходу лимфатических сосудов.

Нейроэндокринный крупноклеточный рак построен из крупного или среднего размера клеток, расположенных хао­тично. В опухоли выражен полиморфизм клеток и высокий уровень митотической активности.

Окраска по Гримелиусу выявляет аргирофильные гранулы, однако при оценке этой реакции необходимо учитывать только клетки с темными гранулами. Доказательством нейроэндокринной дифференцировки является позитивная реакция с антителами, выявляющими хромогранин и синап­тофизин. Для низкодифференцированных форм рака характерен хромогранин А, для более зрелых опухолей — хромогранин Б. Только 16% случаев нейроэндокринного рака дают окраску на синаптофизин. Мелкоклеточные варианты в 100% экспрессируют нейронспецифическую энолазу, но только 50% — хромогранин А и синаптофизин, 20% — стиреоидтрансформирующий фактор-1 (TTF-1).

Иногда трудно бывает отличить первичную нейроэндокринную опухоль молочной железы от метастаза. Для первичного поражения молочной железы типичным является позитивная реакция опухолевых клеток к цитокератину 7 и негативная к цитокератину 20, также характерно наличие в близлежащих тканях внутрипротокового рака. Важна также информация о наличии рецепторов эстрогена и прогестерона в ядрах клеток рака. При нейроэндокринных раках в 100% клеток сохраняется экспрессия Е-кадгерина, что позволяет дифференцировать его от долькового рака [1].

Прогноз зависит исключительно от степени атипии клеток, причем следует учитывать, что мелкоклеточные варианты всегда рассматривают как недифференцированные (фото 72).

Фото 72. Нейроэндокринный (овсяноклеточный) РМЖ из мелких клеток, недифференцированный тип. Гематоксилин-эозин, х 100

Специфических генных аномалий при нейроэндокринных раках не выявлено.

VIII. Инвазивный папиллярный рак

Это форма РМЖ с более благоприятным прогнозом. Составляет 1–2% в структуре РМЖ. Термин не следует использовать для определения инвазивного РМЖ, утратившего папиллярное строение в своем инвазивном компоненте, даже при условии сохранения его в небольших неинвазивных участках рака. Среди пациенток с этим раком преобладают женщины в постменопаузальный период.

Опухоль характеризуется прежде всего мягкой консистенцией, но не такой как консистенция медуллярного рака. Структура опухоли более рыхлая, напоминающая рак мочевого пузыря. В случае внутрикистозной локализации опухоли можно четко выявить папиллярный тип роста.

Характерным микроскопическим признаком данной опухоли является образование сосочковых структур. Это классические папиллярные структуры, более грубые или более нежные в зависимости от степени развития стромы. По периферии инвазивного папиллярного рака отмечают поля солидного роста. Клетки опухоли имеют апокриновый тип строения, с более или менее выраженной цитоплазмой. В ⅓ случаев выявляют инвазию лимфатических сосудов. В 23% случаев отмечено вовлечение в опухолевый процесс кожи или соска, но без педжетоидной трансформации [224].

Результаты разных исследований показывают разную выживаемость [224, 225]. Достоверно прогнозировать клиническое течение рака только на основании гистологического строения опухоли невозможно, и только наличие метастазов в аксиллярных лимфатических узлах позволяет создать предварительную картину выживаемости (фото 73–75).

Фото 73. Инвазивный папиллярный РМЖ. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 74. Инвазивный папиллярный РМЖ. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 75. Инвазивный папиллярный РМЖ. Гематоксилин-эозин, х 100

IX. Инвазивный микропапиллярный рак

Характеризуется наличием мелких гнезд опухолевых клеток, лежащих в ячейках светлой стромы. Анализ показывает большую склонность к инвазии стенки сосудов.

Частота заболеваемости этим видом рака составляет менее 2%, хотя в 3–6% случаев инвазивного РМЖ также можно выявить участки микропапиллярного роста.

Типичным является расположение мелких желез как бы в пустоте, клеточный полиморфизм слабо выражен, нехарактерны некрозы и лимфоидная инфильтрация стромы (фото 76). Довольно часто в инвазивном микропапиллярном раке выявляют инвазию стенки сосудов (60%). В 72–77% первично выявленного рака отмечают наличие метастазов в периферических лимфатических узлах (фото 76).

Фото 76. Инвазивный микропапиллярный РМЖ. Опухолевые клетки с признаками апокринизации. Гематоксилин-эозин, х 200

Х. Апокриновый рак

При апокриновом раке более 90% опухолевой массы составляют клетки с признаками апокринизации. Нужно отметить, что данная форма не имеет практического значения, а только теоретический интерес. Апокриновый рак не имеет особенностей клинического течения и прогноза.

Частота выявления рака зависит от метода исследования. При использовании световой микроскопии колеблется в пределах 0,3–4%, при электронном микроскопическом исследовании — 0,4%. При использовании иммуногистохимического маркера анти-GCDFP-15 частота выявления составляет 12–72% [226].

Апокриновый рак может быть представлен двумя типами клеток: А и В. Клетки типа А — крупные, с выраженной монотонной эозинофильной цитоплазмой, их ядра крупные, светлые, похожие на клетки зернисто-клеточной опухоли. Клетки типа В подобны клеткам гистиоцитарно-макрофагального происхождения и клеткам сального (sebaceous) рака. Отличие клеток от рака по­следнего типа заключается в отсутствии мелких светлых вакуолей липидов, цито­плазма апокринового рака монотонно светлая.

Представляет большой интерес иммунопрофиль апокринового рака. Позитивная реакция с антителом GCDFP-15 сочетается с отсутствием рецепторов эстрогена и прогестерона. Хотя ER мРНК в избытке содержится в ядрах опухолевых клеток, сам белок в большинстве случаев не продуцируется. Апокринный рак в 97% случаев имеет рецепторы андрогенов.

ХI. Метапластический рак

Под термином «метапластический рак» объединяют гетерогенную группу опухолей, для которых характерно наличие участков опухоли различного строения: аденокарциномы, плоскоклеточной карциномы, опухоли из веретеновидной клетки, участков мезенхимальной дифференцировки.

Метапластические карциномы составляют менее 1% всех инвазивных РМЖ. По имеющимся данным средний возраст больных 55 лет.

Клинические признаки данной опухоли не отличаются от инвазивной протоковой карциномы. В большинстве случаев отмечают хорошо отграниченную опухоль размером 3–4 см, однако существуют образования более 20 см, которые могут смещать сосок и изъязвлять кожу. На мамма­грамме большинство случаев рака метапластического типа выглядит в виде четко очерченного узла, иногда с микрокальцинатами.

Опухоль плотная на ощупь, хорошо отграничена от окружающей ткани. Зоны с плоскоклеточной или хондроидной дифференцировкой на поверхности разреза серого цвета, блестящие. В толще больших плоскоклеточных опухолей могут находиться одна большая киста или несколько мелких (фото 80).

Фото 80. Внешний вид злокачественной листовидной опухоли, содержащей малигнизированный эпителиальный и стромальный компонент

В зависимости от морфологического строения метапластические карциномы разделяют на подтипы: плоско­клеточный рак, аденокарцинома с веретеноклеточной метаплазией, аденосквамозная (железисто-плоскоклеточная) карцинома, смешанная эпителиально/мезенхимальная метапластическая карцинома, высокодифференцированная железисто-плоскоклеточная карцинома и другие.

Метапластическая плоскоклеточная карцинома молочной железы полностью построена из малигнизированного плоского эпителия с признаками ороговения или без них. Как и в других органах, плоскоклеточный рак может быть представлен веретенообразными клетками (фото 77, 78). Однако для установления диагноза необходимо исключить рак кожи или метастаз плоскоклеточного рака.

Фото 77. Метапластический рак. Видны очаги плоскоклеточной метаплазии с ороговением. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 78. Метапластический рак. Опухоль из веретенообразных клеток с очагами плоскоклеточной метаплазии. Гематоксилин-эозин, х 100

Плоскоклеточный РМЖ делят на фенотипы: крупноклеточный ороговевающий, неороговевающий, веретеноклеточный и акантотический. Возможны комбинации этих типов. Наиболее высокодифференцированные клетки часто ограничивают кистозные полости, в ходе распространения опухолевых клеток в окружающую строму эти клетки принимают веретеновидную форму и теряют черты, характерные для плоского эпителия. В участках веретеноклеточной карциномы нередко отмечают пролиферацию стромальных клеточных элементов. Степень дифференцировки плоско­клеточной карциномы молочной железы зависит в основном от ядерной атипии.

Веретеноклеточный и акантотический варианты рака требуют иммуногистохимического подтверждения их эпителиальной природы. Эпителиальные опухолевые клетки дают позитивную реакцию с высокомолекулярными цитокератинами (CK5 и CK34betaE12), но негативную с маркерами сарком. Практически во всех метапластических карциномах молочной железы не выявляют рецепторов эстрогена и прогестерона (фото 77–79).

Аденокарцинома с веретеноклеточной метаплазией — это инвазивная карцинома с выраженной веретеноклеточной трансформацией (фото 79). Веретеновидные клетки скорее всего образуются из железистого эпителия.

Фото 79. Метапластический рак. Опухоль из веретенообразных клеток. Гематоксилин-эозин, х 100

Эту опухоль диагностируют главным образом у женщин в постменопаузальный период.

Опухоль состоит из тубулярных структур аденокарциномы, смешанных с опухолевыми веретеновидными клетками. Веретеновидные клетки имеют позитивную реакцию с эпителиальными маркерами, в том числе с цитокератином 7, но не с цитокератинами 5 и 6 или другими маркерами плоскоклеточной и миоэпителиальной дифференцировки.

Аденосквамозная (железисто-плоскоклеточная) карцинома — инвазивная карцинома с зонами хорошо развитых трубчато-железистых образований и широко распространенными солидными гнездами плоского эпителия.

Участки плоскоклеточной дифференцировки отмечали в 3,7% случаев инвазивной протоковой карциномы молочной железы, однако большая доля плоскоклеточной карциномы в опухолевой массе отмечается редко. Плоскоклеточный компонент, как правило, ороговевающий, однако зоны с выраженным ороговением могут соседствовать с участками неороговевающего рака.

Плоскоклеточный компонент дает отрицательную реакцию с антителами, выявляющими рецепторы эстрогена и прогестерона, в то время как протоковый компонент этих опухолей чаще позитивную.

Высокодифференцированная железисто-плоскоклеточная карцинома — это вариант метапластической карциномы, морфологическое строение которой похоже на аденосквамозную карциному кожи. Поэтому этот тип рака классифицировался некоторыми авторами как сирингоматозная плоскоклеточная опухоль. Другие авторы обозначали ее как инфильтративную сирингоаденому с часто рецидивирующим после локального иссечения течением.

Возрастной диапазон заболевания широк. Опухоль, как правило, выявляют в виде небольшой пальпируемой массы размером от 5 до 80 мм.

Данный тип опухолей состоит из мелких железистых и солидных структур эпителиальных клеток, расположенных в веретеноклеточном стромальном компоненте. Соотношение всех этих компонентов отличается от случая к случаю. Солидные гнезда клеток могут содержать плоские клетки, роговые «жемчужины» или кистозные образования из плоских клеток.

Строма построена из бледных веретеновидных клеток. Стромальный компонент может содержать значительное количество коллагена, быть гиалинизированным, иметь клеточное строение, изредка выявляют фокусы хрящевой и костной ткани. Высокодифференцированную железисто-плоскоклеточную карциному могут диагностировать в ассоциации с центральной склерозирующей пролиферацией (типа радиального рубца), склерозирующими папиллярными поражениями или склерозирующим аденозом. Частота протоковой аденокарциномы in situ, ассоциированной с высокодифференцированной железисто-плоскоклеточной карциномой, вариабельна. Эти опухоли редко экспрессируют рецепторы эстрогена.

Аденосквамозный рак, как правило, имеет очень хороший прогноз, но в ряде случаев может давать рецидивы, что связано с неадекватностью локального иссечения. Метастатическое поражение лимфатических узлов отмечают редко.

Смешанные эпителиально-мезенхимальные метапластические карциномы (карцинома с остеоидной метаплазией, карцинома с хондроидной метаплазией, карциносаркома).

Это большая группа опухолей, для которых характерна смесь инфильтративной карциномы с гетерологическими мезенхимальными элементами в виде участков хрящеобразования, а также с костной мышечной, жировой, фиброзной дифференцировкой. Термин «карциносаркома» используют в случаях озлокачествления мезенхимального компонента. Определение степени злокачественности базируется на ядерных признаках и в меньшей степени на признаках цитоплазмы (фото 80–84).

Фото 81. Смешанная эпителиально-мезенхимальная опухоль с участ­ком рабдоидной дифференцировки. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 82. Смешанная эпителиально-мезенхимальная опухоль, рабдоидная дифференцировка. Экспрессия Myogenina (клон F5D, производство DAKO). Иммуногистохимическое окрашивание, система визуа­лизации EnVision, хромоген DAB. Отмечается позитивное окрашивание ядра опухолевых клеток, что характерно для РМЖ, х 200

Фото 83. Смешанная эпителиально-мезенхимальная опухоль, участок с остеогенной дифференцировкой. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 84. Карциносаркома молочной железы. Гематоксилин-­эозин, х 100

Веретеноклеточные элементы часто экспрессируют цитокератины, хондроидные элементы белок S-100, однако могут отмечать коэкспрессию цитокератинов. Гладкомышечный актин в этих опухолях не выявляют. Как правило, рецепторы эстрогена и прогестерона как в участ­ках аденокарциномы, так и мезенхимальной дифференцировки отсутствуют.

В случаях низкой дифференцировки карциносарком мезенхимальный компонент теряет любую иммунореактивность.

Дифференциальную диагностику между различными вариантами сарком и карциносаркомой проводят с помощью иммуногистохимических исследований.

Ангиосаркома по морфологическому строению похожа на веретеноклеточную плоскоклеточную карциному, однако наличие участков сквамозной дифференцировки облегчает диагностику. Наличие участков эпителиальной опухоли подтверждает негативная реакция с сосудистыми эндотелиальными маркерами (CD34, CD31) и позитивная — с цитокератинами.

Плоскоклеточную и железисто-плоскоклеточную карциному следует отличать от плеоморфной карциномы, для которой характерна смесь любого вида роста с большим количеством причудливых гигантских клеток; это важно, так как плеоморфная карцинома более агрессивна, чем любая разновидность плоскоклеточной или железисто-плоско­клеточной карциномы молочной железы.

Аденокарциному с хондроидной дифференцировкой нужно отличать от плеоморфной аденомы. Последняя неизменно имеет миоэпителиальный компонент (который иногда может доминировать), растущий вокруг пространств, ограниченных доброкачественными эпителиальными клетками. Миоэпителиальные клетки не определяют в аденокарциномах с хондроидной дифференцировкой.

Большинство известных метапластических карцином имели размер более 3–4 см. Метастазы в регионарных лимфатических узлах выявляли относительно редко. В подмышечные лифатические узлы метастазируют приблизительно 10–15% опухоли с плоскоклеточной метаплазией, около 19–25% с костно-хрящевой. Отдаленные метастазы отмечены в 21% случаев смешанной эпителиально-мезенхимальной метапластической карциномы.

Метапластические карциномы в лимфатических узлах сохраняют кроме участков рака и очаги метаплазии, как и в первичной опухоли.

Карциносаркомы очень агрессивные опухоли. При этом эпителиальный и мезенхимальный компоненты опухоли могут метастазировать как совместно, так и поодиночке.

5-летняя выживаемость больных карциносаркомами с кост­но-хрящевой дифференцировкой составляет 28-68%. Выживаемость больных с веретеноклеточной или плоскоклеточной карциномой составляет 5 лет в 63% случаев. Вовлечение лимфатических узлов в опухолевый процесс всегда связано с более агрессивным клиническим течением.

Среди плоскоклеточных карцином акантотический вариант является самым агрессивным.

На сегодня существует недостаточно информации об эффективности лечения метапластических карцином.

XІІ. Редкие варианты рака молочной железы

При раке, богатом липидами, 90% клеток опухоли содержат в цитоплазме нейтральные жиры (фото 85, 86). Их ядра, в отличие от липоцитов, четко определяются и находятся в центре клеток. Существуют разные сообщения относительно частоты выявляемости этой формы опухоли: от 1 до 6%, хотя за 12-летний период в AFIP наблюдали только четыре достоверно изученных случая [1].

Фото 85. Рак из клеток, богатых липидами. Гематоксилин-эозин, х 100

Фото 86. Рак из клеток с высоким содержанием липидов. Гемато­ксилин-эозин, х 200

Фото 87. Рак с высоким содержанием гликогена. Гематоксилин-­эозин, х 200

Надо отметить, что у >75% случаев РМЖ выявляют в незначительной доле клеток жировые капли, но это не позволяет поставить диагноз рака с высоким содержанием липидов.

В типичных случаях диагностируют опухоль высокой степени злокачественности (G-3). Противоречивые данные получены относительно гормонального статуса.

Несмотря на позитивную корреляцию между накоплением жиров и низкой степенью дифференцировки опухоли, нельзя сказать, что липидсодержащие формы рака более агрессивны. Однако для оценки прогноза получено еще недостаточное количество материала.

Секреторный рак, или ювенильный рак, — это оригинальная форма рака, выявляемая преимущественно у женщин в возрасте младше 30 лет. Типичной является морфологическая структура рака в виде «пчелиных сот», при этом формируются так называемые микрокисты. Частым местом локализации секреторного рака является область вблизи соска.

Не следует использовать термин «секреторный рак» для иных форм рака, так как это может внести путаницу в понимание сути процесса.

Истинный секреторный рак диагностируют не чаще чем в 0,15% случаев всех типов рака, описан случай у 3-летнего мальчика [1] . В 37% случаев поражаются женщины в возрасте младше 20 лет, в 31% — старше 30 лет.

Опухоль может достигать больших размеров (до 12 см), особенно у пациенток более старшего возраста. Поверх­ность разреза опухоли серо-белого или желтого цвета. При микроскопическом исследовании часто можно видеть инвазию жировой ткани. Рак может формировать три вида морфологических структур:

  • картина, напоминающая щитовидную железу за счет формирования микрокист («пчелиные соты»), сливающихся в более крупные фолликулоподобные образования, содержащие секреторный (молокоподобный) материал;
  • компактно-солидный вид роста;
  • тубулярный вид роста с элементами секреции.

Клетки, составляющие секреторный рак, представлены двумя принципиальными типами:

  • тип клеток, имеющих обильную бледную цитоплазму, иногда пенистую. Ядра вытянутые, с выраженными ядрышками, есть интрацитоплазматическое просветление разного размера (они и создают картину пчелиных сот). Секрет, вырабатываемый клетками рака, эозинофильный, ШИК-позитивный.
  • второй тип клеток имеет тип роста в виде мишени. Мито­тический уровень и некрозы редки. Часто экспрессируются антиген эпителиальных мембран, лактатальбумин, белок S100. Рецепторами эстрогена не выявляются.

У детей и подростков прогноз благоприятный, у них не описано ни одного летального случая. Но клинический прогноз ухудшается по мере увеличения возраста пациенток.

Онкоцитарный рак — это опухоль, состоящая на 70% из «набухших» клеток с эозинофильной цитоплазмой. Отличительным признаком этого рака является выраженная иммунореактивность с антимитохондриальными антителами.

На ультраструктурном уровне выявлено, что 60% цито­плазмы занято митохондриями.

Клетки онкоцитарного рака имеют четко очерченную цитоплазму с эозинофильными зернистыми включениями.

Заболевание редкое, описаны единичные случаи онкоцитарного РМЖ, что не позволяет оценить прогноз заболевания. Морфологическая картина этого рака похожа на апокриновый рак. Достоверная верификация онкоцитарного рака возможна только при применении иммуногистохимических методов исследования.

Аденоидно-кистозный рак аналогичен раку слюнной железы, легких и цервикального канала. Отличается от криброзного протокового рака сохранной базальной мембраной и сохранным слоем миоэпителия.

Только 0,1% случаев всех типов РМЖ представлены именно этой формой. В ряде исследований показана гиперди­а­гностика аденоидно-кистозного рака, что нежелательно, так как эта форма более благоприятно протекает по сравнению с классическим протоковым инвазивным раком.

Обычно в процесс вовлекаются суб- и периареолярные зоны, размеры опухоли могут достигать 12 см.

Выделяют следующие гистологические варианты аденоидно-кистозного РМЖ:

  • трабекулярно-тубулярный;
  • криброзный;
  • солидный.

Криброзные структуры в опухоли могут напоминать криброзный рак. В одних случаях стромальные тяжи как бы вдавливаются в опухолевую паренхиму, создавая разные по форме и размеру криброзные структуры. В таких случаях в строме выявляют миксоматоз с отложением кислых субстанций, дающих окраску с альциановым синим. Иногда строма гиалинизируется, это сопровождается развитием мелких округлых образований (сферул), по ультраструктурным и иммунологическим признакам имеющих свойства компонентов базальной мембраны (наличие ламинина и коллагена 4-го типа). Другой вид роста представлен комплексами клеток без выраженных просветов в железистых структурах, являющихся, по сути, истинными железами с признаками секреции гранулярного эозинофильного материала, позитивного на PAS-реактив.

Такая морфология отражает наличие клеток двух типов. Базалоидные клетки, образующие криброзные структуры, имеют скудную цитоплазму, округлое ядро. При электронной микроскопии выявлено наличие тонких филаментов в цитоплазме с фокальной конденсацией. Отмечена экспрессия белка актомиозина, что свидетельствует в пользу фенотипического сходства с миоэпителием. Если железистые клетки кубовидной формы, их строение типично секреторное (наличие микроворсинок), если же веретенщиков формы, в цитоплазме выявляют тонофиламенты. Секреторный тип клеток дает позитивную реакцию с цитокератином 7. Железистые клетки характеризуются более эозинофильной цито­плазмой. Описан также еще один тип клеток — это себацейные клетки или сходные с ними.

Для аденоидно-кистозного рака нетипично наличие протокового рака in situ по периферии. Иногда отмечают ассоциацию с аденомиоэпителиомой и зрелой аденосквамозной карциномой. Экспрессия рецепторов эст­рогена и прогестерона не характерна.

Рак из ацинарных клеток — опухоль, аналогичная опухолям околоушной железы, отдаленно напоминает гипернефроидный рак почки, хотя цитоплазма не такая светлая и прозрачная, как в раке паренхимы почки. В литературе описаны 7 наблюдений [1]. В цитоплазме выявляют слабо выраженную зернистость, митотический уровень может достигать 15 на 10 hpf. Результаты иммуногистохимических исследований свидетельствуют о позитивной реакции с антителами против амилазы, химотрипсина, эпителиальных мембран антигена. О прогнозе при данной форме рака говорить с определенностью пока не представляется возможным в связи с 5-летним периодом наблюдения (все 7 пациенток живы).

Светлоклеточный рак, богатый гликогеном, состоит из светлых клеток, неотличимых от рака почки или мезонефрального рака матки. Диагноз правомочен при выявлении гликогена и при исключении метастатического происхождения опухоли. Частота возникновения составляет 1–3% всех типов РМЖ. Более 90% клеток опухоли содержат в цито­плазме существенное количество гликогена. В 58% случаев РМЖ выявляют интрацитоплазматический гликоген, но без светлоклеточного вида роста. Структура опухоли может быть как сплошная (солидная), так и с сохранением протокового расположения клеток. Рецепторный статус эстрогена и прогестерона не отличается от такового при протоковом раке. В литературе есть указания на большую агрессивность этих видов рака, но достоверный прогноз течения заболевания указать сложно вследствие редкости светлоклеточного рака (табл. 1).

Таблица 1

Дифференциальная диагностика форм РМЖ  со светлоклеточным видом роста

Рак, богатый гликогеном Рак, богатый липидами Гистиоцитоидный рак Апокриновый Гидраденома Секреторный Аденомио-эпителиома Метастаз из почки

Клеточный тип

Один Один Один Один Два один два один

Цитоплазма

Оптически пустая­ Пенистая Пенистая Пенистая Оптически пустая Пенистая/пустая/Зернистая Оптически пустая­

Ядра

G3 G3 G1 G1 G1 G1 G1 G1

PAS

+ + + + + +

PAS- диастаза

+ + +/-

Муцикармин

+ + +

Гладкомышечный актин

+

S100

+ + +

GCDFP-15

+/- + + +

Воспалительный рак

Эта форма всегда классифицируется как G-4, имеющая самый неблагоприятный прогноз из всех форм РМЖ. Его главная черта — массивная инвазия лимфатических сосудов дермы, при этом нужно заметить, что термин «воспалительный» не имеет никакого отношения к истинному воспалению. Обязан своим происхождением внешнему виду молочной железы при данной патологии: диффузное покраснение кожи с отеком и некоторой болезненностью не сочетается с наличием опухолевого образования. Частота выявляемости колеблется от 1 до 10%, возраст пациенток соответствует типичному возрастному диапазону для протокового рака (фото 90, 90а).

Фото 90. Воспалительный рак. Гематоксилин-эозин, х 200

Фото 90a. Воспалительный рак. Гематоксилин-эозин, х 200

Морфологическое исследование биоптата кожи выявляет комплексы раковых клеток, в большинстве имеющие вид протокового рака G-3, их типичная черта — гиперэкспрессия HER2/neu с невысоким уровнем экспрессии рецепторов эстрогена, хотя могут отмечать медуллярный, папиллярный, слизистый и апокриновый вид роста.

Ключевые этапы развития молочной железы: сигналы, регулирующие морфогенез ветвления протоков | Исследование рака груди

  • 1.

    Аффолтер М., Беллуски С., Ито Н., Шило Б., Тиери Дж. П., Верб З .: Трубка или не трубка: ремоделирование эпителиальных тканей путем морфогенеза ветвления. Dev Cell. 2003, 4: 11-18. 10.1016 / S1534-5807 (02) 00410-0.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 2.

    Дэвис Дж. А. Наблюдая, как трубочки светятся и разветвляются.Curr Opin Genet Dev. 2005, 15: 364-370. 10.1016 / j.gde.2005.06.003.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 3.

    Любарский Б., Краснов М.А.: Морфогенез трубки: создание и формирование биологических трубок. Клетка. 2003, 112: 19-28. 10.1016 / S0092-8674 (02) 01283-7.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 4.

    О’Брайен Л.Е., Зегерс М.М.М., Мостов К.Е.: Строительная эпителиальная архитектура: выводы из трехмерных моделей культуры.Nat Rev Mol Cell Biol. 2002, 3: 531-537. 10.1038 / nrm859.

    Артикул PubMed Google ученый

  • 5.

    Hens JR, Wysolmerski JJ: Ключевые этапы развития молочной железы: молекулярные механизмы, участвующие в формировании эмбриональной молочной железы. Рак молочной железы Res. 2005, 7: 220-224. 10.1186 / bcr1306.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 6.

    Хинк Л., Зильберштейн Г.Б.: Ключевые этапы развития молочной железы: концевой зачаток молочной железы как подвижный орган. Рак молочной железы Res. 2005, 7: 245-251. 10.1186 / bcr1331.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 7.

    Ховард Б.А., Гастерсон Б.А.: Развитие груди человека. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2000, 5: 119-137. 10.1023 / А: 1026487120779.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 8.

    Curtis Hewitt S, Couse JF, Korach KS: Транскрипция и трансактивация рецептора эстрогена: мыши с нокаутом рецептора эстрогена: что их фенотипы говорят о механизмах действия эстрогенов. Рак молочной железы Res. 2000, 2: 345-352. 10.1186 / bcr79.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 9.

    Bocchinfuso WP, Lindzey JK, Hewitt SC, Clark JA, Myers PH, Cooper R, Korach KS: Индукция развития молочной железы у мышей с нокаутом по рецептору эстрогена-альфа.Эндокринология. 2000, 141: 2982-2994. 10.1210 / en.141.8.2982.

    CAS PubMed Google ученый

  • 10.

    Сакакура Т., Нишизука Ю., Доу К.Дж.: Зависимый от мезенхимы морфогенез и эпителиоспецифическая цитодифференцировка в молочной железе мыши. Наука. 1976, 194: 1439-1441.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 11.

    Цунха Г.Р., Янг П., Христов К., Гусман Р., Нанди С., Таламантес Ф., Тордарсон Г.: Фенотипическая экспрессия молочных желез, индуцированная в эпидермальных клетках эмбриональной мезенхимой молочной железы.Acta Anat (Базель). 1995, 152: 195-204.

    CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Нейлор М.Дж., Орманди К.Дж .: Специфичные для мышиного штамма паттерны бокового ветвления эпителиального протока молочной железы вызываются стромальными факторами. Dev Dyn. 2002, 225: 100-105. 10.1002 / dvdy.10133.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 13.

    Daniel CW, Silberstein GB, Strickland P: Прямое действие 17-бета-эстрадиола на протоки молочной железы мышей проанализировано с помощью имплантатов с замедленным высвобождением и авторадиографии стероидов.Cancer Res. 1987, 47: 6052-6057.

    CAS PubMed Google ученый

  • 14.

    Клейнберг Д.Л., Фельдман М., Руан В.: IGF-I: важный фактор в формировании терминальных зачатков и морфогенезе протоков. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2000, 5: 7-17. 10.1023 / А: 1009507030633.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 15.

    Gallego MI, Binart N, Robinson GW, Okagaki R, Coschigano KT, Perry J, Kopchick JJ, Oka T, Kelly PA, Hennighausen L: пролактин, гормон роста и эпидермальный фактор роста активируют Stat5 в разных отделах ткани молочной железы и оказывают различные и частично совпадающие эффекты на развитие.Dev Biol. 2001, 229: 163-175. 10.1006 / dbio.2000.9961.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 16.

    Фишер С. Р., Грейвс К. Х., Парлоу А. Ф., Симпсон Э. Р.: Характеристика мышей с дефицитом ароматазы (ArKO) из-за целенаправленного нарушения гена cyp19. Proc Natl Acad Sci USA. 1998, 95: 6965-6970. 10.1073 / pnas.95.12.6965.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 17.

    Richards RG, Klotz DM, Walker MP, Diaugustine RP: Морфогенез ветвления молочной железы снижен у мышей с дефицитом инсулиноподобного фактора роста-I (IGF-I), но не у мышей с печеночно-специфической делецией IGF -Я. Эндокринология. 2004, 145: 3106-3110. 10.1210 / en.2003-1112.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 18.

    Боннетт С.Г., Хадселл Д.Л.: Целевое нарушение гена рецептора IGF-I снижает клеточную пролиферацию в концевых зачатках молочных желез.Эндокринология. 2001, 142: 4937-4945. 10.1210 / en.142.11.4937.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 19.

    Мюллер С.О., Кларк Дж. А., Майерс PH, Корах К. С. Для развития молочных желез у взрослых мышей требуется эпителиальный и стромальный рецептор эстрогена альфа. Эндокринология. 2002, 143: 2357-2365. 10.1210 / en.143.6.2357.

    CAS PubMed Google ученый

  • 20.

    Ruan W, Monaco ME, Kleinberg DL: Прогестерон стимулирует морфогенез протоков молочной железы за счет синергизма и усиления действия инсулиноподобного фактора роста-I. Эндокринология. 2005, 146: 1170-1178. 10.1210 / en.2004-1360.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 21.

    Soyal S, Ismail PM, Li J, Mulac-Jericevic B, Conneely OM, Lydon JP: Роль прогестерона в развитии молочных желез и туморогенезе, раскрытая экспериментальной генетикой мышей.Рак молочной железы Res. 2002, 4: 191-196. 10.1186 / bcr451.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 22.

    Брискен С., Парк С., Васс Т., Лайдон Дж. П., О’Мэлли Б. В., Вайнберг Р. А.: паракринная роль эпителиального рецептора прогестерона в развитии молочной железы. Proc Natl Acad Sci USA. 1998, 95: 5076-5081. 10.1073 / pnas.95.9.5076.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 23.

    Humphreys RC, Lydon J, O’Malley BW, Rosen JM: Развитие молочной железы опосредуется как стромальными, так и эпителиальными рецепторами прогестерона. Мол Эндокринол. 1997, 11: 801-811. 10.1210 / me.11.6.801.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 24.

    Brisken C, Heineman A, Chavarria T, Elenbaas B, Tan J, Dey SK, McMahon JA, McMahon AP, Weinberg RA: Важная функция Wnt-4 в развитии молочной железы после передачи сигналов прогестерона.Genes Dev. 2000, 14: 650-654.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 25.

    Коннили О.М., Джеричевич Б.М., Лайдон Дж. П.: Рецепторы прогестерона в развитии молочных желез и туморогенезе. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2003, 8: 205-214. 10.1023 / А: 1025952

  • 4.

    Артикул PubMed Google ученый

  • 26.

    Fata JE, Kong YY, Li J, Sasaki T, Irie-Sasaki J, Moorehead RA, Elliott R, Scully S, Voura EB, Lacey DL и др.: Фактор дифференциации остеокластов остеопротегерин-лиганд имеет важное значение для развития молочной железы.Клетка. 2000, 103: 41-50. 10.1016 / S0092-8674 (00) 00103-3.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 27.

    Coleman S, Silberstein GB, Daniel CW: Морфогенез протоков в молочной железе мыши: данные, подтверждающие роль эпидермального фактора роста. Dev Biol. 1988, 127: 304-315. 10.1016 / 0012-1606 (88)

    -Х.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 28.

    Кенни Нью-Джерси, Боуман А., Корач К.С., Барретт Дж. С., Саломон Д.С.: Влияние экзогенных эпидермально-подобных факторов роста на развитие и дифференциацию молочных желез у мышей с нокаутом эстрогенового рецептора-альфа (ERKO). Лечение рака груди Res. 2003, 79: 161-173. 10.1023 / А: 10230508.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 29.

    Себастьян Дж., Ричардс Р.Г., Уокер М.П., ​​Визен Дж. Ф., Верб З., Деринк Р., Хом Ю.К., Кунха Г.Р., ДиАугустин Р.П.: Активация и функция рецептора эпидермального фактора роста и erbB-2 во время морфогенеза молочной железы. .Рост клеток различается. 1998, 9: 777-785.

    CAS PubMed Google ученый

  • 30.

    Luetteke NC, Qiu TH, Fenton SE, Troyer KL, Riedel RF, Chang A, Lee DC: Направленная инактивация генов EGF и амфирегулина выявляет различные роли лигандов рецепторов EGF в развитии молочных желез мышей. Разработка. 1999, 126: 2739-2750.

    CAS PubMed Google ученый

  • 31.

    Sternlicht MD, Sunnarborg SW, Kouros-Mehr H, Yu Y, Lee DC, Werb Z: Морфогенез протока молочных желез требует паракринной активации стромального EGFR через ADAM17-зависимое отторжение эпителиального амфирегулина. Разработка. 2005, 132: 3923-3933. 10.1242 / dev.01966.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 32.

    Wiseman BS, Sternlicht MD, Lund LR, Alexander CM, Mott J, Bissell MJ, Soloway P, Itohara S, Werb Z: сайт-специфическая индуктивная и ингибирующая активности MMP-2 и MMP-3 оркестрируют молочную железу морфогенез ветвления желез.J Cell Biol. 2003, 162: 1123-1133. 10.1083 / jcb.200302090.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 33.

    Kheradmand F, Rishi K, Werb Z: передача сигналов через рецептор EGF контролирует морфогенез легких частично путем регулирования опосредованной MT1-MMP активации желатиназы A / MMP2. J Cell Sci. 2002, 115: 839-848.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 34.

    Лу П., Эвальд А., Мартин Г., Верб З .: Существенная функция сигнального пути FGF во время морфогенеза ветвления молочной железы (аннотация № 515). Dev Biol. 2005, 283: 680-681.

    Google ученый

  • 35.

    Джексон-Фишер А.Дж., Беллинджер Дж., Рамабхадран Р., Моррис Дж. К., Ли К.Ф., Стерн Д.Ф .: ErbB2 необходим для морфогенеза протоков молочной железы. Proc Natl Acad Sci USA. 2004, 101: 17138-17143. 10.1073 / pnas.0407057101.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 36.

