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目的原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,简称AFM)分别观察雌激素受体(Estrogen Receptor,ER)阴性和阳性表达的乳腺癌细胞膜的表面形态变化,为亚细胞水平下探索肿瘤发生机制、实现细胞水平的诊断和早期诊断及寻找肿瘤预防和治疗的新途径提供依据。方法收集2013年11月-2014年7月北京武警总医院切除的新鲜活体乳腺癌组织,采用细胞印片法获取乳腺癌细胞,洁净环境下晾干以备AFM扫描。剩余组织常规取材后按照免疫组织化学S-P染色法进行雌激素受体抗体染色,根据染色的结果将获取的乳腺癌细胞分为两组:雌激素受体阳性表达组和阴性表达组。然后利用原子力显微镜分别观察雌激素受体阳性表达组和阴性表达组的乳腺癌细胞膜表面形态特征并对特征参数平均粗糙度、最大峰高度、平均凹陷深度和表面积差值进行定量测量,采用统计学方法进行差异性分析。结果印片法获取的乳腺癌细胞分布均匀,适于对单个细胞形态特征的观察。常规苏木素-伊红(HE)染色无法区分乳腺癌细胞的雌激素受体表达水平。利用免疫组织化学染色结果分组后,AFM观察两组不同雌激素受体表达情况的乳腺癌细胞膜形态结构发现,在较大扫描范围如30μm时乳腺癌细胞呈圆形/类圆形,雌激素受体阳性组和阴性组乳腺癌细胞的细胞膜形态在此分辨率下无明显差异。随着扫描范围逐渐缩小至5μm和1μm时,细胞膜表面超微结构随分辨率的增加而清晰呈现。雌激素受体阳性表达组和阴性表达组的乳腺癌细胞形态相比具有明显的不同:阳性组乳腺癌细胞膜表面凸凹不平,可见“细密尖锐”的“麦芒样”隆起,而阴性表达组的乳腺癌细胞膜呈“粗大饱满”的“沟渠样”隆起。两组细胞的细胞膜形态在平均粗糙度、最大峰高度、平均凹陷深度和表面积差值方面具有明显差异(p<0.05)。结论细胞膜表面结构因细胞的功能状态的不同而不相同。相同肿瘤细胞在不同的受体表达状态下,其细胞膜在形态结构上存在很大的差异。通过观察细胞膜表面的受体结构和形态特征,可为探讨肿瘤的发生机制,实现早期诊断及细胞诊断,寻找肿瘤预防和治疗的新途径提供依据。