Експертно мнение - MD, професор по патологична анатомия Медицински Факултет Медицински Университет MV Samoilov
Ръководството е направено в рамките на иновативна програма за обучение на Университета за приятелство Български народен, посоката на "експортно ориентирана комплекс на иновационни образователни програми по приоритетните направления на науката и технологиите"
№ 8. Тема протеинови молекули, характеризиращи клетъчна адхезия Предмет № 9. Имунохистохимия ангиогенеза
ЗАЯВЛЕНИЕ ВЪПРОСИ имунохистохимия
№ 8. Тема протеинови молекули, характеризиращи клетъчна адхезия
При образуването на тъкани и в хода на неговата работа са важни процеси на клетъчно-клетъчна комуникация - разпознаване и адхезия. Разпознаване - този конкретен клетъчни взаимодействия с други клетки или извънклетъчна матрица; в резултат на признаване неизбежно развива серия от процеси, една от които е адхезия. Адхезия - необходимо условие за поддържането на тъканите структура. Адхезията се отнася до способността на клетките селективно се придържат една към друга или да извънклетъчни матрични компоненти чрез специфични гликопротеини - адхезионни молекули. Cell свързване към извънклетъчни матрични компоненти извършва точка (фокусни) Контакти лепилото и прикрепването на клетки една към друга - междуклетъчни контакти.
Cell адхезионни молекули могат да предизвикат туморна инвазия и метастази. Trigger прогресия на тумора може да бъде промяна на междуклетъчната комуникация в тъкан, която играе важна роля в различни етапи на метастатичен каскада.
Туморна инвазия протича в три фази и е свързана с генетични пренареждане, които са дефекти в гени, кодиращи клетъчна адхезия гликопротеини. Клетките са в състояние да се движи само след разпадането на самозалепващи контакти. Подобни процеси се провеждат при изваждане на злокачествени клетки от тумора и метастазите когато отделните трансформирани клетки се отделят от тумора, мигрират и да образуват нови огнища на туморни метастази (). Напр, пролиферацията и метастазирането на карциноми на стомаха, ендометриума, яйчниците се дължи на адхезия недостатъчност на туморни клетки, съдържащи мутирал Е-кадхерин ген и неговата експресия продукт дефектен.
Първият етап се характеризира с туморна инвазия отслабване контактите между клетките, както се вижда от намаляването на размера на клетка-клетка контакти, намаляване на концентрацията на някои адхезионни молекули, от друга страна, повишена експресия на други осигуряване мобилност на туморни клетки и им контакт с извънклетъчната матрица. На повърхността на клетката намалява концентрацията на калциеви йони, което води до увеличаване на отрицателен заряд на туморни клетки. Подобрената експресия на рецепторите, предоставяща клетка свързване към извънклетъчни матрични компоненти - ламинин, фибронектин, колагени. Във втората фаза на туморната клетка секретира протеолитични ензими и техните активатори, които осигуряват разграждане на извънклетъчната матрица, като по този начин освобождават пътя си към заразяване. В същото време, продукти от разграждането на фибронектин и ламинин са хемоатрактанти за туморни клетки, които мигрират в зоната на разграждане по време на третата фаза на инфекция, и след това процесът се повтаря.
Характеристики на експресията и разпределението на клетъчни адхезионни молекули в туморната тъкан могат да служат като допълнителни критерии при оценката на злокачествено заболяване на прогнозата на болестта. По-специално, както е обсъдено по-долу Е-кадхерин, catenins, SD44, матриксна металопротеиназа - действат като маркери за инвазия и метастази.
Силата на слепени клетки осигуряват E-кадхерин принадлежи към семейството на кадхерини и протеоглицинови CD44.
Кадхерините - трансмембранни гликопротеини, които имат амино терминален извънклетъчен част, трансмембранен домен и вътреклетъчна част, локализиран в цитоплазмата на клетките, - са важни елементи на междуклетъчните връзки в система за сигнализация, извършващи контрол миграция, растеж и диференциация на клетките.
Е-кадхерин - представител на семейството на класическите кадхерини, калциев зависима адхезия молекула характеристика за клетки на епителните тъкани. Дълги извънклетъчни порции E-кадхеринови молекули по повърхността, образувани паралелни димери клетки, които при контакт с други молекули Е-кадхерин съседна епителни клетки образуват силни връзки относно вида цип ( "ципове"). Цитоплазмения домен на Е-кадхерин взаимодейства с цитоплазмени протеини: бета-катенинови и гама-катенинови. Тези молекули взаимодействат с алфа-катенин, което от своя страна се свързва kateninovy кадхеринов комплекс на цитоскелета на актин. Тази система осигурява стабилна междуклетъчни адхезия връзка и молекули catenins - регулиране функцията на Е-кадхерин молекули.