    Андречек Э. Р., Уайт Д., Мюллер В. Дж.: Целенаправленное разрушение ErbB2 / Neu в эпителии молочных желез приводит к нарушению прорастания протоков. Онкоген. 2005, 24: 932-937. 10.1038 / sj.onc.1208230.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 37.

    Tidcombe H, Jackson-Fisher A, Mathers K, Stern DF, Gassmann M, Golding JP: Дефекты нервной и молочной железы у мышей с нокаутом ErbB4, генетически спасенные от эмбриональной летальности. Proc Natl Acad Sci USA.2003, 100: 8281-8286. 10.1073 / pnas.1436402100.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 38.

    Dunbar ME, Dann P, Brown CW, Van Houton J, Dreyer B, Philbrick WP, Wysolmerski JJ: Регулируемая во времени сверхэкспрессия белка, связанного с паратиреоидным гормоном, в молочной железе выявляет различные фенотипы плода и пубертата. J Endocrinol. 2001, 171: 403-416. 10.1677 / joe.0.1710403.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 39.

    Srinivasan K, Strickland P, Valdes A, Shin GC, Hinck L: Взаимодействие нетрин-1 / неогенин стабилизирует мультипотентные клетки-предшественники cap во время морфогенеза молочной железы. Dev Cell. 2003, 4: 371-382. 10.1016 / S1534-5807 (03) 00054-6.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 40.

    Lewis MT: передача сигналов Hedgehog в развитии и неоплазии молочных желез мышей. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2001, 6: 53-66. 10.1023 / А: 1009516515338.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 41.

    Radisky DC, Hirai Y, Bissell MJ: Сообщение: эпиморфин и морфогенез эпителия молочной железы. Trends Cell Biol. 2003, 13: 426-434. 10.1016 / S0962-8924 (03) 00146-6.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 42.

    Gouon-Evans V, Lin EY, Pollard JW: Необходимость макрофагов и эозинофилов и их цитокинов / хемокинов для развития молочной железы.Рак молочной железы Res. 2002, 4: 155-164. 10.1186 / bcr441.

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 43.

    Дэниел К.В., Робинсон С., Зильберштейн Г.Б.: Роль TGF-β в формировании паттерна и росте протокового дерева молочной железы. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 1996, 1: 331-341. 10.1007 / BF02017389.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 44.

    Ewan KB, Shyamala G, Ravani SA, Tang Y, Akhurst R, Wakefield L, Barcellos-Hoff MH: Скрытая трансформирующая активация фактора роста-бета в молочной железе: регуляция гормонами яичников влияет на пролиферацию протоков и альвеол.Am J Pathol. 2002, 160: 2081-2093.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 45.

    Sternlicht MD, Werb Z: Как матриксные металлопротеиназы регулируют поведение клеток. Annu Rev Cell Dev Biol. 2001, 17: 463-516. 10.1146 / annurev.cellbio.17.1.463.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 46.

    Fata JE, Werb Z, Bissell MJ: Регулирование морфогенеза ветвления молочных желез внеклеточным матриксом и его ферментами ремоделирования.Рак молочной железы Res. 2004, 6: 1-11.

    CAS PubMed Google ученый

  • 47.

    Чен Дж., Дьяково Т.Г., Гренаш Д.Г., Санторо С.А., Зуттер М.М.: Мышь с дефицитом субъединицы интегрина α 2 : многогранный фенотип, включающий дефекты морфогенеза ветвления и гемостаза. Am J Pathol. 2002, 161: 337-344.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 48.

    Klinowska TC, Soriano JV, Edwards GM, Oliver JM, Valentijn AJ, Montesano R, Streuli CH: Laminin и β 1 Интегрины имеют решающее значение для нормального развития молочной железы у мышей. Dev Biol. 1999, 215: 13-32. 10.1006 / dbio.1999.9435.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 49.

    Klinowska TC, Alexander CM, Georges-Labouesse E, Van der Neut R, Kreidberg JA, Jones CJ, Sonnenberg A, Streuli CH: Развитие и дифференцировка эпителия в молочной железе не зависит от α 3 или α 6 субъединиц интегрина.Dev Biol. 2001, 233: 449-467. 10.1006 / dbio.2001.0204.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 50.

    Vogel WF, Aszodi A, Alves F, Pawson T: Тирозинкиназа рецептора 1 дискоидинового домена играет важную роль в развитии молочных желез. Mol Cell Biol. 2001, 21: 2906-2917. 10.1128 / MCB.21.8.2906-2917.2001.

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 51.

    Hathaway HJ, Shur BD: Морфогенез молочной железы ингибируется у трансгенных мышей, которые сверхэкспрессируют β1,4-галактозилтрансферазу на клеточной поверхности. Разработка. 1996, 122: 2859-2872.

    CAS PubMed Google ученый

  • 52.

    Muschler J, Levy D, Boudreau R, Henry M, Campbell K, Bissell MJ: Роль дистрогликана в эпителиальной поляризации: потеря функции в опухолевых клетках молочной железы. Cancer Res. 2002, 62: 7102-7109.

    CAS PubMed Google ученый

  • 53.

    Сакаи Т., Ларсен М., Ямада К.М.: Потребность в фибронектине в морфогенезе ветвления. Природа. 2003, 423: 876-881. 10.1038 / природа01712.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 54.

    Gudjonsson T, Ronnov-Jessen L, Villadsen R, Rank F, Bissell MJ, Petersen OW: Нормальные и опухолевые миоэпителиальные клетки различаются по своей способности взаимодействовать с люминальными эпителиальными клетками молочной железы для обеспечения полярности и отложения базальной мембраны. .J Cell Sci. 2002, 115: 39-50.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 55.

    Runswick SK, O’Hare MJ, Jones L, Streuli CH, Garrod DR: Десмосомная адгезия регулирует морфогенез эпителия и позиционирование клеток. Nat Cell Biol. 2001, 3: 823-830. 10.1038 / ncb0901-823.

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • Гистология, молочные железы — StatPearls

    Введение

    Молочные железы — одна из отличительных особенностей млекопитающих.Хотя мужские и женские молочные железы развиваются одинаково от рождения до полового созревания, они претерпевают разные изменения в начале полового созревания. У женщин ранее покоящийся эпителий молочной железы проникает в жировую подушку молочной железы, что приводит к пролиферации эпителия, увеличению груди и увеличению отложения жировой ткани. У мужчин этот процесс подавляется повышением уровня тестостерона, который действует на мезенхимные клетки стромы молочной железы, вызывая регрессию и некроз. [1] [2] [3] [4] [5]

    Патофизиология молочных желез изучалась в основном у женщин, поскольку они считаются рудиментарными органами у мужчин.Тем не менее, как мужские, так и женские молочные железы могут быть поражены патологическими образованиями, и, таким образом, оба имеют клиническое значение. [6] [7]

    Структура

    Молочные железы представляют собой видоизмененные тубулоальвеолярные апокринные потовые железы, расположенные на передней грудной стенке. Они состоят из эпителиального бислоя, содержащегося в активной жировой ткани. Эти клетки имеют опору в виде рыхлого каркаса из плотной волокнистой соединительной ткани, известной как связки Купера. [3] [4] [5]

    Два разных типа клеток составляют эпителиальный бислой.Люминальные кубовидные клетки образуют внутреннюю часть и выстилают млечные протоки. Эти протоки исходят от соска и расширяются в млечные синусы прямо под ареолой. Дальнейшее деление молочных протоков приводит к появлению долей и долек, из которых у взрослой женской молочной железы от 15 до 20 и от 20 до 40 соответственно. Каждая долька заканчивается небольшими луковичными железами, известными как терминальные дольчатые единицы протока, в которых молоко вырабатывается в ответ на пролактин. Внешняя часть бислоя состоит из миоэпителиальных клеток.Эти веретеновидные клетки обладают свойствами гладкомышечных клеток и участвуют в процессе выделения молока во время лактации. Вместе эпителиальные компоненты молочной железы составляют от 10 до 15% от ее общего объема. [1] [2] [3] [5] [8]

    Исследования трансплантации и отслеживания клонов показали, что эпителиальные компоненты молочной железы происходят из стволовых клеток и клеток-предшественников, обнаруженных в протоковом и базальном эпителии. Однако существуют разногласия, поскольку на эпителии молочной железы обнаружено более одной популяции клеток со свойствами стволовых клеток.Известные популяции стволовых клеток включают восстанавливающие молочные железы единицы, бипотентные стволовые клетки молочных желез (MaSCs) и унипотентные эпителиальные предшественники молочных желез. Бипотентные MaSC могут дифференцироваться как в просветные, так и в миоэпителиальные клетки и характеризуются профилем CD49f / CD29 / CD24. Экспансия стволовых клеток опосредуется прогестероном, который индуцирует секрецию RANK-L в эпителиальных клетках молочной железы, положительных по прогестерону. Секретируемый RANK-L действует на рецептор RANK, обнаруженный на отрицательных по рецептору гормонов клетках-предшественниках, что вызывает их пролиферацию.[9] [10] [11]

    Каждый млечный проток соединяется с наружной частью через отверстия в соске. Эти отверстия диаметром 0,5 мм имеют крошечные сфинктеры, предотвращающие протекание во время кормления грудью. Круглый пигментированный участок, известный как ареола, окружает сосок. Пигмент ареолы варьируется от человека к человеку, от розового до почти черного. Этот пигмент также может потемнеть во время полового созревания, беременности, сексуального возбуждения и оргазма. Ареола покрыта многослойным плоским эпителием, который проходит через соски и окружающую кожу.Кроме того, ареола имеет на своей периферии несколько узловых возвышений, известных как бугорки Морганьи, которые представляют собой отверстия желез Монтгомери. Это модифицированные железы, которые представляют собой промежуточную стадию между потовыми и настоящими молочными железами. Они выделяют вещество, обеспечивающее смазку во время кормления грудью. Глубоко как в ареоле, так и в соске, волокна пучка гладких мышц отвечают за эрекцию соска, вторичную по отношению к различным сенсорным стимулам, включая холод, возбуждение и кормление грудью.[1] [5] [12] [13]

    Жировой компонент молочной железы образует большую часть стромальной жировой подушечки груди. Различия в размере груди у женщин связаны с объемом жировой ткани, а не с самим эпителиальным компонентом. Жировая ткань обильна в междольковых пространствах, в то время как ее присутствие во внутрилобулярной строме мало. Жировая ткань активно регулирует гомеостаз молочной железы, поскольку она участвует в росте эпителия, межклеточной коммуникации, ангиогенезе и производстве молока.Кроме того, он служит резервуаром интерстициальных жидкостей, которые включают молекулы местного происхождения (например, пролактин) и синтезированные где-либо еще. Тесная и уникальная взаимосвязь между жировой микросредой и эпителием молочной железы поднимает вопрос о том, отличаются ли эти адипоциты функционально от таковых в других депо тела. [1] [2] [10] [14]

    Фибробласты также являются важными компонентами стромы молочной железы. Эти клетки чаще всего соседствуют с базальной стороной эпителиального дерева ветвления.Они выполняют различные функции, включая синтез фактора роста, выработку металлопротеиназы (ММП) и отложение внеклеточного матрикса (ЕСМ). ЕСМ состоит из коллагена типов I и III, протеогликанов, гиалуроновой кислоты, фибронектина и тенасцинов. Он активно поддерживает выживание эпителия, подавляя апоптоз, процесс, опосредованный MMP-2. Он также участвует во вторичном и третичном ветвлении протоков молочной железы, процесс, опосредованный MMP-3. ЕСМ также участвует в подавлении опухоли за счет неповрежденной базальной мембраны.Базальные мембраны представляют собой тонкие, толщиной 100 нм листы гликопротеинов и протеогликанов, ламининов и фибрилл коллагена IV. [2] [15] [16] [17]

    Сосудистая и лимфатическая сети развиваются в тесной связи с эпителиальным деревом молочных желез. Миоэпителиальные клетки синтезируют VEGF-C и VEGF-D, которые, вероятно, управляют лимфангиогенезом. Адипоциты также могут регулировать ангиогенез, поскольку они тоже секретируют VEGF. [2] [14] [18]

    Иммунные клетки регулируют инвазию в жировую подушку и, таким образом, необходимы для морфогенеза протоков; это особенно верно для макрофагов, тучных клеток и эозинофилов.Тучные клетки также участвуют в инволюции молочных желез на более поздних этапах жизни, поскольку они способны активировать калликреин плазмы и, таким образом, каскад плазминогена. [2] [19]

    Функция

    Основная функция женской молочной железы — производить и выделять молоко для питания новорожденных. Кроме того, как у взрослых мужских, так и у женских молочных желез существует эрогенная функция. [6]

    Молочная железа претерпевает изменения во время менструального цикла и беременности при подготовке к лактации.

    • Менструальный цикл
      • Фолликулярная фаза: высокий уровень эстрогена стимулирует пролиферацию протоков. Внутридольковая строма остается плотной, выглядит более коллагеновой и менее клеточной. Кроме того, эта фаза демонстрирует увеличение числа Treg. [20]
      • Средне-лютеиновая фаза: наблюдается увеличение размера и высоты эпителиальных клеток. Высокий уровень прогестерона запускает формирование эпителиальных альвеолярных зачатков. Более того, в протоках начинает скапливаться секрет, образуя просвет.Количество макрофагов также увеличивается по сравнению с фолликулярной фазой. Тактильная чувствительность молочных желез на этом этапе максимальна [20].
      • Поздняя лютеиновая фаза: перед началом менструации железистый эпителий подвергается регрессии посредством апоптоза. [20]
    • Беременность — наблюдаемые изменения модулируются увеличением комплекса лактогенных гормонов (эстроген, прогестерон и пролактин). Другие гормоны, такие как плацентарный лактоген, также задействованы.[5]
      • Первый триместр: пролиферация MaSC и клеток-предшественников приводит к удлинению и разветвлению протоков. Также начинается процесс альвеолярного морфогенеза. Каждая альвеола формируется из сетчатого бислоя миоэпителиальных и эпителиальных клеток, который окружает просвет альвеол. Клинически поверхностные вены расширяются, ареола темнеет и растет. [1] [5]
      • Второй триместр: повышение уровня пролактина стимулирует дифференцировку эпителия в просвете альвеол с образованием лактоцитов (секреторная дифференцировка).В альвеолах начинает накапливаться молозиво. Внутрилобулярная соединительная ткань инфильтрируется плазматическими клетками, лимфоцитами и эозинофилами. [5] [19] [21]
      • Третий триместр: эта фаза характерно демонстрирует созревание лактоцитов, которые начинают накапливать жировые глобулы в своей цитоплазме. [1] [5]

    После выхода плаценты уровень прогестерона снижается, что отменяет его ингибирующее действие по сравнению с пролактином. Это позволяет инициировать обильную секрецию молока (секреторную активацию).Базальная мембрана, отделяющая строму молочной железы от эпителия, становится плотной, с пониженной проницаемостью. Это происходит для того, чтобы регулировать перемещение компонентов молока из большого круга кровообращения в просвет альвеол. Окситоцин высвобождается в ответ на сосание, которое затем стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток в альвеолах и протоках, вызывая выброс молока. [1] [5]

    Первая секреция (через 3-5 дней после родов) известна как молозиво, которое первоначально выделяется на двенадцатой-шестнадцатой неделе беременности (процесс, известный как лактогенез I).За этой фазой следует переходное молоко в течение 2–3 недель после родов (лактогенез II), после чего молоко считается зрелым (лактогенез III). В грудном молоке присутствуют различные типы клеток молочной железы, включая стволовые клетки грудного молока человека, бипотентные MaSC, миоэпителиальные клетки и лактоциты. [5]

    После отъема грудное молоко начинает накапливаться в протоках. Возникающий в результате стаз грудного молока запускает процесс инволюции молочной железы, хотя задействованные механизмы полностью не изучены.Первая фаза инволюции демонстрирует регресс эпителиальных и стромальных тканей. Увеличение количества гидролитических ферментов очищает остаточное молоко. Эта фаза длится до двух недель и обратима. Вторая фаза необратима и характеризуется потерей клеток просвета и ремоделированием стромы. Апоптотические клетки попадают в просвет альвеол, где, как считается, они очищаются макрофагами. Однако исследования на мышах предполагают, что субпопуляция эпителиальных клеток молочной железы может также фагоцитировать апоптотические эпителиальные клетки, что ставит под сомнение роль макрофагов.После инволюции грудь похожа, но не идентична своему прегестационному состоянию. Некоторые эпителиальные клетки избегают процесса очистки и остаются клетками-предшественниками памяти, которые способствуют ремоделированию молочной железы при последующих беременностях. [1] [5]

    После менопаузы протоковые и железистые элементы груди начинают развиваться. Этот процесс запускается снижением функции яичников и снижением уровня эстрогена и прогестерона. В конце концов, жировые и стромальные элементы также начинают регрессировать, что приводит к уменьшению груди и потере контура.Птоз груди может развиться по мере расслабления поддерживающих связок Купера. [1] [5]

    Препарат ткани

    Молочная железа часто подвергается биопсии для подтверждения диагноза рака груди. Для определения определенных характеристик опухоли, таких как степень и гистологический тип, можно использовать различные окраски. Для начальной подготовки ткани биопсию фиксируют в 10% -ном формалине с нейтральным буфером в течение 48 часов при 4ºC. Его также следует обезвоживать в 70% этаноле, чтобы свести к минимуму искажение жировой ткани.По прошествии первых 48 часов закрепленные образцы переносят в ксилол, заливают парафином, делают срезы от 2 до 5 мм и окрашивают желаемым красителем. [22] [23]

    Гистохимия и цитохимия

    Для исследования молочных желез можно использовать различные красители. Комбинация гематоксилина и эозина полезна для визуализации различных структур. Компонент гематоксилин окрашивает ядра в синий / фиолетовый цвет, а эозин придает розоватый оттенок эозинофильным структурам (например,д., цитоплазма, коллаген и мышечные волокна). Трихром Массона окрашивает волокна коллагена и в основном используется для оценки фиброза опухолей. Более того, иммуноокрашивание можно использовать для идентификации антигенов, которые служат важными диагностическими маркерами. Некоторые из наиболее подходящих примеров включают антитела против рецептора эстрогена (ER), рецептора прогестерона (PR) и рецептора 2 эпидермального фактора роста человека (HER2). Эти маркеры помогают классифицировать злокачественные опухоли на молекулярные подтипы (просвет-А, просвет-В, обогащенный HER-2 и тройной отрицательный).Другие антитела, используемые в иммуногистохимии, включают антитела против миоэпителиальных антигенов (α-SMA, миозин, кальпонин, p63, CD10, S100) и люминальных антигенов (цитокератины [CK] 7, 8, 18 и 19). Дифференциация между типами клеток обычно проводится с использованием CK5 для бипотентных MaSCs, CK19 для клеток просвета протоков, CK18 для клеток просвета альвеол и CK14 для миоэпителиальных клеток. СК8 и Е-кадгерин особенно полезны для различения протоковой и дольчатой ​​карцином. Хотя CK8 является положительным для обоих, он обычно окрашивает периферическую цитоплазму при протоковой карциноме, в то время как он имеет перинуклеарную картину окрашивания при лобулярной карциноме.Антиген E-кадгерина в основном экспрессируется в протоковых карциномах и отсутствует в дольчатых. [5] [24] [25] [26] [27]

    Клиническая значимость

    Рак груди является наиболее клинически значимой патологией молочной железы. Среди женщин он представляет собой наиболее распространенное злокачественное новообразование, а также главную причину смерти от рака. У мужчин это редкое заболевание, на которое приходится 1% диагнозов рака и менее 0,1% смертей, связанных с раком. Факторы риска рака груди у женщин включают пожилой возраст, положительный семейный анамнез, раннюю менархе, позднюю менопаузу, неродство, использование оральных контрацептивов, ожирение и доношенную беременность после 30 лет.Кроме того, от 5 до 10% случаев рака молочной железы считаются наследственными, при этом большинство случаев связано с мутациями зародышевой линии BRCA1 / 2 . С другой стороны, факторы риска рака груди у мужчин включают ожирение, семейный анамнез, синдром Клайнфельтера, гинекомастию, орхит, повреждение яичек, крипторхизм, алкоголизм, заболевания печени, радиационное воздействие и мутации в зародышевой линии BRCA1 / 2 . Наиболее распространенным гистологическим типом рака молочной железы является инвазивная протоковая карцинома, которая составляет около 80% всех случаев рака молочной железы.Другие менее распространенные гистологические типы включают дольчатую, тубулярную, медуллярную, муцинозную, нейроэндокринную, папиллярную, метапластическую и воспалительную карциному. [27] [28] [29] [30] [31]

    Что касается молекулярных подтипов, наиболее распространенные из них меняются с возрастом. Например, у молодых женщин с раком груди (до 40 лет) наиболее распространенным оказался тройной отрицательный подтип. Однако с возрастом опухоли просвета А и В становятся преобладающими подтипами [32].

    Помимо рака груди, молочные железы также могут быть поражены некоторыми доброкачественными патологиями.К ним относятся фиброаденома, папилломатоз, фиброзно-кистозная болезнь, аденома лактации, гинекомастия, опухоль филлодий, эктазия протока молочной железы, мастит и масталгия. Из них филлодическая опухоль выделяется своей способностью к злокачественному развитию. [5] [12] [21]

    Рисунок

    Гистология молочной железы. Предоставлено Патриком Дж. Линчем, медицинским иллюстратором, (CC BY 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en) Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Breast_anatomy_normal_scheme.png

    Рисунок

    Гистология груди. Изображение предоставлено О. Чайгасаме

    Ссылки

    1.
    Pandya S, Moore RG. Развитие и анатомия груди. Clin Obstet Gynecol. 2011 Март; 54 (1): 91-5. [PubMed: 21278507]
    2.
    Инман Дж. Л., Робертсон К., Мотт Дж. Д., Бисселл М. Дж.. Развитие молочной железы: спецификация клеточной судьбы, стволовые клетки и микросреда. Разработка. 2015 15 марта; 142 (6): 1028-42. [PubMed: 25758218]
    3.
    Macias H, Hinck L.Развитие молочной железы. Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2012 июль-август; 1 (4): 533-57. [Бесплатная статья PMC: PMC3404495] [PubMed: 22844349]
    4.
    Musumeci G, Castrogiovanni P, Szychlinska MA, Aiello FC, Vecchio GM, Salvatorelli L, Magro G, Imbesi R. Молочная железа: от эмбриогенеза до взрослой жизни . Acta Histochem. 2015 май-июнь; 117 (4-5): 379-85. [PubMed: 25800977]
    5.
    Хассиоту Ф., Геддес Д. Анатомия молочной железы человека: текущий уровень знаний. Clin Anat.2013 Янв; 26 (1): 29-48. [PubMed: 22997014]
    6.
    Мизери Л., Талагас М. Иннервация мужской груди: психологические и физиологические последствия. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2017 июн; 22 (2): 109-115. [PubMed: 28551701]
    7.
    Андерсон В.Ф., Девеса СС. Карцинома мужской груди in situ в базе данных по надзору, эпидемиологии и конечным результатам Национального института рака. Рак. 2005 октября 15; 104 (8): 1733-41. [PubMed: 16138363]
    8.
    Duivenvoorden HM, Rautela J, Edgington-Mitchell LE, Spurling A, Greening DW, Nowell CJ, Molloy TJ, Robbins E, Brockwell NK, Lee CS, Chen M, Holliday A, Selinger К.И., Ху М., Бритт К.Л., Страуд Д.А., Богио М., Мёллер А., Поляк К., Слоан Б.Ф., О’Тул С.А., Паркер Б.С.Специфическая для миоэпителиальных клеток экспрессия стефина А как супрессора ранней инвазии рака молочной железы. J Pathol. 2017 декабрь; 243 (4): 496-509. [PubMed: 222]
    9.
    Visvader JE, Stingl J. Стволовые клетки молочных желез и иерархия дифференциации: текущее состояние и перспективы. Genes Dev. 2014 июн 01; 28 (11): 1143-58. [Бесплатная статья PMC: PMC4052761] [PubMed: 24888586]
    10.
    Чжу В., Нельсон К.М. Инженерия жировой и эпителиальной ткани молочных желез. Биоматериал. Июль-сентябрь 2013 г .; 3 (3) [Бесплатная статья PMC: PMC3749276] [PubMed: 23628872]
    11.
    Зигл В., Джонс Л.П., Пеннингер Дж. М.. RANKL / RANK: от потери костной массы до профилактики рака груди. Откройте Биол. 2016 ноя; 6 (11) [Бесплатная статья PMC: PMC5133443] [PubMed: 27881737]
    12.
    Стоун К., Уилер А. Обзор анатомии, физиологии и доброкачественной патологии соска. Энн Сург Онкол. 2015 Октябрь; 22 (10): 3236-40. [PubMed: 26242366]
    13.
    Валь-Берналь Дж. Ф., Диего К., Родригес-Вильяр Д., Гарихо М. Ф. Эпидермис комплекса сосок-ареола: проспективное систематическое исследование при вскрытии взрослых.Am J Dermatopathol. 2010 декабрь; 32 (8): 787-93. [PubMed: 20802299]
    14.
    Hovey RC, Aimo L. Разнообразная и активная роль адипоцитов во время роста и функции молочных желез. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2010 сентябрь; 15 (3): 279-90. [Бесплатная статья PMC: PMC2941079] [PubMed: 20717712]
    15.
    Muschler J, Streuli CH. Взаимодействия клеточного матрикса в развитии молочной железы и раке груди. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2010 Октябрь; 2 (10): a003202. [Бесплатная статья PMC: PMC2944360] [PubMed: 20702598]
    16.
    Schedin P, Mitrenga T, McDaniel S, Kaeck M. Состав и функция ECM молочной железы изменяются репродуктивным состоянием. Mol Carcinog. 2004 декабрь; 41 (4): 207-20. [PubMed: 15468292]
    17.
    Бринкман Р. Дж., Хейдж Дж. Дж. 500-летие Андреаса Везалия: первое описание подвесных связок молочных желез. Мир J Surg. 2016 сентябрь; 40 (9): 2144-8. [PubMed: 26943658]
    18.
    Betterman KL, Paquet-Fifield S, Asselin-Labat ML, Visvader JE, Butler LM, Stacker SA, Achen MG, Harvey NL.Ремоделирование лимфатической сосудистой сети во время морфогенеза молочных желез мышей опосредуется посредством лимфангиогенных стимулов эпителиального происхождения. Am J Pathol. 2012 декабрь; 181 (6): 2225-38. [PubMed: 23063660]
    19.
    Need EF, Аташгаран В., Ингман В.В., Дасари П. Гормональная регуляция иммунного микроокружения в молочной железе. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2014 июл; 19 (2): 229-39. [PubMed: 249]
    20.
    Аташгаран В., Рин Дж., Барри С.К., Дасари П., Ингман В.В.Анализ биологии риска рака молочной железы, связанного с менструальным циклом. Фасад Онкол. 2016; 6: 267. [Бесплатная статья PMC: PMC5183603] [PubMed: 28083513]
    21.
    Онстад М., Стаки А. Доброкачественные заболевания груди. Obstet Gynecol Clin North Am. 2013 сентябрь; 40 (3): 459-73. [PubMed: 24021252]
    22.
    Такер Д.К., Фоли Дж. Ф., Хейс-Букнайт С.А., Фентон С.Е. Подготовка высококачественных срезов, окрашенных гематоксилином и эозином, из цельных образцов молочной железы грызунов для гистопатологического обзора.Toxicol Pathol. 2016 Октябрь; 44 (7): 1059-64. [Бесплатная статья PMC: PMC5035598] [PubMed: 27474221]
    23.
    Hvid H, Thorup I, Oleksiewicz MB, Sjögren I., Jensen HE. Альтернативный метод приготовления срезов ткани молочной железы крысы. Exp Toxicol Pathol. 2011 Май; 63 (4): 317-24. [PubMed: 20199854]
    24.
    Яновчик А., Басаванхаллы А., Мадабхуши А. Нормализация пятен с использованием разреженных автоэнкодеров (StaNoSA): приложение к цифровой патологии. Comput Med Imaging Graph.2017 Апрель; 57: 50-61. [Бесплатная статья PMC: PMC5112159] [PubMed: 27373749]
    25.
    Sun C, Wang B, Li J, Shangguan J, Figini M, Zhou K, Pan L, Ma Q, Zhang Z. Количественное измерение рака груди фиброз для прогнозирования риска метастазов в кости. Am J Transl Res. 2018; 10 (6): 1852-1859. [Бесплатная статья PMC: PMC6038064] [PubMed: 30018725]
    26.
    Заха, округ Колумбия. Значение иммуногистохимии при раке груди. Мир J Clin Oncol. 2014 10 августа; 5 (3): 382-92.[Бесплатная статья PMC: PMC4127609] [PubMed: 25114853]
    27.
    Акрам М., Икбал М., Даниял М., Хан AU. Осведомленность и текущие знания о раке груди. Biol Res. 2017 Октябрь 02; 50 (1): 33. [Бесплатная статья PMC: PMC5625777] [PubMed: 28969709]
    28.
    Брей Ф., Ферлей Дж., Сурджоматарам И., Сигель Р.Л., Торре Л.А., Джемал А. Глобальная статистика рака 2018: оценки GLOBOCAN заболеваемости и смертности во всем мире для 36 человек. раковые заболевания в 185 странах. CA Cancer J Clin. 2018 ноя; 68 (6): 394-424.[PubMed: 30207593]
    ,
    , 29.
    ,
    , Серди К.М., Леоне Дж. П., Даббс Д. Д., Бхаргава Р. Рак молочной железы у мужчин. Am J Clin Pathol. 2017 01 января; 147 (1): 110-119. [PubMed: 28171879]
    30.
    Ferzoco RM, Ruddy KJ. Эпидемиология рака груди у мужчин. Curr Oncol Rep.2016 Янв; 18 (1): 1. [PubMed: 26694922]
    31.
    Вайгельт Б., Гейер ФК, Рейс-Филхо Дж. С.. Гистологические типы рака груди: насколько они особенные? Мол Онкол. 2010 июн; 4 (3): 192-208. [Бесплатная статья PMC: PMC5527938] [PubMed: 20452298]
    32.
    Азим Х.А., Партридж АХ. Биология рака груди у молодых женщин. Рак молочной железы Res. 2014 27 августа; 16 (4): 427. [Бесплатная статья PMC: PMC4303229] [PubMed: 25436920]

    Frontiers | Многомерная визуализация развития молочной железы: окно в форму и функцию груди

    Введение

    Жизнь поддерживается серией динамических биологических событий, тесно скоординированных в пространстве и времени. Следовательно, визуализация в реальном времени клеточных процессов, разворачивающихся в их наиболее важных контекстах, имеет первостепенное значение для глубокого понимания развития тканей и заболеваний (Follain et al., 2017). Недавние достижения в области быстрых методов визуализации с высоким разрешением, генетически закодированных флуорофоров и моделей in vivo позволяют это начинать, освещая динамические клеточные и субклеточные события, лежащие в основе жизни (Follain et al., 2017). Этот мини-обзор посвящен применению методов многомерной визуализации молочной железы, секреторного органа, необходимого для выживания потомства млекопитающих.

    Молочная железа взрослого человека состоит из разветвленного протокового эпителия, покрытого стромой, богатой адипоцитами.Двухслойный эпителиальный слой молочной железы формируется двумя основными клеточными линиями; внутренний слой просветных клеток, окруженный слоем миоэпителиальных (базальных) клеток. Развитие молочных желез — это многоступенчатый процесс, происходящий во время эмбриогенеза, полового созревания и повторных циклов беременности (Watson and Khaled, 2008; Macias and Hinck, 2012). Эта динамичность была впервые изображена в 1933 году с помощью серии изображений морфологии молочных желез мышей на разных стадиях развития (Cole, 1933). Последующие достижения в области световой и электронной микроскопии быстро выявили сложную архитектуру эпителия молочных желез, заложив основу для будущих исследований молекулярных механизмов, которые лежат в основе формы и функции молочных желез (обзор в Neville, 2009).Мышь является отличной моделью для исследования процессов, регулирующих биологию молочной железы человека, обеспечивая актуальное понимание нарушений, вызывающих рак груди (Sreekumar et al., 2015).

    Исторически детальный микроскопический анализ тканей молочной железы ограничивался тонкими двумерными (2D) срезами. Хотя срезы тканей информативны и имеют непреходящую актуальность, они лишены архитектурного контекста и им мешают предположения относительно однородности конкретной 2D-плоскости (Sale and Pavelic, 2015; Lloyd-Lewis et al., 2016). Более того, биологические объекты по своей природе трехмерны (3D), и их истинная природа не может быть установлена ​​с помощью тонкого среза (Richardson and Lichtman, 2015). Следовательно, объемная 3D-визуализация необходима для выявления пространственно сложной топологии разветвленного эпителия молочной железы. Кроме того, поскольку фиксированные анализы тканей ограничены моментальными снимками во времени, требуется четырехмерная (4D, x -, y -, z -, t- ) визуализация живых клеток для исследования динамических процессы, лежащие в основе развития и функции этой сложной ткани.

    В данном мини-обзоре представлен обзор доступных стратегий для многомерной флуоресцентной визуализации с высоким разрешением тканей молочной железы в микроскопическом масштабе. Из-за нехватки места технологии получения изображений в нано-, мезо- и макромасштабе здесь обсуждаться не будут. Впоследствии в этой статье будут кратко освещены недавние исследования трехмерной и четырехмерной визуализации, которые предоставили важную информацию о развитии протоков молочной железы и лактации, которые не могли быть решены с помощью обычных гистологических методов.

    Платформы для флуоресцентной световой микроскопии для многомерной визуализации высокого разрешения

    Флуоресцентная трехмерная и четырехмерная микроскопия с высоким разрешением может быть выполнена с использованием методов оптического сечения, таких как конфокальная (Conchello and Lichtman, 2005), многофотонная (Helmchen and Denk, 2005; Dunn and Young, 2006) и световая микроскопия (LSFM) ( Huisken et al., 2004; Keller et al., 2008). В целом, оптическое сечение позволяет получать изображения тонких фокальных плоскостей в толстых образцах за счет устранения влияния расфокусированного света и рассеяния в каждой плоскости изображения.Это обеспечивает больший контраст, позволяя комбинировать стопки изображений, снятых в последовательных фокальных плоскостях, для трехмерной реконструкции (Conchello and Lichtman, 2005). Универсальная применимость этих подходов к визуализации для многомерной микроскопии, особенно для in vivo клеточной биологии, подробно обсуждается в другом месте (Timpson et al., 2011; Follain et al., 2017).

    В целом, конфокальная микроскопия является наиболее часто используемым методом оптического сечения для флуоресцентной 3D-визуализации.Однако конфокальные режимы зависят от длин волн возбуждения в видимом диапазоне, которые страдают от поглощения и рассеяния света тканями, ограничивая глубину визуализации поверхностными областями (~ 100 мкм) у большинства образцов (Conchello and Lichtman, 2005; Follain et al., 2017). Тем не менее, когда важную биологическую информацию можно получить из приповерхностных областей тканей, конфокальная микроскопия связана с рядом преимуществ, включая широкую доступность, относительно быструю скорость сбора данных и гибкие возможности многоцветного сбора данных (Egeblad et al., 2008; Эбрагим и Вейгерт, 2019).

    Для получения флюоресцентных изображений глубоких тканей часто используются многофотонные микроскопы, оснащенные импульсными инфракрасными лазерами. Этот подход основан на одновременном поглощении двух или более инфракрасных фотонов низкой энергии для возбуждения флуорофора. В свою очередь, это ограничивает двухфотонное возбуждение ограниченным фокусным объемом, что позволяет делать оптические срезы наряду с уменьшением фототоксичности и обесцвечивания (Helmchen and Denk, 2005; Dunn and Young, 2006). Более того, длинноволновое возбуждение инфракрасными лазерами связано с уменьшением рассеяния и поглощения света тканями, что способствует более глубокому проникновению света и глубине визуализации до 1 мм во многих тканях.Кроме того, используя физические и автофлуоресцентные свойства эндогенных молекул, нелинейное многофотонное возбуждение способствует формированию изображений немеченых клеточных компонентов, генерирующих вторую (SHG) (Campagnola et al., 2002) или третью (THG) гармонику, например коллаген и липиды (Friedl et al., 2007; Weigelin et al., 2016).

