A tumor növekedésének immunhisztokémiai diagnózisának új módszerei
Szakértői következtetés - Orvostudományok doktora, az Orosz Állami Orvostudományi Egyetem Orvosi Kar Patológiai Anatómiai Tanszékének professzora. Samoilov
A kézikönyvet az Orosz Népek Barátság Egyetem innovatív oktatási programja keretében hajtották végre, amelynek címe: "Az exportorientált innovatív oktatási programok összetettsége a tudomány és a technológia kiemelt területein"
Téma száma 8. Fehérje molekulák, amelyek jellemzik a sejtes adhéziót Téma № 9. Immunhisztokémia angiogenezis
IMMUNOHISTOCHÉMIA ALKALMAZOTT KÉRDÉSEK
A téma száma 8. Fehérje molekulák, amelyek a sejtes adhéziót jellemzik
A szövet kialakulásában és működésének folyamán a fontos szerepet játszik az intercelluláris kommunikáció-felismerés és tapadás folyamatai. Az elismerés a sejt specifikus kölcsönhatása egy másik sejt vagy egy extracelluláris mátrix; az elismerés eredményeként számos folyamat elkerülhetetlenül fejlődik, amelyek közül az egyik az adhézió. A tapadás a szövetszerkezet fenntartásához szükséges feltétel. A tapadás azt jelenti, hogy a sejtek szelektív módon kapcsolódnak egymáshoz vagy az extracelluláris mátrix komponenseihez speciális glikoproteinek, adhéziós molekulák révén. A sejteket az extracelluláris mátrix komponenseihez fókuszos adhéziós érintkezőkkel, valamint a sejtek egymáshoz való kötődésével (intercelluláris kontaktusok) végezzük.
A sejt adhéziós molekulák elősegíthetik a tumor invázióját és áttétét. A tumor progressziójának indukáló mechanizmusa megváltozhat a szövetben lévő intercelluláris kötésekben, ami szintén fontos szerepet játszik az metasztatikus kaszkád különböző szakaszaiban.
A tumor invázió három fázisban fordul elő, és genetikai átrendeződésekkel jár, amelyek a sejt adhézió glikoproteinjeit kódoló gének hibáiból állnak. A sejtek csak a ragasztó érintkezőinek szétesése után tudnak mozogni. Hasonló folyamatok jelentkeznek a tumor rosszindulatú sejtjeinek eldugulásakor és metasztázisuk során, amikor az egyéni transzformált sejtek elválnak a tumoroktól, migrálnak és új tumoros fókokat képeznek (metasztázis). Például a gyomor, endometrium és petefészek karcinóma metasztázisai és túlnövekedéseit a mutáns E-cadherin gént tartalmazó tumorsejtek adhéziójának és a hibás termék kifejeződésének megzavarása okozza.
Az első szakasz jellemzi a tumor invázió gyengíti a kapcsolatok között a sejtek, amint azt a mennyiségének csökkenését a sejt-sejt kapcsolatok, csökkent a koncentráció néhány adhéziós molekulák Másrészt, fokozott expressziója más mozgást biztosító tumorsejtek és érintkezésüket az extracelluláris mátrix. A sejtfelszínen csökken a kalciumionok koncentrációja, ami a tumorsejtek negatív töltetének növekedéséhez vezet. Továbbfejlesztett expressziója receptorok, biztosítva a sejtek tapadását az extracelluláris mátrix komponensek - laminin, fibronektin, kollagének. A második fázisban a tumorsejt proteolitikus enzimeket és azok aktivátorok, amelyek lebomlása az extracelluláris mátrix, ezáltal felszabadítja a maga módján a fertőzöttség. Ugyanakkor, a bomlástermékeket a fibronektin és laminin vannak kemoattraktáns a tumorsejtek, hogy vándorolnak a degradációs zónában a harmadik fázis során a fertőzés, majd a folyamat megismétlődik.
