- Abstrakti
- 1. Johdanto
- 2. Sytokeratiinin ilmentyminen Uroteliumissa Embryologisen kehityksen aikana
- 3. Sytokeratiinin ilmentyminen normaalissa Uroteelissa
- 4. Sytokeratiinin ilmentyminen papillaarisen Uroteelisen neoplasian yhteydessä
- 5. Embryologinen Uroteelinen erilaistuminen ja erilaistuminen Uroteelisissa Neoplasioissa
- tietojen saatavuus
- eturistiriidat
- kiitokset
Abstrakti
Sytokeratiinit kuuluvat välifilamenttien perheeseen. Ne ilmenevät hyvin spesifisesti epiteelisoluissa, joissa niillä on ratkaiseva rooli solujen eheydessä ja mekaanisessa stabiilisuudessa. Useita sytokeratiinityyppejä on kuvattu sekä normaaleissa että neoplastisissa uroteeleissa. Ck20: n ja CK5/6: n uroteelisten kasvainten ilmentymisellä on useissa tutkimuksissa osoitettu olevan diagnostisia ja ennusteellisia vaikutuksia. Niinpä matala-asteinen uroteelikarsinooma ilmenee CK-ilmentymänä, joka rajoittuu sateenvarjosoluihin, kun taas korkea-asteisilla kasvaimilla on yleensä ilmentymä uroteelin koko paksuudessa tyvikerrosta lukuun ottamatta. CK5 / 6-ilmentymä sen sijaan ilmenee tyvisoluissa kaikissa matala-asteisissa ja joissakin korkeissa uroteelikarsinoomissa. Diffuusi CK20-värjäys, johon liittyy CK5/6-positiivisen tyvikerroksen menetys, liittyy yleensä aggressiiviseen kliiniseen käyttäytymiseen. Näiden sytokeratiinien kaksoisvärjäys voi helpottaa asianmukaista tulkintaa ja korrelaatiota.
1. Johdanto
Sytokeratiinit kuuluvat 10 nm: n intermediate filament cytoskeleton-perheeseen, jota esiintyy kaikissa soluissa. Välifilamenttiproteiinit ilmaistaan hyvin solutyyppispesifisesti, ja tässä keratiinit edustavat epiteelisoluissa esiintyvää tyypillistä välifilamenttiluokkaa. Nämä filamentit ovat monimutkainen ryhmä veteen liukenemattomia polypeptidejä, joiden koko vaihtelee 40 000-68 000 Mr. Epiteelissä keratiinifilamentit voivat olla nipussa tonofilamentteina, punoittaa tuman, ulottua sytoplasman läpi ja kiinnittyä tyypillisten epiteelisolujen ja solujen liitosten, desmosomien, sytoplasmalevyihin. Keratiineilla on siis merkittävä toiminnallinen rooli sekä yksittäisten epiteelisolujen että epiteelikudosten eheydessä ja mekaanisessa stabiilisuudessa, ja ne ovat olennainen osa stabiilisuuden jatkumoa yksittäisestä solusta kudosmuodostukseen .
keratiiniproteiinit voidaan jakaa pieniin happamiin tyypin I ja suuriin emäksisiin neutraaleihin tyypin II keratiineihin. Keratiinien ainutlaatuinen ominaisuus on se, että toisin kuin muut välifilamenttiproteiinit, ne voivat muodostaa filamenttivaiheensa vain muodostamalla pari tyypin I ja tyypin II (1 : 1) molekyylejä. Ihmisen keratiineista tuore konsensus-nimikkeistö käsittää tyypin I keratiinit K9–K10, K12–K28 ja K31–K40 sekä tyypin II keratiinit K1–K8 ja K71-K86. Ihmisen genomissa keratiinigeenit ovat ryhmittyneet kahteen eri kromosomipaikkaan: kromosomi 17q21.2 (tyypin I keratiinit, paitsi K18) ja kromosomi 12q13.13 (tyypin II keratiinit ja K18). On arveltu, että kahden sytokeratiinin alaheimo syntyi geenien kahdentumisen ja sitä seuranneen CK8: n ja CK18: n erilaistumisen kautta .
jokainen epiteelisolutyyppi ilmentää kahdesta kymmeneen sytokeratiini-isotyyppiä. Siten voidaan tunnistaa normaalit epiteelisolut in vivo tai in vitro niiden sytokeratiini-isotyyppiprofiilin suhteen. Eri normaalien epiteelisolutyyppien tyypilliset sytokeratiiniprofiilit pyrkivät säilymään neoplastisen transformaation jälkeen ja tätä ominaisuutta voidaan hyödyntää tuumoridiagnostiikassa. Epiteelisolujen sytokeratiiniprofiilit voivat kuitenkin myös heijastaa funktionaalista erilaistumista, eikä niinkään alkuperäkudosta. Siten metaplastiset solut ilmaisevat sytokeratiiniprofiilin morfologiansa ominaisuuksia normaalin vastineensa sijaan .
