- absztrakt
- 1. Bevezetés
- 2. Citokeratin expresszió az Urotheliumban az embriológiai fejlődés során
- 3. Citokeratin expresszió normál Urotheliumban
- 4. Citokeratin expresszió papilláris Urothelialis neopláziában
- 5. Embriológiai Urothelialis differenciálódás versus Dedifferenciálódás Urothelialis Neoplasiában
- adatok rendelkezésre állása
- összeférhetetlenség
- Köszönetnyilvánítás
absztrakt
a citokeratinok a közbenső szálak családjába tartoznak. Nagyon specifikus módon expresszálódnak a hámsejtekben, ahol döntő szerepet játszanak a sejtek integritásában és mechanikai stabilitásában. Többféle citokeratint írtak le a normál, valamint a neoplasztikus urotheliumban. Urothelialis neoplazmák esetén a CK20 és a CK5/6 expressziójának számos vizsgálatban diagnosztikai és prognosztikai következményei voltak. Így az alacsony fokú urothelialis karcinóma az esernyősejtekre korlátozott CK expressziót mutat, míg a magas fokú daganatok általában az urothelium teljes vastagságában expresszálódnak, kivéve a bazális réteget. A ck5 / 6 expresszió viszont a bazális sejtekben minden alacsony fokú és néhány magas fokú urothelialis karcinómában expresszálódik. A diffúz CK20 festés, amelyet a CK5/6-pozitív bazális réteg elvesztése kísér, általában agresszív klinikai viselkedéssel jár. Ezen citokeratinok esetében a tárgylemezek kettős festése megkönnyítheti a megfelelő értelmezést és korrelációt.
1. Bevezetés
a citokeratinok az összes sejtben jelen lévő 10 nm-es közbenső filament citoszkeleton családjába tartoznak. A közbenső szálfehérjék erősen sejttípus-specifikus módon expresszálódnak, itt a keratinok a hámsejtekben jelen lévő tipikus közbenső szálkategóriát képviselik. Ezek a szálak a vízben oldhatatlan polipeptidek összetett csoportja, mérete 40 000-68 000 Mr. Az epitheliában a keratinszálak tonofilamentumként köthetők össze, fonják a magot, átívelnek a citoplazmán, és a tipikus epiteliális sejt-sejt csomópontok citoplazmatikus plakkjaihoz, a desmoszómákhoz kapcsolódnak. Így a keratinok jelentős funkcionális szerepet játszanak mind az egyes hámsejtek, mind a hámszövetek integritásában és mechanikai stabilitásában, és az egyetlen sejttől a szövetképződésig terjedő stabilitás folytonosságának szerves részét képezik .
a keratinfehérjék kis I-es típusú savas és nagy bázikus vagy semleges II-es típusú keratinokra oszthatók. A keratinok egyedülálló tulajdonsága, hogy a többi közbenső szálfehérjével ellentétben csak az I. és II.típusú (1 : 1) molekulák páros képződésével képezhetik fonalas szakaszukat. Az emberi keratinok közül a legújabb konszenzus-nómenklatúra az I. típusú keratinokat tartalmazza K9-K10, K12–K28 és K31–K40, valamint a II.típusú keratinokat K1–K8 és K71–K86. Az emberi genomban a keratin gének két különböző kromoszómális helyre csoportosulnak: a 17q21.2 kromoszómára (I. típusú keratinok, a K18 kivételével) és a 12q13.13 kromoszómára (II.típusú keratinok és K18). Úgy gondolják, hogy a két citokeratin alcsalád a ck8 és a CK18 génduplikációja és későbbi divergenciája révén jött létre .
a hámsejtek minden típusa két-tíz citokeratin izotípus jellegzetes kombinációját fejezi ki. Így a normál hámsejtek in vivo vagy in vitro azonosíthatók citokeratin izotípus profiljuk tekintetében. A különböző normál epiteliális sejttípusok jellemző citokeratin profiljai a neoplasztikus transzformáció után általában megmaradnak, és ezt a tulajdonságot ki lehet használni a tumor diagnózisában. A hámsejtek citokeratin profiljai azonban a funkcionális differenciálódást is tükrözhetik, nem pedig a származási szövetet. Így a metaplasztikus sejtek morfológiájuk citokeratin profiljellemzőit fejezik ki, nem pedig normál társaikét .