A sejt adhéziós molekulák kifejeződésének és eloszlásának jellemzői a tumorszövetben további kritériumokként szolgálhatnak a malignitás szempontjából a betegség prognózisának értékelésében. Közelebbről az E-cadherin, a catenins, a CD44, a mátrix metalloproteinázok az alábbiakban az invázió és metasztázis markereként szolgálnak.
A sejt adhéziós kötések erejét a cadherin családba tartozó E-cadherin és a proteoglikán CD44 biztosítja.
A cadherinek - transzmembrán glikoproteinek, amelyek amino-terminális extracelluláris részéhez, egy transzmembrán doménből és egy intracelluláris komponenst, lokalizált a sejtek citoplazmájában, - fontos elemei az intercelluláris kapcsolatok egy jelzőrendszer, teljesítő kontroll migráció, a növekedés és a sejtek differenciálódását.
Az E-cadherin a klasszikus kadherinek családjába tartozó, kalciumfüggő adhéziós molekula tagja, amely az epitheliális szövetsejtekre jellemző. Hosszú extracelluláris részei E-cadherin molekulák a felületen kialakított párhuzamos dimerek sejteket, hogy amikor érintkezésbe más molekulákkal E-cadherin szomszédos epiteliális sejtek alkotnak erős kötések a cipzár típusú ( „cipzárak”). Az E-cadherin citoplazmatikus doménje kölcsönhatásban van a citoplazmatikus fehérjékkel: a béta-catenin és a gamma-catenin. Ezek a molekulák reakcióba lépnek a alfa-katenin, amely viszont összeköti kateninovy cadherin komplexet az aktin citoszkeleton. Ez a rendszer stabil intercelluláris ragasztókötéseket és a catenins molekulákat biztosít - az E-cadherin molekulák működésének szabályozását.
A molekulák cadherin és catenin funkciójának szabályozásának megsértése akkor következik be, amikor a megfelelő gének mutálódnak. Az E-cadherin mutáns molekulái elveszítik a kateninhez való kötődés képességét, és ennek megfelelően az aktinszálakat, aminek következtében az intercelluláris kontaktusok stabilitása károsodik. A béta-catenin genetikai változásai megzavarják az E-cadherin és az alfa-catenin közötti kölcsönhatást, és csökkent intercelluláris tapadáshoz vezetnek.
Az E-cadherinnel kötött intercelluláris adhézió patológiai változásai a tumor progressziójához és metasztázisához vezetnek. Az onkogén mutációk hatása az E-cadherin társul károsodott sejt morfogenetikus tulajdonságait. Ezen túlmenően, az E-cadherin, valószínűleg részt vesz a sejtciklus szabályozásában p53 fehérje, ebben a tekintetben, akkor feltételezhető, hogy a hatás az onkogén mutációk E-cadherin befolyásolja a sejtciklus szabályozásában, az apoptózis és ellenőrzési genetikai stabilitását a szövetet.
Jelenleg pozitív összefüggés van az E-cadherin eloszlása és a különböző daganatok rossz prognózisa között. Az alacsony expressziója E-cadherin és catenins epiteliális tumorok és melanómák társított gyengén differenciált, a helyi invázió, ideértve a regionális nyirokcsomók és rövidebb élettartamúak.
Jellemző, hogy minél alacsonyabb a tumor differenciálódása, annál kisebb az E-cadherin expressziója a szövetben. Ez jellemző a karcinóma a hólyag, a hasnyálmirigy, hepatocelluláris karcinóma, amelyben van egy csökkenés, illetve az alfa-catenin és a béta-catenin. Immunhisztokémiai reakciók antitestek E-cadherin az erősen differenciált vastagbél-adenokarcinóma, általában azt mutatja, fokális tumor festődés mérsékelten differenciált - a mezők inhomogén gyenge festődés minták az alacsony minőségű - a tumorsejtek, E-cadherin negatív.
CD44 - transzmembrán glikoprotein részt vevő sejt-sejt és sejt-mátrix kölcsönhatásokat, és tulajdonságokkal rendelkeznek hialuronát receptor. Vannak 11 faj a CD44 - szabvány vagy hematopoietikus izoformája az úgynevezett (CD44H vagy CD44s), és a 10 variáns izoformák (CD44v), amelyek által alkotott alternatív splicing.