2. Sytokeratiinin ilmentyminen Uroteliumissa Embryologisen kehityksen aikana
sytokeratiinit ovat ensimmäinen embryogeneesin aikana ilmaantunut välihehkulankatyyppi, ja kaikki solut sikiön kehityksen jossakin vaiheessa ovat sytokeratiinipositiivisia. Ensimmäiset ilmaistavat sytokeratiini-isotyypit ovat CK8 + CK18-pari. Embryologisessa epiteelis-mesenkymaalisessa transformaatiossa sytokeratiini-ilmentymä häviää tiettyjen solujen lineaasien vaikutuksesta, jotka joko pysyvät sytokeratiininegatiivisina ja kehittyvät sidekudoksiksi tai myöhemmin ilmentävät uudelleen sekundäärisen epiteelin sytokeratiineja . Embryologic kehitys virtsarakon on peräisin cloaca, takapuoli rakenne, joka on yhteinen kammio ruoansulatuskanavan ja virtsajätettä. 4. -7. kehitysviikolla cloaca jaetaan urorektaalisella septumilla kahteen osaan: posterioriseen anorektaalikanavaan ja anterioriseen urogenitaaliseen sinukseen. Urogenitaalisen sinuksen yläosa muodostaa virtsarakon .
virtsarakon varhaiskehityksen aikana limakalvoepiteeli muuttuu vähitellen yksinkertaisesta endodermiepiteelistä monikerroksiseksi uroteeliepiteeliksi. Kuten endodermin vuori ruoansulatuskanavan, kehittyvä uroteeli vuori on aluksi diffusely positiivinen CK20 kaikissa kerroksissa. Uroteelin myöhemmän kypsymisen aikana kehittyy tyvikerros, joka voidaan osoittaa CK5-ja CK13-positiivisuudella. Uroteliumin edelleen kypsymiseen liittyy ck20: n häviäminen käytännössä kaikissa kerroksissa sateenvarjosoluja lukuun ottamatta. Uroteelisessä kehityksessä näyttää siis olevan kolme erillistä vaihetta. Ensimmäiselle vaiheelle on ominaista tyvisolujen ja CK20-ilmentymän puute kaikissa kerroksissa. Toinen vaihe määräytyy tyvikerroksen ulkonäön perusteella, mutta CK20-ilmaisukuvio on edelleen hajanainen. Kolmannessa ja viimeisessä vaiheessa kypsytetään CK20-lausekekuvio, jolle on ominaista CK20 vain sateenvarjokerroksessa. Tyvikerros on hyvin kehittynyt, ja se voidaan osoittaa CK5/6-tai CK13-immunosäilytyksellä .
3. Sytokeratiinin ilmentyminen normaalissa Uroteelissa
virtsarakkoa reunustaa uroteeli, joka on erikoistunut toimimaan virtsan esteenä ja mukautumaan muutoksiin intraluminaalitilavuudessa. Urotelium esiintyy monikerroksisena epiteelinä, jossa on kolme soluvyöhykettä: 1) tyvisolukerros, joka koostuu soluista, jotka ovat kosketuksissa kellarikalvon tasoon ja suuntautuvat kohtisuoraan siihen nähden; 2) välisoluvyöhyke, joka koostuu 2-5 solukerroksesta; (3) luminaalinen eli pinnallinen solukerros, joka koostuu myöhäisistä välisoluista ja suurista, usein kaksitumaisista ”sateenvarjosoluista”, joiden apinen pinta on lumenia vasten. Sateenvarjosoluille on ominaista zonula okkludens-tyyppinen soluliitostyyppi ja asymmetrisen yksikkökalvon erikoistuneiden plakkien esiintyminen apikaalisessa solukalvossa ja solunsisäisissä fusiformisissa vesikkeleissä . Tämä ulkonäkö johtuu siitä, että solukalvossa on runsaasti uroplakiinia .
normaaleissa aikuisissa uroteelisoluissa CK7, CK8, CK18 ja CK19 ilmaistaan kaikissa uroteelisolukerroksissa, CK5 ilmaistaan basaalisesti ja CK20 liittyy sateenvarjosoluihin (Kuva 1).
