作者：劉美玉 李亞芳 王保珩 鄔志韌 陳剛 歐陽明 錢緯 張文莉

【摘要】 對1例典型乳腺硬性單純癌癌細胞線粒體的7種形態參數進行體視學與圖像分析，發現癌細胞與正常細胞比較，線粒體的表面積、周長、等效圓直徑、體積密度、面數密度、比表面、表面積密度等7種形態參數有高度顯著差異和顯著差異。并討論了乳腺癌癌細胞器——線粒體功能變異的定量依據。

【關鍵詞】 體視學圖像分析線粒體乳腺癌

The Stereologic and Image Analysis of Mtochondria About A Significant Carcinoma of Breast in Late

Abstract In this article， sterologic method and image analysis was made on morphological parameters of the simple carcinoma of breast cirrhosis. Compared with normal cells， sifnificant differences were found with 7 morphological parameters such as surface area， perimeter， diameter of equivalent round， volume density， numerical density on area and specific surface of mitochondria. Meanwhile， quantitative data were discussed about the dysfunction of mitochondria.

Key words stereology; image analysis; mitochlndria; carcinoma of breast

體視學（Stereology）是一門定量研究組織結構的幾何特征的基本方法學［1］，它已引起國內外形態學領域的重視，雖然它涉及到較多的高難度數學理論，但目前已為生物醫學工程所接受。

目前，世界上乳腺癌（Breast Cancer）發病率占惡性腫瘤的10%以上，是女性癌癥致死的主要原因之一。目前國內外對乳腺癌的研究多為定性研究，臨床上用傳統的病理診斷主要是根據形態定性來區分腫瘤良惡性，并把惡性腫瘤加以分類、分級（分期）。因此對定量區分乳腺癌正常細胞器（及細胞）建立監測量化指標，顯得尤為重要。

本研究應用體視學方法及圖像分析，研究1例典型乳腺硬性單純癌病人的乳腺正常組織及癌組織的線粒體的7種形態參數，先測量出正常組與癌變組各參數的平均值與標準差，然后用F檢驗、t檢驗得出形態參數的差異程度。

1 材料和方法 1.1 取材、制樣、攝電鏡照片

患者女，48歲，1年來左乳頭上3cm處出現一黃豆大腫塊，皮膚呈紅色斑疹，近呈鴿蛋大小，乳頭正上方3cm處可見2cm×2cm暗紅色斑，其下觸及一個3cm×4cm×5cm腫塊，質硬，表面及皮膚紅斑粘連；入院診斷：左乳腺癌T4NOMOШ期；病理診斷：硬性單純癌，腋淋巴結3/14見轉移。

從病人手術中切下腫瘤及遠離腫瘤的正常乳腺組織，癌組織及正常組織均按透射電鏡生物樣品常規處理，經常規電鏡制片［2］，每種各包埋4個組織塊，每塊經LKBV型超薄切片機切片，制作銅網3個，每個銅網均用日產JEM100CX透射電鏡隨機攝細胞器——線粒體照片3張，每組攝片36張，兩組共72張，總放大倍數為×40000，按體視學原理，1張照片為一個樣本，共72個樣本。

1.2 用圖像分析法選定測量參數

應用云南大學實驗中心的測試設備——MIAS2000圖像分析系統，先進行定標處理，定標結果：S水平=S垂直=0.0037μm/像素，再將放大40000倍的投射電鏡照片通過JVC攝像頭攝入計算機，用圖像增強的方法提高圖像質量，并用圖像分割將目標與背景分離，并二值化。然后選定測量參數：周長L、表面積S、等效圓直徑d等，將測量結果存入數據庫。

1.3 用體視學原理計算形態參數

應用體視學原理形態參數公式［3］，自編程序，用電子計算機處理，計算出下列形態參數：線粒體體積密度Vv（單位體積細胞質中線粒體的體積）；線粒體面數密度N（線粒體的截面積數目與參照系截面之比，參照系指1個細胞的細胞質）；線粒體比表面SM（線粒體的平均面積與它的體積之比）；線粒體表面積密度SV（線粒體的表面積與1個細胞的細胞質體積之比），最后用F檢驗、t檢驗得出正常組與癌變組各參數的差異程度。

2 結果

乳腺正常細胞線粒體及晚期癌細胞線粒體的形態參數的測量結果見表1，F檢驗、t檢驗結果見表2。表1 正常組與癌變組各參數的平均值與標準值（略）表2 正常組與癌變組各參數比較的統計檢驗結果（略）

統計結果表明：癌變組與正常組比較，線粒體的表面積S、周長L、等效圓直徑d、體密度Vv、面數密度N均有高度顯著差異和顯著差異。S、L、d、Vv均有明顯增大，這里全面定量描述了線粒體形態大小及體積明顯增大（見隨機抽樣的電鏡照片圖1和圖2）。N、SM均明顯減小，根據形態參數公式的原理，在一個細胞質截面中癌線粒體的數目明顯減少，因線粒體體積明顯增大，故比表面SM明顯減小。

3 討論

用體視學方法測試統計細胞器——線粒體形態參數，可客觀反映不同類別細胞器（正常細胞線粒體及癌細胞線粒體）的群體性。線粒體是細胞內重要的細胞器，在生物新陳代謝過程中起重要的作用。線粒體是活細胞生物氧化產生能量的一個主要機構，它具有典型的生物膜的區室化作用，線粒體膜執行著活細胞生物氧化，產生能量的重要功能，線粒體形態大小的變化直接影響著細胞的新陳代謝功能。

本例典型的乳腺硬性單純癌晚期癌細胞線粒體的表面積——外表膜面積、周長、等效圓直徑、體積均明顯增大，數密度明顯減少，比表面明顯減小，這充分說明了晚期癌細胞線粒體形態結構特征發生了明顯的改變，線粒體明顯變大而且腫脹，且數目變少，促進細胞的功能急劇下降，這與現有文獻定型報道相一致，但這是定量化的描述。該例癌線粒體的體視學與圖像分析，為后繼癌細胞器形態特征的定量研究打下了基礎。