    Световая флуоресцентная микроскопия (LSFM) — это мощный метод, который выполняет оптическое сечение с использованием тонкой световой плоскости, позволяя захватить фокальные плоскости за одну экспозицию (Huisken et al., 2004; Келлер и др., 2008). Это облегчает быстрое и долгосрочное получение трехмерных изображений образцов, в том числе живых эмбрионов мыши, с высоким пространственно-временным разрешением с минимальным фотоповреждением (Power and Huisken, 2017; Katie McDole et al., 2018; Wan et al., 2019). Однако, как и конфокальная микроскопия, LSFM ограничен рассеянием света тканями, что ограничивает его применение относительно прозрачными или тонкими образцами (Wan et al., 2019). Кроме того, уникальная оптическая геометрия, присущая большинству современных конфигураций, создает значительные препятствия для обслуживания образцов во время сбора (Benninger and Piston, 2013), не позволяя in vivo визуализировать взрослых мышей с помощью LSFM.Тем не менее, в сочетании с оптической очисткой тканей (обсуждается ниже), LSFM позволяет быстро получить трехмерное изображение всего органа фиксированных образцов (Keller and Ahrens, 2015; Susaki and Ueda, 2016), включая молочную железу (Lloyd-Lewis et al., 2016).

    Стратегии трехмерной визуализации фиксированных тканей

    Всем методам световой микроскопии препятствует рассеяние и поглощение света тканями, что в конечном итоге определяет предел глубины проникновения (Wan et al., 2019). Речь идет о молочной железе, поскольку богатая адипоцитами строма создает серьезные препятствия для трехмерной визуализации глубоких тканей с высоким разрешением.Следовательно, используется ряд стратегий для улучшения иммуноокрашивания молочных желез и глубины визуализации фиксированных тканей, включая микродиссекцию (Rios et al., 2014, 2016b), ферментативное расщепление (Wuidart et al., 2016, 2018; Scheele et al. ., 2017; Lilja et al., 2018) и оптическое очищение тканей (Davis et al., 2016; Lloyd-Lewis et al., 2016, 2018; Elias et al., 2017; Seong et al., 2018; Chen et al., 2019; Hitchcock et al., 2019; Rios et al., 2019; Stewart et al., 2019). Микродиссекция ткани позволяет получить трехмерное изображение с высоким разрешением больших участков протокового эпителия в молочных железах с удаленной стромой (Rios et al., 2014). И наоборот, протеолитическое расщепление тканей молочной железы до иммуноокрашивания приводит к улучшенному проникновению антител, что позволяет получать трехмерное изображение всей железы установленных на предметных стеклах тканей (Wuidart et al., 2016, 2018; Scheele et al., 2017; Lilja et al., 2018 ). Однако этот подход рискует повредить или истощить популяции эпителиальных и стромальных клеток в жировой подушке молочной железы (Rios et al., 2016a), что препятствует его широкому применению. В качестве альтернативы, методы очистки тканей могут быть использованы для улучшения оптического доступа и глубины изображения неповрежденных тканей молочной железы (Richardson and Lichtman, 2015; Lloyd-Lewis et al., 2016).

    Недавние инновации в оптической секционной микроскопии, особенно LSFM, ускорили разработку многочисленных методов оптической очистки тканей, направленных на обеспечение прозрачности биологических образцов (Richardson and Lichtman, 2015; Tainaka et al., 2016). Эти методы направлены на увеличение глубины визуализации тканей за счет минимизации рассеяния света, вызванного несоответствием показателей преломления (ПП) между гетерогенными клеточными компонентами. В целом, методы оптической очистки основаны на использовании органических растворителей (например,г., 3DISCO; Erturk et al., 2012) или очищающие агенты на основе водных реагентов (например, Scale, Hama et al., 2015; SeeDB, Ke et al., 2013; CUBIC, Susaki et al., 2014; FRUIT, Hou et al. , 2015; C e 3D, Li et al., 2017; UbasM, Chen et al., 2017) для уравновешивания RI в ткани (таблица 1 и недавно рассмотренная в Matryba et al., 2019). Образцы также могут быть залиты гидрогелем перед очисткой для сохранения клеточных структур (например, «активные» и «пассивные» методы ЯСНОСТИ; Chung and Deisseroth, 2013; Yang et al., 2014).

    Таблица 1. Обзор методов очистки тканей молочных желез и / или опухолей.

    Проведя тестирование ряда этих методов на молочной железе, недавнее исследование продемонстрировало, что протоколы SeeDB (Ke et al., 2013) и CUBIC (Susaki et al., 2014) позволяют получать трехмерное изображение с высоким разрешением расширенных областей молочной железы. эпителий внутри своей нативной стромы (Рисунок 1A и Таблица 1; Lloyd-Lewis et al., 2016). Эти протоколы впоследствии получили дальнейшее развитие (Ke et al., 2016; Tainaka et al., 2018), хотя их еще предстоит протестировать на тканях молочной железы. Недавнее исследование также определило совместимость очистки тканей CLARITY с 3D-визуализацией биопсий опухоли груди человека и залитых в архив образцов парафина, подчеркнув полезность этого подхода для улучшенной визуализации внутриопухолевой гетерогенности при раке молочной железы (Chen et al., 2019) . Таким образом, оптическая очистка тканей и трехмерная визуализация хирургически резецированных опухолей молочной железы имеют большой потенциал для улучшения классификации опухолей и, следовательно, стратегий лечения у пациентов с раком молочной железы.Тем не менее, некоторые методы очистки тканей имеют недостатки из-за длительного времени инкубации, особенно в сочетании с протоколами иммуноокрашивания (Richardson and Lichtman, 2015). Трудности, связанные с установкой образца, помимо проникновения антител и производительности, также создают проблемы для комплексной трехмерной визуализации глубоких тканей целых грудных желез и опухолей (Lloyd-Lewis et al., 2016). Чтобы устранить эти ограничения, в недавнем исследовании был разработан новый реагент для очистки тканей на водной основе (FUnGI), который делает ткани молочной железы человека и мыши прозрачными за 2 часа (Rios et al., 2019). В сочетании с иммуномаркированием этот протокол длится 3 дня, обеспечивая равномерное окрашивание антител, что позволяет получать крупномасштабные трехмерные изображения эпителия молочных желез и опухолей с разрешением отдельных клеток (Rios et al., 2019). Непрерывная разработка реагентов для очистки тканей и конвейеров для анализа трехмерных изображений, адаптированных для органов человека (Zhao et al., 2020), несомненно, поможет облегчить перенос трехмерных изображений с высоким разрешением в клиническую практику.

    Рис. 1. Микроскопические 3D и 4D изображения развития протоков молочной железы и лактации. (A) Очищение оптических тканей и трехмерная визуализация фиксированных тканей молочной железы. Передача изображений собранных брюшных молочных желез до и после очистки тканей с использованием протоколов CUBIC или SeeDB. Ширина сетки: 2 мм. Трехмерное конфокальное изображение эпителиальных структур молочной железы, иммуноокрашенных на актин гладких мышц (SMA), в очищенных девственных и кормящих тканях молочных желез. Шкала 100 мкм. (B) Доступы 4D прижизненной визуализации. Прижизненная микроскопия может быть выполнена либо путем хирургического воздействия на ткань через разрез кожного лоскута в течение нескольких часов (визуализация без восстановления, <40 часов), либо путем имплантации окон оптической визуализации для продольной визуализации, охватывающей от нескольких дней до недель.В то время как конфокальная микроскопия подходит для визуализации поверхностных областей тканей, многофотонное возбуждение требуется для визуализации глубоких тканей, особенно через окна визуализации молочных желез. (C) Клональные паттерны, возникающие в результате генетического мечения одной эпителиальной клетки EYFP + в молочной железе мыши R26 [CA] 30EYFP возрастом ~ 7 недель. Очистка тканей SeeDB и иммуноокрашивание были выполнены перед 3D-визуализацией с помощью конфокальной микроскопии. Помеченное потомство охватывает несколько протоков и ветвей и демонстрирует спорадический, перемежающийся рисунок маркировки, что подчеркивает важность выполнения трехмерной визуализации всей железы и / или глубоких тканей для точного клонального анализа.Эти паттерны, вероятно, возникают из-за пролиферации и смешивания как меченых, так и немеченых предшественников терминальных зачатков (TEB), которые обладают равным потенциалом вносить вклад в удлинение протока. Шкала 100 мкм. (D) Конфокальная прижизненная визуализация флуоресцентных липидных капель (LD), окрашенных BODIPY, в вскрытых хирургическим путем лактирующих молочных железах. Высвобождение LDs с апикальной поверхности опосредуется вызванными окситоцином (OT) сокращениями миоэпителиальных клеток. Показаны трехмерные изображения и двухмерные срезы одной и той же альвеолы ​​до и после воздействия ОТ.Белая стрелка указывает на LD, который был встроен в цитоплазму до сокращения альвеолы. Масштабные линейки 30 мкм. Изображения в (A, C) адаптированы из Davis et al. (2016) Nature Communications, по адресу https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Изображения в (D) адаптированы из Masedunskas et al. (2017) Mol Biol Cell, https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/.

    До сих пор трехмерная визуализация глубоких тканей и / или всей железы с высоким разрешением в основном использовалась в исследованиях генетического картирования судеб молочных желез (Rios et al., 2014; Davis et al., 2016; Wuidart et al., 2016, 2018; Элиас и др., 2017; Лиля и др., 2018; Ллойд-Льюис и др., 2018; Seong et al., 2018) и опухоли (Van Keymeulen et al., 2015; Rios et al., 2019), где способность визуализировать обширные области эпителия молочной железы имеет первостепенное значение для точного и количественного клонального анализа. Примечательно, что в отличие от ферментативного расщепления или механической диссекции, большинство протоколов оптической очистки тканей сохраняют архитектуру ткани и матрикса (Lloyd-Lewis et al., 2016). Таким образом, это дает возможность исследовать взаимодействия между эпителиальными клетками молочных желез и окружающей их клеточной и неклеточной [например, внеклеточной матрицей (ECM)] нишей с помощью трехмерной визуализации глубоких тканей (Inman et al., 2015). В этом ключе в двух недавних исследованиях использовалась оптическая очистка тканей и трехмерная визуализация глубоких тканей для характеристики резидентных CD45 + лейкоцитов молочной железы (Hitchcock et al., 2019), а более конкретно макрофагов (Stewart et al., 2019), популяций на разных стадиях развития молочной железы. развитие железы.В то время как CD45 + клетки / макрофаги наблюдались на всех стадиях развития, их распространенность, морфология, локализация и взаимодействия с эпителиальным бислоем молочной железы демонстрировали специфические для стадии различия (Hitchcock et al., 2019; Stewart et al., 2019). Эти интересные открытия свидетельствуют об удивительно динамичном взаимодействии между иммунными клетками и эпителием молочных желез, которое невозможно было выявить с помощью обычных гистологических методов.

    4D прижизненная визуализация молочной железы: технические аспекты

    Визуализация in vivo является незаменимым инструментом в фундаментальных, доклинических и клинических исследованиях и обычно используется в медицинской практике (Condeelis and Weissleder, 2010).В то время как подходы к визуализации с низким разрешением (включая компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию и позитронно-эмиссионную томографию) предоставляют ценную анатомическую и физиологическую информацию о биологических тканях и опухолях, этим методам визуализации не хватает разрешения для визуализации отдельных клеток in vivo . Напротив, прижизненная микроскопия с высоким разрешением (IVM) облегчает микроскопическое изображение в реальном времени отдельных клеток в интактных тканях живых животных (Pittet and Weissleder, 2011).Этот мощный подход все чаще используется в экспериментальных и доклинических исследованиях в областях, охватывающих биологию развития, иммунологию, нейробиологию и исследования рака (Condeelis and Weissleder, 2010; Nobis et al., 2018). Хотя в настоящее время возможности ИВМ высокого разрешения для клинического использования (например, в дерматологии, лазерной эндомикроскопии) ограничены, они являются активной областью исследований (Coste et al., 2019).

    Для проведения ИВМ внутренних органов с высоким разрешением они должны быть доступны объективу микроскопа.Поверхностное расположение молочной железы делает ее доступной для IVM через разрез «кожный лоскут», который открывает ткань для визуализации, сохраняя при этом ее структуру и перфузию у анестезированной мыши (рис. 1B; Ewald et al., 2011a, c) . Эта стратегия подходит для краткосрочной и среднесрочной ИВМ молочных желез на срок до 40 часов под невосстанавливающей анестезией (Egeblad et al., 2008; Ewald et al., 2011b, c). Однако для последовательной IVM в продольных исследованиях требуется хирургическая имплантация оптического окна визуализации молочной железы (Рисунок 1B; Kedrin et al., 2008; Глигориевич и др., 2009; Рицма и др., 2012; Зомер и др., 2013). Это облегчает отслеживание отдельных клеток в живых тканях в течение продолжительных периодов времени в условиях, близких к физиологическим (Алиева и др., 2014). Флуоресцентные репортеры для конкретных типов клеток, оптогенетические инструменты и красители можно комбинировать для одновременной визуализации с помощью многоцветной IVM, что позволяет визуализировать динамические взаимодействия между различными типами клеток молочной железы и клеточными структурами in situ (Ellenbroek and Van Rheenen, 2014; Nobis и другие., 2018; Perrin et al., 2019). Большинство исследований IVM опираются на многофотонные методы визуализации глубоких тканей (Pittet and Weissleder, 2011; Ellenbroek and Van Rheenen, 2014; Perrin et al., 2019). Тем не менее, увеличенная поверхностная эпителиальная масса и более низкое содержание адипоцитов в тканях и опухолях лактирующих молочных желез, например, делают эти контексты более приемлемыми для конфокальной IVM (Ebrahim and Weigert, 2019).

    Для визуализации биологических явлений, которые остаются за пределами возможностей существующих инструментов IVM, можно использовать альтернативные подходы ex vivo .Например, ограниченное четырехмерное изображение может быть выполнено на иссеченных кусках ткани молочной железы (Davis et al., 2015). Однако неадекватная диффузия внеклеточных молекул в толстые ткани взрослого человека приводит к таким артефактам, как тканевая гипоксия, что ограничивает этот подход краткосрочной визуализацией (Shamir and Ewald, 2014; Davis et al., 2015; Lloyd-Lewis et al., 2017). ). И наоборот, многие ткани плода, включая эмбриональную молочную железу, могут сохраняться ex vivo в культурах эксплантатов в течение продолжительных периодов времени (Kratochwil, 1969; Hens et al., 2007; Voutilainen et al., 2012, 2013). Эмбриональные зачатки молочных желез и окружающие их мезенхимы могут быть созданы в культуре с эмбрионального дня E11.5, позволяя в реальном времени ex vivo визуализировать морфогенез эмбрионального ветвления молочных желез (Voutilainen et al., 2012, 2013). Культуры эмбриональных эксплантатов молочных желез, следовательно, представляют собой мощный и доступный инструмент для анализа клеточных механизмов, лежащих в основе эмбрионального маммогенеза, фазы развития молочных желез, которую часто упускают из виду.В качестве альтернативы, 3D in vitro, системы культивирования клеток молочной железы, включая органоиды молочных желез, которые повторяют наблюдаемую организацию и эпителиальную иерархию in vivo — , могут использоваться для визуализации в реальном времени поведения эпителиальных клеток молочной железы в экспериментально поддающихся изучению условиях (Simian et al. ., 2001; Debnath et al., 2003; Fata et al., 2007; Ewald et al., 2008; Pasic et al., 2011; Jardé et al., 2016). Поскольку этот мини-обзор ориентирован на визуализацию тканей молочной железы, эти системы здесь не обсуждаются (более подробную информацию см. В: Shamir and Ewald, 2014; Rios and Clevers, 2018).

    Многомерное понимание развития молочной железы

    Трехмерное и четырехмерное изображение молочной железы все чаще используется для решения фундаментальных вопросов, связанных с биологией груди и раком. Доступность in vivo этой ткани делает ее особенно отличной модельной системой для прижизненной визуализации онкогенных процессов с высоким разрешением. Применение ИВМ для изучения туморогенеза, в том числе молочной железы, подробно рассматривалось в других работах (Condeelis and Weissleder, 2010; Ellenbroek and Van Rheenen, 2014; Suijkerbuijk and van Rheenen, 2017; Nobis et al., 2018). Далее, вместо этого, освещаются недавние исследования IVM и 3D-визуализации, сфокусированные на физиологическом развитии и функции молочных желез, а также выводы, полученные с использованием этих подходов.

    Многомерная визуализация морфогенеза протоков молочной железы

    В то время как эпителий молочной железы начинает свой морфогенетический путь в эмбрионе, большая часть его развития происходит постнатально. Гормональная стимуляция во время полового созревания способствует удлинению и ветвлению рудиментарного дуктального дерева, подпитываемого пролиферативной активностью стволовых / предшественников взрослых молочных желез, расположенных в структурах терминального конца зачатка (TEB) (Watson and Khaled, 2008; Macias and Hinck, 2012).Потенциал дифференцировки этих клеток, то есть их способность генерировать один или оба клона эпителиальных клеток молочной железы, представляет собой область повышенного интереса. Ранние популяционные исследования генетического картирования судеб в постнатальной молочной железе дали противоречивые результаты, предоставив доказательства в поддержку как унипотентных, так и би / мультипотентных возможностей взрослых стволовых клеток / клеток-предшественников в физиологических условиях (подробный обзор см. В Lloyd-Lewis et al. ., 2017; Seldin et al., 2017; Rodilla, Fre, 2018).Расхождения между этими исследованиями могут быть частично связаны с временным и беспорядочным мечения клеток выбранными промоторами, специфичными для пути или клон-специфичными. Вводящие в заблуждение результаты могут также возникать из-за ограниченных возможностей популяционного отслеживания клонов для точного обнаружения одиночных клонов с использованием 2D-срезов ткани молочной железы, особенно когда мечение выполняется выше клональной плотности (Lloyd-Lewis et al., 2017).

    Чтобы разрешить эти несоответствия, более поздние исследования генетического картирования судеб в молочных железах, охватывающие методы отслеживания одноклеточных, нейтральных или насыщенных клонов, основывались на трехмерной визуализации глубоких тканей и / или всей железы для количественного клонального анализа.Комбинируя методы картирования судеб со стратегиями трехмерной визуализации, описанными выше, было установлено, что унипотентные просветные и базальные предшественники поддерживают эпителиальные клоны молочных желез во время постнатального развития молочных желез (Davis et al., 2016; Wuidart et al., 2016; Scheele et al., 2016; Scheele et al. al., 2017; Lloyd-Lewis et al., 2018). Более того, трехмерная визуализация показала, что потомство одной меченой клетки может быть распределено по стохастическому, вкрапленному образцу по всей длине ветвящегося эпителия (рис. 1C).Эти исследования показывают, что, несмотря на проявление гетерогенности в экспрессии генов на уровне отдельных клеток (Scheele et al., 2017), пролиферативные, унипотентные TEB-резидентные клетки активно и стохастически вносят вклад в развитие протоков молочной железы (Davis et al., 2016; Lloyd- Lewis et al., 2017, 2018; Scheele et al., 2017). Однако методы статического отслеживания клонов ограничены в своей способности выявить динамику поведения отдельных клонов, что требует использования IVM в этом контексте (Scheele et al., 2017; Фумагалли и др., 2019). Интересно, что покадровая IVM развития протока молочной железы показала, что резидентные в TEB эпителиальные клетки молочной железы непрерывно делятся и перемешиваются, причем каждый тип клеток с ограниченным клонированием сохраняет равномерный потенциал, чтобы способствовать удлинению протока (Scheele et al., 2017; Fumagalli et al. ., 2019). Примечательно, что эти количественные методы трехмерной и четырехмерной визуализации предоставляют возможности для биостатистического моделирования судьбы стволовых клеток / клеток-предшественников молочной железы и того, как это переводится в структуру органа (Paine et al., 2016; Wuidart et al., 2016; Scheele et al., 2017; Лиля и др., 2018). Таким образом, в сочетании с генетическим отслеживанием клонов, способность отображать эпителий молочной железы во многих измерениях (Davis et al., 2016; Wuidart et al., 2016, 2018; Scheele et al., 2017; Lilja et al., 2018) ; Lloyd-Lewis et al., 2018) предоставил важную информацию о динамике клонов и поведении клеток во время развития молочной железы, которую невозможно было получить, исследуя срезы тонких тканей (Sale and Pavelic, 2015; Lloyd-Lewis et al., 2017).

    В то время как недавние исследования генетического картирования судеб продемонстрировали унипотентность постнатальных предшественников клонов молочных желез в физиологических условиях, прочная пластичность этих клеток становится все более очевидной (Seldin et al., 2017; Wahl and Spike, 2017; Rodilla and Fre, 2018). ). Было показано, что унипотентные предшественники повторно приобретают способность к дифференцировке нескольких линий в анализах трансплантации (Stingl et al., 2006; Van Keymeulen et al., 2011; van Amerongen et al., 2012) в ответ на онкогенную индукцию (Liu et al., 2007; Корен и др., 2015; Ван Кеймеулен и др., 2015; Tao et al., 2017) и при эктопической экспрессии критических детерминант судьбы противоположного клона (Lilja et al., 2018; Wuidart et al., 2018). Недавнее исследование также продемонстрировало, что генотоксическое воздействие приводит к гиперплазии эпителиальных клеток молочной железы и изменению клонов, возможно, опосредованным сигналами из тканевого микроокружения (Seldin and Macara, 2019). Будущее применение IVM в этом контексте имеет фундаментальное значение для выявления динамических клеточных процессов и поведения, лежащих в основе пластичности эпителиальных клеток молочной железы (Fumagalli et al., 2019). Более того, поскольку эта пластичность, вероятно, используется во время туморогенеза молочной железы (Liu et al., 2007; Koren et al., 2015; Van Keymeulen et al., 2015; Hein et al., 2016; Tao et al., 2017) — возможно, посредством реактивации программ эмбрионального развития в тканях молочной железы взрослого человека (Spike et al., 2012; Zvelebil et al., 2013; Rodilla and Fre, 2018) — улучшенное понимание обеспечит важную информацию о важнейших этапах, ведущих к инициации рака груди.

    Морфогенез протоков молочных желез во многом зависит от реципрокных взаимодействий между эпителиальными клетками и микроокружением (Inman et al., 2015; Lloyd-Lewis et al., 2019). Резидентные в ткани молочной железы макрофаги, например, рекрутируются в структуры TEB во время полового созревания, и было показано, что они необходимы для нормального развития протоков (Gouon-Evans et al., 2000, 2002). Предварительные исследования IVM на пубертатных мышах-репортерах макрофагов Csf1r-EGFP (Sasmono et al., 2003) показали, что макрофаги, прилегающие к предполагаемым структурам TEB, быстро перемещаются вдоль фибрилл коллагена, где они способствуют фибриллогенезу коллагена, чтобы управлять инвазией TEB через жировую подушку молочной железы ( Ingman et al., 2006). Интересно, что недавняя трехмерная визуализация глубоких тканей в оптически очищенных тканях молочной железы показала, что макрофаги обволакивают и инфильтрируют структуры TEB (Stewart et al., 2019) и могут интеркалировать между эпителиальным двойным слоем в протоковых областях (Hitchcock et al., 2019; Stewart et al., 2019). др., 2019). В совокупности эти исследования трехмерной и четырехмерной визуализации предполагают тесную функциональную взаимосвязь между макрофагами и эпителием молочной железы, подтверждая недавние открытия, которые установили, что макрофаги являются важными компонентами ниши базальных стволовых клеток / клеток-предшественников молочной железы (Chakrabarti et al., 2018). Подробное понимание этих интригующих результатов ожидает дальнейших исследований IVM развития протоков молочной железы у мышей Csf1r-EGFP (Stewart et al., 2019).

    Многомерная визуализация лактирующей молочной железы

    Беременность отмечена отчетливой фазой роста, ветвления и дифференцировки эпителия молочных желез, приводящих к образованию обильных секреторных (продуцирующих молоко) лобулоальвеолярных структур (Watson and Khaled, 2008). Молоко, секретируемое в просвет альвеол, вытесняется грудным новорожденным за счет сокращения базальных альвеолярных клеток в ответ на производимый матерью окситоцин, процесс, зависящий от ионов кальция (Gimpl and Fahrenholz, 2001; Haaksma et al., 2011; Davis et al., 2015). Липиды, особенно триацилглицерины, являются основными составляющими молока (Oftedal, 1984), которые упаковываются и секретируются в форме липидных капель (LD), покрытых мембраной, во время лактации (Walther et al., 2017). Хотя классический биохимический и морфологический анализ позволил получить ценную информацию о сборке, слиянии и секреции LD, кинетика, лежащая в основе этого динамического процесса, остается неясной (Mather and Keenan, 1998; McManaman, 2012).

    Для решения этой проблемы в недавнем исследовании была проведена покадровая IVM флуоресцентных окрашенных BODIPY LD в лактирующих молочных железах, чтобы измерить их динамику на пике лактации (Masedunskas et al., 2017). Этот подход показал, что LDs проходят к вершине клетки с помощью относительно медленных и прерывистых скоростей направленного движения (∼0–2 мкм / мин) и что, независимо от размера, слияние уже существующих LD подчеркивает их рост. Примечательно, что было замечено, что индуцированное окситоцином сокращение миоэпителиальных клеток необходимо для высвобождения зрелых LD из секреторных клеток в просветное пространство (Рисунок 1D; Masedunskas et al., 2017). Это говорит о том, что секреция капель LD периодически стимулируется разбавлением молока (Masedunskas et al., 2017), и не является непрерывным процессом, как предполагалось ранее из статических наблюдений (Mather, Keenan, 1998; Neville, 2009; McManaman, 2012). Интересно, что альвеолярные клетки переключают свою клеточную функцию с секреции LD на поглощение во время инволюции молочной железы, запуская сложную программу гибели клеток, которая возвращает молочную железу в состояние, близкое к состоянию до беременности (Kreuzaler et al., 2011; Sargeant et al., 2014). Несмотря на трудности, исследования IVM, изучающие механизмы и динамику поглощения LD во время инволюции, являются целью на будущее.

    Стремясь оценить пространственно-временную динамику альвеолярных сокращений, вызванных окситоцином, в недавнем исследовании было выполнено 4D ex vivo изображений кусочков ткани молочной железы кормящих мышей, сконструированных для экспрессии флуоресцентного индикатора Ca 2+ в миоэпителиальных клетках (Stevenson et al. , 2019). Этот подход показал, что колебания Ca 2+ связаны с сокращениями миоэпителиальных клеток, которые физически деформируют внутренний слой просветных клеток для выброса молока (Stevenson et al., 2019). Интересно, что визуализация 4D ex vivo показала, что связывание Ca 2+ с сокращением сходным образом происходит в протоковых миоэпителиальных клетках, указывая на то, что они активно участвуют в выделении молока во время лактации (Stevenson et al., 2019). Вместе эти недавние исследования изображений 4D in vivo и ex vivo (Маседунскас и др., 2017; Стивенсон и др., 2019) предоставили ценную информацию о динамических механизмах, лежащих в основе производства, секреции и выделения липидов в молоке во время лактации. , основываясь на результатах, полученных с помощью статических измерений (Mather and Keenan, 1998; Gimpl and Fahrenholz, 2001; Neville, 2009).

    Преимущества трехмерной визуализации по сравнению с традиционными двухмерными гистологическими методами особенно очевидны при визуализации плотно упакованных тканей, таких как кормящая молочная железа (Rios et al., 2016b). Например, хотя двуядерные секреторные клетки просвета легко различимы с помощью трехмерной визуализации (Rios et al., 2016b; Hitchcock et al., 2019), их распространенность, вероятно, недооценивается при анализе срезов ткани молочной железы (Oliver et al., 2012; Hughes and Watson , 2018). Влияние полиплоидии — следствие необходимости синтеза ДНК для лактации (Banerjee et al., 1971; Банерджи и Вагнер, 1972; Smith, 2016) — по частоте и динамике ЛД, однако, остается неясным. Более того, недавняя трехмерная визуализация оптически очищенных лактирующих тканей показала, что макрофаги точно отражают звездчатую морфологию соседних и контактирующих альвеолярных миоэпителиальных клеток, фенотип, который неотличим на срезах тонких тканей (Hitchcock et al., 2019; Stewart et al., 2019 ). Однако функциональное значение такого поведения еще предстоит выяснить (Hitchcock et al., 2019; Стюарт и др., 2019).

    Заключительные замечания

    Развитие и функция тканей зависят от хорошо скоординированных программ клеточной пролиферации, дифференцировки, миграции, коммуникации и смерти. Одних статических 2D-измерений недостаточно, чтобы разгадать эту сложность. Подходы к трехмерной визуализации глубоких тканей предоставляют возможности для получения подробных, пространственно интегрированных представлений о внутренней работе молочной железы и обладают большим потенциалом для улучшения классификации и характеристики опухолей молочной железы в будущей клинической практике.Кроме того, появление IVM высокого разрешения трансформирует способность исследовать динамическое клеточное поведение, определяющее физиологию и дисфункцию тканей в почти естественных условиях. ИВМ высокого разрешения все чаще используются в экспериментальных и трансляционных исследованиях рака молочной железы, предоставляя ценную динамическую информацию о росте, прогрессировании, метастазировании и терапевтическом ответе опухоли молочной железы, что в конечном итоге может повлиять на уход за пациентами (Condeelis and Weissleder, 2010; Ellenbroek and Van Rheenen, 2014; Suijkerbuijk и van Rheenen, 2017).Напротив, применение IVM для изучения постнатального развития молочных желез отстает. Действительно, светорассеивающая жировая строма, которая покрывает эпителиальное дерево молочных желез, создает значительные проблемы для визуализации с высоким разрешением in vivo нормальных и предопухолевых структур протоков. Тем не менее, постоянное совершенствование инструментов визуализации, включая многофотонные лазеры (Andresen et al., 2009), адаптивную оптику (Rueckel et al., 2006), чувствительные детекторы и методы обработки изображений (Gligorijevic et al., 2014; Weigert et al., 2018; Perrin et al., 2019) открывают большие перспективы для будущих исследований IVM в развитии молочных желез. Растущее применение подходов к многомерной визуализации, описанных здесь, к молочной железе, несомненно, знаменует новую эру в наших исследованиях и понимании биологии груди.

    ВКЛАД АВТОРА

    BL-L задумал и написал всю рукопись.

    Финансирование

    Эта работа была поддержана программой стипендий вице-канцлера Бристольского университета.

    Конфликт интересов

    Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Спасибо профессору Энн Уильямс, доктору Марку Джепсону и Джеймсу Хэнди за полезные обсуждения и ценные отзывы, а также извинения всем исследователям, чьи работы, к сожалению, не могут быть процитированы из-за нехватки места.