A CD44 molekulák fontos szerepet játszanak a tumorok kialakulásában, és úgy gondolják, hogy hozzájárulnak a tumor progressziójához. A CD44 képes stimulálni a sejtproliferációt, a migrációt és az elsődleges tumorsejtek differenciálódását. A CD44-molekulák expressziója szignifikánsan javul a neoplasztikus sejtekben. Amikor az extracelluláris mátrix sok összetevőjébe tartoznak a hialuronátot tartalmazó szerkezetek: kollagén, laminin, kondroitin-szulfát, fibronektin stb.
A CD44 elősegíti az intercelluláris jelek átvitelét, serkenti a sejtek motoros és proliferatív aktivitását. Az intézkedés a proteáz, CD44 elpusztítja extracelluláris mátrix fehérjék, különösen gazdag hialuronát és elősegíti a tumorsejtek invázióját, penetráció az alapmembrán és érfal a véráramba.
A CD44 expresszált expresszióját nemcsak a daganatok epitheliumában, hanem stroma-limfocita sejtekben, makrofágokban és az extracelluláris mátrix komponenseiben is megjegyezzük. Jellemző, hogy a CD44 expressziója a stromában nem kapcsolódik a tumorsejtekben való expressziójához. Vannak azonban olyan munkák, amelyekben tumoros sejtek immunválaszának stimulálását figyelték meg. Ismert, hogy a CD44 a limfocita aktiválás markere is. A tumor stromális elemei jelentős hatást gyakorolnak a tumor növekedésének szabályozására, és a CD44 molekulák anomáliái hozzájárulnak az extracelluláris mátrix komponenseinek szerkezetváltásához. Vannak olyan munkák, amelyekben kimutatható a tumor prognózis és a sejtek CD44-re gyakorolt immunreaktivitása közötti korreláció.
Számos emberi daganatban, mint a colorectalis rák, a nem-Hodgkin-limfóma, a mellrák és a melanoma, a CD44-fehérjéket diagnosztikai és prognosztikai markerként lehet alkalmazni.
A rákos betegek kezelésének eredményei nagymértékben függenek a metasztázisok fejlődésének valószínűségétől. A kutatók eddig nem rendelkeztek kellően egyértelmű kritériumokkal a nagy metasztatikus potenciálú daganatok felismerésére. Azonban, amennyiben az invazív növekedés és metasztázis tumorsejtek lehet meghatározni, hogy képesek hasítani extracelluláris mátrix komponensek (ECM) - bazális membrán és intersticiális stroma tagjai különböző szerkezeti fehérjék: kollagén, elasztin, laminin, stb Az aljzatmembrán leküzdését és az extracelluláris mátrix elősegítését a proteázok szekréciója biztosítja. Sok proteolitikus enzimek, például a katepszin, szerin-proteáz, amely képes lizálni egyes komponenseinek ECM in vitro, de bomlik az összes ECM struktúrákat csak mátrix metalloproteinázok.
A mátrix metalloproteinázok (MMP-k) olyan enzimcsaládok, amelyek képesek extracelluláris mátrix vagy bazális membrán elpusztítására. Fontos szerepet játszanak a tumor növekedésben és a metasztázisban, mivel migrációs és tumorsejteket hoznak létre. Ezen enzimek aktivitását szöveti inhibitorok és aktivátorok szabályozzák.
A mátrix metalloproteinázokat azon nevezik meg, hogy képesek az extracelluláris mátrix fő fehérjéinek hidrolizálására. Az MMP-k a cink-metalloproteinázok családjába tartoznak, mivel az aktív centrumban Zn 2+ -ot tartalmaznak. E család mintegy 20 képviselője ismert.