Нарушаването на процесите, които регулират функцията на кадхерини и catenins молекули мутация се среща в съответните гени. Мутантните молекули Е-кадхерин губят способността да комуникира с catenins, и съответно, с актинови филаменти, в резултат на нарушен стабилност междуклетъчни контакти. Генетична промяна на бета-катенин нарушава взаимодействието между Е-кадхерин и алфа-катенин и да доведе до намаляване на междуклетъчната адхезия.
Патологичните промени в Е-кадхерин-свързан с клетъчно-клетъчна адхезия, водещи до прогресия на тумора и метастази. Онкогенни мутации действие на Е-кадхерин е свързана с нарушена клетъчна морфогенни свойства. В допълнение, Е-кадхерин, вероятно участва в регулирането на протеин р53 клетъчния цикъл, в тази връзка, може да се предположи, че ефектът на онкогенни мутации в Е-кадхерин засяга регулацията на клетъчния цикъл, апоптоза и контрол на генетичната стабилност на тъканта.
В момента тя маркира положителна корелация между разпределение E-кадхерин и лоша прогноза за различни тумори. Ниската израз на E-кадхерин и catenins в епителните тумори и меланоми, свързани с лошо диференцирани тумори, местна инвазия, с участието на регионални лимфни възли и по-кратка продължителност.
Като цяло, по-ниска диференциация на тумора, по-малките експресията на Е-кадхерин в тъкан. Това е типично за карцином на пикочния мехур, панкреаса, хепатоцелуларен карцином, в която има намаление, съответно, алфа-катенин и бета-катенин. Имунохистохимични реакции с антитела към Е-кадхерин в силно диференциран аденокарцином на дебелото черво, обикновено показва фокална тумор оцветяване в умерено диференциран - с полета нехомогенни слаби модели оцветяване в ниска степен - туморните клетки, E-кадхеринови отрицателен.
CD44 - трансмембранен гликопротеин, участващи в клетка-клетка и клетка-матрикс взаимодействия и притежава свойства хиалуронат рецептор. Има 11 вида на CD44 - стандартна или хематопоетични изоформа на така наречените (CD44H или CD44s), и 10 вариантни изоформи (CD44v), които се образуват чрез алтернативен сплайсинг.
CD44 молекули играят важна роля в развитието на тумори и се счита, че допринасят за туморната прогресия. CD44 е в състояние да стимулират клетъчна пролиферация, миграция и диференциация на клетки променят първичния тумор. Експресия на CD44 молекули е значително подобрена в клетки от тумори. При взаимодействието с хиалуронат съдържащи структури, които са част от много компоненти на извънклетъчната матрица: колаген, ламинин, хондроитин сулфат, фибронектин и т.н.
CD44 насърчава прехвърлянето на вътреклетъчните сигнали, стимулира мотор и пролиферативна активност на клетките. С действието на протеаза, CD44 разрушава екстрацелуларни матриксни протеини, особено богата хиалуронат и насърчава туморна клетъчна инвазия, проникване на базалната мембрана и съдовата стена в кръвния поток.
Изразено експресия на CD44 се наблюдава не само в епитела на тумор, но също така и в клетки от строма - лимфоцити и макрофаги в компонентите на извънклетъчната матрица. Характерно е, CD44 експресия в стромата не е свързан с неговата експресия в туморни клетки. Въпреки това, съществуват, при което се наблюдава стимулиране на имунния отговор от туморни клетки. Известно е, че CD44 е маркер за активиране на лимфоцити. Стромални тумори елементи имат значителен ефект за регулиране растежа на тумора и молекули аномалии CD44 допринесе за преструктурирането на компонентите на извънклетъчната матрица. Има проучвания, при които корелация между развитието на тумора и прогнозиране на клетки имунореактивни за CD44.
В много човешки тумори, като рак на дебелото черво, неходжкинов лимфом, рак на гърдата и меланома, CD44 протеин може да се използва като диагностичен и прогностичен маркер.
До голяма степен прогноза резултат на лечение рак зависи от оценката на вероятността от развитие на метастази. Досега учените не са имали достатъчно ясни критерии, които разпознават тумори с висок метастатичен потенциал. Обаче, степента на инвазивен растеж и метастази на туморни клетки могат да бъдат определени чрез тяхната способност да разцепи извънклетъчни матрични компоненти (ЕСМ) - базалната мембрана и интерстициален строма, съставен от различни структурни протеини: колаген, еластин, ламинин и т.н. Преодоляването на базалната мембрана и насърчаване на извънклетъчната матрица осигурява за секреция на протеази. Много протеолитични ензими, такива като катепсини, серин протеаза, способна на лизиране на отделните компоненти на ЕСМ ин витро, но се разлагат всички ЕСМ структури може само матрични металопротеинази.