2. Citokeratin expresszió az Urotheliumban az embriológiai fejlődés során
a citokeratinok az embriogenezis során megjelenő első közbenső filament típusok, és a magzati fejlődés bizonyos szakaszában minden sejt citokeratin pozitív. Az első kifejezendő citokeratin izotípus a CK8 + CK18 pár. Az embriológiai epithelialis-mesenchymalis transzformáció során a citokeratin expresszióját a sejtek bizonyos vonalai veszítik el, amelyek vagy citokeratin negatívak maradnak, kötőszövetekké fejlődnek, vagy később újra expresszálják a másodlagos epithelia citokeratinjait . A húgyhólyag embriológiai fejlődése a kloákából, egy hátsó bélszerkezetből származik, amely a gastrointestinalis és a vizelethulladék közös kamrája. A fejlődés 4. -7. hetében a kloákát az urorektális septum két részre osztja: posterior anorectalis csatorna és anterior urogenitális sinus. Az urogenitális sinus felső része képezi a húgyhólyagot .
a hólyag korai fejlődése során a béléshám fokozatosan átalakul az egyszerű endodermális hámból a többrétegű urothelialis bélésbe. Mint az endodermális bélés mintázata a GI traktusban, a fejlődő urothelialis bélés kezdetben diffúz módon pozitív a CK20 szempontjából minden rétegben. Az urothelium későbbi érése során egy bazális réteg alakul ki, amely a CK5 és CK13 pozitivitással bizonyítható. Az urothelium további érése magában foglalja a CK20 elvesztését gyakorlatilag minden rétegben, kivéve az esernyősejteket. Így úgy tűnik, hogy az urothelialis fejlődésnek három különálló fázisa van. Az első fázist a bazális sejtek hiánya és a CK20 expresszió jellemzi minden rétegben. A második fázist a bazális réteg megjelenése határozza meg, de a CK20 expressziós minta még mindig diffúz. A harmadik és egyben utolsó szakaszban a CK20 expressziós minta érése következik be, amelyet a ck20 csak az ernyőrétegben jellemez. A bazális réteg jól fejlett, és ck5/6 vagy CK13 immunfestéssel bizonyítható .
3. Citokeratin expresszió normál Urotheliumban
a húgyhólyagot urothelium béleli, amely a vizelet gátjaként és az intraluminális térfogat változásainak befogadására specializálódott. Az Urothelium többrétegű epitéliumként jelenik meg, három sejtzónával: (1) egy bazális sejtréteg, amely az alapmembrán síkjával érintkező és arra merőlegesen orientált sejtekből áll; (2) a közbenső sejtzóna, amely 2-5 sejtrétegből áll; (3) a luminális vagy felületes sejtréteg, amely késői közbenső sejtekből és nagy, gyakran binucleated, “esernyő” sejtekből áll, apikális felületük a lumen felé néz. Az esernyősejteket a zonula occludens típusú sejtcsatlakozások jellemzik, valamint az aszimmetrikus egységmembrán speciális plakkjainak jelenléte az apikális sejtmembránban és az intracelluláris fusiform vezikulumokban . Ez a megjelenés a bőséges uroplakin jelenlétének köszönhető a sejtmembránon belül .
a normál felnőtt urotheliumban a CK7, CK8, CK18 és CK19 az összes urotheliális sejtrétegben expresszálódik, a CK5 basálisan expresszálódik, és a CK20 az umbrella sejtekhez kapcsolódik (1.ábra).
(a)
(b)
a)
b)
néhány normál minta közbenső sejtrétegében lehet néhány ck20-pozitív sejt is .
4. Citokeratin expresszió papilláris Urothelialis neopláziában
az urothelialis sejtek neoplasztikus transzformációja urothelialis carcinomát eredményez, amely a hólyagrák leggyakoribb formája a legtöbb országban. Sok betegnél vannak olyan felületes daganatok, amelyek vagy neminvazív (pTa), vagy csak a lamina propria-t támadják meg (pT1). Míg a kiújulás gyakori (50-70%), a betegség általában helyi kezeléssel szabályozható. Ennek ellenére a felületes betegségben szenvedő betegek 10-15%-a végül izominvazív és metasztatikus betegséggé fejlődik. A fokozat növekedése, amelyet a differenciálódás elvesztése jellemez, valamint a diszplasztikus változások jelenléte mind a rossz prognózis meghatározói. Ezenkívül néhány urothelialis karcinóma bazális/laphám differenciálódást mutat, amely rosszabb prognózissal társult .
a citokeratin20 és a CK5/6 immunhisztokémiai festési mintázata az urothelialis neoplazma típusától és jellegétől függően változik. Például a korlátozott malignus potenciállal rendelkező papilláris urothelialis neoplazmák (PUNLMP), valamint az alacsony fokú papilláris carcinomák az esernyősejtekre korlátozott CK20-at, a bazális rétegre korlátozott ck5/6-festést mutatnak, ami megegyezik ezeknek a keratinoknak a normál urotheliumban való eloszlásával (2.ábra).
(a)
(b)
(c)
a)
b)
c)
a kiváló minőségű urothelialis karcinómák viszont diffúz immunreaktivitással rendelkeznek a CK20 esetében, beleértve az esernyősejteket, valamint a közbenső réteget. Ezenkívül a bazális réteget ck5/6 pozitivitással lehet kimutatni (3.ábra).