    Список литературы

    Алиева, М., Ритсма, Л., Гедт, Р. Дж., Вайследер, Р., и ван Рейнен, Дж. (2014). Окна визуализации для долгосрочной прижизненной визуализации: общий обзор и техническая информация. Прижизненный 3: e29917. DOI: 10.4161 / intv.29917

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Андресен, В., Александр, С., Хеупель, В. М., Хиршберг, М., Хоффман, Р. М., и Фридл, П. (2009). Инфракрасная многофотонная микроскопия: визуализация глубоких тканей с субклеточным разрешением. Curr. Opin. Biotechnol. 20, 54–62. DOI: 10.1016 / j.copbio.2009.02.008

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Банерджи, М. Р. и Вагнер, Дж. Э. (1972). Амплификация гена в молочной железе при дифференцировке. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 49, 480–487. DOI: 10.1016 / 0006-291X (72) -6

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Банерджи, М. Р., Вагнер, Дж. Э. и Киндер, Д. Л. (1971). Синтез ДНК при отсутствии воспроизводства клеток при функциональной дифференцировке молочной железы мыши. Life Sci. 10, 867–877. DOI: 10.1016 / 0024-3205 (71) -8

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Беннингер, Р. К. П., и Поршень, Д. В. (2013). Микроскопия с двухфотонным возбуждением для блока 4.11 исследования живых клеток и тканей. Curr. Protoc. Cell Biol. Глава 4, Раздел 4.11.1-24. DOI: 10.1002 / 0471143030.cb0411s59

    CrossRef Полный текст

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Кампаньола, П. Дж., Миллард, А. К., Терасаки, М., Хоппе П. Э., Мэлоун К. Дж. И Молер В. А. (2002). Трехмерное изображение генерации второй гармоники эндогенных структурных белков в биологических тканях с высоким разрешением. Biophys. J. 82, 493–508. DOI: 10.1016 / S0006-3495 (02) 75414-3

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чакрабарти, Р., Селия-Террасса, Т., Кумар, С., Ханг, X., Вей, Ю., Чоудхури, А., и др. (2018). Notch лиганд Dll1 обеспечивает перекрестное взаимодействие между стволовыми клетками молочных желез и макрофагальной нишей. Наука 360: aan4153. DOI: 10.1126 / science.aan4153

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Chen, L., Li, G., Li, Y., Li, Y., Zhu, H., Tang, L., et al. (2017). UbasM: эффективный сбалансированный метод оптической очистки для неповрежденной биомедицинской визуализации. Sci. Отчет 7: 12218. DOI: 10.1038 / s41598-017-12484-3

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен, Ю., Шен, К., Уайт, С. Л., Гокмен-Поляр, Ю., Бадве, С., и Гудман, Л. Дж. (2019). Трехмерная визуализация и количественный анализ тканей рака груди, обработанных CLARITY. Sci. Отчет 9: 5624. DOI: 10.1038 / s41598-019-41957-w

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Косте А., Октай М. Х., Кондилис Дж. С. и Энтенберг Д. (2019). Методы интравитальной визуализации для биомедицинских и клинических исследований. Cytom. Часть A cyto.a.23963. DOI: 10.1002 / cyto.a.23963

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дэвис, Ф.M., Janoshazi, A., Janardhan, K. S., Steinckwich, N., D’Agostin, D.M., Petranka, J.G., et al. (2015). Существенная роль кальциевых каналов, управляемых магазином Orai1, в лактации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 112, 5827–5832. DOI: 10.1073 / pnas.1502264112

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дэвис, Ф. М., Ллойд-Льюис, Б., Харрис, О. Б., Козар, С., Винтон, Д. Дж., Муресан, Л. и др. (2016). Отслеживание клонов отдельных клеток в молочной железе выявляет стохастическую клональную дисперсию потомства стволовых / клеток-предшественников. Нат. Commun. 7: 13053. DOI: 10.1038 / ncomms13053

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Дебнат Дж., Мутусвами С. К. и Брюгге Дж. С. (2003). Морфогенез и онкогенез MCF-10A эпителиальных ацинусов молочной железы, выращенных в культурах трехмерных базальных мембран. Методы 30, 256–268. DOI: 10.1016 / S1046-2023 (03) 00032-X

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эгеблад, М., Эвальд, А.J., Askautrud, H.A., Truitt, M. L., Welm, B.E., Bainbridge, E., et al. (2008). Визуализация динамики стромальных клеток в различных микроокружениях опухолей с помощью конфокальной микроскопии с вращающимся диском. DMM Dis. Модель. Мех. 1, 155–167. DOI: 10.1242 / dmm.000596

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Элиас, С., Морган, М. А., Бикофф, Э. К., Робертсон, Э. Дж. (2017). Долгоживущие унипотентные Blimp1-позитивные стволовые клетки просвета управляют органогенезом молочных желез на протяжении всей взрослой жизни. Нат. Commun. 8: 1714. DOI: 10.1038 / s41467-017-01971-w

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эртурк, А., Беккер, К., Ярлинг, Н., Маух, К. П., Хойер, К. Д., Эген, Дж. Г. и др. (2012). Трехмерное изображение очищенных растворителем органов с помощью 3DISCO. Нат. Protoc. 7, 1983–1995. DOI: 10.1038 / nprot.2012.119

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эвальд, А. Дж., Бренот, А., Дуонг, М., Чан, Б.С., и Верб, З. (2008). Коллективная миграция эпителия и перестройки клеток управляют морфогенезом ветвления молочных желез. Dev. Cell 14, 570–581. DOI: 10.1016 / j.devcel.2008.03.003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эвальд, А. Дж., Верб, З., и Эгеблад, М. (2011a). Динамическая, долгосрочная визуализация in vivo взаимодействий опухоль-строма на мышиных моделях рака груди с использованием конфокальной микроскопии с вращающимся диском. Cold Spring Harb. Protoc. 2011: db.to97. DOI: 10.1101 / pdb.top97

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эвальд, А. Дж., Верб, З., и Эгеблад, М. (2011b). Мониторинг жизненно важных функций для долгосрочного выживания мышей под анестезией. Cold Spring Harb. Protoc. 2011: db.rot5563. DOI: 10.1101 / pdb.prot5563

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Эвальд, А. Дж., Верб, З., и Эгеблад, М. (2011c). Подготовка мышей к длительной прижизненной визуализации молочной железы. Cold Spring Harb. Protoc. 2011: db.rot5562. DOI: 10.1101 / pdb.prot5562

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Fata, J. E., Mori, H., Ewald, A. J., Zhang, H., Yao, E., Werb, Z., et al. (2007). Путь MAPKERK-1,2 объединяет отдельные и антагонистические сигналы от TGFα и FGF7 в морфогенезе эпителия молочных желез мышей. Dev. Биол. 306, 193–207. DOI: 10.1016 / j.ydbio.2007.03.013

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фоллен, Г., Мерсье, Л., Османи, Н. Л., Сейбастьен Харлепп, С., и Гетц, Дж. Г. (2017). Видеть — значит верить — многомасштабная пространственно-временная визуализация в отношении клеточной биологии in vivo. J. Cell Sci. 130, 23–38. DOI: 10.1242 / jcs.189001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фридл, П., Вольф, К., Хармс, Г., и фон Андриан, У. Х. (2007). «Биологическая микроскопия генерации второй и третьей гармоник», в Current Protocols in Cell Biology (Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.).DOI: 10.1002 / 0471143030.cb0415s34

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фумагалли, А., Бруенс, Л., Шееле, К. Л. Г. Дж. И ван Рейнен, Дж. (2019). Регистрация поведения стволовых клеток с помощью прижизненной микроскопии и микроскопии живых клеток. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. а035949. DOI: 10.1101 / cshperspect.a035949

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Глигориевич Б., Бергман А. и Кондилис Дж. (2014). Многопараметрическая классификация связывает микроокружение опухоли с фенотипом опухолевых клеток. PLoS Biol. 12: e1001995. DOI: 10.1371 / journal.pbio.1001995

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Глигориевич Б., Кедрин Д., Сегалл Дж. Э., Кондилис Дж. И ван Рейнен Дж. (2009). Фотопереключение Dendra2 через окно визуализации молочной железы. J. Vis. Exp. , 2009: 1278. DOI: 10.3791 / 1278

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гуон-Эванс В., Лин Э. Ю. и Поллард Дж. У. (2002). Потребность макрофагов и эозинофилов и их цитокинов / хемокинов для развития молочной железы. Breast Cancer Res. 4: 155. DOI: 10.1186 / bcr441

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Гуон-Эванс В., Ротенберг М. Э. и Поллард Дж. У. (2000). Для постнатального развития молочной железы необходимы макрофаги и эозинофилы. Развитие 127, 2269–2282.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Хааксма, К. Дж., Шварц, Р. Дж., И Томасек, Дж. Дж. (2011). Сокращение миоэпителиальных клеток и выделение молока нарушены в молочных железах мышей, лишенных гладкомышечного альфа-актина 1. Biol. Репрод. 85, 13–21. DOI: 10.1095 / биолрепрод.110.0

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хама, Х., Хиоки, Х., Намики, К., Хосида, Т., Курокава, Х., Исидатэ, Ф., и др. (2015). ScaleS: палитра оптической очистки для биологической визуализации. Нат. Neurosci. 18, 1518–1529. DOI: 10.1038 / nn.4107

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хайн, С.М., Харичаран, С., Джонстон, А.Н., Toneff, M.J., Reddy, J.P., Dong, J., et al. (2016). Клетки люминального эпителия молочной железы могут продуцировать базальные клетки при онкогенном стрессе. Онкоген 35, 1461–1467. DOI: 10.1038 / onc.2015.206

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хенс, Дж. Р., Данн, П., Чжан, Дж. П., Харрис, С., Робинсон, Г. У., и Высолмерски, Дж. (2007). BMP4 и PTHrP взаимодействуют, чтобы стимулировать рост протоков во время эмбрионального развития молочной железы и ингибировать индукцию волосяных фолликулов. Разработка 134, 1221–1230. DOI: 10.1242 / dev.000182

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хичкок, Дж. Р., Хьюз, К., Харрис, О. Б., и Уотсон, К. Дж. (2019). Динамическое архитектурное взаимодействие между лейкоцитами и эпителиальными клетками молочной железы. FEBS J. 287: febs 15126. DOI: 10.1111 / febs.15126

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хоу, Б., Чжан, Д., Чжао, С., Вэй, М., Ян, З., Ван, С., и другие. (2015). Масштабируемый и совместимый с DiI оптический клиренс мозга млекопитающих. Фронт. Нейроанат. 9:19. DOI: 10.3389 / fnana.2015.00019

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хьюз, К., Уотсон, К. Дж. (2018). Синусоподобное расширение молочных протоков молочной железы, экспрессия Ki67 и инфильтрация CD3-положительных Т-лимфоцитов в молочной железе диких европейских кроликов во время беременности и кормления грудью. J. Anat. 233, 266–273. DOI: 10.1111 / joa.12824

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хьюскен, Дж., Свогер, Дж., Дель Бене, Ф., Виттбродт, Дж., И Стельцер, Э. Х. К. (2004). Оптические срезы глубоко внутри живых эмбрионов с помощью микроскопии с селективным освещением. Science 305, 1007–1009. DOI: 10.1126 / science.1100035

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ингман В. В., Вайкофф Дж., Гуон-Эванс В., Кондилис Дж. И Поллард Дж. У. (2006). Макрофаги способствуют фибриллогенезу коллагена вокруг терминальных концевых зачатков развивающейся молочной железы. Dev. Дин. 235, 3222–3229. DOI: 10.1002 / dvdy.20972

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Инман, Дж. Л., Робертсон, К., Мотт, Дж. Д., и Бисселл, М. Дж. (2015). Развитие молочной железы: спецификация клеточной судьбы, стволовые клетки и микросреда. Dev. 142, 1028–1042. DOI: 10.1242 / dev.087643

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Жарде, Т., Ллойд-Льюис, Б., Томас, М., Кендрик, Х., Melchor, L., Bougaret, L., et al. (2016). Передача сигналов Wnt и Neuregulin1 / ErbB расширяет трехмерную культуру гормонально-зависимых органоидов молочных желез. Нат. Commun. 7: 13207. DOI: 10.1038 / ncomms13207

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кэти Макдол, А., Гиньяр, Л., Амат, Ф., Турага, С. К., Брэнсон, К., и Келлер, Корреспонденция, П. Дж. (2018). In Toto визуализация и реконструкция постимплантационного развития мышей на одноклеточном уровне. Ячейка 175, 859.e33–876.e33. DOI: 10.1016 / j.cell.2018.09.031

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кэ, М.-Т., Фудзимото, С., Имаи, Т. (2013). SeeDB: простой и сохраняющий морфологию агент оптической очистки для реконструкции нейронных цепей. Нат. Neurosci. 16, 1154–1161. DOI: 10.1038 / nn.3447

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кэ, М. Т., Накай, Ю., Фудзимото, С., Такаяма, Р., Ёсида, С., Китадзима, Т.S., et al. (2016). Отображение нейронных цепей сверхвысокого разрешения с помощью очищающего агента, оптимизированного по индексам. Cell Rep. 14, 2718–2732. DOI: 10.1016 / j.celrep.2016.02.057

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кедрин Д., Глигориевич Б., Вайкофф Дж., Верхуша В. В., Кондилис Дж., Сегалл Дж. Э. и др. (2008). Прижизненная визуализация метастатического поведения через окно визуализации молочной железы. Нат. Методы 5, 1019–1021. DOI: 10,1038 / метр.1269

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Келлер П. Дж., Аренс М. Б. (2015). Визуализация активности и развития всего мозга на уровне отдельных клеток с помощью световой микроскопии. Нейрон 85, 462–483. DOI: 10.1016 / j.neuron.2014.12.039

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Келлер П. Дж., Шмидт А. Д., Виттбродт Дж. И Стельцер Э. Х. К. (2008). Реконструкция раннего эмбрионального развития рыбок данио с помощью сканирующей световой микроскопии. Science 322, 1065–1069. DOI: 10.1126 / science.1162493

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корен, С., Риви, Л., Коуту, Дж. П., Де Силва, Д., Стадлер, М. Б., Ролофф, Т. и др. (2015). PIK3CAh2047R индуцирует мультипотентные и множественные опухоли молочной железы. Nature 525, 114–118. DOI: 10.1038 / природа14669

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Kratochwil, K. (1969). Органная специфичность в индукции мезенхимы продемонстрирована в эмбриональном развитии молочной железы мыши. Dev. Биол. 20, 46–71. DOI: 10.1016 / 0012-1606 (69)

    -9

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Кройцалер, П. А., Станишевска, А. Д., Ли, В., Омидвар, Н., Кеджуар, Б., Турксон, Дж. И др. (2011). Stat3 контролирует опосредованную лизосомами гибель клеток in vivo. Нат. Cell Biol. 13, 303–309. DOI: 10.1038 / ncb2171

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ли В., Жермен Р. Н. и Гернер М. Ю. (2017). Мультиплексный количественный клеточный анализ больших объемов тканей с 3D-микроскопией с улучшенным просветом (C e 3D). Proc. Natl. Акад. Sci. США 114, E7321 – E7330. DOI: 10.1073 / pnas.1708981114

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лилья, А.М., Родилла, В., Хюйге, М., Ханнезо, Э., Ландрагин, К., Рено, О. и др. (2018). Клональный анализ Notch2-экспрессирующих клеток обнаруживает существование унипотентных стволовых клеток, которые сохраняют долгосрочную пластичность в эмбриональной молочной железе. Нат. Cell Biol. 20, 677–687. DOI: 10.1038 / s41556-018-0108-1

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лю, X., Holstege, H., Van Der Gulden, H., Treur-Mulder, M., Zevenhoven, J., Velds, A., et al. (2007). Соматическая потеря BRCA1 и p53 у мышей вызывает опухоли молочной железы с признаками базального рака молочной железы человека с мутацией BRCA1. Proc. Natl. Акад. Sci. США 104, 12111–12116. DOI: 10.1073 / pnas.0702969104

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ллойд-Льюис, Б., Дэвис, Ф. М., Харрис, О. Б., Хичкок, Дж. Р., Лоренко, Ф. К., Паше, М. и др. (2016).Визуализация молочной железы и опухолей молочной железы в 3D: методы оптической очистки тканей и иммунофлуоресценции. Breast Cancer Res. 18: 127. DOI: 10.1186 / s13058-016-0754-9

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ллойд-Льюис, Б., Дэвис, Ф. М., Харрис, О. Б., Хичкок, Дж. Р. и Уотсон, К. Дж. (2018). Отслеживание нейтрального происхождения пролиферативных эмбриональных и взрослых стволовых / прогениторных клеток молочной железы. Разработка 145: dev164079. DOI: 10.1242 / dev.164079

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ллойд-Льюис, Б., Харрис, О. Б., Уотсон, К. Дж., И Дэвис, Ф. М. (2017). Стволовые клетки молочной железы: предпосылки, свойства и перспективы. Trends Cell Biol. 27, 556–567. DOI: 10.1016 / j.tcb.2017.04.001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ллойд-Льюис, Б., Мурикис, П., и Фре, С. (2019). Передача сигналов Notch: датчик и инструктор микросреды для координации клеточной судьбы и морфогенеза органа. Curr. Opin. Cell Biol. 61, 16–23. DOI: 10.1016 / J.CEB.2019.06.003

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Маседунскас, А., Чена, Ю., Стуссман, Р., Вейгерт, Р., и Мазер, И. Х. (2017). Кинетика транспорта, роста и секреции липидных капель молока, выявленная с помощью прижизненной визуализации: высвобождение липидных капель периодически стимулируется окситоцином. Мол. Биол. Cell 28, 935–946. DOI: 10.1091 / mbc.E16-11-0776

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Матрыба, п., Kaczmarek, L., and Gołab, J. (2019). Достижения в области оптической очистки тканей ex situ. Laser Photon. Ред. 13: 1800292. DOI: 10.1002 / lpor.201800292

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Нобис, М., Уоррен, С. К., Лукас, М. К., Мерфи, К. Дж., Херрманн, Д., и Тимпсон, П. (2018). Молекулярная подвижность и активность в условиях прижизненной визуализации — значение для прогрессирования рака и нацеливания. J. Cell Sci. 131: jcs.206995. DOI: 10.1242 / jcs.206995

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Офтедал, О.Т. (1984). «Состав молока, удои и выработка энергии при пике лактации: сравнительный обзор», в Physiological Strategies in Lactation , ред. М. Пикер, Р. Г. Вернон и К. Х. Найт (Лондон: Academic Press).

    Google Scholar

    Оливер К. Х., Халед В. Т., Френд Х., Николс Дж. И Уотсон К. Дж. (2012). Регулируемый Stat6-доменом KRAB белок цинковых пальцев Zfp157 регулирует баланс клонов в молочных железах и компенсирует потерю Gata-3. Genes Dev. 26, 1086–1097. DOI: 10.1101 / gad.184051.111

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пейн И., Шовьер А., Ландуа Дж., Срикумар А., Кристини В., Розен Дж. И др. (2016). Математическая модель с геометрическими ограничениями удлинения протока молочной железы обнаруживает новую клеточную динамику в терминальном концевом зачатке. PLoS Comput. Биол. 12: e1004839. DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1004839

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Пашич, Л., Карин Эйзингер-Матасон, Т.С., Велаюдхан, Б.Т., Москалук, К.А., Бренин, Д.Р., Макара, И.Г. и др. (2011). Устойчивая активация сигнального пути HER1-ERK1 / 2-RSK контролирует судьбу миоэпителиальных клеток в ткани молочной железы человека. Genes Dev. 25, 1641–1653. DOI: 10.1101 / gad.2025611

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Перрин, Л., Баярмагнаи, Б., и Глигориевич, Б. (2019). Границы прижизненной многофотонной микроскопии рака. Cancer Rep. 3, 1–22. DOI: 10.1002 / cnr2.1192

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Риос, А.С., Капальдо, Б.Д., Вайллант, Ф., Пал, Б., ван Иневельд, Р., Доусон, К.А., и др. (2019). Интраклональная пластичность в опухолях молочной железы выявляется с помощью крупномасштабной трехмерной визуализации с разрешением одной клетки. Cancer Cell 35, 618.e6–632.e6. DOI: 10.1016 / J.CCELL.2019.02.010

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Риос, А.С., Фу, Н.Й., Керсонс, Дж., Линдеман, Дж. Дж., И Висвадер, Дж. Э. (2016a). Сложности и предостережения при отслеживании родословной молочной железы. Breast Cancer Res. 18: 116. DOI: 10.1186 / s13058-016-0774-5

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Риос, А. С., Фу, Н. Ю., Джеймисон, П. Р., Пал, Б., Уайтхед, Л., Николас, К. Р. и др. (2016b). Важная роль новой популяции двуядерных эпителиальных клеток молочной железы в период лактации. Нат. Commun. 7: 11400. DOI: 10.1038 / ncomms11400

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Риос, А. К., Фу, Н. Ю., Линдеман, Г. Дж., И Висвадер, Дж. Э. (2014). Идентификация in situ бипотентных стволовых клеток в молочной железе. Природа 506, 322–327. DOI: 10.1038 / природа12948

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рицма, Л., Стеллер, Э. Дж. А., Бирлинг, Э., Луманс, К. Дж. М., Зомер, А., Герлах, К., и др. (2012). Прижизненная микроскопия через окно визуализации брюшной полости выявляет стадию премикрометастазирования во время метастазирования в печень. Sci. Пер. Med. 4: 158ra145. DOI: 10.1126 / scitranslmed.3004394

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Рюкель М., Мак-Бухер Дж. А. и Денк В. (2006). Адаптивная коррекция волнового фронта в двухфотонной микроскопии с использованием когерентно-стробированного волнового фронта. Proc. Natl. Акад. Sci. США 103, 17137–17142. DOI: 10.1073 / pnas.06047

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сарджант Т.Дж. Т. Дж., Ллойд-Льюис, Б., Ресеманн, Х. К. Х. К., Рамос-Монтойя, А., Скеппер, Дж. И Уотсон, К. Дж. С. Дж. (2014). Stat3 контролирует гибель клеток во время инволюции молочных желез, регулируя поглощение глобул молочного жира и проницаемость лизосомальной мембраны. Нат. Cell Biol. 16, 1057–1068. DOI: 10.1038 / ncb3043

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Sasmono, R.T., Oceandy, D., Pollard, J. W., Tong, W., Pavli, P., Wainwright, B.J., et al. (2003).Трансген рецептора зеленого флуоресцентного белка макрофагального колониестимулирующего фактора экспрессируется по всей системе мононуклеарных фагоцитов мыши. Кровь 101, 1155–1163. DOI: 10.1182 / кровь-2002-02-0569

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Scheele, C.L.G.J., Hannezo, E., Muraro, M.J., Zomer, A., Langedijk, N.SM, van Oudenaarden, A., et al. (2017). Идентичность и динамика стволовых клеток молочной железы во время морфогенеза ветвления. Природа 542, 313–317. DOI: 10.1038 / nature21046

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Селдин, Л., и Макара, И. Г. (2019). Неавтономная индукция неверности эпителиального клона и гиперплазии путем повреждения ДНК. bioRxiv [Препринт]. DOI: 10.1101 / 630954

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сеонг, Дж., Ким, Н. С., Ким, Дж. А., Ли, В., Со, Дж. Й., Юм, М. К. и др. (2018). Боковое ветвление и предопределение люминальных клонов с помощью ID2 в развивающихся молочных железах. Разработка 145: dev.165258. DOI: 10.1242 / dev.165258

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Шамир, Э. Р., Эвальд, А. Дж. (2014). Трехмерная органотипическая культура: экспериментальные модели биологии и болезней млекопитающих. Нат. Rev. Mol. Cell Biol. 15, 647–664. DOI: 10.1038 / nrm3873

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Симиан, М., Хираи, Ю., Навр, М., Верб, З., Лохтер, А., и Бисселл, М.Дж. (2001). Взаимодействие матриксных металлопротеиназ, морфогенов и факторов роста необходимо для разветвления эпителиальных клеток молочной железы. Разработка 128, 3117–3131.

    PubMed Аннотация | Google Scholar

    Спайк, Б. Т., Энгл, Д. Д., Лин, Дж. К., Чунг, С. К., Ла, Дж. И Валь, Г. М. (2012). Популяция стволовых клеток молочной железы, идентифицированная и охарактеризованная в позднем эмбриогенезе, обнаруживает сходство с раком груди человека. Стволовые клетки клеток 10, 183–197.DOI: 10.1016 / j.stem.2011.12.018

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Срикумар А., Роарти К. и Розен Дж. М. (2015). Иерархия стволовых клеток молочной железы: зеркало разнородных ландшафтов рака молочной железы. Endocr. Relat. Рак 22, T161 – T176. DOI: 10.1530 / ERC-15-0263

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стивенсон, А. Дж., Ванваллегхем, Г., Стюарт, Т. А., Кондон, Н. Д., Ллойд-Льюис, Б., Марино Н. и др. (2019). Мультимасштабная визуализация активности молочной железы показывает, как окситоцин способствует лактации. bioRxiv [Препринт]. DOI: 10.1101 / 657510

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стюарт Т. А., Хьюз К., Хьюм Д. А. и Дэвис Ф. М. (2019). Распределение макрофагов в молочной железе мышей в зависимости от стадии развития. Фронт. Cell Dev. Биол. 7: 250. DOI: 10.3389 / fcell.2019.00250

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стингл, Дж., Eirew, P., Ricketson, I., Shackleton, M., Vaillant, F., Choi, D., et al. (2006). Очищение и уникальные свойства эпителиальных стволовых клеток молочной железы. Nature 439, 993–997. DOI: 10.1038 / nature04496

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Suijkerbuijk, S. J. E., and van Rheenen, J. (2017). От хорошего к плохому: прижизненная визуализация захвата физиологических процессов раковыми клетками. Dev. Биол. 428, 328–337. DOI: 10.1016 / j.ydbio.2017.04.015

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Susaki, E. A., Tainaka, K., Perrin, D., Kishino, F., Tawara, T., Watanabe, T. M., et al. (2014). Визуализация всего мозга с разрешением одной клетки с использованием химических коктейлей и компьютерного анализа. Cell 157, 726–739. DOI: 10.1016 / j.cell.2014.03.042

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Susaki, E. A., and Ueda, H. R. (2016). Методы очистки всего тела и всего органа и визуализации с разрешением одной клетки: к системной биологии на уровне организма у млекопитающих. Cell Chem. Биол. 23, 137–157. DOI: 10.1016 / J.CHEMBIOL.2015.11.009

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тайнака К., Куно А., Кубота С. И., Мураками Т. и Уэда Х. Р. (2016). Химические принципы в протоколах очистки и окрашивания тканей для профилирования клеток всего тела. Annu. Rev. Cell Dev. Биол. 32, 713–741. DOI: 10.1146 / annurev-cellbio-111315-125001

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тайнака, К., Murakami, T.C., Susaki, E.A., Shimizu, C., Saito, R., Takahashi, K., et al. (2018). Химический ландшафт для очистки тканей на основе гидрофильных реагентов. Cell Rep. 24, 2196.e9–2210.e9. DOI: 10.1016 / j.celrep.2018.07.056

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тао, Л., Сян, Д., Се, Ю., Бронсон, Р. Т., и Ли, З. (2017). Индуцированная потеря p53 в клетках просвета мышей вызывает клональную экспансию и развитие опухолей молочной железы. Нат. Commun. 8: 14431. DOI: 10.1038 / ncomms14431

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Тимпсон, П., Макги, Э. Дж., И Андерсон, К. И. (2011). Визуализация молекулярной динамики in vivo — от клеточной биологии до животных моделей. J. Cell Sci. 124, 2877–2890. DOI: 10.1242 / jcs.085191

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    ван Амеронген, Р., Боуман, А. Н., и Нусс, Р. (2012). Стадия развития и время определяют судьбу Wnt / β-catenin-чувствительных стволовых клеток в молочных железах. Стволовые клетки клеток 11, 387–400. DOI: 10.1016 / j.stem.2012.05.023

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Van Keymeulen, A., Lee, M. Y., Ousset, M., Brohée, S., Rorive, S., Giraddi, R.R., et al. (2015). Реактивация мультипотентности онкогенным PIK3CA вызывает гетерогенность опухоли молочной железы. Nature 525, 119–123. DOI: 10.1038 / nature14665

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван Кеймеулен, А., Rocha, A.S, Ousset, M., Beck, B., Bouvencourt, G., Rock, J., et al. (2011). Отдельные стволовые клетки способствуют развитию и поддержанию молочной железы. Природа 479, 189–193. DOI: 10.1038 / nature10573

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Voutilainen, M., Lindfors, P.H., Lefebvre, S., Ahtiainen, L., Fliniaux, I., Rysti, E., et al. (2012). Эктодисплазин регулирует гормон-независимый морфогенез протоков молочной железы через NF-κB. Proc. Natl.Акад. Sci. США 109, 5744–5749. DOI: 10.1073 / pnas.1110627109

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Воутилайнен М., Линдфорс П. Х. и Миккола М. Л. (2013). Протокол: культура ex vivo зародышевых зачатков молочной железы мыши. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 18, 239–245. DOI: 10.1007 / s10911-013-9288-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Валь, Г. М., и Спайк, Б. Т. (2017). Пластичность клеточного состояния, стволовые клетки.EMT и создание внутриопухолевой гетерогенности. NPJ Рак молочной железы 3:14. DOI: 10.1038 / s41523-017-0012-z

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ван, Ю., Макдол, К., Келлер, П. Дж. (2019). Световая микроскопия и ее потенциал для понимания процессов развития. Annu. Rev. Cell Dev. Биол. 35, 655–681. DOI: 10.1146 / annurev-cellbio-100818

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Уотсон, К.Дж. И Халед В. Т. (2008). Развитие молочной железы у эмбриона и взрослого: путь морфогенеза и приверженности. Разработка 135, 995–1003. DOI: 10.1242 / dev.005439

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Weigert, M., Schmidt, U., Boothe, T., Müller, A., Dibrov, A., Jain, A., et al. (2018). Восстановление изображений с учетом содержимого: раздвигая границы флуоресцентной микроскопии. Нат. Методы 15, 1090–1097. DOI: 10.1038 / s41592-018-0216-7

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Вударт, А., Осет, М., Руландс, С., Саймонс, Б. Д., Ван Кеймеулен, А., и Бланпейн, К. (2016). Стратегии количественного отслеживания клонов для определения мультипотентности тканеспецифичных стволовых клеток. Genes Dev. 30, 1261–1277. DOI: 10.1101 / gad.280057.116

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Wuidart, A., Sifrim, A., Fioramonti, M., Matsumura, S., Brisebarre, A., Brown, D., et al. (2018). Сегрегация по раннему клону мультипотентных эмбриональных предшественников молочной железы. Нат. Cell Biol. 20, 666–676. DOI: 10.1038 / s41556-018-0095-2

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Ян Б., Тревик, Дж. Б., Кулкарни, Р. П., Деверман, Б. Э., Чен, К.-К., Любек, Э. и др. (2014). Фенотипирование отдельных клеток в прозрачной неповрежденной ткани посредством очистки всего тела. Cell 158, 945–958. DOI: 10.1016 / j.cell.2014.07.017

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чжао, С., Тодоров, И., Цай, Р., Вольф, Э., Бехманн, И., и Эртю, А. (2020). Клеточное и молекулярное зондирование интактных органов человека. Ячейка 180, 1–17. DOI: 10.1016 / j.cell.2020.01.030

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Зомер, А., Элленбрук, С. И. Дж., Рицма, Л., Бирлинг, Э., Врисекоп, Н., и Ван Рейнен, Дж. (2013). Краткий отчет: прижизненная визуализация пластичности раковых стволовых клеток в опухолях молочной железы. Стволовые клетки 31, 602–606. DOI: 10.1002 / стержень.1296

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Звелебил М., Олиемюллер Э., Гао К., Вансбери О., Маккей А., Кендрик Х. и др. (2013). Подмножества эмбриональных сигнатур молочной железы активируются при Brca1 — / — и базальноподобном раке молочной железы. Breast Cancer Res. 15: R25. DOI: 10.1186 / bcr3403

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Интегрированная морфодинамическая передача сигналов молочной железы

  • 1

    Пикер, М.Молочная железа в эволюции млекопитающих: краткий комментарий к некоторым концепциям. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 7 , 347–353 (2002).

    Google ученый

  • 2

    Форсайт, И. А. и Невилл, М. С. Введение: миоэпителиальные клетки и выделение молока; вступление в многофункциональную роль окситоцина. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 14 , 221–222 (2009).

    Google ученый

  • 3

    Уильямс, Дж.M. & Daniel, C. W. Удлинение протока молочной железы: дифференциация миоэпителия и базальной пластинки во время морфогенеза ветвления. Dev. Биол. 97 , 274–290 (1983).

    CAS Google ученый

  • 4

    Поляк К. и Каллури Р. Роль микросреды в развитии молочной железы и раке. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 2 , а003244 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 5

    Робинсон, Г.W. Кооперация сигнальных путей в эмбриональном развитии молочной железы. Nature Rev. Genet. 8 , 963–972 (2007).

    CAS Google ученый

  • 6

    Уотсон, К. Дж. И Халед, У. Т. Развитие молочных желез у эмбриона и взрослого: путь морфогенеза и приверженности. Разработка 135 , 995–1003 (2008).

    CAS Google ученый

  • 7

    Хенс, Дж.R. & Wysolmerski, J. J. Ключевые этапы развития молочной железы: молекулярные механизмы, участвующие в формировании эмбриональной молочной железы. Breast Cancer Res. 7 , 220–224 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 8

    Хинк, Л. и Зильберштейн, Г. Б. Ключевые этапы развития молочной железы: концевой зачаток молочной железы как подвижный орган. Breast Cancer Res. 7 , 245–251 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 9

    Sternlicht, M. D., Kouros-Mehr, H., Lu, P. & Werb, Z. Гормональный и местный контроль морфогенеза ветвления молочной железы. Дифференциация 74 , 365–381 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 10

    Brisken, C. et al. Пролактин контролирует развитие молочных желез с помощью прямых и косвенных механизмов. Dev. Биол. 210 , 96–106 (1999).

    CAS Google ученый

  • 11

    Оукс, С. Р., Роджерс, Р. Л., Нейлор, М. Дж. И Орманди, К. Дж. Регуляция пролактином развития молочных желез. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 13 , 13–28 (2008).

    Google ученый

  • 12

    Уокер, Н. И., Беннетт, Р. Э. и Керр, Дж. Ф.Гибель клеток в результате апоптоза во время инволюции лактирующей груди у мышей и крыс. Am. J. Anat. 185 , 19–32 (1989).

    CAS Google ученый

  • 13

    Lund, L. R. et al. Две различные фазы апоптоза при инволюции молочных желез: независимые от протеиназы и зависимые от протеиназ пути. Разработка 122 , 181–193 (1996).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 14

    Александр, К.М., Сельвараджан, С., Маджетт, Дж. И Верб, З. Стромелизин-1 регулирует адипогенез во время инволюции молочной железы. J. Cell Biol. 152 , 693–703 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 15

    Уотсон, К. Дж. Инволюция: апоптоз и ремоделирование тканей, которые превращают молочную железу из молочной фабрики в покоящийся орган. Breast Cancer Res. 8 , 203 (2006).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 16

    МакНалли, С. и Мартин, Ф. Молекулярные регуляторы развития молочной железы в пубертатном периоде. Ann. Med. 43 , 212–234 (2011).

    Google ученый

  • 17

    Cowin, P. & Wysolmerski, J. Молекулярные механизмы, управляющие эмбриональным развитием молочной железы. Cold Spring Harb. Перспектива.Биол. 2 , а003251 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 18

    Лу, П. и Верб, З. Механизмы формирования паттернов разветвленных органов. Наука 322 , 1506–1509 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 19

    Davies, J. A. Используют ли разные ветвящиеся эпителии законсервированный механизм развития? Bioessays 24 , 937–948 (2002).

    CAS Google ученый

  • 20

    Affolter, M., Zeller, R. & Caussinus, E. Ремоделирование тканей посредством морфогенеза ветвления. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 10 , 831–842 (2009).

    CAS Google ученый

  • 21

    Габриал А. С. и Краснов М. А. Социальные взаимодействия между эпителиальными клетками во время морфогенеза ветвления трахеи. Nature 441 , 746–749 (2006).

    CAS PubMed Google ученый

  • 22

    Sutherland, D., Samakovlis, C. & Krasnow, M. A. без ответвлений кодирует Drosophila гомолог FGF, который контролирует миграцию трахеальных клеток и паттерн ветвления. Cell 87 , 1091–1101 (1996).

    CAS PubMed Google ученый

  • 23

    Уивер, М., Dunn, N.R. & Hogan, B.L. Bmp4 и Fgf10 играют противоположные роли во время морфогенеза зачатка легких. Разработка 127 , 2695–2704 (2000).

    CAS Google ученый

  • 24

    Шакья Р., Ватанабе Т. и Костантини Ф. Роль передачи сигналов GDNF / Ret в судьбе клеток зачатка мочеточника и морфогенезе ветвления. Dev. Ячейка 8 , 65–74 (2005).

    CAS Google ученый

  • 25

    Аффольтер, М.и другие. Трубка или нет: ремоделирование эпителиальных тканей путем морфогенеза ветвления. Dev. Ячейка 4 , 11–18 (2003).

    CAS PubMed Google ученый

  • 26

    Зильберштейн, Г. Б. и Даниэль, К. В. Исследование регуляции роста протоков молочной железы мышей с использованием пластических имплантатов с медленным высвобождением. J. Dairy Sci. 70 , 1981–1990 (1987).

    CAS Google ученый

  • 27

    Мецгер, Р.Дж., Кляйн, О. Д., Мартин, Г. Р., Краснов, М. А. Программа ветвления развития легких мыши. Nature 453 , 745–750 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 28

    Щедин П. и Кили П. Дж. Ремоделирование, жесткость и механосигналы ЕСМ молочной железы при нормальном развитии и прогрессировании опухоли. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 3 , а003228 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 29

    Khokha, R. & Werb, Z. Репрограммирование молочной железы: образование пары металлопротеиназ с функцией. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 3 , а004333 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 30

    Брискен, К. и О’Мэлли, Б. Действие гормонов в молочной железе. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 2 , а003178 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 31

    Bocchinfuso, W. P. & Korach, K. S. Развитие молочной железы и онкогенез у мышей с нокаутом рецепторов эстрогена. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 2 , 323–334 (1997).

    CAS Google ученый

  • 32

    Фенг, Ю., Manka, D., Wagner, K.U. & Khan, S.A. Экспрессия рецептора эстрогена-α в эпителии молочных желез необходима для протокового и альвеолярного морфогенеза у мышей. Proc. Natl Acad. Sci. США 104 , 14718–14723 (2007).

    CAS Google ученый

  • 33

    Daniel, C. W., Silberstein, G. B. & Strickland, P. Прямое действие 17 β-эстрадиола на протоки молочной железы мышей проанализировано с помощью имплантатов с замедленным высвобождением и авторадиографии стероидов. Cancer Res. 47 , 6052–6057 (1987).

    CAS Google ученый

  • 34

    Cunha, G.R. et al. Выяснение роли рецепторов стромальных стероидных гормонов в росте и развитии молочных желез с использованием тканевых рекомбинантов. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 2 , 393–402 (1997).

    CAS Google ученый

  • 35

    Чжан, Х.З., Беннетт, Дж. М., Смит, К. Т., Сунил, Н. и Хаслам, С. З. Эстроген опосредует пролиферацию эпителиальных клеток молочной железы в бессывороточной культуре опосредованно через фактор роста гепатоцитов, происходящий из стромы молочной железы. Эндокринология 143 , 3427–3434 (2002).

    CAS Google ученый

  • 36

    Coleman, S., Silberstein, G. B. & Daniel, C. W. Морфогенез протоков в молочной железе мыши: данные, подтверждающие роль эпидермального фактора роста. Dev. Биол. 127 , 304–315 (1988).

    CAS Google ученый

  • 37

    Luetteke, N.C. et al. Направленная инактивация генов EGF и амфирегулина выявляет различные роли лигандов рецепторов EGF в развитии молочных желез мышей. Разработка 126 , 2739–2750 (1999).

    CAS Google ученый

  • 38

    Себастьян, Дж.и другие. Активация и функция рецептора эпидермального фактора роста и erbB-2 во время морфогенеза молочной железы. Cell Growth Differ. 9 , 777–785 (1998).

