尿路结石薄片在偏光显微镜下的图像。光的折射率不同呈现出不同的颜色（供图：大阪大学的丸山美帆子教授，获2023年NIKON JOICO AWARD艺术特别奖）
尿路结石是在肾脏内形成的结石堵塞了尿液通道（输尿管），会引发背部等剧烈疼痛。应用陨石研究方法，对切割成20～30微米（1微米为百万分之一米）厚度的结石进行表面打磨并使用偏光显微镜观察，会呈现出宛如宇宙银河般璀璨的景象。
主导尿路结石形成机制解析与发病预测研究的大阪大学工学研究科的丸山美帆子教授解释道：“色彩斑斓的粉色和蓝色部分是二水草酸钙结晶，褐色部分可能是一水草酸钙。”
尿路结石的研究历史悠久。早在1937年就有研究报告称，在肾脏壁面上发现以磷酸钙为核心、聚集草酸钙形成结晶化的斑块。2003年，通过内窥镜确认了肾乳头上附着的磷酸钙斑块。
结石是如何以磷酸钙为核心、聚集草酸钙并逐渐发展的？为探究尿路结石的形成过程，研究团队查阅医学期刊等资料后发现，既往方法多是将结石研磨成粉末来分析分子的组成，或观察切片样本。但丸山教授表示：“将结石磨成粉末，虽然能通过数据掌握其中的物质构成，却无法观察物质的分布情况。”
出身工科领域、专攻结晶工学的丸山教授，从研究陨石的友人处了解到薄片制备技术后，将含有坚硬结晶的石头切成薄片并打磨表面，能够在接近生物体内的状态下观察结石。丸山教授认为：“就像通过陨石解读宇宙的历史一样，或许也能通过结石解读人体的内部环境。”
2024年研究团队发现，不仅人体组织壁面上的磷酸钙，尿液中的磷酸钙也会聚集形成多种形态，并成为结石的核心。2025年，研究团队仍在继续推进将这种磷酸钙用作生物标志物的研究，旨在开发出全球首个尿路结石发病风险检测装置。
原文：JST Science Portal 编辑部
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Crystal Growth & Design
论文：Evidence for solution-mediated phase transitions in kidney stones -Phase transition exacerbates kidney stone disease
DOI：10.1021/acs.cgd.3c00108