(a)
(b)
(a)
(b)
joidenkin normaalien yksilöiden välisolukerroksessa voi olla myös muutamia CK20-positiivisia soluja .
4. Sytokeratiinin ilmentyminen papillaarisen Uroteelisen neoplasian yhteydessä
uroteelisolujen neoplastinen transformaatio synnyttää uroteelisyövän, joka on useimmissa maissa yleisin virtsarakon syövän muoto. Monilla potilailla on pinnallisia kasvaimia, jotka ovat joko noninvasive (pTa) tai hyökätä lamina propria vain (pT1). Vaikka uusiutuminen on yleistä (50-70%), tauti voidaan yleensä saada hallintaan paikallisella hoidolla. Kuitenkin 10-15% potilaista, joilla on pinnallinen sairaus, etenee lopulta lihasinvasiiviseen ja metastaattiseen sairauteen. Luokan kasvu, jolle on ominaista erilaistumisen menetys ja dysplastisten muutosten esiintyminen ovat molemmat huonon ennusteen taustatekijöitä. Lisäksi joissakin uroteelikarsinoomissa esiintyy tyvi/levyepiteeli-erilaistumista, joka on yhdistetty huonompaan ennusteeseen .
sytokeratiini20: n ja CK5/6: n immunohistokemiallinen värjäytymistapa vaihtelee uroteelikasvaimen tyypin ja luonteen mukaan. Esimerkiksi papillaarisen uroteelin kasvaimet, joilla on rajoitettu pahanlaatuinen potentiaali (PUNLMP), sekä matala-asteiset papillaarisen karsinoomat paljastavat ck20: n rajoittuvan sateenvarjosoluihin ja CK5/6: n värjäyksen, joka rajoittuu tyvikerrokseen, joka vastaa näiden keratiinien jakautumista normaalissa uroteelissa (kuva 2).
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
korkea-asteen uroteelikarsinoomat, toisaalta, on yleensä diffuusi immunoreaktiivisuus ck20 mukana sateenvarjosolujen sekä välikerroksen. Lisäksi tyvikerros voidaan osoittaa CK5 / 6-positiivisuudella (kuva 3).
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
korkea-asteen papillaarinen uroteelisyöpä sen sijaan paljastaa ck20-ilmentymän uroteelin koko paksuudessa ilman tyvikerrosta ja negatiivista värjäystä CK5/6: lle (Kuva 4).
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
Tämä kuvio, jossa on diffuusi täysipaksuinen ck20-värjäys ilman tyvikerroksen värjäystä, on myös ominaisuus, jota esiintyy korkean asteen uroteelikarsinoomissa lamina proprialla tai lihasten hyökkäyksellä (kuva 5).
(a)
(b)
(a)
(b)
on ehdotettu, että ck20-värjäyskuvio on hyödyllinen morfologian lisänä uroteelisen karsinooman diagnosoinnissa. On myös ehdotettu, että CK20 expression voi ennustaa pahanlaatuisia mahdollisuuksia matala-asteisissa uroteelikasvaimissa, ja siksi CK20 voi olla hyödyllinen määriteltäessä hoitostrategioita potilaille, joilla on näitä kasvaimia. CK20 expression säilytti useimmat puhdas uroteeli karsinoomat, säilyttäen normaali pinnallinen lokalisointi malli joissakin hyvin erilaistunut papillaarinen kasvaimia tai osoittaa heterogeeninen tai tasaisesti positiivinen reaktio kaikissa solukerroksissa. Osat karsinooma erilaistuminen paljastaa vähentää CK20 ilmaisun. Nämä alueet reagoivat kuitenkin positiivisesti CK5 / 6: een(kuvat 6(a) ja 6 (b)) kuviossa, joka eroaa tyvitumakkeen perusjakaumasta .