    CAS Google ученый

  • 39

    Sternlicht, M. D. et al. Морфогенез протоков молочных желез требует паракринной активации стромального EGFR посредством ADAM17-зависимого отторжения эпителиального амфирегулина. Разработка 132 , 3923–3933 (2005). Показано, что ADAM17 играет решающую роль во время морфогенеза ветвления молочных желез посредством отщепления AREG от поверхности эпителиальных клеток для активации передачи сигналов EGFR в стромальных клетках.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 40

    Ciarloni, L., Mallepell, S. & Brisken, C. Амфирегулин является важным медиатором функции рецептора эстрогена α в развитии молочной железы. Proc.Natl Acad. Sci. США 104 , 5455–5460 (2007).

    CAS Google ученый

  • 41

    Визен, Дж. Ф., Янг, П., Верб, З. и Кунха, Г. Р. Передача сигналов через рецептор стромального эпидермального фактора роста необходима для развития протоков молочной железы. Разработка 126 , 335–344 (1999). Использованы эксперименты по трансплантации мышей с нокаутом и трансплантации молочной железы, чтобы продемонстрировать, что передача сигналов EGFR необходима в стромальном компартменте.

    CAS Google ученый

  • 42

    Кляйнберг, Д. Л., Фельдман, М. и Руан, В. IGF-I: важный фактор в формировании терминальных зачатков и морфогенезе протоков. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 5 , 7–17 (2000).

    CAS Google ученый

  • 43

    Gallego, M. I. et al. Пролактин, гормон роста и эпидермальный фактор роста активируют Stat5 в разных отделах ткани молочной железы и оказывают различные и перекрывающиеся эффекты развития. Dev. Биол. 229 , 163–175 (2001).

    CAS Google ученый

  • 44

    Meyer, S.E., Zinser, G.M., Stuart, W.D., Pathrose, P. & Waltz, S.E. Тирозинкиназа рецептора Ron отрицательно регулирует морфогенез ветвления молочной железы. Dev. Биол. 333 , 173–185 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 45

    Воот, Д., Чен, Дж. И Брантли-Зидерс, Д. М. Регулирование морфогенеза ветвления молочных желез тирозинкиназой рецептора EphA2. Мол. Биол. Ячейка 20 , 2572–2581 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 46

    Андречек, Э. Р., Уайт, Д. и Мюллер, У. Дж. Целенаправленное разрушение ErbB2 / Neu в эпителии молочных желез приводит к нарушению разрастания протоков. Онкоген 24 , 932–937 (2005).

    CAS Google ученый

  • 47

    Джексон-Фишер, А. Дж. И др. ErbB2 необходим для морфогенеза протоков молочной железы. Proc. Natl Acad. Sci. США 101 , 17138–17143 (2004).

    CAS Google ученый

  • 48

    Tidcombe, H. et al. Дефекты нервной системы и молочной железы у мышей с нокаутом ErbB4, генетически спасенные от эмбриональной летальности. Proc. Natl Acad. Sci. США 100 , 8281–8286 (2003).

    CAS Google ученый

  • 49

    Fata, J. E. et al. Путь MAPK ERK-1,2 интегрирует отдельные и антагонистические сигналы от TGFα и FGF7 в морфогенезе эпителия молочных желез мышей. Dev. Биол. 306 , 193–207 (2007). Показано, что хотя и TGFα, и FGF7 передают сигнал через MAPKs, они вызывают антагонистические фенотипические результаты в первичных органоидах молочных желез из-за различий в продолжительности активации MAPK.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 50

    Xu, X. et al. Опосредованная рецептором 2 фактора роста фибробластов (FGFR2) петля реципрокной регуляции между FGF8 и FGF10 важна для индукции конечностей. Разработка 125 , 753–765 (1998).

    CAS Google ученый

  • 51

    Лу, П., Эвальд, А. Дж., Мартин, Г. Р., Верб, З.Генетический мозаичный анализ обнаруживает функцию рецептора 2 FGF в терминальных концевых зачатках во время морфогенеза ветвления молочных желез. Dev. Биол. 321 , 77–87 (2008). Продемонстрирована локальная роль передачи сигналов FGFR в регуляции пролиферации и выживания клеток в TEB.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 52

    Parsa, S. et al. Поддержание терминального конца зачатка в молочной железе зависит от передачи сигналов FGFR2b. Dev. Биол. 317 , 121–131 (2008). Сообщается, что передача сигналов FGFR необходима для поддержания TEB. Потеря FGFR2 нарушает пролиферацию люминальных эпителиальных клеток и приводит к плохо развитым железам, лишенным TEB.

    CAS Google ученый

  • 53

    Лю, X. et al. Stat5a является обязательным для развития молочной железы и лактогенеза у взрослых. Genes Dev. 11 , 179–186 (1997).

    CAS Google ученый

  • 54

    Сантос, С. Дж., Хаслам, С. З. и Конрад, С. Е. Сигнальный преобразователь и активатор транскрипции 5a опосредует ветвление и пролиферацию протоков молочной железы у первородящих мышей. Эндокринология 151 , 2876–2885 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 55

    Цукамото, А.С., Grosschedl, R., Guzman, R.C., Parslow, T. & Varmus, H.E. Экспрессия гена int-1 у трансгенных мышей связана с гиперплазией молочных желез и аденокарциномами у самцов и самок мышей. Cell 55 , 619–625 (1988).

    CAS Google ученый

  • 56

    Imbert, A., Eelkema, R., Jordan, S., Feiner, H. & Cowin, P. Δn89β-катенин вызывает преждевременное развитие, дифференцировку и неоплазию в молочной железе. J. Cell Biol. 153 , 555–568 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 57

    Gallagher, R.C. et al. Инактивация Apc нарушает развитие молочной железы, но напрямую приводит к возникновению акантомы в контексте дефицита Tcf-1. Онкоген 21 , 6446–6457 (2002).

    CAS Google ученый

  • 58

    Hatsell, S.J. & Cowin, P. Gli3-опосредованная репрессия мишеней Hedgehog необходима для нормального развития молочной железы. Разработка 133 , 3661–3670 (2006).

    CAS PubMed Google ученый

  • 59

    Corbit, K. C. et al. Позвоночные Сглаженные функции первичной реснички. Nature 437 , 1018–1021 (2005).

    CAS PubMed Google ученый

  • 60

    Рохатги, Р., Milenkovic, L. & Scott, M. P. Patched1 регулирует передачу сигналов hedgehog в первичных ресничках. Наука 317 , 372–376 (2007).

    CAS PubMed Google ученый

  • 61

    Миленкович, Л., Скотт, М. П. и Рохатги, Р. Боковой транспорт Smoothened от плазматической мембраны к мембране ресничек. J. Cell Biol. 187 , 365–374 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 62

    Макдермотт, К.M., Liu, B.Y., Tlsty, T.D., Pazour, G.J. Первичные реснички регулируют морфогенез ветвления во время развития молочной железы. Curr. Биол. 20 , 731–737 (2010). Показано, что первичные реснички присутствуют на просветных, миоэпителиальных и стромальных клетках во время морфогенеза ветвления молочных желез. Авт. Также обнаружили, что дисфункция ресничек нарушает удлинение протока, вторичное и третичное ветвление, и они предположили роль передачи сигналов WNT и Hedgehog в этих эффектах.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 63

    Neugebauer, J. M., Amack, J. D., Peterson, A. G., Bisgrove, B. W. & Yost, H. J. Передача сигналов FGF во время развития эмбриона регулирует длину ресничек в различных эпителиях. Nature 458 , 651–654 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 64

    Сабова, Л., Ямада, С. С., Биркедал-Хансен, Х. и Холмбек, К. Характер экспрессии четырех матричных металлопротеиназ мембранного типа в нормальной и больной молочной железе мыши. J. Cell Physiol. 205 , 123–132 (2005).

    CAS Google ученый

  • 65

    Wiseman, B. S. et al. Сайт-специфическая индуктивная и ингибирующая активности MMP-2 и MMP-3 регулируют морфогенез ветвления молочных желез. J. Cell Biol. 162 , 1123–1133 (2003). Показано, что MMP2, MMP3 и MMP14 неравномерно экспрессируются во всей развивающейся молочной железе и что они играют разные роли во время морфогенеза ветвления.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 66

    Ucar, A. et al. miR-212 и miR-132 необходимы для эпителиальных стромальных взаимодействий, необходимых для развития молочных желез мышей. Nature Genet. 42 , 1101–1108 (2010). Обнаружено, что семейство микроРНК-212/132 незаменимо во время развития молочной железы и функционирует в строме.

    CAS Google ученый

  • 67

    Andersen, K. et al. Белок S100A4, способствующий метастазированию, регулирует морфогенез ветвления молочных желез. Dev. Биол. 352 , 181–190 (2011).

    CAS Google ученый

  • 68

    Cheng, N.и другие. Потеря рецептора TGF-β типа II в фибробластах способствует росту и инвазии карциномы молочной железы за счет активации сигнальных сетей, опосредованных TGF-, MSP- и HGF. Онкоген 24 , 5053–5068 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 69

    Nelson, C. M., Vanduijn, M. M., Inman, J. L., Fletcher, D. A. & Bissell, M. J. Геометрия ткани определяет участки морфогенеза ветвления молочных желез в органотипических культурах. Наука 314 , 298–300 (2006). Показано, что геометрия ткани определяет локальную концентрацию TGFβ и тем самым определяет участки морфогенеза ветвления в сконструированных тканях молочной железы.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 70

    Ли, У. К. и Дэвис, Дж. А. Эпителиальное разветвление: сила ненависти к себе. Bioessays 29 , 205–207 (2007).

    CAS Google ученый

  • 71

    Pierce, D. F. Jr et al. Подавление развития протоков молочной железы, но не роста альвеол во время беременности у трансгенных мышей, экспрессирующих активный TGF-β 1. Genes Dev. 7 , 2308–2317 (1993).

    CAS Google ученый

  • 72

    Crowley, M. R., Bowtell, D. & Serra, R. TGF-β, c-Cbl и PDGFR-α в строме молочной железы. Dev. Биол. 279 , 58–72 (2005).

    CAS Google ученый

  • 73

    Joseph, H., Gorska, AE, Sohn, P., Moses, HL & Serra, R. Сверхэкспрессия рецептора трансформирующего фактора роста β типа II с дефицитом киназы в строме молочной железы мыши приводит к усилению разветвления эпителия . Мол. Биол. Ячейка 10 , 1221–1234 (1999).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 74

    Эван, К.B. et al. Скрытая активация трансформирующего фактора роста β в молочной железе: регуляция гормонами яичников влияет на пролиферацию протоков и альвеол. Am. J. Pathol. 160 , 2081–2093 (2002).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 75

    Jahchan, N. S., You, Y. H., Muller, W. J. & Luo, K. Регулятор трансформирующего фактора роста-β SnoN модулирует морфогенез ветвления молочной железы, постлактационную инволюцию и онкогенез молочной железы. Cancer Res. 70 , 4204–4213 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 76

    Roarty, K. & Serra, R. Wnt5a необходим для правильного развития молочных желез и опосредованного TGF-β ингибирования роста протоков. Разработка 134 , 3929–3939 (2007). Показано, что WNT5A необходим для TGFβ-опосредованного ингибирования морфогенеза ветвления молочных желез и что потеря передачи сигналов TGFβ снижает фосфорилирование рецептора коллагена DDR1.

    CAS Google ученый

  • 77

    Павлович, А. Л., Богарт, Э. и Нельсон, С. М. Инициирование и удлинение молочной ветви ингибируется отдельными путями ниже TGFβ в культуре. Exp. Cell Res. 317 , 1872–1884 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 78

    Фогель, В. Ф., Асзоди, А., Алвес, Ф.& Pawson, T. Тирозинкиназа рецептора 1 дискоидинового домена играет важную роль в развитии молочных желез. Мол. Клетка. Биол. 21 , 2906–2917 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 79

    Macias, H. et al. Передача сигналов SLIT / ROBO1 подавляет морфогенез ветвления молочных желез, ограничивая количество базальных клеток. Dev. Ячейка 20 , 827–840 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 80

    Дэниел, К.В., Робинсон, С. и Зильберштейн, Г. Б. Роль TGF-β в формировании паттерна и росте протокового дерева молочных желез. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 1 , 331–341 (1996).

    CAS Google ученый

  • 81

    Зильберштейн, Г. Б. и Даниэль, К. В. Гликозаминогликаны в базальной пластинке и внеклеточном матриксе развивающегося протока молочной железы мыши. Dev. Биол. 90 , 215–222 (1982).

    CAS Google ученый

  • 82

    Штернлихт, М.Д. и Верб, З. Как матриксные металлопротеиназы регулируют поведение клеток. Annu. Rev. Cell Dev. Биол. 17 , 463–516 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 83

    Chrzanowska-Wodnicka, M. & Burridge, K. Ро-стимулированная сократимость стимулирует образование стрессовых волокон и фокальных спаек. J. Cell Biol. 133 , 1403–1415 (1996).

    CAS PubMed Google ученый

  • 84

    Ландсверк, М.Л. и Эпштейн, Х. Ф. Генетический анализ сборки и организации миозина II в модельных организмах. Cell. Мол. Life Sci. 62 , 2270–2282 (2005).

    CAS Google ученый

  • 85

    Макнил, Х., Райан, Т. А., Смит, С. Дж. И Нельсон, У. Дж. Пространственное и временное рассечение немедленных и ранних событий после опосредованной кадгерином адгезии эпителиальных клеток. J. Cell Biol. 120 , 1217–1226 (1993).

    CAS Google ученый

  • 86

    Gjorevski, N. & Nelson, C.M. Эндогенные паттерны механического стресса необходимы для морфогенеза ветвления. Integr. Биол. (Камб.) 2 , 424–434 (2010). Доказано, что механический стресс неравномерно распределяется в эпителиальных тканях искусственно созданных молочных желез и что морфогенез ветвления происходит в тех областях ткани, где стресс высок.

    CAS Google ученый

  • 87

    Пашек, М.J. et al. Напряженный гомеостаз и злокачественный фенотип. Cancer Cell 8 , 241–254 (2005). Впервые это исследование связывает механическое окружение ткани молочной железы со злокачественным фенотипом. Авт. Обнаружили, что повышенная жесткость опухолевидного матрикса нарушает архитектуру ткани молочных желез и усиливает рост за счет усиления кластеризации интегринов, активации киназы, регулируемой внеклеточными сигналами, и сократимости, опосредованной RHO-ассоциированной протеинкиназой.

    CAS PubMed Google ученый

  • 88

    Возняк, М. А., Десаи, Р., Сольски, П. А., Дер, К. Дж. И Кили, П. Дж. Сократимость, генерируемая РОК, регулирует дифференцировку эпителиальных клеток молочной железы в ответ на физические свойства трехмерного коллагенового матрикса. J. Cell Biol. 163 , 583–595 (2003).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 89

    Тан, Д., Mehta, D. & Gunst, S.J. Механочувствительное фосфорилирование тирозина паксиллина и киназы фокальной адгезии в гладких мышцах трахеи. Am. J. Physiol. 276 , C250 – C258 (1999).

    CAS Google ученый

  • 90

    Яно Ю., Гейбель Дж. И Сумпио Б. Е. Фосфорилирование тирозина pp125FAK и паксиллина в эндотелиальных клетках аорты, индуцированное механическим напряжением. Am. J. Physiol. 271 , C635 – C649 (1996).

    CAS Google ученый

  • 91

    Nagy, T. et al. Специфичная для молочного эпителия делеция гена киназы фокальной адгезии приводит к тяжелой лобуло-альвеолярной гипоплазии и секреторной незрелости молочной железы мыши. J. Biol. Chem. 282 , 31766–31776 (2007).

    CAS Google ученый

  • 92

    van Miltenburg, M. H. et al. Дефицит киназы полной очаговой адгезии в молочных железах вызывает расширение протоков и аберрантный морфогенез ветвления из-за дефектов в зависимой от Rho киназы сократимости клеток. FASEB J. 23 , 3482–3493 (2009).

    CAS Google ученый

  • 93

    Alcaraz, J. et al. Ламинин и биомиметическая внеклеточная эластичность усиливают функциональную дифференциацию эпителия молочных желез. EMBO J. 27 , 2829–2838 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 94

    Провенцано, П. П., Inman, D. R., Eliceiri, K. W. & Keely, P.J., индуцированная плотностью матрицы механорегуляция фенотипа клеток молочной железы, передачи сигналов и экспрессии генов посредством связывания FAK-ERK. Онкоген 28 , 4326–4343 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 95

    Левенталь, К. Р. и др. Сшивание матрикса вызывает прогрессирование опухоли за счет усиления передачи сигналов интегрина. Cell 139 , 891–906 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 96

    Фогель, В. и Шитц, М. Локальная сила и определение геометрии регулируют функции клеток. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 7 , 265–275 (2006).

    CAS Google ученый

  • 97

    Muschler, J. & Streuli, C.H. Взаимодействия клеточного матрикса в развитии молочной железы и раке груди. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 2 , а003202 (2011).

    Google ученый

  • 98

    Фата, Дж. Э., Верб, З. и Бисселл, М. Дж. Регулирование морфогенеза ветвления молочных желез внеклеточным матриксом и его ферментами ремоделирования. Breast Cancer Res. 6 , 1–11 (2004).

    CAS PubMed Google ученый

  • 99

    Гелер, С.и другие. Комплекс интегрина филамин A-β1 настраивает реакцию эпителиальных клеток на напряжение матрикса. Мол. Биол. Ячейка 20 , 3224–3238 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 100

    Prajapati, R.T., Chavally-Mis, B., Herbage, D., Eastwood, M. & Brown, R.A. Механическая нагрузка регулирует продукцию протеазы фибробластами в трехмерных коллагеновых субстратах. Регенерация для восстановления ран. 8 , 226–237 (2000).

    CAS PubMed Google ученый

  • 101

    Радди, Дж. М. и др. Дифференциальные эффекты механических и биологических стимулов на активацию промотора матриксной металлопротеиназы в грудной аорте. Тираж 120 , S262 – S268 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 102

    Коннелли, Дж.T. et al. Актин и сывороточный фактор ответа передают физические сигналы из микросреды, чтобы регулировать судьбу эпидермальных стволовых клеток. Nature Cell Biol. 12 , 711–718 (2010). Сообщается, что актиновый цитоскелет и факторы транскрипции из семейства миокардинов передают физические сигналы для регулирования транскрипции и, в конечном итоге, дифференцировки стволовых клеток.

    CAS PubMed Google ученый

  • 103

    Miralles, F., Posern, G., Zaromytidou, A. I. & Treisman, R. Динамика актина контролирует активность SRF путем регулирования его коактиватора MAL. Cell 113 , 329–342 (2003).

    CAS PubMed Google ученый

  • 104

    Gomez, E. W., Chen, Q. K., Gjorevski, N. & Nelson, C.M. Геометрия тканей эпителиально-мезенхимальный переход через межклеточную механотрансдукцию. J. Cell. Biochem. 110 , 44–51 (2010). Показано, что эндогенные паттерны механического стресса могут вызывать пространственно локализованную EMT в тканях инженерной молочной железы, контролируя баланс мономерного и нитчатого актина и, следовательно, ядерную транслокацию миокардин-родственного фактора транскрипции A (MRTFA).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 105

    Ли, К., Гьоревски, Н., Богаерт, Э., Радиски, Д. К. и Нельсон, К.M. Snail1, Snail2 и E47 способствуют морфогенезу ветвления эпителия молочных желез. EMBO J. 30 , 2662–2674 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 106

    Курос-Мехр, Х. и Верб, З. Кандидаты в регуляторы морфогенеза ветвления молочной железы, идентифицированные с помощью полногеномного анализа транскриптов. Dev. Дин. 235 , 3404–3412 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 107

    Чен, К.С. Механотрансдукция — сближающее поле? J. Cell Sci. 121 , 3285–3292 (2008).

    CAS PubMed Google ученый

  • 108

    Chiquet-Ehrismann, R. et al. Экспрессия тенасцина-C фибробластами повышена в подвергнутых стрессу коллагеновых гелях. J. Cell Biol. 127 , 2093–2101 (1994).

    CAS PubMed Google ученый

  • 109

    Inaguma, Y.и другие. Эпителиальная индукция стромального тенасцина в молочной железе мыши: от эмбриогенеза до канцерогенеза. Dev. Биол. 128 , 245–255 (1988).

    CAS Google ученый

  • 110

    Филас, Б. А., Ефимов, И. Р., Табер, Л. А. Оптическая когерентная томография как инструмент для измерения морфогенетической деформации петляющего сердца. Анат. Рек. (Хобокен) 290 , 1057–1068 (2007).

    Google ученый

  • 111

    Варнер, В.Д., Воронов, Д. А. и Табер, Л. А. Механика формирования складки головы: исследование сил на тканевом уровне на раннем этапе развития. Разработка 137 , 3801–3811 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 112

    Андресен В. и др. Инфракрасная многофотонная микроскопия: визуализация глубоких тканей с субклеточным разрешением. Curr. Opin. Biotechnol. 20 , 54–62 (2009).

    CAS Google ученый

  • 113

    Эвальд, А.Дж., Верб, З. и Эгеблад, М. Динамическое, долгосрочное in vivo визуализация взаимодействий опухоль-строма в мышиных моделях рака груди с использованием конфокальной микроскопии с вращающимся диском. Cold Spring Harb. Протокол 2011 , pdb.top97 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 114

    Кедрин Д. и др. Прижизненная визуализация метастатического поведения через окно визуализации молочной железы. Природные методы 5 , 1019–1021 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 115

    Vakoc, B.J. et al. Трехмерная микроскопия микроокружения опухоли in vivo с использованием визуализации в оптической частотной области. Nature Med. 15 , 1219–1223 (2009).

    CAS Google ученый

  • 116

    Ридли, А. Дж. И др. Миграция клеток: интеграция сигналов спереди назад. Наука 302 , 1704–1709 (2003).

    CAS PubMed Google ученый

  • 117

    Brahmbhatt, A. A. & Klemke, R. L. ERK и RhoA по-разному регулируют рост и ретракцию псевдоподий во время хемотаксиса. J. Biol. Chem. 278 , 13016–13025 (2003).

    CAS Google ученый

  • 118

    Уэбб, Д. Дж., Парсонс, Дж.Т. и Хорвиц, А. Ф. Сборка, разборка и оборот адгезии в мигрирующих клетках — снова и снова. Nature Cell Biol. 4 , e97 – e100 (2002).

    CAS PubMed Google ученый

  • 119

    Фридл П. и Гилмор Д. Коллективная миграция клеток в морфогенезе, регенерации и раке. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 10 , 445–457 (2009).

    CAS Google ученый

  • 120

    Caussinus, E., Colombelli, J. & Affolter, M. Миграция кончик-клеток контролирует интеркаляцию стволовых клеток во время удлинения трахеальной трубки Drosophila . Curr. Биол. 18 , 1727–1734 (2008). Показано, что силы растяжения, создаваемые концевыми клетками в ветвях трахеи D. melanogaster , управляют интеркаляцией оставшихся клеток внутри ветви.

    CAS PubMed Google ученый

  • 121

    Эвальд, А.J., Brenot, A., Duong, M., Chan, B. S. и Werb, Z. Коллективная миграция эпителия и перестройки клеток определяют морфогенез ветвления молочных желез. Dev. Ячейка 14 , 570–581 (2008). Использовал долгосрочную покадровую визуализацию для визуализации динамики эпителиальных клеток во время морфогенеза ветвления органоидов молочной железы и заметил, что ветвление происходит через многослойный, частично поляризованный эпителий, который характеризуется крупномасштабными скоординированными движениями клеток.

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 122

    Мори, Х., Гьоревски, Н., Инман, Дж. Л., Бисселл, М. Дж. И Нельсон, К. М. Самоорганизация сконструированных эпителиальных канальцев за счет дифференциальной клеточной подвижности. Proc. Natl Acad. Sci. США 106 , 14890–14895 (2009). Доказано, что дифференциальной подвижности достаточно, чтобы управлять сортировкой клеток в сконструированных тканях молочной железы. Клетки, экспрессирующие высокие уровни MMP14, демонстрируют высокую направленную устойчивость, что способствует их локализации на переднем крае ткани.

    CAS Google ученый

  • 123

    Тьери, Дж.П., Аклок, Х., Хуанг, Р. Ю. и Нието, М. А. Эпителиально-мезенхимальные переходы в развитии и болезни. Cell 139 , 871–890 (2009).

    CAS PubMed Google ученый

  • 124

    Каллури Р. и Вайнберг Р. А. Основы эпителиально-мезенхимального перехода. J. Clin. Инвестировать. 119 , 1420–1428 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 125

    Ревеню, К.И Гилмор Д. EMT 2.0: формирование эпителия посредством коллективной миграции. Curr. Opin. Genet. Dev. 19 , 338–342 (2009).

    CAS Google ученый

  • 126

    Onodera, T. et al. Btbd7 регулирует динамику эпителиальных клеток и морфогенез ветвления. Наука 329 , 562–565 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 127

    Лерой, П.& Мостов, К. Е. Слизень необходим для выживания клеток во время частичного эпителиально-мезенхимального перехода в индуцированном HGF тубулогенезе. Мол. Биол. Ячейка 18 , 1943–1952 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 128

    Арендт, Л. М., Рудник, Дж. А., Келлер, П. Дж. И Купервассер, К. Строма в развитии и заболеваниях груди. Семин. Cell Dev. Биол. 21 , 11–18 (2010).

    CAS Google ученый

  • 129

    Хови, Р. К. и Аймо, Л. Разнообразные и активные роли адипоцитов в процессе роста и функционирования молочных желез. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 15 , 279–290 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 130

    Павлович, А. Л., Маниваннан, С. и Нельсон, К. М. Жировая строма индуцирует морфогенез ветвления сконструированных эпителиальных канальцев. Tissue Eng. Часть A 16 , 3719–3726 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 131

    Ландскронер-Эйгер, С., Парк, Дж., Израиль, Д., Поллард, Дж. У. и Шерер, П. Е. Морфогенез развивающейся молочной железы: стадийно-зависимое влияние адипоцитов. Dev. Биол. 344 , 968–978 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 132

    Кулдри, К.и другие. Жировая ткань: жизненно важная роль in vivo в развитии молочной железы, но не в дифференцировке. Dev. Дин. 223 , 459–468 (2002). Показано, что отсутствие белой жировой ткани предотвращает пубертатный морфогенез молочных желез, но не альвеолярную дифференцировку во время беременности.

    Google ученый

  • 133

    Камикава А. и др. Ожирение, вызванное диетой, нарушает развитие протоков в молочных железах небеременных мышей. Dev. Дин. 238 , 1092–1099 (2009).

    CAS Google ученый

  • 134

    Thorn, S. R., Giesy, S. L., Myers, M. G. Jr & Boisclair, Y. R. Рост протоков молочной железы нарушен у мышей, лишенных лептин-зависимого преобразователя сигнала и активатора передачи сигналов транскрипции 3. Эндокринология 151 , 3985–3995 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 135

    Хови, Р.К., Голдхар, А. С., Баффи, Дж. И Вондерхаар, Б. К. Транскрипционная регуляция экспрессии фактора роста эндотелия сосудов в эпителиальных и стромальных клетках во время развития молочных желез мышей. Мол. Эндокринол. 15 , 819–831 (2001).

    CAS Google ученый

  • 136

    Лян Ю., Бреккен Р. А. и Хайдер С. М. Фактор роста эндотелия сосудов индуцирует пролиферацию клеток рака груди и подавляет антипролиферативную активность антигормонов. Endocr. Relat. Рак 13 , 905–919 (2006).

    CAS Google ученый

  • 137

    Даброзин, К., Маргеттс, П. Дж. И Голди, Дж. Эстрадиол увеличивает внеклеточные уровни фактора роста эндотелия сосудов in vivo при раке молочной железы мыши. Внутр. J. Cancer 107 , 535–540 (2003).

    CAS Google ученый

  • 138

    Рид, Дж.Р. и Швертфегер, К. Л. Расположение и функция иммунных клеток во время постнатального развития молочных желез. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 15 , 329–339 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 139

    Куссенс, Л. М. и Поллард, Дж. У. Лейкоциты в развитии молочной железы и раке. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 3 , а003285 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 140

    Ван Нгуен, А.& Pollard, J. W. Колониестимулирующий фактор-1 необходим для рекрутирования макрофагов в молочную железу, чтобы облегчить разрастание протоков молочной железы. Dev. Биол. 247 , 11–25 (2002).

    CAS Google ученый

  • 141

    Гуон-Эванс, В., Ротенберг, М. Э. и Поллард, Дж. У. Постнатальное развитие молочной железы требует макрофагов и эозинофилов. Разработка 127 , 2269–2282 (2000). Продемонстрирована важная роль макрофагов и эозинофилов в постнатальном морфогенезе молочных желез.

    CAS Google ученый

  • 142

    Ingman, W. V., Wyckoff, J., Gouon-Evans, V., Condeelis, J. & Pollard, J. W. Макрофаги способствуют фибриллогенезу коллагена вокруг терминальных концевых зачатков развивающейся молочной железы. Dev. Дин. 235 , 3222–3229 (2006).

    CAS Google ученый

  • 143

    Лилла, Дж.Н., Джоши, Р. В., Крейк, С. и Верб, З. Активный калликреин плазмы локализуется в тучных клетках и регулирует апоптоз эпителиальных клеток, дифференцировку адипоцитов и ремоделирование стромы во время инволюции молочной железы. J. Biol. Chem. 284 , 13792–13803 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 144

    Атабай, К., Шеппард, Д. и Верб, З. Роль врожденной иммунной системы в ремоделировании молочной железы во время инволюции. J. Mammary Gland Biol. Неоплазия 12 , 37–45 (2007).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 145

    Lilla, J. N. & Werb, Z. Тучные клетки вносят вклад в стромальное микроокружение в морфогенезе ветвления молочных желез. Dev. Биол. 337 , 124–133 (2010).

    CAS Google ученый

  • 146

    Рассел, Дж.S., McGee, S.O., Ip, M.M., Kuhlmann, D. & Masso-Welch, P.A. Конъюгированная линолевая кислота индуцирует рекрутирование тучных клеток во время ремоделирования стромы молочной железы мыши. J. Nutr. 137 , 1200–1207 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 147

    Orimo, A. et al. Стромальные фибробласты, присутствующие в инвазивных карциномах груди человека, способствуют росту опухоли и ангиогенезу за счет повышенной секреции SDF-1 / CXCL12. Cell 121 , 335–348 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 148

    Монтесано, Р., Мацумото, К., Накамура, Т. и Орчи, Л. Идентификация эпителиального морфогена, полученного из фибробластов, как фактора роста гепатоцитов. Cell 67 , 901–908 (1991).

    CAS PubMed Google ученый

  • 149

    Симиан, М.и другие. Взаимодействие матриксных металлопротеиназ, морфогенов и факторов роста необходимо для разветвления эпителиальных клеток молочной железы. Разработка 128 , 3117–3131 (2001).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 150

    Fleming, J. M. et al. Межлобулярная и внутрилобулярная строма молочной железы: генотип может не отражать фенотип. BMC Cell Biol. 9 , 46 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 151

    Нокс, С.M. et al. Парасимпатическая иннервация поддерживает эпителиальные клетки-предшественники во время органогенеза слюны. Наука 329 , 1645–1647 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 152

    Gyorki, D. E., Asselin-Labat, M. L., van Rooijen, N., Lindeman, G. J. & Visvader, J. E. Резидентные макрофаги влияют на активность стволовых клеток в молочной железе. Breast Cancer Res. 11 , R62 (2009 г.).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 153

    Pull, S. L., Doherty, J. M., Mills, J. C., Gordon, J. I. & Stappenbeck, T. S. Активированные макрофаги являются адаптивным элементом ниши эпителиальных предшественников толстой кишки, необходимым для регенеративных реакций на повреждение. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 99–104 (2005).

    CAS Google ученый

  • 154

    Крик, Ф.Распространение в эмбриогенезе. Nature 225 , 420–422 (1970).

    CAS Google ученый

  • 155

    Чен, С. С., Мрксич, М., Хуанг, С., Уайтсайдс, Г. М. и Ингбер, Д. Э. Геометрический контроль жизни и смерти клеток. Science 276 , 1425–1428 (1997).

    CAS PubMed Google ученый

  • 156

    Нельсон, К. М. и др.Новые паттерны роста, контролируемые многоклеточной формой и механикой. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 11594–11599 (2005).

    CAS PubMed Google ученый

  • 157

    McBeath, R., Pirone, D. M., Nelson, C. M., Bhadriraju, K. & Chen, C. S. Форма клеток, натяжение цитоскелета и RhoA регулируют обязательство клонов стволовых клеток. Dev. Ячейка 6 , 483–495 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 158

    Энглер, А.Дж., Сен, С., Суини, Х. Л. и Дишер, Д. Е. Эластичность матрицы определяет спецификацию клонов стволовых клеток. Cell 126 , 677–689 (2006).

    CAS PubMed Google ученый

  • 159

    Nelson, C. M., Khauv, D., Bissell, M. J. & Radisky, D. C. Изменение формы клеток необходимо для индуцированного матриксной металлопротеиназой эпителиально-мезенхимального перехода эпителиальных клеток молочной железы. J. Cell. Biochem. 105 , 25–33 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 160

    Руис, С. А. и Чен, С. С. Возникновение структурированной дифференцировки стволовых клеток в многоклеточных структурах. стволовые клетки 26 , 2921–2927 (2008).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 161

    Харрис, А. К. Является ли сортировка клеток причиной различий в работе межклеточной адгезии? Критика гипотезы Стейнберга. J. Theor. Биол. 61 , 267–285 (1976).

    CAS Google ученый

  • 162

    Schotz, E.-M. и другие. Количественные различия в поверхностном натяжении тканей влияют на расположение зародышевого слоя рыбок данио. HFSP J. 2 , 1–56 (2008).

    Google ученый

  • 163

    Фоты Р. А. и Стейнберг М. С. Гипотеза дифференциальной адгезии: прямая оценка. Dev. Биол. 278 , 255–263 (2005).

    CAS PubMed Google ученый

  • 164

    Раузи М., Верант П., Лекит Т. и Ленн П.Ф. Природа и анизотропия корковых сил, ориентирующих Морфогенез ткани Drosophila . Nature Cell Biol. 10 , 1401–1410 (2008).

    CAS PubMed Google ученый

  • 165

    Ларсен, М., Wei, C. & Yamada, K. M. Динамика клеток и фибронектина во время морфогенеза ветвления. J. Cell Sci. 119 , 3376–3384 (2006).

    CAS Google ученый

  • 166

    Chi, X. et al. Ret-зависимые перестройки клеток в эпителии протоков Вольфия инициируют морфогенез зачатка мочеточника. Dev. Ячейка 17 , 199–209 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 167

    ДеОме, К.Б., Фаулкин, Л. Дж. Младший, Берн, Х. А. и Блэр, П. Б. Развитие опухолей молочной железы из гиперпластических альвеолярных узлов, трансплантированных в жировые подушечки молочных желез самок мышей C3H. Cancer Res. 19 , 515–520 (1959).

    CAS PubMed Google ученый

  • 168

    Shackleton, M. et al. Создание функциональной молочной железы из одной стволовой клетки. Nature 439 , 84–88 (2006).

    CAS Google ученый

  • 169

    Stingl, J. et al. Очищение и уникальные свойства эпителиальных стволовых клеток молочной железы. Nature 439 , 993–997 (2006).

    CAS Google ученый

  • 170

    Ким, Н. Д., Оберли, Т. Д. и Клифтон, К. Х. Первичная культура отсортированных проточной цитометрией субпопуляций эпителиальных клеток молочной железы крыс (RMEC) в реконструированной базальной мембране, Matrigel. Exp. Cell Res. 209 , 6–20 (1993).

    CAS Google ученый

  • 171

    Ким, Н. Д. и Клифтон, К. Х. Характеристика субпопуляций эпителиальных клеток молочной железы крыс с помощью лектина арахиса и антител против Thy-1.1 и изучение отсортированных по потоку клеток in vivo. Exp. Cell Res. 207 , 74–85 (1993).