(a)
(b)
(c)
a)
b)
c)
a magasabb fokú papilláris urothelialis carcinoma viszont a ck20 expressziót mutatja az urothelium teljes vastagságában, a bazális réteg hiányában és a ck5/6 negatív festésével (4.ábra).
(a)
(b)
(c)
a)
b)
c)
ez a minta diffúz teljes vastagságú CK20 festéssel bazális rétegfestés hiányában szintén jellemző a lamina propria vagy izominvázióval járó magas fokú urothelialis karcinómákban (5. ábra).
(a)
(b)
a)
b)
felvetődött, hogy a ck20 festés mintája a morfológia hasznos kiegészítője az urothelialis carcinoma diagnosztizálásában. Azt is felvetették, hogy a CK20 expresszió megjósolhatja a rosszindulatú potenciált alacsony fokú urothelialis daganatokban, ezért a CK20 hasznos lehet az ilyen daganatokban szenvedő betegek kezelési stratégiáinak meghatározásában. A ck20 expressziót a tiszta urothelialis karcinómák többsége megtartotta, megtartva a normális felületes lokalizációs mintát néhány jól differenciált papilláris daganatban, vagy heterogén vagy egyenletesen pozitív reakciót mutatva az összes sejtrétegben. A laphám differenciálódású karcinóma részei a CK20 expresszió csökkenését mutatják. Ezek a területek azonban pozitívan reagálnak a CK5/6-ra (6(A) és 6(b) ábra) a bazális réteg bazális eloszlásától eltérő mintázatban .
(a)
(b)
(c)
(d)
a)
b)
c)
d)
bizonyos esetekben a teljes karcinóma basosquamous tulajdonságokat mutathat. Ezek az esetek erős reaktivitást mutatnak a CK5/6-ra, a ck20-ra pedig alig vagy egyáltalán nem (6.C) és 6. d) ábra).
két nemrégiben publikált tanulmány további bizonyítékot szolgáltatott a ck20 és a CK5/6 immunfestés különböző mintáinak klinikai jelentőségére vonatkozóan. Az egyik ilyen vizsgálatban 222 felső traktusban szenvedő, radikális nephroureterectomiával kezelt beteg tumormintáit elemezték hét bazális/luminális immunhisztokémiai marker (CK5, EGFR, CD44, CK20, p63, GATA3 és FOXA) expressziójára. A CK5 és a CK20 használatával négy altípust határoztak meg a felső traktus urothelialis karcinómáinak:(I)kizárólag ck20 pozitív és ck5 negatív (CK20+/CK5−)(ii)kizárólag ck5 pozitív és ck20 negatív (ck20−/CK5+)(iii)mindkét marker pozitív (ck20+/CK5+)(iv)mindkét marker negatív (CK20−/CK5−)
a többváltozós Cox regressziós analízisében a CK20+/CK5− altípus független negatív volt prognosztikai Marker 3,83-szor nagyobb a rák-specifikus halálozás kockázata a másik három altípushoz képest .
egy második vizsgálatban a CK5/6 és CK20 immunhisztokémiai festése korrelációt mutatott a korai urothelialis carcinoma prognózisával. Ezenkívül a CK5/6 és CK20 expressziós szintek szerint osztályozott, nem izominvazív papilláris felsőtraktus urothelialis carcinoma (UTUC) alcsoportjainak génexpressziós profilját tanulmányozták, és korreláltak a klinikai eredményekkel. Ezek az alcsoportok a következők voltak: ck5/6-magas/CK20-alacsony, CK5/6-magas/CK20-magas, valamint CK5/6-alacsony / CK20-magas. Az utóbbi csoport, amelyet a CK5/6 alacsony expressziója és a CK20 magas expressziója jellemzett, előre jelezte a nem izominvazív papilláris magas fokú urothelialis carcinomák rosszabb prognózisát. A transzkripciós elemzés 308 differenciálisan expresszált gént tárt fel az alcsoportokban. A gének funkcionális elemzése a sejtadhéziót közös folyamatként azonosította, amely differenciálisan gazdagodott ebben az alcsoportban a többihez képest, ami megmagyarázhatja magas kockázatú fenotípusát. A késői sejtciklus / proliferációs aláírások szintén gazdagodtak ebben az alcsoportban . Így úgy tűnik, hogy az urothelialis daganatok, amelyeket a ck20 diffúz festése jellemez kimutatható bazális réteg hiányában, a papilláris urothelialis carcinoma legagresszívabb altípusát képviselik.