(a)
(b)
(c)
(d)
(a)
(b)
(c)
(d)
joissakin tapauksissa koko karsinooma voi osoittaa basosquamous ominaisuuksia. Nämä tapaukset osoittavat voimakasta reaktiivisuutta CK5/6: lle ja vain vähän tai ei lainkaan positiivisuutta CK20: lle(kuvat 6(c) ja 6 (d)).
kahdessa äskettäin julkaistussa tutkimuksessa on saatu lisänäyttöä CK20: n ja CK5/6: n eri immunosäilytysmenetelmien kliinisestä merkityksestä. Yhdessä näistä tutkimuksista analysoitiin kasvainnäytteet 222 potilaalta, joilla oli yläkanavan uroteelikarsinoomaa ja joita hoidettiin radikaalilla nephroureterectomialla, seitsemän perus – /luminaaliimmunohistokemiallisen merkkiaineen (CK5, EGFR, CD44, CK20, p63, GATA3 ja FOXA) ilmentymiseksi. CK5: n ja CK20: n avulla he määrittelivät neljä alatyyppiä ylempien virtsateiden karsinoomille:(I)yksinomaan CK20 positiiviset ja CK5 negatiiviset (CK20+/CK5−)(ii)yksinomaan CK5 positiiviset ja CK20 negatiiviset (CK20−/CK5+)(iii)molemmat merkit positiiviset (CK20+/CK5+)(iv)molemmat merkit negatiiviset (CK20−/CK5−)
monimuuttuja Cox: n regressioanalyysissä ck20+/CK5− alatyyppi oli riippumaton negatiivinen prognostinen markkeri, jonka syöpäperäisen kuoleman riski oli 3, 83-kertainen verrattuna kolmeen muuhun alatyyppiin .
toisessa tutkimuksessa CK5/6: n ja CK20: n immunohistokemiallisen värjäyksen raportoitiin korreloivan varhaisen uroteelisen karsinooman ennusteeseen. Lisäksi tutkittiin CK5/6-ja CK20-ekspressiotasoilla luokitellun ei-lihasinvasiivisen papillaarisen korkea-asteisen ylemmän ruoansulatuskanavan uroteliaalisen karsinooman (UTUC) alaryhmien geeniekspressioprofiileja, jotka korreloivat kliinisten tulosten kanssa. Näitä alaryhmiä olivat CK5/6-high/CK20-low, CK5/6-high/CK20-high ja CK5/6-low/CK20-high. Jälkimmäinen ryhmä, jolle oli ominaista CK5/6: n vähäinen ilmentyminen ja ck20: n voimakas ilmentyminen, ennusti huonompaa ennustetta ei-lihasinvasiivisten papillaaristen korkea-asteisten uroteelikarsinoomien osalta. Transkriptioanalyysi paljasti 308 eri tavoin ilmaistua geeniä eri alaryhmistä. Geenien funktionaalisissa analyyseissä tunnistettiin solun adheesiota yhteisenä prosessina, joka on eri tavoin rikastunut tässä alaryhmässä muihin verrattuna, mikä voisi selittää sen korkean riskin fenotyypin. Myös myöhäiset solusyklin / proliferaation allekirjoitukset rikastuivat tähän alaryhmään . Siten näyttää siltä, että uroteelikasvaimet ominaista diffuusi värjäystä ck20 ilman todistettavissa basal kerros edustavat aggressiivisin alatyyppi papillaarisen uroteelisen karsinooma.
Sytokeratiinia 5/6 esiintyy normaalissa keratinisoituvassa orvaskedessä ja levyepiteelissä sekä rintojen, sylkirauhasten ja eturauhasen tyvisoluissa tai myoepiteelisoluissa . Eturauhasen ja rintojen koepaloissa CK5/6 koristaa tyvisolukerrosta ja on siten hyödyllinen invasiivisen karsinooman diagnosoinnissa, sillä jälkimmäisessä ei ole tyvisoluja. Uroteelin arkkitehtuuri eroaa eturauhasen tai maitorauhasen duktaaliepiteelin arkkitehtuurista siten, että tyvisolujen esiintymistä tai puuttumista ei voida käyttää uroteelisten kasvainten kerrostamiseen hyvän-tai pahanlaatuisiksi tyypeiksi. Kuitenkin, puuttuminen tyvisoluja uroteeliaalinen kasvaimet voivat osoittaa huono ennuste. Näin ollen korkea-asteinen uroteelinen karsinooma, jossa on säilynyt tyvikerros, voi käyttäytyä vähemmän aggressiivisesti kuin toinen korkea-asteinen kasvain, jossa tyvikerros on kadonnut. Laboratoriossamme käytämme kaksinkertaista värjäystä näille sytokeratiineille, mikä on erittäin hyödyllistä näiden tahrojen asianmukaisessa tulkinnassa.