    CAS Google ученый

  • 172

    Камия, К., Гулд, М. Н. и Клифтон, К. Х. Количественные исследования протоковой и альвеолярной дифференцировки от клоногенов молочной железы крыс. Proc. Soc. Exp. Биол. Med. 219 , 217–225 (1998).

    CAS Google ученый

  • 173

    Кордон, Э. С. и Смит, Г. Х. Целая функциональная молочная железа может включать потомство одной клетки. Разработка 125 , 1921–1930 (1998).

    CAS Google ученый

  • 174

    Visvader, J.Э. и Смит, Г. Х. Эпителиальные стволовые клетки молочной железы мыши: открытие, функция и текущее состояние. Cold Spring Harb. Перспектива. Биол. 3 , а004879 (2011).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 175

    Sleeman, K. E., Kendrick, H., Ashworth, A., Isacke, C. M. & Smalley, M. J. Окрашивание CD24 клеток молочной железы мыши определяет люминальные эпителиальные, миоэпителиальные / базальные и неэпителиальные клетки. Breast Cancer Res. 8 , R7 (2006).

    Google ученый

  • 176

    Sleeman, K. E. et al. Диссоциация экспрессии рецептора эстрогена и активности in vivo стволовых клеток в молочной железе. J. Cell Biol. 176 , 19–26 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 177

    Асселин-Лабат, М.L. et al. Gata-3 является важным регулятором морфогенеза молочных желез и дифференцировки люминальных клеток. Nature Cell Biol. 9 , 201–209 (2007).

    CAS PubMed Google ученый

  • 178

    Lim, E. et al. Транскриптомный анализ субпопуляций клеток молочной железы мыши и человека выявляет множество консервативных генов и путей. Breast Cancer Res. 12 , R21 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 179

    Таддеи, И.и другие. Делеция интегрина β1 из базального компартмента эпителия молочных желез влияет на стволовые клетки. Nature Cell Biol. 10 , 716–722 (2008).

    CAS Google ученый

  • 180

    Anderson, L.H., Boulanger, C.A., Smith, G.H., Carmeliet, P. & Watson, C.J. Маркер стволовых клеток проминин-1 регулирует морфогенез ветвления, но не регенеративную способность в молочной железе. Dev. Дин. 240 , 674–681 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 181

    Liu, S. et al. Передача сигналов Hedgehog и Bmi-1 регулируют самообновление нормальных и злокачественных стволовых клеток молочной железы человека. Cancer Res. 66 , 6063–6071 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 182

    Dontu, G. et al. Роль передачи сигналов notch в определении судьбы стволовых клеток / клеток-предшественников молочной железы человека. Breast Cancer Res. 6 , R605 – R615 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 183

    Коркая Х. и др. Регуляция стволовых клеток / клеток-предшественников молочной железы с помощью передачи сигналов PTEN / Akt / β-catenin. PLoS Biol. 7 , e1000121 (2009).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 184

    Бай, Л. и Роршнайдер, Л.Экспрессия промотора R. s-SHIP маркирует активированные стволовые клетки в развивающейся ткани молочной железы мыши. Genes Dev. 24 , 1882–1892 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 185

    Villadsen, R. et al. Доказательства иерархии стволовых клеток в груди взрослого человека. J. Cell Biol. 177 , 87–101 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 186

    Лабарж, М.A. et al. Решения о судьбе клеток-предшественников молочной железы человека являются продуктами взаимодействия с комбинаторной микросредой. Integr. Биол. (Camb.) 1 , 70–79 (2009).

    CAS Google ученый

  • 187

    Бут, Б. В. и др. Микроокружение молочной железы изменяет репертуар дифференцировки нервных стволовых клеток. Proc. Natl Acad. Sci. США 105 , 14891–14896 (2008).

    CAS Google ученый

  • 188

    Буланже, К.А., Мак, Д. Л., Бут, Б. В. и Смит, Г. Х. Взаимодействие с микроокружением молочной железы перенаправляет судьбу сперматогенных клеток in vivo . Proc. Natl Acad. Sci. США 104 , 3871–3876 (2007).

    CAS Google ученый

  • 189

    Sternlicht, M. D. Ключевые этапы развития молочных желез: сигналы, которые регулируют морфогенез ветвления протоков. Breast Cancer Res. 8 , 201 (2006).

    Google ученый

  • Реконструкция функционально нормальных и злокачественных тканей груди человека у мышей

    Аннотация

    Изучение морфогенеза и канцерогенеза нормального эпителия молочной железы in vivo в основном использовало модели грызунов. Усилия по изучению морфогенеза молочной железы и рака с использованием ксенотрансплантированных эпителиальных клеток человека не смогли воспроизвести полную степень развития, наблюдаемую в груди человека.Мы разработали модель ортотопического ксенотрансплантата, в которой как стромальные, так и эпителиальные компоненты реконструированной молочной железы имеют человеческое происхождение. Генетическая модификация стромальных клеток человека до имплантации якобы нормальных эпителиальных клеток молочной железы человека привела к росту доброкачественных и злокачественных поражений. Эта экспериментальная модель позволяет изучать морфогенез и дифференцировку эпителия человека in vivo и подчеркивает критическую роль гетеротипических взаимодействий в развитии груди человека и канцерогенезе.

    Молочная железа — это орган, который большую часть своего развития претерпевает постнатально. Это развитие требует сложного взаимодействия системных гормонов и местных факторов роста.

    Анализ сложных гетеротипических взаимодействий между эпителием и стромой на мышиных моделях развития молочной железы и канцерогенеза был выполнен с помощью широко используемой системы трансплантации очищенных жировых подушечек (1). Этот метод использует тот факт, что молочная железа мыши не полностью развита в возрасте 3 недель, что позволяет вырезать рудиментарный эпителий молочной железы мыши из жировой подушечки; это дает «очищенную» жировую подушку без какого-либо эпителия.Последующее приживление эпителиальных клеток молочной железы (МЭК) до полового созревания дает анатомически нормальную функциональную молочную железу, которая не имеет связи только с соском. Успешный рост привитых МЭК указывает на то, что системные гормоны, присутствующие во время полового созревания, вместе со стромой очищенной жировой подушки, обеспечивают все сигналы, которые необходимы для нормального морфогенеза эпителия.

    Попытки повторить морфогенез эпителия молочной железы человека путем введения человеческих МЭК в очищенные жировые подушечки молочной железы мышей не дали подобных результатов.В отличие от своих мышей, введенные человеческие МЭК не способны колонизировать эти жировые подушечки и, таким образом, не развиваются в протоковые и дольчатые структуры (2, 3). Чтобы обойти эту проблему, исследователи попытались воссоздать функциональные ткани путем трансплантации фрагментов нормальной ткани молочной железы или диссоциированных человеческих МЭК с заделанными коллагеном либо подкожно. или под почечной капсулой голых мышей с ослабленным иммунитетом (2-10). Хотя фрагменты ткани и диссоциированные клетки выживают и реагируют на гормональную стимуляцию, роста или разрастания трансплантированных тканей не наблюдалось.

    По этим причинам мы стремились разработать новый протокол для создания стромы молочной железы человека в жировой подушке молочной железы мыши, ожидая, что полученная строма обеспечит надлежащую среду для развития эпителия молочной железы человека.

    Материалы и методы

    Плазмиды, культуры тканей и клетки. Вся ткань груди человека для этих экспериментов была получена в соответствии с законами и институциональными руководящими принципами, утвержденными комитетом Институционального наблюдательного совета из Бригама и женской больницы и Комитетом по использованию людей в качестве объектов экспериментов Массачусетского технологического института.Ткани были получены из отбракованного материала пациентов, перенесших плановую редукционную маммопластику в возрасте от 29 до 37 лет.

    Первичные фибробласты и органоиды молочной железы человека выделяли из ткани после восстановительной маммопластики, как описано (11, 12). Вкратце, ткань груди нарезали на кубики размером 1 мм и диссоциировали в течение 12 часов в растворе коллагеназы (3 мг / мл) и гиалуронидазы (600 мкг / мл). Фибробласты отделяли от органоид-эпителия дифференциальным центрифугированием.Клетки фибробластов выращивали в среде DMEM с добавлением 10% телячьей сыворотки и культивировали в течение <14 дней для размножения клеток. Органоиды замораживали в среде для замораживания клеток до операции.

    Для создания фибробластов молочной железы, используемых для «гуманизации» жировых подушечек молочной железы, называемых восстановленными фибробластами молочной железы, иммортализованными теломерами человека и GFP (RMF / EG), первичными фибробластами молочной железы. Поликлональные популяции фибробластов естественным образом отбирали посредством серийных пассажей до появления чистой GFP-положительной популяции клеток, что было исследовано с помощью анализа с помощью клеточного сортировщика, активируемого флуоресценцией.

    Эти фибробласты впоследствии были подвергнуты ретровирусным инфекциям фактора роста гепатоцитов или трансформирующего фактора роста β с отбором лекарств, используемым для очистки поликлонально инфицированных популяций после каждой инфекции, как описано (13). Отбор лекарственных препаратов для инфицированных фибробластов проводили с зеоцином 700 мкг / мл.

    Было создано

    ретровирусных конструкций для кодирования каталитической субъединицы теломеразы человека (hTERT) и GFP (pLUC-hTERT). Ретровирусные конструкции для фактора роста гепатоцитов (HGF) и трансформирующего фактора роста β (TGF-β) были созданы путем клонирования полноразмерной кДНК HGF (любезно предоставленной G.Vande Woude ) или TGF-β (любезно предоставленный Р. Деринком, Калифорнийский университет, Сан-Франциско) в векторную систему pBABE-зеоцин (Clontech).

    Животные и хирургия. Колония мышей NOD / SCID с ослабленным иммунитетом содержалась в домашних условиях в асептических стерильных условиях. Мышам давали автоклавированный корм и воду ad libitum. Операции проводились в стерильных условиях, животные получали антибиотики с питьевой водой в течение 2 недель после всех хирургических вмешательств.

    Самок мышей трехнедельного возраста анестезировали, а эпителий молочной железы удаляли из клетки №

    . 4 паховые молочные железы мышей NOD / SCID. Две недели спустя 2,5 × 10 5 необлученных фибробластов RMF / EG и 2,5 × 10 5 облученных (4 Гр) фибробластов вводили в очищенные жировые подушечки через 24 часа после облучения. Через две недели после введения человеческих стромальных клеток в гуманизированное место инъецировали эпителиальные органоиды молочной железы человека и первичные фибробласты.Для этого препараты органоидов размораживали и 20-25 органоидов смешивали с 2,5 × 10 5 первичных фибробластов и ресуспендировали в 35 мкл коллагена I 3: 1 (Upstate Biotechnology, Лейк-Плэсид, штат Нью-Йорк): без фенолового красного Смесь матригеля (Бектон Дикинсон) вводят в гуманизированные молочные железы.

    Целые формы и иммуногистохимия. Для анализа на мышах целиком свежую ткань молочной железы уплощали и фиксировали в растворе Карнуа (этанол, ледяная уксусная кислота и хлороформ), а затем окрашивали карминовыми квасцами (кармин, AlKSO4).Ткань груди человека анализировали на всем образце с использованием гематоксилина. Вкратце, свежую ткань, полученную в результате редукционной маммопластики, разрезали на фрагменты 2 см × 1 мм × 1 мм и фиксировали в 10% нейтральном забуференном формалине. Ткани обезжиривали с помощью сортированных органических веществ и спиртов и окрашивали гематоксилином.

    Иммуногистохимия была выполнена на фиксированных формалином и залитых парафином тканях. Пятимикронные срезы депарафинизировали, регидратировали с помощью градуированных спиртов и подвергали поиску антигена для иммуногистохимии.Срезы инкубировали в мышиных моноклональных антителах против актина гладких мышц (1:50, NovoCastra, Ньюкасл, Великобритания), специфического для человека виментина (1:50, NovoCastra), рецептора эстрогена (DAKO), рецептора прогестерона (DAKO), кератина 19 (NovoCastra). , ядерный антиген пролиферирующих клеток (PCNA) (DAKO), p53 (Santa Cruz Biotechnology), человеческий β-казеин (подарок Чарльза Штреули, Манчестерский университет, Манчестер, Великобритания). Иммунокомплексы визуализировали методом пероксидазы ABC (Vector Laboratories, Burlingame, CA), и срезы окрашивали гематоксилином или метиловым зеленым.

    Геномная флуоресценция in situ гибридизация (FISH). Срезы тканей анализировали на присутствие клеток мыши и человека с использованием FISH с видоспецифическими геномными зондами, как описано (14). Вкратце, срезы размером 5 мкм депарафинизировали в ксилоле, дегидратировали в этаноле, обрабатывали NaSCN, РНКазой, пепсином и, наконец, HCl, а затем дегидратировали сериями в 70%, 85% и 100% этаноле. Срезы денатурировали и гибридизовали с зондами против CY3-d-UTP-меченой ДНК Cot 1 мыши (GIBCO) или FITC-12-d-UTP-меченной геномной ДНК человека, экстрагированной из лимфоцитов.Размеры зонда варьировались от 300 до 2000 п.н.

    Отпечаток ДНК. Геномную ДНК выделяли из замороженных препаратов органоидов или пяти 5-мкм срезов парафина, залитых нормальной тканью или тканью, прорастающей из опухоли, из ксенотрансплантата и подвергали ДНК-фингерпринту, как описано ранее (15).

    Результаты

    Создание «гуманизированных» жировых подушечек молочных желез. Первоначально мы прививали человеческие МЭК в очищенные жировые подушечки молочной железы мыши.При этом мы подтвердили более ранние сообщения (2), указывающие на то, что эпителиальные клетки человека неспособны закрепиться в строме молочной железы мышей и участвовать в нормальном морфогенезе протоков молочных желез. Неспособность человеческих MECs должным образом колонизировать жировую подушку молочной железы мышей указывает на необходимость создания стромальных клеток молочной железы человека в жировых подушках перед имплантацией эпителиальных клеток. Соответственно, мы разработали линию GFP-меченых человеческих фибробластов стромы молочной железы, иммортализованных теломеразой человека; эти клетки были ранее получены при восстановительной маммопластике.Эти фибробласты (далее называемые RMF / EG) являются диплоидными, якобы нормальными и не являются опухолевыми, поскольку они не образуют колоний в мягком агаре и не образуют опухолей у мышей с ослабленным иммунитетом при исследовании через 9 месяцев (данные не показаны).

    Когда фибробласты RMF / EG вводили в молочные железы необлученных мышей NOD / SCID, клетки выживали, но наблюдалась небольшая пролиферация или разрастание введенных клеток (данные не показаны). Поэтому мы стремились облегчить их приживление и последующую пролиферацию, используя наблюдения, сделанные другими, что облученные фибробласты претерпевают физиологическую активацию, которая приводит к экспрессии протеаз, матричных белков и различных факторов роста (16, 17).Соответственно, мы облучали 2,5 × 10 5 иммортализованных фибробластов RMF / EG 4 Гр радиации и инъецировали их вместе с равным количеством необлученных фибробластов RMF / EG в очищенные жировые подушечки молочной железы мышей NOD / SCID. Это было сделано с надеждой, что облученные фибробласты сделают возможным приживление и инвазию совместно инъецированных необлученных клеток в стромальную жировую подушку мыши.

    Жировые подушечки молочных желез, которым вводили эти смеси клеток, исследовали с помощью карминового анализа в разное время между 2 и 8 неделями после инъекции, и никаких заметных изменений не наблюдалось.Однако исследование жировых подушечек молочной железы на экспрессию GFP через 4 и 8 недель после инъекции четко продемонстрировало места приживления и разрастания фибробластов молочной железы человека во всех засеянных жировых подушках, при этом 5-15% жировой подушечки были заняты человеческими тканями. стромальные клетки. (Рис.1 A и B ). Инвазию отдельных человеческих фибробластов в жировую строму мышей можно было наблюдать при большом увеличении. Кроме того, большие тяжи меченных GFP фибробластов также могут быть обнаружены гистологически в некоторых жировых подушках (рис.1 С ).

    Рисунок 1.

    GFP целиком и гистологический анализ подушечек химерного жира человека и мыши. ( A и B ) Полное исследование GFP очищенных жировых подушечек молочной железы мыши, которым инъецировали иммортализованные фибробласты груди человека через 4 недели после инъекции (× 10). Можно увидеть одиночные GFP-положительные клетки, проникающие в жировую строму ( B, вставка ).( C ) Окрашенный гематоксилином / эозином срез области роста фибробластов внутри очищенной жировой подушечки. ( D и E ) Последовательные срезы этой области исследовали иммуногистохимическим методом с использованием антител против специфичного для человека виментина (фиолетовый, D ) или PCNA (коричневый, E ). Геномный FISH проводили с использованием специфических зондов для гена Cot I мыши (красный) и геномной ДНК человека (зеленый) ( F ).

    В этих случаях было обнаружено, что тяжи клеток состоят из пролиферирующих фибробластов, экспрессирующих специфический для человека виментин (рис.1 D и E ) и PCNA. Однако, поскольку подавляющее большинство жировых подушечек не содержало легко заметных тяжей приживленных фибробластов, в большинстве случаев было трудно подтвердить «гуманизацию» гистологией. Следовательно, чтобы выяснить, действительно ли фибробласты RMF / EG выжили и колонизировали очищенные жировые подушечки молочной железы мышей, геномный FISH был выполнен на очищенных стромальных тканях молочной железы, которые не содержали гистологических свидетельств роста стромы через 4 или 8 недель после инъекции.Зонд, специфичный для ДНК Cot1 мыши или геномной ДНК человека (полученной путем мечения нефракционированной ДНК человека), гибридизовали с срезами гуманизированных жировых подушечек молочной железы мыши. Исследование этих тканей выявило существование фибробластов молочной железы человека, вкрапленных в жировую ткань мыши, что указывает на то, что эти человеческие клетки действительно выжили и интегрировались в строму молочной железы мыши (рис. 1 F ). ).

    Развитие грудных протоков человека в химерных жировых подушках. Мы стремились использовать эти гуманизированные жировые подушечки в качестве тканей, в которые мы могли бы впоследствии ввести человеческие МЭК. Соответственно, мы приготовили органоиды MEC человека из гистологически нормальных тканей при восстановительной маммопластике человека. Органоиды — это скопления человеческих миоэпителиальных и просветных эпителиальных клеток, каждая из которых содержит 100-1000 клеток, которые больше не организованы в структуры, напоминающие структуры нормальной груди человека (18). От 20 до 25 органоидов смешивали с 2,5 × 10 5 первичных фибробластов молочной железы человека, которые также были недавно выделены из тканей после редукционной маммопластики.Затем смешанные клеточные препараты вводили в подушечки стромального жира мышей, которые были гуманизированы 2 неделями ранее путем введения человеческих стромальных фибробластов.

    Через восемь недель после введения органоидов и смешанных фибробластов ксенотрансплантаты молочных желез были удалены и подвергнуты анализу в целом. Три типа эпителиальных разрастаний воспроизводимо наблюдались среди всех ксенотрансплантатов. Относительные частоты этих протоковых, дольчатых и ацинарных структур варьировались от одного набора донорских органоидов к другому (рис.2). Когда первичные нормальные фибробласты молочной железы не смешивались с этими органоидами перед приживлением в гуманизированные жировые подушечки, развивались только низкорослые и деформированные структуры (данные не показаны).

    Рис. 2.

    Полный анализ ткани молочной железы человека и ксенотрансплантатов. Нормальная ткань молочной железы человека, выделенная после восстановительной маммопластики, была окрашена гематоксилином, и целиком были обнаружены как протоковые, так и TDLU (в скобках) структуры ( A ).Полное исследование окрашенных кармином выростов из ксенотрансплантатов на гуманизированных жировых подушках содержит как протоковые ( B ), так и TDLU структуры ( C и D ). Стрелки указывают на часто наблюдаемые ацинусные структуры с полым просветом. Образование TDLU происходило во время полового созревания мышей ( C ) или беременности ( D ). Некоторые наросты демонстрировали признаки как протокового, так и TDLU-подобного разрастания ( E ).

    Чаще всего наблюдались выросты ацинарной формы, состоящие из сферических структур с полым просветом.Реже наблюдались линейные протоковые выросты с небольшим боковым ветвлением (рис.2 B ). Развитие протока происходило в отсутствие дополнительной эктопической гормональной стимуляции эстрогеном или прогестероном, если процесс приживления проводился до окончания полового созревания. Подобно другим наблюдениям с привитыми мышиными МЭК, частота удлинения протоков у человека снижалась (до <20%), когда приживление органоидов и фибробластов происходило у реципиентов после полового созревания (данные не показаны).В дополнение к протоковому и ацинарному развитию, полное протоково-дольчатое развитие человека произошло, когда мыши, несущие эти человеческие трансплантаты, забеременели (Рис. 2 C ).

    Геномная FISH была проведена на парафиновых срезах выростов ксенотрансплантата, чтобы определить происхождение эпителиальных и стромальных клеток в ксенотрансплантатах (рис. 3 A ). Как и ожидалось, все эпителиальные структуры были человеческого происхождения, и значительная часть стромы также имела человеческое происхождение.Однако значительное количество мышиных клеток также можно было обнаружить в строме. В строме, окружающей ксенотрансплантаты, наблюдалась сосудистая реакция, о чем свидетельствует расширение существующих сосудов и неоваскуляризация, которые, по-видимому, произошли как часть нормального развития эпителия (рис. 3 B и C ). ).

    Инжир.3.

    Вклад эпителиальных и стромальных клеток в ткань молочной железы ксенотрансплантата. Геномный FISH проводили на срезах мышей, которым инъецировали эпителиальные клетки молочной железы человека в гуманизированные жировые подушечки вместе с нормальными первичными фибробластами молочной железы ( A ). Клетки человека (зеленые) включают все эпителиальные клетки в ксенотрансплантатах, но строма состоит как из человеческих, так и из мышиных клеток (красный). Внутри ксенотрансплантата наблюдается значительный ангиогенез ( B ).Микрофотография в белом свете имплантированной области ксенотрансплантата через 8 недель после операции показывает значительную инфильтрацию кровеносных сосудов. ( C ) Окрашенный гематоксилином / эозином срез области ксенотрансплантата обнаруживает множество капилляров (стрелки) в строме, указывающих на неоваскуляризацию.

    Нормальные протоки молочных желез человека состоят из просветных МЭК, отделенных от базальной мембраны промежуточным слоем миоэпителиальных клеток.Действительно, клетки, расположенные на базальной стороне протоков, сформированных в этих трансплантатах, имели положительную окраску на актин гладких мышц и не имели экспрессии рецептора эстрогена, что указывает на присутствие миоэпителиальных клеток (рис. 4 C ). ). И наоборот, специфические для люминальных клеток маркеры, такие как цитокератин 19, рецептор эстрогена и E-кадгерин, экспрессировались в просветных клетках протоков (рис. 4 C-E ). Более 10% эпителиальных клеток и 2% стромального компартмента ксенотрансплантатов были окрашены положительно на PCNA (рис.4 Ф ). Поскольку нормальная ткань груди человека редко содержит пролиферирующие стромальные клетки и <2% эпителиальных клеток, пролиферирующих в любой момент времени во время менструального цикла (19), это указывает на то, что клетки в реконструированной ткани груди активно пролиферируют in vivo .

    Рис. 4.

    Гистологический и молекулярный анализ тканей молочной железы ксенотрансплантата.Парафиновые срезы протоков ксенотрансплантата молочной железы окрашивали гематоксилином / эозином ( A и B ). Двойная маркировка протоковых структур маркеров груди ( C ). Специфическая для миоэпителиальных клеток экспрессия гладкомышечного актина (фиолетовый) не обнаруживается в клетках, экспрессирующих рецептор эстрогена (коричневый). Иммуногистохимия была выполнена на серийных срезах с антителами, специфичными для PCNA ( D ), чтобы продемонстрировать пролиферативное состояние нароста.Коричневые ядра можно обнаружить как в эпителиальных, так и в стромальных клетках. Люминально-специфическая экспрессия цитокератина 19 обнаруживается в экспрессирующих ER клетках ( E ), а экспрессия E-кадгерина обнаруживается на мембране люминальных эпителиальных клеток ( F ). Парафиновые срезы полностью дифференцированных выростов протоков ксенотрансплантата груди у беременных мышей окрашивали гематоксилином и эозином ( G ). Белок молока и капли жира видны (стрелки) в дифференцированных эпителиальных клетках под контролем гормонов беременности.Иммуногистохимия была проведена на этих срезах с использованием антител против человеческого белка β-казеина молока ( H ). Экспрессия β-казеина обнаруживается в секреторных эпителиальных клетках, а также в просвете альвеол.

    Мышей, несущих ксенотрансплантаты, спаривали и давали им развиваться до 18 дня беременности, чтобы определить, была ли достигнута полная функциональная дифференциация ткани груди человека. Действительно, мы наблюдали активный синтез липидов и секрецию в просвет ацинусов человека (рис.4 г ). Экспрессия человеческого β-казеина может быть обнаружена как в просветных МЭК, выстилающих ацинусы, так и в просвете ацинусов груди человека (рис. 4 H ). ). Взятые вместе, эти различные наблюдения показывают, что гистологически нормальная функциональная ткань груди человека может быть сконструирована у мышей, и что этот результат зависит от присутствия стромальных клеток человека. Более того, стромальные фибробласты молочной железы мыши, присутствующие в реконструированной строме, по-видимому, не препятствуют этому процессу.Более того, различные стадии развития молочной железы человека можно повторить in vivo , включая производство молока.

    Гиперплазическое и неопластическое развитие привитых МЭК человека из-за стромальных изменений. Мы предположили, что первичные фибробласты молочной железы человека, которые были смешаны с органоидами молочной железы человека перед приживлением, могут каким-то образом влиять на морфогенетические способности человеческих MECs в этих органоидах.Чтобы рассмотреть эту возможность, мы ввели 10 препаратов эпителиальных органоидов молочной железы человека, выделенных у 10 различных пациентов, перенесших маммопластику, в гуманизированные стромальные жировые подушечки либо с предварительным добавлением первичных стромальных фибробластов молочной железы человека, либо без него. Во всех случаях гистологическое исследование образцов после маммопластики ранее не выявило патологических отклонений (АР, неопубликованные наблюдения).

    В ≈70 коэнтрансплантатах с нормальными фибробластами стромы мы наблюдали различные нормальные эпителиальные разрастания со всеми 10 препаратами органоидов.Эти наросты были очень похожи на те, что наблюдались в первоначальном эксперименте. Однако наблюдались разные результаты, когда первичные фибробласты не смешивались с органоидами перед имплантацией в гуманизированную строму молочной железы. Имплантация 7 из 10 препаратов органоидов привела к образованию нормальных эпителиальных структур молочной железы, хотя и с несколько задержкой развития (данные не показаны). Напротив, после имплантации якобы нормальных органоидов от оставшихся трех женщин мы наблюдали аномальные эпителиальные структуры молочной железы человека (рис.5 A и B ). Эти структуры похожи на обычно наблюдаемые доброкачественные пролиферации груди человека, особенно на гиперпластический протоковый эпителий. Поскольку мы никогда не наблюдали эти гиперплазии в коэнтрансплантатах с нормальными стромальными фибробластами, мы пришли к выводу, что нормальные первичные фибробласты способны подавлять гиперпластические разрастания, которые могут быть вызваны ранее существовавшими, незначительно аномальными МЭК, присутствующими в образцах после маммопластики.

    Инжир.5.

    Гиперпластические и онкогенные наросты, полученные в результате редукционной маммопластики на эпителии. Окрашенные гематоксилином / эозином срезы гиперплазий, которые развились из нормальных органоидов в отсутствие нормальных смешанных фибробластов ( A и B ). ( C ) Частота образования опухолей, когда органоиды при восстановительной маммопластике вводили непосредственно в гуманизированную строму, сверхэкспрессирующую TGF-β или HGF (O), или когда органоиды вводили совместно с нормальными первичными фибробластами груди человека (O + F).Гистология опухолей, возникающих в железах, гуманизированных с помощью фактора роста, экспрессирующего строму: строма, которая сверхэкспрессирует либо HGF ( D ), либо TGF-β1 ( E ). Гистология наростов различных предполагаемых стадий рака груди человека, обнаруженных в той же области. Нормальная ткань протоков (нормальная), доброкачественные гиперпластические протоки (гиперплазия), in situ протоковый рак (DCIS) и инвазивная карцинома (инвазивная) ( F ).

    Мы предположили, что мы могли бы выявить и выделить дальнейшие различия между различными препаратами органоидов, если бы нарушили стромальную среду привитых человеческих органоидов.Следовательно, мы модифицировали гуманизированную строму, заставляя фибробласты RMF / EG экспрессировать либо человеческий HGF, либо человеческий TGF-β1, прежде чем использовать их для гуманизации стромы. Известно, что в молочных железах мышей сверхэкспрессия HGF приводит к усиленному разветвлению молочных протоков и к генерализованной гиперпролиферации эпителия (20). Напротив, сверхэкспрессия TGF-β ингибирует пролиферацию MEC (21), но способствует изменениям в строме, включая превращение фибробластов в миофибробласты, индукцию неоангиогенеза и другие реакции, связанные с заживлением ран (22, 23).Оба эти фактора роста, как известно, синтезируются стромальными клетками молочной железы и, как было обнаружено, сверхэкспрессируются в строме рака молочной железы человека (24, 25).

    Очищенные жировые подушечки молочных желез были гуманизированы фибробластами RMF / EG, которые сверхэкспрессируют либо HGF, либо TGF-β, либо смесь обоих типов клеток. Впоследствии эпителиальные органоиды молочной железы человека, полученные из 10 ранее использованных образцов редукционной маммопластики, либо вводили непосредственно в эти обогащенные фактором роста жировые подушечки, либо смешивали с нормальными первичными стромальными фибробластами перед имплантацией в жировые подушечки, обогащенные фактором роста (рис.5). При смешивании с нормальными первичными фибробластами мы наблюдали нормальные ацинусы, терминальные дольчатые единицы протока (TDLU) и даже некоторые протоковые выросты органоидов, полученных из всех 10 образцов пациентов; эти структуры были очень похожи на те, которые наблюдались ранее, когда эти клетки были имплантированы в гуманизированную строму, которая не была сконструирована для высвобождения любого из этих факторов роста (данные не показаны).

    Когда 10 препаратов органоидов были имплантированы непосредственно в обогащенную фактором роста стромальную среду (и, таким образом, без предварительного добавления нормальных стромальных фибробластов), 9 из 10 препаратов дали плохо развитые низкорослые протоковые структуры.Удивительно, но это имело место для трех образцов, которые показали гиперплазию протоков в предыдущем эксперименте.

    Однако один из 10 образцов после редукционной маммопластики вёл себя совершенно иначе. В этом конкретном случае, как описано выше, очищенные жировые подушечки были гуманизированы фибробластами, которые сверхэкспрессировали HGF (12 жировых подушек молочной железы), TGF-β (восемь жировых подушек молочной железы) или смесью обоих типов фибробластов, сверхэкспрессирующих фактор роста ( 16 жировых подушечек молочной железы). Когда первичные фибробласты груди человека были смешаны с органоидами этого пациента перед приживлением в обогащенные фактором роста гуманизированные жировые подушечки, наблюдались нормальные разрастания (рис.5 С ).

    Однако, когда органоиды этого пациента были введены непосредственно в обогащенную фактором роста гуманизированную строму (шесть жировых подушек молочной железы HGF, четыре молочных железы TGF-β и восемь молочных желез HGF + TGF-β) без примеси первичных стромальных фибробластов человека привитые МЭК превратились в наросты, которые очень напоминали протоковые карциномы человека, включая карциномы комедонного и базального типа (рис. 5 D и E ).Действительно, карциноматозные разрастания наблюдались во всех 16 молочных железах (18 минус 2, потому что одно TGF-β-гуманизированное животное умерло преждевременно). Эти опухоли были инвазивными, а некоторые плохо дифференцировались. Интересно, что в одной привитой молочной железе, полученной из органоидов этого пациента, в которой строма была гуманизирована фибробластами со сверхэкспрессией HGF, отмечены все предполагаемые стадии прогрессирования рака груди человека, включая гиперпластические протоки, карциномы in situ и даже инвазивные карциномы можно было наблюдать в одном поле микроскопа (рис.5 Ф ). Эти опухоли были подвергнуты различным иммуногистологическим анализам, которые подтвердили их трансформированный и инвазивный фенотипы (см. Дополнительную информацию). Не было значительных различий в гистологии опухолей, которые развивались в жировых подушечках, гуманизированных одним TGF-β, по сравнению с HGF или фибробластами TGF-β плюс HGF. Кроме того, было подтверждено, что все опухоли имеют человеческое происхождение, что установлено геномным FISH (данные не показаны).

    В этом эксперименте 16 из 18 трансплантатов молочной железы, полученных из этого препарата органоидов для маммопластики, дали гиперпластические и неопластические разрастания.Однако, когда мы попытались воспроизвести эти гистопатологические аномалии с использованием органоидов, приготовленных из образца маммопластики того же пациента (из другого участка исходного образца ткани после маммопластики), мы не смогли этого сделать. Мы связываем это с межрегиональными различиями в биологии различных популяций клеток, которые существовали в тканях молочной железы до маммопластики. ДНК-фингерпринт был использован для подтверждения того, что эпителиальный препарат, который вызвал эти новообразования, действительно был получен в результате предполагаемой редукционной биопсии при маммопластике (см. Вспомогательную информацию, которая опубликована на веб-сайте PNAS).

    Взятые вместе, эти наблюдения показывают, что измененная стромальная среда может способствовать формированию рака груди человека аномальными клетками, которые присутствуют в нормальной груди человека и ускользают от обнаружения при нормальном гистопатологическом скрининге. Мы предполагаем, что эти аномальные клетки уже прошли один или несколько этапов опухолевой прогрессии до их удаления с помощью маммопластики. Эти гистологические аномалии, независимо оцененные двумя патологами рака молочной железы, дали нам один четкий вывод о том, что процедура реконструкции молочной железы, как описано здесь, может позволить формирование многих этапов прогрессирования рака молочной железы человека, включая гиперплазию протоков, карциному. in situ и инвазивная протоковая карцинома.

    Обсуждение

    В попытках воссоздать ткани груди у мышей предыдущие исследования пытались ввести фрагменты ткани или диссоциированные MECs в очищенные жировые подушечки молочной железы мышей с ослабленным иммунитетом (2, 3). Эти попытки были безуспешными в воссоздании функциональных, должным образом дифференцированных тканей молочной железы, предположительно из-за неадекватной стромальной среды, обеспечиваемой жировой подушечкой молочной железы мыши.

    Успех облученных фибробластов в обеспечении выживания совместно введенных необлученных фибробластов и колонизации молочной железы, по-видимому, связан с высокоактивированным микроокружением, созданным этими облученными клетками; Это микроокружение характеризуется ремоделированием белков внеклеточного матрикса стромы жировой ткани, включая усиление синтеза коллагена и активацию TGF-β (22, 23, 26).Из-за высокой скорости гибели клеток, связанной с облучением фибробластов, мы ограничили процесс облучения только частью популяции фибробластов до приживления, надеясь, что активированные облученные фибробласты будут способствовать выживанию и приживлению необлученных фибробластов в молочной железе. жировая подушечка мышей, результат, который действительно наблюдался.

    Стоит отметить, что, как показано здесь, системная гормональная среда мышей NOD / SCID во время полового созревания или беременности достаточна, чтобы способствовать пролиферации МЭК человека и лактогенной дифференцировке.Использование мышей NOD / SCID с ослабленным иммунитетом вместо голых мышей в этих экспериментах может объяснить тот факт, что дополнительная эктопическая стимуляция эстрогеном не требовалась для пролиферации MEC in vivo , как сообщалось ранее (9). В отличие от мышей nude, чья репродуктивная система и, следовательно, гормональная среда находятся под угрозой (27), самки мышей NOD / SCID являются фертильными с полностью функциональной репродуктивной системой. Это указывает на то, что ранее наблюдаемая межвидовая несовместимость трансплантат-хозяин происходит из паракринных гетеротипических взаимодействий, а не из несовместимости в системной гормональной среде.