a citokeratin 5/6 jelen van a normál keratinizáló epidermiszben és a laphám nyálkahártyában, valamint az emlő, a nyálmirigyek és a prosztata bazális sejtjeiben vagy myoepithelialis sejtjeiben . A prosztata és az emlő biopsziákban a CK5 / 6 díszíti a bazális sejtréteget, így hasznos az invazív karcinóma diagnosztizálásában, az utóbbi nem tartalmaz bazális sejteket. Az urothelium felépítése eltér a prosztata vagy az emlő ductalis epithelium felépítésétől, aminek következtében a bazális sejtek jelenléte vagy hiánya nem használható az urotheliális daganatok jóindulatú vagy rosszindulatú típusokra történő rétegzésére. Azonban a bazális sejtek hiánya az urothelialis neoplazmákban rossz prognózist jelezhet. Így egy megőrzött bazális rétegű, magas fokú urothelialis karcinóma kevésbé agresszíven viselkedhet, mint egy másik magas fokú daganat, amelyben a bazális réteg Elveszett. Laboratóriumunkban kettős festést alkalmazunk ezekre a citokeratinokra, ami rendkívül hasznos ezeknek a foltoknak a megfelelő értelmezésében.
hasonló festési minta figyelhető meg in situ urothelialis carcinomában is . Ezek a léziók általában erősen reagálnak a CK20-ra, és megtarthatják vagy nem megtarthatják a ck5/6-pozitív bazális sejtréteget. Az urothelialis carcinoma in situ tapadó típusa és a carcinoma sejtek pagetoid kiterjesztése pozitív CK20 festéssel is felismerhető (7.ábra).
(a)
(b)
(c)
a)
b)
c)
az esetek kisebb részében a carcinoma in situ reaktív lehet A ck5 / 6 esetében, ami bazaloid differenciálódást jelez .
5. Embriológiai Urothelialis differenciálódás versus Dedifferenciálódás Urothelialis Neoplasiában
a citokeratin izotípus expressziós mintái és az epithelialis differenciálódás közötti szoros összefüggés arra utal, hogy a citokeratinok kulcsfontosságúak az epithelialis szövet szerkezetében és/vagy működésében. Azonban nehéz volt megállapítani, hogy az egyének vagy a citokeratin izotípusok kombinációinak pontos hozzájárulása a normális és a neoplasztikus epiteliális sejtek fenotípusához és viselkedéséhez. Így a ck20 immunolokalizációjának változásai, amelyek az urothelialis carcinoma kiújulásának nagyobb kockázatát jelzik, valószínűleg az urothelialis differenciálódási program diszregulációjával kapcsolatos másodlagos változást tükrözik a karcinogenezis során, nem pedig azt jelzik, hogy a CK20 közvetlenül részt vesz. Feltételezhető, hogy a ck20 és CK5/6 expressziós mintái a különböző urothelialis carcinomákban az embriológiai fejlődés és az urothelium differenciálódásának szakaszait utánozzák. Így a magas fokú urothelialis carcinomák (invázióval vagy anélkül), amelyeket diffúz ck20 expresszió jellemez bazális réteg nélkül, az urothelialis differenciálódás korai szakaszát jelenthetik, miután az urogenitális sinus elválik a kloakától . A fejlődés ezen szakaszában az urothelium diffúz CK20 festést mutat, de nincs bazális rétege. Néhány kiváló minőségű urothelialis karcinómában az összes réteg egyenletesen festődik a CK20 által, de van egy jól kialakított bazális réteg is, amely kimutatható a CK5/6 expressziójával. Ez egyenértékű lehet az embrionális urothelialis differenciálódás közbenső szakaszával. A jól differenciált urothelialis karcinómákat a ck20 expresszió Érett mintázatának jelenléte jellemzi, ahol expressziója többnyire az esernyősejtekre korlátozódik, míg a ck5/6-ra immunreaktív, jól meghatározott bazális sejtréteg is jelen van (8.és 9. ábra).
ez a minta egyenértékű lehet az urothelialis fejlődés és érés végső szakaszával a méhen belüli időszakban.
Összefoglalva, az urothelialis carcinoma immunhisztokémiai festése a CK20 és a CK5/6 esetében hasznos információkkal szolgálhat az urothelialis carcinoma természetéről és klinikai viselkedéséről.
adatok rendelkezésre állása
nem használtak fel adatokat a vizsgálat alátámasztására.
összeférhetetlenség
a szerzők kijelentik, hogy nincs finanszírozásuk vagy összeférhetetlenségük.
Köszönetnyilvánítás
a szerzők szeretnék elismerni az immunhisztokémiai laboratóriumunk következő felügyeleti és technikai személyzetének értékes segítségét és technikai szakértelmét a kétszínű immunhisztokémiai festés elvégzésében: Rajaa Al Abdulla, felügyelő; Huda Ahmed Al Hiji, felügyelő; és ZUHOOR Ali, vezető technológus.