A legtöbb MMP-t a sejtek inaktív enzimek formájában szekretálják. Normál körülmények között kis mennyiségű MMP található a szövetekben, és aktiválódása a környező fehérjék proteolitikus megsemmisítéséhez vezet. A legtöbb MMP-t aktiválják proteázokkal, pl. Plazmin és urokináz típusú plazminogén aktivátorral. Egyes MMP-k aktivizálhatják egymást. Normális esetben van egy biológiai mechanizmus az aktív MMP által okozott szövetek proteolízisének korlátozására, a metalloproteinázok szöveti inhibitorai (TIMP) sztrómális sejtjeinek kiválasztásával. Jelenleg a különböző emberi szövetekből származó három TIMP-t jól vizsgálták: TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3. Ezek a fehérjék kis méretűek, képesek nem kovalens komplexek kialakítására a mátrix metalloproteinázok családjának sok tagjával.
A rosszindulatú daganatokat invazív növekedés és a metasztázis képessége jellemzi. A bazális membrán és a stroma degradációja a kiindulási tényező e folyamatok kialakulásában. Számos daganat helyi szinten megnövelte a mátrix metalloproteinázok szintjét, olyan enzimeket, amelyek bármilyen mátrixproteint képesek lebontani, ami számos kutató számára lehetővé teszi, hogy egy invazív tumor fenotípussal társítsák őket. Egyidejűleg az alapmembrán kollagén felbomlásához képes enzimek keresése az MMP-2 azonosításához vezetett, amely IV típusú kollagenáz néven ismert.
A klinikai vizsgálatokban nagy mennyiségű aktív MMP-2 jelenléte kapcsolódik az invazív emlőrákhoz és a tüdőcarcinomához. A gégecsőrrel rendelkező betegeknél korrelációt figyeltek meg az MMP-2 expressziója és a metasztázisok jelenléte között a nyirokcsomókban. Így a tumorsejtek MMP-2 termelődése invazív potenciáljukat jelezheti.
A közelmúltban aktívan keresett prognosztikus biokémiai markerek, amelyek azonosítani tudják azokat a betegeket, akiknél a recidívás kockázata magas. Sok tumorasszociált proteáz szerepet játszik az ilyen prognosztikai tényezőkben. Így számos emlőrákos műtét kimutatta, hogy az urokináz típusú plazminogén aktivátor és inhibitorainak proteáztartalmának meghatározása nagy előrelépés lehet a relapszusok előfordulásának értékelésében. Ezenkívül a mellrákos szövetekben a TIMP-2 magas szintje korrelál a remisszió csökkenésével és a teljes túléléssel, és az MMP-11 magas szintje rossz prognózissal jár.
A mátrix metalloproteinázokat aktívan tanulmányozzák prognosztikai tényezőként sok más tumoros lokalizációban. Az MMP-9 és a TIMP-2 mRNS expressziója megjósolja a recidens előfordulását a hólyag felületes átmeneti sejtes karcinóma esetén. Más kutatók azt javasolják, hogy az MMP-2, a TIMP-2 és az MMP-14 (MMP-2 aktivátor) expressziós szintje becsülje megjósolni a túlélést a hólyag invazív rákjaiban.
Leírunk olyan fajok, MMP szintek daganatok más lokalizációt: megnövekedett expressziója MMP-2 és MMP-9-t kimutatható invazív carcinomák a fej és a nyak, TIMR-2 expressziója korrelál a lokális tumor invázió. A prognosztikai jelentősége a az MMP-2 leírták prosztatarákos betegekben, valamint az MMP-2 és MMP-9 - a gyomorrákos betegeknél és olyan betegeknél, gégerák. MMP-7 - fő metalloproteáz sejtjei által termelt adenocarcinoma a nyelőcső, és expresszióját jellemzi agresszív invazív tumorok. Az MMP-11 jelenleg a vastagbél daganat és mellrák progressziójának markere, a jelenléte a betegség rossz prognózisát jelzi. A fordított korreláció volt megfigyelhető között expressziós szintjét TIMP-2, TIMP-3 és a tumor szakaszában hipofízistumorok.
Így most a vitathatatlan a szerepe az adhéziós molekulák nem csak a folyamatok az embrionális fejlődés, a gyulladás, az immunválasz, trombusképződés, apoptózis, a növekedés, regeneráció, hanem a előfordulása és a visszaesés metasztázis tumorképződés.