    Мы также продемонстрировали, что гистопатологически нормальные ткани груди человека из образцов после редукционной маммопластики могут не вести себя нормально в отсутствие нормальной стромальной среды. Мы наблюдали это в трех образцах пациентов, которые привели к гиперплазии в отсутствие смешанных фибробластов, и, что более поразительно, в образце одного пациента, который вызвал различные стадии прогрессирования рака молочной железы после имплантации без добавления фибробластов в активированную фактором роста гуманизированную строму. .

    Учитывая скорость, с которой образовались эти поражения и опухоли (<8 недель), и минимальное время, которое они провели вне живой ткани (<1 день), мы считаем крайне маловероятным, что человеческие МЭК приобрели дополнительные генетические изменения после удаления из груди человека. и вводили мышам с ослабленным иммунитетом. Таким образом, мы заключаем, что эти человеческие эпителиальные клетки уже претерпели одно или несколько предраковых изменений до их имплантации мышам. Эти аномальные клетки изначально не были обнаружены обычными гистопатологическими анализами образцов донорской маммопластики либо потому, что они присутствовали только в небольшой части ткани груди, либо потому, что их аномальные фенотипы не могли быть реализованы в контексте нормальной стромальной среды молочной железы.

    Представление о том, что скрытые предопухолевые или неопластические клетки существуют в тканях груди женщин молодого и среднего возраста, у которых не был диагностирован рак груди, или в тканях, полученных в результате редукционной маммопластики, было оценено другими (28-31). Эти гистопатологические исследования показали, что ткани груди женщин в возрасте от 20 лет уже содержат различные поражения груди, включая протоковую карциному in situ , предполагаемую предшественницу протоковой карциномы.Кроме того, данные свидетельствуют о том, что эпигенетические изменения критических генов, регулирующих рост, такие как метилирование промотора гена p16 INK4A , могут быть обнаружены в морфологически нормальных тканях молочной железы (31). Наши результаты расширяют эти предыдущие отчеты и демонстрируют, кроме того, что факторов, выделяемых стромальными клетками, вместе с предполагаемыми ранее существовавшими изменениями в эпителиальных клетках молочной железы человека, достаточно для создания наростов, неотличимых от инвазивной карциномы молочной железы человека.Учитывая широкий спектр эпителиальных гистологий, наблюдаемых в этих реконструированных человеческих молочных железах, мы заключаем, что эта экспериментальная система обеспечивает уникальный способ изучения многих этапов патогенеза рака груди человека in vivo . Более того, создание аналогичных моделей других эпителиальных тканей человека также может оказаться полезным для понимания множества других неоплазий человека.

    Благодарности

    Мы благодарим Пиюша Гупту и доктора Х.Шейле Стюарт за критический обзор и полезные обсуждения рукописи. Мы также благодарим Габриэлу Лодейро за помощь в приобретении тканей и докторов. Лиза Спирио и Сендурай Мани (Институт Уайтхеда) за клетки и реагенты. Эта работа была частично поддержана стипендией Мемориального фонда Джейн Коффин Чайлдс и грантом Национального института здоровья / Национального института рака (CA80111-03).

    Сноски

    • ↵ † Кому следует отправлять корреспонденцию по текущему адресу: Департамент физиологии, Медицинский факультет Университета Тафтса, 136 Харрисон-авеню 701, Бостон, Массачусетс 02111.Электронная почта: charlotte.kuperwasser {at} tufts.edu.

    • Сокращения: MEC, эпителиальная клетка молочной железы; HGF, фактор роста гепатоцитов; PCNA, ядерный антиген пролиферирующих клеток; FISH, флуоресценция in situ, гибридизация; TDLU, терминальные протоковые дольчатые единицы; TGF-β, трансформирующий фактор роста β; RMF / EG, восстановление фибробластов молочной железы, иммортализованных теломерами человека и GFP.

    • См. Комментарий на стр. 4723.

    • Авторские права © 2004, Национальная академия наук

    Ремоделирование ЭКМ молочной железы, жесткость и механосигналы при нормальном развитии и прогрессировании опухоли

    1. Патрисия Дж. Кили3
    1. 1 Департамент медицины, Отдел медицинской онкологии, Университет Колорадо, Денвер, Колорадо 80045
    2. 2 Онкологический центр Университета Колорадо, Денвер, Колорадо 80045
    3. 3 Кафедра фармакологии и Лаборатория молекулярной биологии, Университет Висконсина, Мэдисон, Висконсин 53706
    1. Для корреспонденции: pjkeely {at} wisc.edu

    Аннотация

    Клетки молочной железы находятся в тесном контакте с другими клетками и с внеклеточным матриксом (ЕСМ), причем оба из них обеспечивают не только биохимический, но и механический контекст. Клеточно-опосредованное сокращение позволяет клеткам ощущать жесткость их микросреды и реагируют соответствующими механосигнальными событиями, которые регулируют экспрессию генов и дифференциация.Состав и организация ВКМ строго регулируются на протяжении всего развития молочной железы, в результате чего в соответствующей регуляции механической среды и правильной архитектуры ткани. Механическое регулирование также на играть во время прогрессирования карциномы молочной железы, поскольку изменения в отложениях, составе и организации внеклеточного матрикса сопровождают карциному молочной железы. Эти изменения приводят к более жестким матрицам, которые активируют пути передачи механосигналов и тем самым вызывают пролиферацию клеток, облегчают местная инвазия опухолевых клеток и способствует прогрессированию.Таким образом, понимание роли сил в молочной железе имеет решающее значение. к пониманию как нормальных процессов развития, так и патологических процессов.

    Хотя давно признано, что биохимическая среда, обеспечиваемая внеклеточным матриксом (ЕСМ), является ключевым фактором, определяющим нормального и патологического прогрессирования в молочной железе, недавно осознание того, что существует также механический аспект к клеточным ответам на ECM.Сигнал-трансдукционный ответ клеток на физические аспекты окружающей их среды. называется «механосигнализация» и является основной темой данной статьи. Ожидается, что молочная железа окажется быть мощной моделью развития для исследования механосигналов в связи с их постнатальным развитием, которое продлевает временной ход и предоставляет большой источник ткани для биохимических исследований. Однако, в конечном итоге, сила этой модели заключается в том, что что нормальная молочная железа существует во многих различных состояниях развития, каждое из которых имеет уникальные требования к натяжению тканей.В этот обзор мы включаем исследования на клетках не молочной железы, чтобы помочь информировать о том, что может происходить в контексте молочной железы. железы, и попытайтесь указать, где конкретно получается информация в системе молочной железы.

    Признание того, что клетка находится в физическом континууме со своим ECM, было обнаружено на ранней стадии из изображений, полученных с помощью быстрого замораживания, электронная микроскопия с глубоким травлением, быстрый метод без химической фиксации, который сохраняет нативную структуру макромолекул с высокая точность.Используя этот подход для изучения клеток в их тканевом контексте, было обнаружено, что тонкие волокна ECM излучают ортогонально. от поверхности плазматической мембраны и существовать как континуум с цитоплазматическим цитоскелетом (Mecham and Heuser 1990; Singer 1979; Singer et al. 1984). Четкий регистр клеточных микротрубочек и актинового цитоскелета с волокнами внеклеточного матрикса в фибробластах (Tomasek et al., 1982) и эпителии роговицы (Sugrue, Hay, 1981) привел доктора Элизабет Д. Хэй к предположению, что физический континуум между ECM и организацией цитоскелета отражает функциональный континуум (Bissell 1981; Emerman et al.1981; Hay 1981).

    Независимо, участие цитоскелетных компонентов в регуляции роста (Teng et al. 1977), связь между внеклеточным матриксом (ECM) и экспрессией генов в эпителиальных клетках молочной железы (Emerman et al. 1981; Bissell 1981) и важность 3D контекст в функциональной дифференциации (Hall et al., 1982; Hall and Bissell, 1986) побудил Мину Бисселл заявить, что микросреда регулирует экспрессию генов (Bissell 1981; Bissell et al.1982). Последующие исследования по оценке эпителиальных клеток эмбриона легких человека показали сопутствующую организацию волокон фибронектина. секретируются и откладываются под клеткой и пучками микрофиламентов внутри клетки (Hynes and Yamada 1982), а также коллагеновыми волокнами с промежуточными филаментами (Hall and Bissell 1986). Эта неслучайная ориентация волокон ECM относительно поверхности ячейки называется анизотропией и приводит к пространственному ориентированные матричные сети, которые служат сайтами адгезии, маршрутами миграции, а также градиентами концентрации фибрилл, которые генерируют дифференциальную напряженность и различные паттерны экспрессии генов.

    Основным структурным белком молочной железы и всего организма является фибриллярный коллаген. Помимо предоставления биохимический лиганд для нескольких рецепторов, коллаген обеспечивает структурную поддержку железы, что ценится, когда можно увидеть взаимосвязь коллагеновых волокон с эпителиальными клетками (рис. 1А). Фибриллярный коллаген тесно связан с базальной пластинкой, высокоорганизованной и специализированной областью внеклеточного матрикса, которая разделяет эпителий из менее структурированного нижележащего стромального компартмента, богатого коллагеном-1 (Monaghan et al.1983 г.). Белки, составляющие базальную пластинку, классически были идентифицированы как коллаген IV, ламинины, энтактин и протеогликаны. Хотя механические свойства базальной пластинки сами по себе в настоящее время неясны, несомненно, несколько белков базальной пластинки вносят свой вклад в механические свойства ECM, и ожидается, что их роли проявятся в ближайшие годы. В этой статье, мы фокусируемся преимущественно на стромальном ECM и фибриллярных коллагенах как на основных структурных белках, которые влияют на механические окружающая среда эпителиальных клеток молочной железы, так как это наиболее понятный аспект.

    Рисунок 1.

    Эпителиальные клетки молочных желез реагируют на жесткость коллагенового матрикса. ( A ) Изображение ацинусов молочной железы, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии, на котором показаны отдельные эпителиальные клетки молочных желез (M), окруженные ориентированными коллагеновые волокна (стрелки). (Изображение SEM любезно предоставлено Паоло Провенцано.) Бар, 30 мкм. ( B ) Модуль упругости коллагеновых гелей увеличивается с увеличением концентрации коллагена.Модуль упругости измеряли при растяжении, как описано. (Провенцано и др., 2009). Треугольники представляют данные Provenzano et al. (2009), квадраты из Roeder et al. (2002). Данные были подогнаны, и полученное уравнение было показано. ( C ) Клетки MCF10A, культивируемые в коллагеновом геле низкой плотности (1,0 мг / мл), образуют поляризованные ацинарные структуры (а), в то время как те же клетки культивированные в геле коллагена высокой плотности (2,0 мг / мл) беспорядочно пролиферируют (c). Добавление HGF к низкой плотности культуры приводят к образованию канальцев (b), в то время как HGF, добавленный к клеткам в культуре высокой плотности, приводит к инвазивному фенотипу (г).(Панели B и C перепечатаны из Provenzano et al. 2009 с разрешения Nature Publishing Group © 2009.)

    Клетки прикрепляются к ЕСМ через несколько различных рецепторов, наиболее известные из которых принадлежат к семейству интегринов. Несколько существуют обзоры структуры и функции интегринов, и читатель может найти в них дополнительную информацию (Liu et al.2000; Hynes 2002; Кацуми и др. 2004 г.). Интегрины семейства бета-1, в частности, участвуют в поддержании нормального фенотипа эпителиальных клеток молочной железы (Streuli et al. 1991) и вносят вклад в архитектуру и морфогенез ветвления железы. Результаты нокаута субъединицы интегрина β1 в нарушенной дифференцировке и альвеологенезе, предположительно из-за потери критических участков адгезии (Li et al. 2005; Naylor et al. 2005). Более того, нокаут субъединицы α2, ключевого рецептора коллагенов в молочной железе, приводит к потере сложности ветвления. (Чен и др.2002). В то время как классическая биохимическая взаимосвязь рецептор / лиганд между интегринами и молекулами ЕСМ была моделью, появляющиеся концепция, что рецепторы для ECM работают на интерфейсе связывания механических сигналов с биохимическими сигналами в клетка.

    Механические свойства ЕСМ регулируются многочисленными факторами роста, действующими на клетки, такие как фибробласты, которые откладывают строма и устроить коллаген.TGF-β1 является первичным активатором покоящихся фибробластов для вовлеченных в высококонтрактильные миофибробласты. при фиброзе тканей. Используя условия культивирования, которые допускают модуляцию напряжения ЕСМ, активируются первичные фибробласты легких крыс. TGF-β1 сохраняется в ЕСМ только в условиях высокого напряжения (Wipff et al. 2007). Авторы предполагают, что требование высокого натяжения ткани для активации TGF-β ограничивает образование миофибробластов. к застывшему ECM, таким образом накладывая физическое ограничение на фиброз.Вероятно, имеет отношение к молочной железе, так как латентный TGF-β хранится в матриксе молочной железы и, как известно, активируется в ответ на фиброз, вызванный облучением (Barcellos-Hoff and Ravani 2000), регулируется гормоном яичников.

    Изменения в составе внеклеточного матрикса как в процессе развития молочной железы, так и по мере прогрессирования опухоли будут влиять на механические среда клеток. В частности, прогрессирование опухоли характеризуется повышенным отложением ВКМ, что называется «десмоплазией».” Более того, количество коллагена V увеличивается в десмопластической строме (Barsky et al., 1982), что является механически значимым, поскольку коллаген V изменяет структуру фибрилл коллагена I (Wenstrup et al. 2004; Berendsen et al. 2006; Breuls et al. 2009) . Кроме того, несколько других белков, таких как фибронектин и протеогликаны, связываются с коллагенами и влияют на организацию. коллагеновых волокон и тем самым воздействуют на механическую среду. Свойства блока управления двигателем дополнительно изменяются путем ремоделирования. и функции нескольких матричных протеаз, которые не будут подробно рассматриваться в этой статье.Читатель отсылается к паре недавних обзоров по этой теме (Page-McCaw et al. 2007; Rowe and Weiss 2008; Wolf and Friedl 2009). Наконец, поперечное сшивание коллагеновых волокон и расположение коллагена также влияет на механические свойства внеклеточного матрикса. (Рауб и др. 2007, 2008).

    В дополнение к ECM, несколько других аспектов структуры молочной железы влияют на механическую среду. Обычный эпителиальные клетки молочных желез поляризованы и частично прикрепляются через интегрин α6β4 к базальной мембране на гемидесмосомах, которые будут иметь свои механические свойства.Кроме того, плотные соединения и адгезионные соединения между клетками обеспечивают участки прикрепления и опосредуют силы, действующие между клетками. Этот аспект механосигналов недостаточно изучен в молочных железах. железа и не будет здесь подробно рассматриваться. Отсылаем читателя к недавним обзорам на эту тему, касающимся других типы клеток и системы развития (Pokutta and Weis 2007; Wozniak and Chen 2009). Актиновый цитоскелет, связанный с силой и сократимостью за счет взаимодействия с миозином, связывает слипчивые соединения с опосредованные интегрином адгезии и гемидесмосомы, создавая потенциально интегрированную структуру при растяжении.Наконец, миоэпителиальный клетки, которые плотно окружают эпителий протоков и неплотно покрывают клетки люминального эпителия, специально разработаны для сократимости и, вероятно, создают механические события в железе, которые различаются между протоковыми и альвеолярными клетками и с гормональным статусом. Таким образом, каждый аспект молочной железы является источником возможных механических стимулов, которые могут повлиять на поведение эпителиальных клеток молочной железы.

    ДИНАМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА СИЛ ОТКРЫТИЯ В ЖЕЛЕЗЕ МОЛОЧКА

    Силы, действующие на клетки, могут проявляться в нескольких измерениях: ткани могут сжиматься или растягиваться в осевом или многоосном направлениях. Молочная железа подвергается воздействию нескольких сил обоих типов в ходе повседневной деятельности, такой как ходьба, упражнения, или физическая работа.Сжатие молочной железы, вероятно, наиболее актуально во время лактации и роста опухоли, когда клетки могут выталкиваться из окружающей среды, а также во время маммографии и других исследований, когда внешнее давление применяется. Чтобы почувствовать растягивающую механическую среду, клетка должна прилипнуть, испытать силу, приложенную к ней, и встретить эту силу с некоторым уровнем сопротивления. Предполагается, что силы внутри ячейки достигают баланса натяжения с жесткость вне клетки, концепция, названная «гомеостазом натяжения» (Paszek et al.2005), и поэтому понимание и измерение клеточных сил и жесткости матрикса стало областью повышенного интереса.

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ МАТРИЦЫ

    Каждый ECM будет иметь свойства материала, основанные на структуре и расположении его составных частей. Коллаген сам по себе вязкоупругий материал, что означает, что он проявляет поведение как вязких, так и упругих материалов, и его деформация зависит от от скорости его натяжения.Вязкоупругие свойства количественно оцениваются путем приложения силы в виде растяжения, сдвига или сжатия, и измерение взаимосвязи между напряжением и смещением для определения свойства, называемого модулем упругости. Полное описание выходит за рамки этой статьи, и читателю предлагается несколько отличных текстов по этой теме. (Фанг 1993; Хамфри и Деланг 2004; Джанми и др. 2007).

    Сообщалось о модулях растяжения гелей, состоящих преимущественно из коллагена I. (Roeder et al.2002; Provenzano et al. 2009) и демонстрируют, что увеличение концентрации коллагена с 1,0 до 4,0 мг / мл приводит к нелинейному увеличению в модуле упругости геля (рис. 1B). Исследования компрессии коллагеновых гелей в том же диапазоне концентраций дают аналогичный результат: модуль упругости увеличивается по мере увеличения концентрация коллагена увеличивается (Paszek et al. 2005; Gehler et al. 2009). Обратите внимание, что модуль, измеренный силами растяжения, дает значение в диапазоне кПа, в то время как модуль, измеренный при сжатии находится в диапазоне Па.Важно отметить, что когда настоящая ткань молочной железы более сложна, потому что она содержит гетерогенную строму и клетки, измеряется сжатием, наблюдается увеличение модуля для опухолей молочной железы по сравнению с нормальной тканью (Paszek et al. 2005). Это имеет смысл, так как опухоли молочной железы можно обнаружить по их повышенной жесткости при пальпации. Здесь важно отметить что модуль сжатия нормальной ткани молочной железы аналогичен модулю сжатия коллагена с более низкой концентрацией гели, в то время как модуль сжатия опухолевой ткани аналогичен модулю сжатия более высокой концентрации коллагена гели (Paszek et al.2005). Инженерные среды, отличающиеся по жесткости, также могут быть созданы путем покрытия гибких полиакриламидных гелей коллагеном, фибронектин или другие белки. Кроме того, изменяя пропорцию бис-акриламида, можно точно изменить модуль упругости. способами (Ван и др., 2000).

    Функционально различия в жесткости матрикса приводят к глубоким клеточным ответам. Эпителиальные клетки молочных желез, культивируемые в 3D-гели коллагена с более низкой концентрацией организуются в поляризованные ацинарные и протоковые структуры, в то время как гели с более высокой концентрацией коллагеновые гели, которые более жесткие, теряют эту поляризацию и вместо этого становятся местно инвазивными (рис.1С). Клетки, культивируемые в более жестких матрицах, демонстрируют увеличение клеточной пролиферации и изменения в экспрессии генов по сравнению с к ячейкам в менее жестких или податливых матрицах. Это открытие верно для эпителиальных клеток молочной железы (Возняк и др., 2003; Пашек и др., 2005; Провенцано и др., 2009), а также некоторых других типов клеток (Чен и др., 1997; Ван и др., 2000; Дишер и др. 2005 г.). Более того, стволовые клетки дифференцируются параллельно с жесткостью окружающей их среды, так что стволовые клетки культивированные в матрице с жесткостью, подобной мышечной, становятся миогенными, в то время как те, что в еще более жестких матрицах, имитирующих кости становятся остеогенными (Engler et al.2006 г.). Эта дифференцировка может быть связана с путем Wnt, поскольку каноническая передача сигналов Wnt усиливается, когда кость механически разрушается. загружен (Робинсон и др., 2006). Более того, клетки мигрируют преимущественно на более жесткие поверхности (Wang et al. 2001), этот процесс является фундаментальным для эмбрионального морфогенеза и называется «дуротаксис».

    ИЗМЕРЕНИЯ КЛЕТОЧНОЙ СИЛЫ

    Появилось несколько средств измерения сил, генерируемых клетками.Сила, приложенная к клеткам с помощью «лазерного пинцета» для оптического захвата шарики, покрытые фибронектином, приводят к усилению интегрин-цитоплазматических связей (Choquet et al. 1997). Изменив эту силу, точка разрыва связи с шариком окажется на уровне 2 пН (пиконьютонов), что свидетельствует об этом. это сила опосредованной интегрином связи между ECM и цитоскелетом (Jiang et al. 2003). Поскольку сжатие коллагенового геля — это баланс между жесткостью коллагенового геля и силой, прилагаемой внутри клеток, изменение сокращения коллагенового геля предполагает изменение силы, прилагаемой клетками.Таким образом, другая сила мера может заключаться в клеточном смещении коллагеновых волокон (Miron-Mendoza et al. 2008). Используя этот подход, было обнаружено, что усиленное связывание филамина с интегринами приводит к повышенной способности сокращаться. жесткий коллагеновый гель и связан с усилением передачи сигналов сократимости (Gehler et al. 2009). Когда известен модуль упругости окружающей среды, сила также может быть вычислена по смещению бусинок в пределах эта среда.Такие измерения демонстрируют, что клеточные силы являются наибольшими и более динамичными на переднем крае мигрирующая клетка по сравнению с задним краем (Pelham and Wang 1997, 1999). Клеточно-опосредованные силы также были измерены путем размещения клеток на гибких штифтах с микропроцессором, которые различаются по геометрии и форме. жесткость и измерение смещения этих столбов, что демонстрирует, что клетки проявляют большие силы по мере того, как они становятся большее распространение (Tan et al.2003 г.). Точно так же, когда клетки ползают по микромашинному устройству, клеточные силы движутся к центру клетки. (Гэлбрейт и Шитц 1997).

    Вопрос о том, влияет ли сила клеток, оказываемая на матрикс, на крупномасштабное анизотропное формирование паттерна ECM, подобное наблюдаемому. в молочной железе, представляет очевидный интерес. In vivo отдельные ацинусы и протоки молочных желез часто ограничены Полосы организованной богатой коллагеном фибриллярной стромы 10–100 мкм или более.In vitro, эксперименты с применением силы, например описанное выше, может дать представление об этом макромасштабе. Гранулы клеток фибробластов на изотропном коллагене-1 гель и разделенные расстояниями в 1000 мкм реорганизовывают коллаген в пучки, идущие параллельно между клеточными фокусами (Sawhney and Howard 2002, 2004). Начальная скорость тракции коллагена составляла 0,28 мкм / мин с предполагаемой транслокацией коллагена ≤10 мкм на поверхности клетки. Удивительно, но эта локализованная сила на поверхности клетки была достаточной, чтобы перестроить коллаген через зазор 1000 мкм между клетками. пеллеты.Кроме того, в то время как фибробласты взаимодействовали с коллагеном на своей клеточной поверхности, индукция полос коллаген передавался через гель одновременно, а не постепенно от поверхности клетки, как предполагалось, если гель представлял собой набор отдельных волокон. Вместо этого эти данные указывают на то, что гель коллагена обладает свойствами взаимосвязанного сетка, где напряжение, проявляющееся в одном месте, быстро передается в отдаленные места из-за своей взаимосвязанной природы (Sawhney and Howard 2002, 2004).

    Глобальная самоорганизация внеклеточного матрикса эпителиальными клетками молочной железы наблюдалась в 3D-модели культуры, разработанной для быстрой оценки влияние эндогенных матриц на ацинарную организацию в отсутствие пролиферации клеток. Использование Матригеля с добавлением FN или матрикс молочной железы, изолированные от первородящих крыс, было обнаружено, что высокоорганизованные полосы матрикса простираются на 20–30 мкм от базальная сторона ацинусов с дальнейшей организацией матрикса, сохраняющейся еще глубже в подушечку матрикса (рис.2A) (Schedin et al. 2004, 2000b). Таким образом, организация антистрофического ВКМ на периферии клетки и на расстоянии, по-видимому, является внутренним свойством молочной железы. эпителиальные клетки, как и свойства регуляции размера и полярности клеток и ацинаров. Кроме того, эти наблюдения указывают на то, что матрица, извлеченная из ткани, будь то из саркомы EHS или из молочной железы крысы, сохраняет вязкоупругость и механосигналы properties и действует больше как взаимосвязанная сетка, чем как набор отдельных компонентов матрицы.

    Фигура 2.

    Анизотропная организация матрицы является внутренним свойством МЭК и регулируется в процессе развития. ( A ) Макрофотография анизотропного ECM эпителиальными клетками молочной железы в 3D-культуре. Штанга, 15 мкм. ( B ) Коллагеновые волокна синего цвета (окрашивание трихромом) показывают повышенное отложение в регрессирующих долях молочной железы (белые звездочки) по сравнению кормящим долькам (черная звезда).Пруток, 100 мкм. ( C ) Сравнение соотношений фибронектина и ламинина между ЕСМ молочной железы крысы и восстановленной базальной мембраной EHS (Matrigel). Дорожка 1: 10,8 мкг опухолевого матрикса EHS. Дорожка 2: 10,8 мкг матрикса молочной железы инволюции крысы на 4-й день. На основании сканирующей денситометрии крыса матрикс молочной железы имеет в ~ пять раз больше FN на мкг белка, чем матрица EHS, тогда как матрица EHS имеет в ~ 10 раз больше LN на мкг белка чем матрикс молочной железы крысы, с соотношением FN / LN 50 или выше в матриксе молочной железы крысы по сравнению с матрицей EHS.

    КОНТРАКТИЛЬНЫЕ ПУТИ СОЗДАЮТ СИЛУ

    По большей части клетки ощущают жесткость окружающей среды, отталкиваясь от ECM, используя внутриклеточные сократительные механизмы. происходит из актин-миозиновых взаимодействий. Таким образом, помимо представления о том, что на клетки могут действовать внешние силы, клетки воздействуют на себя, когда они сжимаются против ЕСМ.В совместимой матрице ячейки будут вытягивать компоненты этой матрицы к себе, и когда в более жесткой матрице, клетки будут генерировать силы, которые приводят к фокальным адгезиям и формирование стрессовых волокон (Grinnell 2000; Wozniak et al. 2003; Miron-Mendoza et al. 2008; Gehler et al. 2009).

    На сократимость положительно влияет фосфорилирование регуляторной легкой цепи миозина (MLC).И MLC-киназа, и Эффектор Rho, Rho-Kinase (ROCK), может непосредственно фосфорилировать MLC (Amano et al. 1996). Кроме того, ROCK может ингибировать фосфатазу, которая действует на MLC, дополнительно усиливая фосфорилирование MLC (Kimura et al. 1996). Из этих двух путей путь Rho-ROCK преимущественно связан с ответом эпителиальных клеток молочной железы на матрикс. жесткость (Возняк и др., 2003; Пашек и др., 2005; Вайкофф и др., 2006). Активность Rho сама по себе связана с жесткостью матрикса, поскольку податливая матрица приводит к подавлению Rho-GTP (Wozniak et al.2003 г.). Похоже, что часть механизма, с помощью которого Rho играет роль, включает контроль степени распространения клеток, так как эндотелиальный клетки, ограниченные своей формой на узорчатой ​​2D поверхности, увеличивают пролиферацию, только если им позволяют распространяться (Chen et al. 1997). Этот эффект включает бимодальную регуляцию функции киназы фокальной адгезии (FAK), так что фосфорилированный FAK способствует пролиферация, в то время как нефосфорилированный FAK в округлых клетках предотвращает пролиферацию (Pirone et al.2006 г.). Более того, форма клеток регулирует дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток зависимым от Rho-ROCK способом (McBeath et al. 2004). Связь распространения клеток с Rho также является двунаправленной, поскольку распространяющиеся клетки способны активировать путь Rho-ROCK. (Бхадрираджу и др., 2007).

    ФОКУСНЫЕ КОМПЛЕКСЫ КАК МЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

    Механосигнализация влечет за собой преобразование механического события, такого как клеточная деформация, в биохимическое событие, обычно мысли о передаче сигналов, таких как фосфорилирование белков или генерация вторичных мессенджеров (рис.3). Существует много предположений относительно идентичности предполагаемых механо-чувствительных сенсоров внутри клеток, но гораздо больше информации необходимо до полного понимания этого процесса. Интуитивно понятно, что механочувствительные белки или клеточные структуры должны обладать свойством конформационного регулирования, когда на них действуют силы, и что эти конформационные изменения должны изменить сигнальные свойства сенсора, например, регулируя каталитическую активность или открывая связывание сайты для других молекул.

    Рисунок 3.

    Механические сигнальные пути. ( A ) Клетки молочных желез в податливом матриксе организуются в поляризованные ацинарные и протоковые структуры. Местное отложение и ремоделирование внеклеточных матриксов сопровождает прогрессирование опухоли (зеленый цвет = коллагеновые волокна). ( B ) Схема сигнальных путей, связанных с фокальными контактами и сократимостью клеток.(Т) талин, (V) винкулин. ( C ) Диаграммы, представляющие конформационные изменения предполагаемых механосенсоров: филамина, талина и интегринов.

    Интегрин-опосредованные фокальные комплексы как единое целое могут представлять собой механический датчик, поскольку эти структуры собираются в ответ механической деформации и жесткости субстрата (Choquet et al. 1997; Pelham and Wang 1997; Katz et al.2000) (обзор см. В Galbraith et al. 2002). Хотя некоторые предполагают, что фокальные адгезии не существуют в трехмерных матрицах (Fraley et al. 2010), следует отметить, что это наблюдение было сделано в контексте совместимой трехмерной матрицы. В жестких матрицах специализированные Были отмечены очаговые спайки, названные «спайками трехмерного матрикса» (Cuikerman et al. 2001) (Wozniak et al. 2003; Pasek et al. 2005; Provenzano et al. 2009). Предполагается, что интегрины представляют собой механосенсоры (Katsumi et al.2004, 2005), поскольку они имеют глубокие конформационные изменения при связывании лиганда. Более того, интегрин-цитоскелетные связи усиливаются. когда сила действует на интегрины, это указывает на то, что сайты связывания внутри комплекса подвергаются воздействию напряжения (Choquet et al. 1997). Многие молекулы, находящиеся в фокальных комплексах, участвуют в механочувствительности, включая талин (Giannone et al. 2003; Jiang et al. 2003), винкулин, FAK, Src и p130Cas (Felsenfeld et al. 1999; Wang et al. 2001; Ли и др.2002; Рамка 2004; Костич и Шитц 2006; Sawada et al. 2006), и действительно, белки, находящиеся в фокальных адгезиях, могут функционировать совместно как механочувствительный комплекс.

    В частности,

    Талин является кандидатом механо-сенсора в фокальных комплексах. Талин уникальным образом участвует в прямой активации интегрина. функция, поскольку связывание талина с цитоплазматическими хвостами интегрина β вызывает конформационные изменения, которые распространяются через мембрану и усиливают связывание лиганда (Critchley 2000; Calderwood and Ginsberg 2003; Garacia-Alvarez et al.2003; Calderwood et al. 2004; Wegener et al. 2007; Himmel et al. 2009 г.). Связывание талина с интегринами включает как N-концевой домен FERM (Calderwood et al. 1999; Wegener et al. 2007), так и C-концевой сайт связывания в стержневом домене (Gingras et al. 2009). N- и C-концевые сайты работают потенциально кооперативным образом, так как талин является аутоингибиторным, когда не связан с интегринами. (Гоксой и др., 2008). Расщепление кальпаина может частично ослабить это аутоингибирование (Yan et al.2001). Также, вероятно, существует механический компонент функции талина. Сила, приложенная к домену талинового стержня, растягивает серию спиральных пучков в стержневом домене, открывая не только скрытый C-концевой сайт связывания интегрина, но и сайты связывания для винкулина и актина (Hytonen and Vogel 2008; del Rio et al. 2009). Таким образом, активация интегрина талином, вероятно, регулируется механически и действительно необходима для рекрутирования винкулина и укрепление цитоскелета при приложении силы к интегринам (Giannone et al.2003 г.). Винкулин также конформационно регулируется, так что он активен в очаговых адгезиях (Chen et al. 2005).

    Молекула каркаса, p130Cas, недавно стала предполагаемым механосенсором. p130Cas содержит высоко фосфорилированный субстратный домен в середине молекулы, который фосфорилируется преимущественно Src, и может быть средством, с помощью которого Src участвует в передаче механо-сигналов (Honda et al.1999; Sawada et al. 2006 г.). Растяжение p130Cas раскрывает этот домен и приводит к повышенному фосфорилированию через киназу семейства Src, fyn (Костич и Шитц, 2006; Савада и др., 2006). После фосфорилирования p130Cas формирует каркас нескольких молекул и приводит к передаче сигналов через легкую цепь миозина, чтобы способствовать клеточная сократимость (Cheresh et al. 1999), а также активация Dock180, чтобы способствовать активации Rac (Kiyokawa et al. 1998). Важно отметить, что экспонирование субстратного домена p130Cas происходит на выступающих краях разрастающихся клеток (Sawada et al.2006), предполагая, что пространственная регуляция может позволить p130Cas переводить механические сигналы в миграцию и может частично объяснять механизма, лежащего в основе дуротаксиса.

    Филамин — это большая молекула каркаса, которая имеет несколько складчатых доменов, и предполагается, что она разворачивается под действием механических сил. размещены на молекуле, открывая несколько сайтов связывания для сигнальных молекул, таких как Rho, ROCK, PAK и PKC (Stossel et al.2001; Вадламуди и др. 2002; рассмотрен в Feng and Walsh 2004). Филамины готовы опосредовать механические сигналы от ECM, поскольку они связываются непосредственно на одном конце с интегринами, а на другом. в актиновый цитоскелет. Важно отметить, что связи филамин-интегрин регулируют механические реакции, такие как миграция клеток и сокращение геля коллагена и может служить для «настройки» реакции эпителиальных клеток молочной железы на жесткость матрикса (Calderwood et al. 2001; Gehler et al.2009 г.). Более того, филамин изменяет механические свойства актиновых сетей (DiDonna and Levine 2006; Gardel et al. 2006).

    FAK также участвует в механочувствительности. В частности, фосфорилирование FAK по Y397 активируется, когда клетки находятся на жесткие матрицы по сравнению с совместимыми матрицами (Яно и др., 1996; Цукерман и др., 2001; Возняк и др., 2003). Клетки, лишенные FAK, теряют способность к миграции в ответ на механические сигналы (Wang et al.2001; Ли и др. 2002). FAK также рекрутируется в очаговые адгезии в клетках, подвергающихся механической деформации внутри жестких трехмерных матриц (Wozniak et al. 2000; Provenzano et al. 2009), где это необходимо для последующей механически ответной передачи сигналов (Schober et al. 2007). Src тесно связан с функцией FAK, а также возник как молекула, которая одновременно реагирует и необходима для клеточные ответы на механические сигналы (Felsenfeld et al. 1999; Frame 2004). Src и регуляция фокальной адгезии участвуют в клеточных ответах на осмотические силы (Volonte et al.2001). Активация Src использовалась в качестве механочувствительного репортера in situ, при этом данные свидетельствуют о том, что механическая передача сигналов Src распространяется через клетку через актиновые филаменты и микротрубочки (Wang et al. 2005).