samanlaista värjäytymistä voidaan havaita myös paikan päällä tehtävässä uroteelisyövässä . Nämä vauriot ovat yleensä voimakkaasti reaktiivisia CK20: lle ja saattavat säilyttää CK5/6-positiivisen tyvisolukerroksen. Situ-uroteelisen karsinooman takertuva tyyppi ja karsinooman solujen pagetoidinen jatke voidaan tunnistaa myös positiivisella ck20-värjäyksellä (Kuva 7).
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
vähemmistö tapauksista in situ-karsinooma voi olla reaktiivinen CK5/6: n suhteen, mikä viittaa basaloidien erilaistumiseen .
5. Embryologinen Uroteelinen erilaistuminen ja erilaistuminen Uroteelisissa Neoplasioissa
sytokeratiinin isotyypin ilmentymismallien ja epiteelin erilaistumisen välinen läheinen korrelaatio viittaa siihen, että sytokeratiinit ovat ratkaisevia epiteelikudoksen rakenteen ja/tai toiminnan kannalta. On kuitenkin ollut vaikeaa selvittää, mikä on yksilöiden tai sytokeratiini-isotyyppien yhdistelmien tarkka osuus normaalista ja neoplastisesta epiteelisolujen fenotyypistä ja käyttäytymisestä. Näin ollen muutokset CK20-immunolokalisaatiossa, jotka osoittavat uroteelisen karsinooman uusiutumisriskin olevan suurempi, heijastavat todennäköisesti sekundaarista muutosta, joka liittyy uroteelisen erilaistumisohjelman säätelyhäiriöön karsinogeneesin aikana, sen sijaan että ne osoittaisivat CK20: n olevan suoraan osallisena. Voidaan spekuloida, että ck20: n ja CK5/6: n ilmentymismallit eri uroteelikarsinoomissa pyrkivät jäljittelemään uroteelin embryologisen kehityksen ja erilaistumisen vaiheita. Siten, korkea-asteen uroteliaalinen karsinoomat (kanssa tai ilman invaasiota), joille on ominaista diffuusi CK20 ilmentyminen ilman tyvikerros voi edustaa alkuvaiheessa uroteliaalinen erilaistuminen jälkeen urogenitaalinen sinus erottaa cloaca . Tässä kehitysvaiheessa urothelium ilmenee diffuusina ck20-värjäyksenä, mutta siitä puuttuu tyvikerros. Joissakin korkea-asteisissa uroteelikarsinoomissa kaikkien kerrosten värjäytyminen on yhtenäistä CK20: llä, mutta myös hyvin muodostunut tyvikerros on todistettavissa CK5/6: n ilmentymisellä. Tämä voi vastata alkion uroteelisen erilaistumisen välivaihetta. Hyvin erilaistuneille uroteelisille karsinoomille on ominaista ck20: n ilmentymisen kypsyminen, jossa sen ilmentyminen rajoittuu enimmäkseen sateenvarjosoluihin, kun taas CK5/6: n hyvin määritelty tyvisolukerros on immunoreaktiivinen (Kuvat 8 ja 9).
Tämä kuvio voi vastata uroteelisen kehityksen ja kypsymisen loppuvaihetta kohdunsisäisen ajanjakson aikana.
yhteenvetona voidaan todeta, että UROTEELISYÖVÄN immunohistokemiallinen värjäys CK20: n ja CK5/6: n osalta voi antaa hyödyllistä tietoa uroteelisyövän luonteesta ja sen kliinisestä käyttäytymisestä.
tietojen saatavuus
Tietoja ei käytetty tämän tutkimuksen tueksi.
eturistiriidat
tekijät ilmoittavat, ettei heillä ole julkistettavana rahoitusta tai eturistiriitoja.
kiitokset
kirjoittajat haluavat antaa tunnustusta seuraavien immunohistokemiallisen laboratoriomme valvonta-ja tekniikkahenkilöstön arvokkaasta avusta ja teknisestä asiantuntemuksesta kaksivärisen immunohistokemiallisen värjäyksen suorittamisessa: Raja Al Abdulla, valvoja, Huda Ahmed Al Hijji, valvoja Zuhoor Ali, vanhempi teknologi.