Матричните металопротеинази (MMPs) - семейство ензими, които са способни да разграждат извънклетъчната матрица или основна мембрана. Те играят важна роля в растежа на тумора и метастази, тъй като те осигуряват миграцията и прилагането на туморните клетки. Активността на тези ензими се регулира от тъканни инхибитори и активатори.
Името на матрични металопротеинази са получили за способността специфично да хидролизира основните протеини на екстрацелуларния матрикс. MMPs са семейство от цинк металопротеиназа, тъй като те съдържат активното място Zn2 +. Има около 20 членове на това семейство.
Най ММР се секретира от клетките под формата на неактивни ензими. При обикновени условия намерени в тъканите на незначителни количества на MMPs и тяхното активиране води до разграждане на протеини протеолитично около клетката. активиране ММР се извършва най-тип протеаза плазмин и урокиназен тип плазминогенен активатор. Някои ММР могат да активират един на друг. Обикновено има биологичен механизъм за ограничаване на протеолиза тъкани, причинени от активна секреция ММР като стромални клетки от тъканни инхибитори на металопротеинази (TIMP). Понастоящем TIMP три добре проучена от различни човешки тъкани - TIMP-1, TIMP-2, TIMP-3. Тези малки протеини, способни да образуват нековалентни комплекси с много членове на семейството на матрични металопротеинази.
Злокачествените тумори се характеризират с инвазивен растеж и способност да метастазират. Разграждането на базалната мембрана и строма - фактор пусковия началото на тези процеси. Много тумори на локално повишени нива на матрични металопротеинази, ензими, способни на разграждане на всяка протеинова матрица, която позволява много изследователи да ги свързват с инвазивна фенотип на тумора. В търсенето време на ензими, способни на разграждане базалната мембрана колаген доведе до идентифицирането на ММР-2, известен като тип IV колагеназа.
В клинични проучвания, наличието на големи количества от активните ММР-2 се свързва с инвазивен рак на гърдата и карцином на белия дроб. пациенти с рак на ларинкса наблюдава корелация между експресията на ММР-2 и метастази в лимфните възли. Така, производството на ММР-2, като туморни клетки може да бъде показателно за тяхната инвазивен потенциал.
Напоследък има активно търсене на предиктори на биохимични маркери, които биха могли да идентифицират пациенти с висок риск от рецидив. В ролята на прогностични фактори, заявени от много тумор-свързана протеаза. По този начин, голяма част от произведения на рак на гърдата показа, че определянето на плазминогенен активатор урокиназа протеаза тип и инхибиторът може да има дълбоко предсказана стойност в оценката рецидив. В допълнение, високите нива на TIMP-2 в рак на гърдата тъкан корелира с време намаляване на пълна ремисия и оцеляване, и високи нива на ММР-11 е свързано с лоша прогноза.
Матричните металопротеинази са активно изследвани като прогностичен фактор в много други локализации на рак. Индикатори на иРНК експресия на ММР-9 и TIMP-2, могат да прогнозират рецидив при пациенти с повърхностен преходен клетъчен карцином на пикочния мехур. Други изследователи препоръчват оцени нивата на експресия на ММР-2, TIMP-2 и ММР-14 (ММР-2 активатор) за предвиждане на оцеляване при рак на пикочния мехур инвазивни.
Също така са описани и видове нива ММР в тумори на други локализации: повишена експресия на ММР-2 и ММР-9 се открива в инвазивни карциноми на главата и шията, TIMR-2 експресията корелира с местно туморна инвазия. В прогностично значение на нивата на ММР-2 е описано при пациенти с рак на простатата и нива на ММР-2 и ММР-9 - при пациенти с рак на стомаха и при пациенти с рак на ларинкса. ММР-7 - главен металопротеаза, произведен от клетки от аденокарцином на хранопровода, и неговата експресия характеризира агресивни инвазивни тумори. ММР-11 сега се счита за маркер на туморната прогресия на дебелото черво и рак на гърдата, неговото присъствие показва лоша прогноза на заболяването. се наблюдава корелация на обратен между нивото на експресия на TIMP-2, TIMP-3 и стадия на тумора в хипофизни тумори.
По този начин, сега безспорен е ролята на адхезионни молекули не само в процесите на ембрионалното развитие, възпаление, имунен отговор, образуване на тромби, апоптоза, растеж, регенерация, но също така и в появата на рецидив и метастази на образуването на тумори.
Свързани статии