    Интегрируя эти различные сигнальные пути (Fig. 3), возникает модель, в которой клетки тянутся против ECM с помощью Rho-ROCK-опосредованного сокращения актинового цитоскелета. Если ECM вокруг ячейки жесткий, и ячейка встречает сопротивление, возникающие силы приводят к напряжению через рецепторы адгезии и очаговые комплексы.Это, в свою очередь, приводит к усилению адгезии, привлечению сигнальных молекул. в фокальные комплексы и сигнализацию фокальной адгезии. Более того, жесткая матрица обеспечивает достаточное сцепление, чтобы клетка способны распространяться и размножаться или мигрировать. Если матрица соответствует требованиям, ячейки вместо этого будут деформировать матрицу и округлять вверх, что приводит к различным сигнальным и фенотипическим результатам.

    РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

    Сигнальные события, связанные с механическими стимулами, явно влияют на экспрессию генов ниже этих сигналов.Преобладающий Результатом, обнаруживаемым в клетках всех типов, когда они находятся в жестких матрицах или когда они имеют возможность распространяться, является клеточная пролиферация (Chen et al. 1997; Fringer and Grinnell 2001; Thery et al. 2005). В частности, клетки молочной железы в жестком матриксе являются более пролиферативными (Возняк и др., 2003; Пашек и др., 2005) и активируют пролиферативные сигналы, включая циклин D1 (Кляйн и др., 2009), а также весь набор генов, идентифицированных как признак распространения рака груди человека (Provenzano et al.2009 г.). Путь, ведущий к пролиферации, связан с функцией MEK / ERK, поскольку ингибирование этого пути отменяет экспрессию сигнатуры пролиферации, вызванной жестким субстратом (Assoian and Klein 2008; Provenzano et al. 2009). Участие пути MEK / ERK также опосредует пролиферацию фибробластов, культивируемых в жестком матриксе (Fringer and Grinnell 2001, 2003).

    В отличие от пролиферации, клетки молочной железы в податливых матрицах демонстрируют контроль роста, организацию железистой архитектура и экспрессируют белки, которые соответствуют более «дифференцированному» фенотипу (Emerman and Pitelka 1977; Streuli et al.1995; Возняк и др. 2003; Paszek et al. 2005; Provenzano et al. 2009 г.). Например, экспрессия β-казеина, маркера дифференцировки эпителия молочной железы, координируется обоими адгезия к ламинину и податливой матрице (Alcaraz et al. 2008). Считается, что поляризация эпителиальной клетки управляет этими событиями, при этом податливые матрицы поддерживают и жесткие матрицы, отменяющие полярность. Во время лактации эпителиальные клетки молочной железы находятся в наиболее поляризованном состоянии, как плотное соединение. комплексы закрываются с периодом лактации, абсолютно ограничивая транспорт между базолатеральным и просветным отделами железы (Невилл 2009).Правильный лактогенез и передача сигналов включают контакт с BM, а также подавление активности Rho (Lee et al. 2009). Роль интегринов в этой регуляции демонстрируется обнаружением, что ингибирование адгезии интегрина β1 к ECM, который имитирует более подходящую среду, возвращает неорганизованный фенотип клеток карциномы молочной железы, что приводит к восстановлению ацинарной структуры (Weaver et al. 1997). И наоборот, перекрестное сшивание матрикса, которое связано с прогрессированием опухоли и усиливает ее, стимулирует передачу сигналов интегрина. (Левенталь и др.2009 г.). Комплаенс работает вместе с путями факторов роста, регулируя клеточную пролиферацию и фенотип. Например, когда рецептор ErbB2 приводит к димеризации в клетках в пределах совместимого rBM, в противном случае нормальные МЭК теряют контроль над ростом и пролиферируют в просвет асцинов (Muthuswamy et al. 2001). Этот результат демонстрирует, что соответствие может быть «отменено» сильными митогенными сигналами, но интригующе повышает вероятность что соблюдение норм может также подавлять эти пути.

    Учитывая, что апикальная / базальная полярность определяет эпителий, была исследована роль клеточной адгезии в регуляции полярности. в пигментных эпителиальных клетках сетчатки с использованием определенных субстратов ЕСМ с микропроцессором, которые заставляют отдельные клетки формировать узор области адгезии и отсутствия адгезии. В этом исследовании геометрия ECM определила расположение комплекса ядро-центросома, с ориентациями, воспроизводимо направленными к краям адгезива клеток.Эти данные совместно добавляют свойство геометрии ECM. с составом и механическими свойствами, в регуляции паттернов экспрессии генов, критических для принятия решений о судьбе клеток (Thery et al. 2006).

    ИЗМЕНЕНИЯ В ЭКМ молочной железы ПРИ НОРМАЛЬНОМ РАЗВИТИИ — ФОКУС НА КОЛЛАГЕНЕ И ФИБРОНЕКТИНЕ

    В то время как зачаток молочной железы формируется эмбриологически, большая часть протокового развития происходит с началом полового созревания. и альвеолярное развитие при беременности.Молочная железа также уникальна тем, что не происходит терминальной дифференцировки. если не наступает лактация, и далее, с каждым эстральным циклом «незрелая» железа подвергается циклическому расширению, за которым следует фазой умеренной регрессии (Schedin et al. 2000a; Fata et al. 2001). Следовательно, нормальная молочная железа взрослого человека находится во многих различных состояниях развития, которые меняются со временем.

    Основано на новаторской работе лаборатории Мины Бисселл, показывающей, что эпителиальные клетки молочной железы дифференцируются в секретирующие молоко фенотип при культивировании на плавающих коллагеновых подушечках (Lee et al.1984) или заключены в толстые подушечки восстановленных белков базальной мембраны (Matrigel) (Li et al. 1987), функциональная единица молочной железы была определена как эпителиальная клетка плюс ее ECM (Bissell and Barcellos-Hoff 1987). Следствием этой гипотезы является то, что требования ЕСМ к натяжению железы изменились бы, чтобы приспособиться к различным требования, предъявляемые к эпителию молочной железы у нерожавших, беременных, кормящих или инвазивных. Действительно, микросреда молочная железа очень динамична, так как каждое состояние развития имеет уникальную сигнатуру белка ECM, и, кроме того, способность реагировать эпителия на системные гормоны облегчается за счет сопутствующей модификации ECM (Warburton et al.1982; Зильберштейн и Даниэль 1984; Щедин и др. 2004 г.).

    Роль фибриллярного коллагена и, следовательно, натяжения тканей в развитии рудиментарного зачатка молочной железы до полностью сформированного протоковое дерево было замечено на ранней стадии. Концевые зачатки (TEB) — это временные, митотически активные и подвижные структуры, которые стимулируют удлинение протока и проникновение через жировую подушку молочной железы. TEBS характеризуются базальной мембраной, лишенной пучков коллагена-1.Отложение коллагена происходит по бокам формирующихся протоков, где происходит пролиферация эпителиальных клеток. подавляется (Зильберштейн и Даниэль, 1982). Путем имплантации гранулы с медленным высвобождением, содержащей экзогенный TGF-β, на верхушку растущего протокового дерева, протоковый рост был быстро ингибируется одновременно с отложением толстого фибриллярного коллагена вокруг TEB (Silberstein and Daniel 1987). Однако не только наличие, но и ориентация коллагена важны для правильного развития молочной железы.Выровненные коллагеновые волокна исходят от терминального концевого зачатка (TEB) развивающейся молочной железы незадолго до вторжение клеток в жировую подушку молочных желез (Ingman et al. 2006). О том, что эти волокна могут способствовать морфогенезу молочной железы, свидетельствует открытие того, что морфогенез ветвления следует паттернам топографии ECM в сконструированных матрицах (Nelson et al. 2006).

    На сегодняшний день относительно ограниченное количество белков ECM молочных желез было количественно оценено в развитии желез.Тем не менее, доказательства того, что регулируемые развитием изменения в составе ВКМ молочной железы приводят к отчетливым вязкоупругим и механические свойства убедительны. Экспрессия генов многих коллагенов по-разному регулируется репродуктивным состоянием, включая фибриллярные коллагены типа I, III и V, коллаген VI типа гранул-филаментов, коллаген IX члена семейства FACIT и базальную пластинку коллаген IV (Schedin et al. 2007). Связанные с коллагеном белки, которые, как известно, влияют на перекрестное связывание, регулируются аналогичным образом, включая эластин, фибриллин 1, декорин, люмикан и бигликан (Schedin et al.2007). Недавно было проведено количественное определение отложения фибриллярного коллагена в молочной железе крыс во время беременности, кормления грудью и т.д. и цикл инволюции, а соотношение коллагена и эпителиальных клеток различается на порядок в зависимости от стадии развития состояние (О’Брайен и др., 2010). В лактирующей железе очень мало фибрилл коллагена между отдельными ацинусами, что согласуется с предыдущими данными. исследования, демонстрирующие, что совместимый ЕСМ требуется для дифференциации МЭК in vitro.После отъема высокий уровень фибриллярный коллаген откладывается между инволютивными асцинами. Это увеличение наблюдалось у мышей, крыс и людей, что позволяет предположить связанные с этим изменения натяжения необходимы для массивного ремоделирования, которое происходит при инволюции (Fig. 2B). Кроме того, многочисленные белки ЕСМ, включая LN5 (Giannelli et al. 1997), энтактин (Alexander et al. 1996), FN (Schedin et al. 2000b) и коллаген 1 (O’Brien et al. 2010), нацелены на частичное протеолиз во время инволюции, который значительно изменяет вязкоупругие свойства матрицы, а также высвобождение скрытых фрагментов ЕСМ, способных задействовать дополнительные интегриновые и неинтегриновые сигнальные пути (Werb et al.1989; Шенк и Каранта 2003; Мотт и Верб 2004). В заключение, при рассмотрении единственного белка ЕСМ коллагена 1 и множества регуляторных элементов управления, таких как экспрессия, перекрестное связывание, протеолиз и клеточное взаимодействие, потенциал для точной настройки механосигналов в молочной железе очевидны и, вероятно, являются неотъемлемой частью функции тканей.

    FN УНИКАЛЬНО РЕГУЛИРУЕТ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОЧКА

    FN обнаруживается в больших количествах в интра- и межлобулярной строме нормальной молочной железы крысы (Schedin et al.2004 г.). С помощью вестерн-блоттинга относительное количество ФН в ВКМ молочной железы сравнивалось с восстановленной базальной мембраной. препараты, полученные из опухолей EHS (Matrigel) и стромы молочных желез, имеют в 50–100 раз более высокие уровни FN, чем Matrigel (Fig. 2C) (Schedin et al. 2004). Что было несколько неожиданно, учитывая, что FN классически не считается белком базальной пластинки, FN также обнаруживается. в высокоорганизованной и специализированной базальной пластинке молочной железы (Monaghan et al.1983), подразумевая, что FN может напрямую взаимодействовать с α5β1-интегрином, экспрессирующим эпителиальные клетки молочных желез. Как эпителиальный слой молочной железы в самих клетках экспрессия FN и α5β1-интегрина находится под эндокринным контролем, причем экспрессия повышается в пубертатном периоде. и окна беременности расширения железы (Haslam and Woodward 2001; Woodward et al. 2001) и резко подавляются на поздних сроках беременности после завершения пролиферативной фазы и с полной дифференцировкой молочной железы (Schedin et al.2004 г.). Это контрастирует с мРНК LN молочной железы, которая, по-видимому, конститутивно экспрессируется во время беременности, кормления грудью и цикл инволюции (Woodward et al. 2001; Schedin et al. 2004). Исследования in vivo FN подтверждаются экспериментами in vitro, в которых интактный FN вызывал пролиферацию, увеличивая размер ацинаров. в 3D-культуре и стимулировал пролиферацию эпителиальных клеток молочной железы с задержкой роста (Barkan et al. 2008; Williams et al. 2008).

    Результаты на эмбриональных мышах с летальным нокаутом FN, демонстрирующие потребность в анизотропных фибриллах FN для миграции эмбриональных клеток пик интереса к потенциальной роли FN в передаче механосигналов (Yang et al.1999). Недавно генерация силы была идентифицирована как механизм, с помощью которого FN необходим для морфогенеза ветвления у слюнная железа (Ларсен и др., 2006). В элегантной серии экспериментов было обнаружено, что FN перемещается направленно путем добавления новых FN к концам более старые фибриллы FN. Старые фибриллы FN накапливались в местах образования расщелин в соответствии с паттерном, соответствующим FN, вызывая физический клин между клетками в щели, что приводит к раздвоению.

    Многочисленные физические атрибуты позволяют фибриллярным FN вносить вклад в состояние напряженности микросреды. FN — это большой гликопротеин приблизительно 440 000 кДа, состоящий из двух одинаковых субъединиц массой 220 000 кДа, соединенных дисульфидной связью. FN имеет модульная структура и напрямую взаимодействует с клетками через два гепарин-связывающих домена и два отдельных сайта, содержащих RGD. Сборка секретируемого FN в фибриллы, по-видимому, зарождается в результате связывания интегрина α5β1, поскольку блокирующие антитела α5β1 ингибируют Формирование матрикса FN in vitro (Fogerty et al.1990; Мао и Шварцбауэр 2005). Считается, что требование к α5β1 обеспечивает точную пространственно-временную интеграцию между местоположением сборки матрицы FN, местное натяжение ткани и особые требования клетки или ткани. Фибриллы FN также включаются непосредственно в ECM из-за к специфическому гепарину, фибрину I, фибрину II и множественным доменам связывания коллагена. Фактически, пока образование фибриллярного коллагена in vitro управляется термодинамикой самосборки, было продемонстрировано, что образование фибриллярного коллагена in vivo зависит от ФН из-за необходимого конформационного изменения в FN (Kadler et al.2008 г.). Это конформационное изменение, вероятно, вызвано сократительными силами, действующими на FN клетками, так как сборка FN и, следовательно, последующая Сборка коллагена зависит от Rho-опосредованной сократимости (Zhang et al. 1997). Данные биохимических исследований показывают, что FN напрямую изменяет механические и структурные свойства коллагеновых волокон. Добавление FN к коллагену I типа до фибриллогенеза коллагена увеличивает процент линейных волокон и снижает количество поперечных сшивок коллагена, что позволяет предположить, что FN сдвигает баланс в сторону линейного роста коллагена (Guarnieri et al.2007). Этот сдвиг коррелирует со снижением эластичности при высоких концентрациях ФН (Guarnieri et al. 2007). Последние данные лаборатории Виолы Фогель показали, что волокна FN демонстрируют исключительную растяжимость, которая является обратимой. (Клотч и др., 2009). Кроме того, они демонстрируют, что удлинение FN увеличивает жесткость матрикса и экспонирование криптических эпитопов (Klotzsch et al. 2009), напрямую вовлекая FN в процессы механотрансдукции (Smith et al. 2007). Наконец, биоактивность фрагментов FN была первоначально продемонстрирована в синовиальных фибробластах кролика, где воздействие фрагментов FN, но не интактный FN, индуцировал экспрессию генов коллагеназы и стромелизина (Werb et al.1989). Впоследствии было продемонстрировано, что фрагменты FN регулируют активность MMP2 в клеточных линиях рака молочной железы человека, а также индуцируют подвижность клеток и инвазия (Schedin et al. 2000b). Совсем недавно была обнаружена способность фрагментов FN и варианта сплайсинга, называемого фактором, стимулирующим миграцию (MSF), стимулировать фибробласты. миграция была сопоставлена ​​с определенными участками (Schor et al. 2003). Кроме того, были идентифицированы домены FN, которые маскируют мотогенный сайт, когда FN не поврежден (Ellis et al.2010). Такие вопросы, как то, как натяжение матрикса влияет на доступ протеазы к сайтам зашифрованного расщепления и как специфические фрагменты FN, в свою очередь, изменение напряжения матрицы остается интригующим и на сегодняшний день без ответа.

    Таким образом, в молочной железе волокна FN присутствуют на мембране эпителиальных клеток, а также внутри и между долями. стромальный компартмент может оказывать влияние на микрорельеф в клеточном масштабе, такой как организация актинового цитоскелета, полярность клеток, трансдукция сигнала и измененная экспрессия генов, а также формирование макропаттерна на уровне ткани, включая жесткость матрикса, плотность коллагеновых волокон, ориентация и формирование градиента.Дальнейшие исследования для понимания отношений между толщиной фибриллы FN, длиной, ориентацией, частичным протеолизом и механической прочностью явно необходимы для большего полностью понять его важность для функции эпителиальных клеток молочной железы.

    ПОСЛЕДСТВИЯ РАКА ДЛЯ ГОРМОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ МАТРИЧНОГО СБОРА

    Эндокринный контроль экспрессии FN и последующая гормонозависимая сборка матрикса, наблюдаемая в нормальной молочной железе и описанный выше был зарегистрирован в клетках рака груди in vitro (Quinn et al.2009 г.). Сообщалось также о дополнительных механизмах регуляции ECM передачи сигналов эстрогена при раке груди. Ячейки MCF-7 культивирование на жестком матриксе коллагена 1 отвечало на стимуляцию эстрогеном повышающей регуляцией пути Rac1 / JNK / c-Jun, циклина Экспрессия и пролиферация D1, тогда как этот ответ был значительно ослаблен в клетках, культивируемых на совместимом LN (Xie and Haslam 2008). Также сообщалось о регуляции экспрессии ER в ЕСМ, причем ERβ экспрессируется, когда клетки MDA-MB-231 культивируются на жестком пластика, и экспрессия теряется при культивировании на белках базальной пластинки коллагена IV и ламинина-111 (Neubauer et al.2009 г.). Хотя эти исследования четко демонстрируют контроль ECM над эндокринной реакцией как в нормальной, так и в трансформированной молочной железе. эпителиальных клеток, конкретную роль, которую играет механосигнал, еще предстоит подтвердить. Тем не менее, повторяющаяся тема заключается в том, что субстраты с более высоким натяжением коррелируют с повышенной передачей сигналов ER, даже в отсутствие лиганда. Последствия для коллагена осаждение как одна из основных детерминант повышенного риска рака груди, связанного с высокой плотностью маммографии, очевидны, особенно потому, что маммографическая плотность зависит от гормонов (Boyd et al.2009 г.).

    ПЛОТНОСТЬ ЭКМ И ВЫРАВНИВАНИЕ ОПУХОЛЕЙ

    Маммографическая плотность связана с 4-6-кратным увеличением относительного риска развития рака груди и в значительной степени связана с с увеличением стромального коллагена (Boyd et al. 2001; Guo et al. 2001). Хотя механизм, лежащий в основе фактора риска, полностью не известен, вполне возможно, что плотность могла быть просто сопутствующий фактор риска, но сам по себе не имел никакого отношения к карциноме.Однако недавние исследования показывают, что плотность на se способствует прогрессированию карциномы, так как образование опухоли и метастазирование усиливаются на фоне молочной железы мыши железа обогащена коллагеном, потому что коллаген устойчив к протеазам (Provenzano et al. 2008b). Богатый коллагеном ЕСМ механически более жесткий (Paszek et al. 2005; Provenzano et al. 2009), и это будет способствовать про-онкогенным изменениям в передаче сигналов и экспрессии генов, обсуждаемым выше.Пока этого нет известно, является ли жесткость ВКМ инициирующим событием при карциноме молочной железы, эта возможность согласуется с тем фактом, что нормальные МЭК, культивируемые на жестком субстрате, активируют гены пролиферации и онкогенные сигнальные пути, такие как ERK (Paszek et al. 2005; Provenzano et al. 2009).

    Во время прогрессирования карциномы молочной железы происходит дополнительное отложение ВКМ или десмоплазия, что связано с более плохим прогнозом. результат (Walker 2001).В исследовании трижды отрицательных карцином груди было обнаружено, что фиброз был связан с отдаленными метастазами (Kreike et al. 2007). Увеличивается не только общее количество компонентов ECM, но также увеличивается анизотропия ECM. Коллагеновые волокна утолщаются и выпрямляются во время прогрессирования опухоли и в конечном итоге выравниваются перпендикулярно границе опухоли в соответствии с опухолевая инвазия (рис. 4) (Provenzano et al. 2006). Эти изменения, называемые «сигнатурами коллагена, ассоциированного с опухолью» (TACS), проявляются определенным образом во время прогрессирования опухоли молочной железы. у мышей (Provenzano et al.2006 г.). Изменения в организации коллагеновых волокон могут быть частично связаны с ФН, как описано выше, или с увеличением межмолекулярных связей. поперечные связи между коллагеновыми волокнами. Лизилоксидаза, которая катализирует перекрестные связи коллагена, увеличивается во время прогрессирования опухоли. (Пейрол и др., 1997; Дечитр и др., 1998; Киршманн и др., 1999). Предполагается, что перекрестные связи сделают ECM более жестким и, следовательно, будут иметь последствия для механосигналов.

    Рисунок 4.

    Выравнивание коллагена облегчает инвазию. ( A ) Параллельное выравнивание коллагеновых волокон (стрелки) вокруг неинвазивной опухоли (T), отображенное в живой опухоли молочной железы ex vivo с помощью многофотонная лазерная сканирующая микроскопия и генерация второй гармоники (ГВГ) для изображения коллагена. ( B ) Схема TACS-2 (пример в A), на которой волокна коллагена обозначены линиями коричневого цвета. ( C ) Перпендикулярное расположение коллагеновых волокон (стрелки) на границе опухоли (T), которая обозначена красной линией.(Панель перепечатана из Provenzano et al. 2006 г. с разрешения BioMed Central Ltd. © 2006.) Живая опухоль была визуализирована как в A . ( D ) Схема TACS-3 (пример в C ) с клетками, вторгающимися из опухоли вдоль выровненных коллагеновых волокон. ( E ) Клетки карциномы молочной железы человека T47D (желтые) выравниваются относительно коллагеновых волокон (зеленые) в созданной коллагеновой матрице. Ориентация коллагеновых волокон обозначена стрелкой.Живую клетку в матрице отображали как в A .

    Исследования in vitro помогают предложить механизмы, с помощью которых коллаген может выравниваться in vivo. Волокна коллагена выравниваются, когда подвергается механической нагрузке извне (Vader et al. 2009). Нагрузка, накладываемая на волокна коллагена за счет клеточной сократимости, также может выравнивать коллаген в Rho-ROCK-миозин-зависимой системе. способ (Provenzano et al.2009 г.). Этот результат предполагает, что сами опухолевые клетки могут помочь установить выравнивание матрикса, связанное с клеточной инвазией. Выравнивание ECM может происходить в процессе клеточной инвазии, поскольку клетки карциномы молочной железы проникают через трехмерный коллаген. матрицы могут одновременно перемещать и выравнивать коллагеновые волокна (Wolf et al. 2007).

    Фибробласты, ассоциированные с карциномой (CAF), также вносят вклад в изменения ECM, которые сопровождают прогрессирование опухоли.CAF отличаются от нормальные фибробласты молочной железы благодаря их способности способствовать клеточной пролиферации и прогрессированию опухолей (Olumi et al. 1999; Orimo et al. 2005; Orimo and Weinberg 2006). В дополнение к механизмам, описанным выше для опосредованного интегрином α5β1 отложения FN, также играет роль клеточная поверхность. протеогликан, синдекан-1 (Sdc-1), который экспрессируется на CAFs, но не на нормальных фибробластах молочной железы (Su et al. 2007). Фибробласты, экспрессирующие Sdc-1, способствуют прогрессированию опухоли in vivo и приводят к десмопластической строме (Maeda et al.2006 г.). Сигнал, который заставляет CAF экспрессировать Sdc-1 в строме молочной железы, еще не известен, но может быть ответом фибробластов. к плотности матрикса или ранней десмоплазии, поскольку механическое напряжение индуцирует экспрессию Sdc-1 в гладкомышечных клетках (Julien et al. 2007). Т.к. FN может формировать каркас и направлять сборку коллагеновых волокон (Kadler et al. 2008), вполне вероятно, что выровненный матрикс, наблюдаемый вблизи опухолей, обусловлен, по крайней мере частично, ролью CAFs. Физиологически регулируемые изменения в фибриллогенезе FN, как обсуждалось выше, могут непреднамеренно обеспечивать сигналы для экспрессии Sdc-I и анизотропных Сборка FN силами CAF.Предполагается связь с прогрессированием рака, поскольку ФН является классическим маркером эпителиального или мезенхимального переход (EMT), а также клетки, инициирующие рак молочной железы (Mani et al. 2008).

    ИНВАЗИЯ КЛЕТОК И МЕХАНОСИГНАЛЫ

    Выровненные матрицы, обнаруженные рядом с опухолями, не только являются признаком реактивной стромы, но, вероятно, способствуют инвазии опухолевых клеток.Клетки карциномы преимущественно проникают по выровненным волокнам, а не по беспорядочно организованным волокнам (Provenzano et al. 2008c). Элегантная внутрижизненная визуализация демонстрирует, что клетки карциномы молочной железы проходят вдоль радиальных коллагеновых волокон in vivo (Wyckoff et al. 2004). Интересно, что опухолевые клетки могли кооптировать нормальный процесс инвазии TEB, который происходит вдоль выровненных волокон. в развивающейся молочной железе (см. выше) (Ingman et al. 2006). Помимо клеток карциномы, фибробласты и миелоидные клетки также демонстрируют повышенную миграцию проксимальнее опухоли. (Эгеблад и др.2008), подтверждая, что локальное увеличение отложения и выравнивания ECM может служить для рекрутирования дополнительных стромальных клеток. Этот имеет важное значение для метастазирования, поскольку макрофаги способствуют локальному вторжению опухолевых клеток и их экстравазации в кровь сосуды (Госвами и др., 2005). Более того, продуцированию выровненного матрикса могут способствовать макрофаги (Ingman et al. 2006). Среди многих областей, которые в настоящее время недостаточно изучены, вопрос о том, как волокна коллагена ориентированы относительно инволютивный эпителий молочной железы представляет большой интерес, учитывая взаимосвязь между ориентацией коллагеновых волокон (O’Brien et al.2010), метастазирование рака и плохой прогноз рака груди, диагностированного в послеродовом окне (Lyons et al. 2009; O’Brien et al. 2010). Дальнейшие исследования, отделяющие роль отложения коллагена от выравнивания, подчеркиваются недавними данными, показывающими, что повышение уровня коллагена в молочных железах крыс, получавших тамоксифен в дозах, которые частично предотвращают прогрессирование опухоли из-за снижения активности ММП (Hattar et al. 2009).

    Точные механизмы, с помощью которых клетки распознают и мигрируют вдоль выровненных ECMs, полностью не известны.In vitro клетки предпочтительно мигрируют по более жестким субстратам способом, зависящим от механической передачи сигналов через FAK, поскольку истощенные FAK клетки теряют свои предпочтение жестких субстратов и также будет мигрировать на податливых поверхностях (Wang et al. 2001). Роль FAK в инвазии опухолевых клеток in vivo была недавно продемонстрирована четырьмя независимыми группами (Lahlou et al. 2007; Provenzano et al. 2008a; Pylayeva et al. 2009). Опухоли могут возникать в эпителии молочной железы мышей FAK — / -, но в основном это неинвазивные гиперплазии (Lahlou et al.2007; Provenzano et al. 2008а). Интересно, что это указывает на особую роль FAK в эпителии, поскольку эти животные имеют нормальную экспрессию FAK в стромальный компартмент (Provenzano et al. 2008a).

    Недавние открытия предполагают, что специфические регуляторы цитоскелета, включая Arp2 / 3, кофилин и винкулин, связаны с инвазивный фенотип (Wang et al. 2004). Интересная возможность заключается в том, что экспрессия этих молекул в инвазивных опухолях отражает роль в определении жесткости ECM. или выравнивание.Недавним захватывающим открытием является идентификация вариантов сплайсинга актин-организующего белка Mena, который специфически активируются в клетках карциномы молочной железы и это усиливает инвазию в трехмерных матрицах (Philippar et al. 2008; Goswami et al. 2009). Mena служит для изменения ветвления актинового цитоскелета и регулирует миграцию нескольких типов клеток (Bear et al. 2001). Mena также участвует в регуляции спаек (Vasioukhin and Fuchs 2001), указывая тем самым на важную роль в полярности эпителия.Более того, экспрессия нескольких регулирующих цитоскелет белки изменяются в неинвазивных клетках FAK — / — карциномы молочной железы (Provenzano et al. 2008a). Из-за роли актин-миозиновой сократимости в восприятии жесткости матрикса молекулы, которые регулируют цитоскелет. может способствовать вторжению вдоль выровненных матриц.

    РЕЗЮМЕ

    Хотя известно, что внеклеточная микросреда вокруг нормальных тканей влияет на клеточное поведение, совсем недавно Стало ясно, что ECM выполняет не только строительные леса и биохимические функции, но также влияет на механическую среду.Демонстрация того, что клетки молочной железы реагируют на изменения жесткости окружающей их среды, указывает на важную роль клеточной силы и механосигнальных событий в нормальном развитии и дифференцировке железы на половое созревание, беременность, период лактации и инволюция. Подчеркнута сложность и потенциал тонкой настройки натяжения тканей. за счет различных, но взаимосвязанных ролей отложения ECM, выравнивания, перекрестного связывания и частичного протеолиза.Более того, сила также играет важную роль в прогрессировании опухоли, поскольку жесткие матрицы связаны с повышенным риском рака груди, и способствуют клеточной пролиферации, а также прогрессированию. В дополнение к общему увеличению отложений компонентов ECM по мере прогрессирования рака коллаген и фибронектин откладываются в виде выровненных матриц с различными уровнями перекрестного сшивания и протеолиз, обеспечивающий предпочтительные поверхности, на которые вторгаются клетки карциномы, способствуя тем самым метастазированию рака груди.Как наш понимание механических сигнальных событий развивается, мы можем найти новые средства для прогнозирования результата и, надеюсь, нацеливания прогрессирование рака груди.

    БЛАГОДАРНОСТИ

    Авторы хотели бы поблагодарить сотрудников своих лабораторий Ори Маллер, Трейси Лайонс, Паоло Провенцано, Стива Триера и Кристин Ричинг за предоставленные данные, представленные на рисунках 1, 2 и 4, и за критический обзор рукописи.Работа, имеющая отношение к этой статье, финансировалась грантом P.J.K. (Американский Онкологическое общество РПГ-00-339; Фонд Сьюзан Г. Комен и докторская стипендия Министерства обороны США W81XWH-04-1-042 П. Провенцано) и к P.S. (Премия Министерства обороны США за синергетическую идею № BC060531 и Susan G Komen, Avon and Mary Kay Ash Foundations).

    Сноски

    • Редакторы: Мина Дж.Бисселл, Корнелия Поляк и Джеффри Розен

    • Дополнительные взгляды на молочную железу как экспериментальную модель доступны на сайте www.cshperspectives.org

    • Авторские права © 2011 Лаборатория Колд Спринг Харбор Пресс; все права защищены

    Грудь — Knowledge @ AMBOSS

    Резюме

    Грудь — это парные структуры, расположенные на вентральной части грудной клетки.Женская грудь состоит из 10–20 долей, окруженных соединительной и жировой тканью. Каждая доля содержит вырабатывающие молоко железистые структуры и множественные конечные дольчатые единицы протоков, которые образуют систему молочных протоков и выводятся через основные молочные протоки и млечные синусы к соску. Кормящие дольки производят грудное молоко, которое питает многих новорожденных и защищает их от инфекций (пассивный иммунитет). Более подробную информацию о лактации см. В разделе «Лактация и грудное вскармливание».В соске также есть несколько нервных окончаний, которые делают его особенно чувствительным к стимуляции.

    Общая анатомия

    Обзор

    Расположение

    Функция

    • Производство молока
    • Лактация
    • Половое возбуждение

    Общее строение

    • Молочная железа
    • Межлобулярная строма молочной железы: окружает железы и протоки соединительной и жировой тканью.
    • Соскочно-ареолярный комплекс
      • Сосок молочной железы (сосок)
        • Область, в которой соединяются молочные (молочные) протоки молочных желез и выходят на кожу
        • Обычно превышает скин-уровень
      • Ареола

    Связки и фасции

    Молочные железы прикреплены к коже и грудной стенке прочными связками.

    Сосудистая сеть и иннервация

    Грудь снабжается кровью по межреберным и подмышечным путям.

    • Артерии
    • Вены
    • Иннервация (сенсорные и вегетативные волокна)
    • Лимфатические узлы груди
      • Три группы
      • Кожа груди дренируется в подмышечные, нижние глубокие шейные и подключичные узлы.

    Секреция молока опосредуется не нервами, а гормоном пролактином.

    Опухоль, проникающая в ткань груди, может деформировать, укорачивать и втягивать связки Купера, а также вызывать ямочки на коже. Опухолевая инфильтрация и закупорка лимфатических сосудов проявляются в виде лимфедемы и утолщения кожи, которые известны как апельсиновый апельсин из-за сходства с апельсиновой коркой. Втягивание соска может быть признаком опухоли внутри протоков (болезнь Педжета груди).

    Карциномы груди метастазируют на ранних стадиях через лимфатические пути.Поскольку большинство карцином груди развивается в верхнем латеральном квадранте, метастазы в лимфатические узлы часто возникают в подмышечной впадине на той же стороне.

    Каталожные номера: [1]

    Микроскопическая анатомия

    Грудь без лактации

    Доли груди состоят из множества долек меньшего размера с молочными протоками. Система молочных протоков долек соединяется, образуя по одному главному молочному протоку на долю.

    Терминальные протоковые дольчатые единицы (TDLU)

    • Основные гистопатологические единицы молочной железы
    • Состоит из:
      • Долька молочной железы: (функциональная единица груди)
        • Внутридольковая строма: рыхлая, богатая клетками соединительная ткань
        • Внутрилобулярный терминальный (молочный) проток с множественными выходами, называемыми ацинусами или протоками (место производства молока)
      • Экстралобулярный терминальный проток

    Система молочных протоков

    После рака кожи рак груди является наиболее распространенным злокачественным новообразованием у женщин.В зависимости от ткани, в которой происходит злокачественное новообразование, рак молочной железы можно гистологически дифференцировать на протоковую карциному (происходящую из эпителия молочного протока) и дольчатую карциному (происходящую из долек). Инвазивный протоковый рак груди — самый распространенный тип.

    Кормящая грудь

    Переход от нелактирующей груди к кормящей начинается уже в первом триместре беременности. За это время молочная железа увеличивается в размерах, и начинается производство грудного молока.

    • Изменения молочной железы
      • Увеличение и дифференцировка долек молочной железы
      • Тубулоальвеолярные железы долек инициируют лактацию
      • ↓ Межлобулярная строма
      • ↑ Васкуляризация
    • Изменения соска
    • Гормональная регуляция перехода желез

    Кормящая грудь имеет отчетливые гистологические особенности: очень большие дольки с тубуло-альвеолярными концами и лишь небольшое количество соединительной ткани между дольками! Из-за уменьшенного количества стромы гистологические препараты кормящей груди можно спутать с препаратами простаты или паращитовидной железы!

    Зависимые от менструального цикла и возрастные изменения груди

    Размер и перфузия молочных желез меняются во время менструального цикла, но они также меняются в течение жизни женщины.

    Эмбриология

    Молочные железы первоначально развиваются как грудные гребни из поверхностной эктодермы зародыша. Грудь развивается одинаково у представителей всех полов до половой зрелости. Железистая ткань начинает развиваться только в период полового созревания.

    Развитие молочных желез

    [2] [3]

    При нарушении регрессии грудного гребня может остаться более двух эпителиальных зачатков. В этом случае могут развиться добавочные соски (полителия) или ткань груди (полимастия).Также может произойти полная регрессия сосков (ателия) и ткани груди (амастия).

    Созревание молочной железы

    В период полового созревания развитие молочной железы зависит от пола. Развитие груди у женщин в период полового созревания также называют телархом.

    • Изменения женской груди в период полового созревания
      • Увеличение ткани в области ареолы с небольшим выступом
      • ↑ Эстроген стимулирует развитие тканей груди.

    Поскольку у мужчин нет такого же гормонального притока эстрогена, их молочные железы остаются в зачаточном состоянии.Тем не менее, у мужчин также может развиться рак груди.

    Гормоны материнской беременности также могут подготовить молочные железы новорожденных к лактации. Молочные железы новорожденных могут быть немного опухшими после рождения и производить молочный секрет (т. Е. Колдовское или неонатальное молоко).

    Клиническая значимость

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *