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编号:10285394
S-100蛋白和中间丝在涎腺多形性腺瘤中的表达
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 2000年第3期
     作者:黄健文

    单位:黄健文(福建医科大学病理学教研室 福州,350004)

    关键词:中间丝;免疫组织化学;腺瘤,多形性;S-100蛋白

    中华口腔医学杂志000309 【摘要】目的 观察S-100A1、S-100A2、S-100A4、S-100A6、S-100B、K8.12、KL1、波形蛋白(Vimentin)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)和神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)在涎腺多形性腺瘤中的表达,探讨S-100蛋白新亚型的分布规律和作用机制以及肿瘤性肌上皮细胞的生物学特性。方法 将23例正常涎腺和60例涎腺多形性腺瘤常规石蜡包埋,制成4 μm厚的连续切片,行HE和免疫组化染色。结果 在涎腺多形性腺瘤中,导管样结构的内层瘤细胞主要呈S-100A组、K8.12和KL1强阳性,非导管样结构的外层瘤细胞主要表达S-100B、GFAP、NSE和Vimentin。结论 肿瘤性肌上皮细胞与神经外胚层关系密切并参与细胞外基质的分泌和调节。
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    Expression of S-100 proteins and intermediate filament proteins in pleomorphic adenoma

    HUANG Jianwen.

    (Department of Pathology,Fujian Medical University,Fuzhou 350004,China)

    【Abstract】Objective To observe immunohistochemical expression of S-100A1,S-100A2,S-100A4,S-100A6,S-100B,K8.12,KL1,Vimentin,GFAP and NSE in pleomorphic adenoma of salivary gland,and to evaluate the differential localization of S-100 proteins and biological behaviour of neoplastic myoepithelial cells.Methods 23 cases of normal salivary gland and 60 cases of pleomorphic adenoma were embedded,in paraffin and were routinely diagnosed on the basis of hematoxylin and eosin-stained sections.Serial sections at 4 μm from the paraffin embedded blocks were used for the immunohistochemical studies.Results Normal salivary glands had positive immunoreactivity for S-100A families,K8.12 and KL1 in the ductal cells,while S100B,GFAP and NSE were observed in peripheral nerve fibers innervating the gland.In pleomorphic adenomas,luminal tumor cells in duct-like structures had positive immunoreactivity for S-100A subfamilies and keratin.Nonluminal tumor cells had positive immunoreactivity for S-100B,as well as Vimentin,keratins detected by monoclonal K8.12 and KL1,GFAP and NSE.Conclusions These findings may suggest that the neoplastic myoepithelial cells contain Ca2+ binding proteins which may have a role in the regulation of calcium ions or calcium signaling mechanisms in the modulation of extracellular matrix deposition in pleomorphic adenoma which may in turn affect the extracellular matrix synthesis as well as histomorphology of the tumor.
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    【Key words】Intermediate filaments;Immunohistochemistry;Adenoma,pleomorphic;S-100 protein

    S-100 蛋白是一组参与细胞周期活动、细胞分化、肿瘤生长以及细胞外基质分泌活动的钙结合调节蛋白[1],最先从牛脑中提取,随后发现它广泛存在于神经及非神经组织中。近年来,人们又发现了许多S-100 蛋白的新亚型,并于1994年在欧洲第三届钙结合蛋白研讨会上将其重新命名。S-100蛋白的调控基因位于人染色体1q21上,此处也是调控角化细胞最终分化的基因所在地[2,3]。现已发现某些癌或癌前病变的染色体1q21有所改变,某些病例在癌变早期即有此种改变[4,5]。我们应用免疫组化ABC法,观察S-100 蛋白新亚型(S-100A1、S-100A2、 S-100A4、S-100A6 和S-100B)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、波形蛋白(Vimentin)、Cytokeratin(K8.12 和KL1)和神经元特异性烯醇化酶(neuron specific emolase,NSE)在正常涎腺及涎腺多形性腺瘤中的表达状况,旨在探明S-100 蛋白新亚型在正常涎腺和涎腺多形性腺瘤中的分布规律,研究多形性腺瘤中各种瘤细胞的免疫组化特性及相互转化的规律。
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    材料与方法

    1.标本:23例正常涎腺取自远离良性病变的涎腺组织,60例多形性腺瘤取自外科手术切除并经病理证实的标本。常规10%甲醛固定,石蜡包埋并制成4 μm厚切片,行HE及免疫组化染色。

    2.抗体及染色方法:单克隆和多克隆抗体S-100A1、S-100A2、S-100A4、S-100A6 和S-100B均由瑞士Zurich大学的CW Heizmann教授馈赠。各种抗体的来源以及工作浓度见表1。所有的标本均采用免疫组化ABC法进行染色。阴性对照片的染色是以PBS代替一抗,其余的步骤和方法与阳性对照片相同。阳性强度判断标准是以细胞浆内出现浅棕色细颗粒为弱阳性,以细胞浆内出现深棕色粗颗粒为强阳性,中度阳性则介于二者之间。

    表1 各种抗体的工作浓度及来源 抗体

    工作浓度
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    来源

    S-100A1(多抗)

    1∶100

    Prof.CW Heizmann

    S-100A2(多抗)

    1∶100

    S-100A4(多抗)

    1∶50

    S-100A6(多抗)

    1∶100

    S-100B(单抗)

    1∶100
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    GFAP 6F-2(单抗)

    1∶50

    Dako,Denmark

    Vimentin(单抗)

    1∶40

    Dako,Denmark

    K8.12(单抗)

    1∶40

    Bio-marker,Israel

    KL1(单抗)

    1∶40

    Immunotech,France
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    NSE(单抗)

    1∶100

    Dako,Denmark

    结果

    1.正常涎腺:正常涎腺的导管上皮呈S-100A2强阳性(图1),S-100A1、 S-100A4 和S-100A6中阳性。腺泡上皮和肌上皮细胞对所有的S-100 蛋白亚型均不呈阳性反应。Vimentin在正常涎腺中不表达。K8.12 和KL1主要表达在各级导管(图2)。S-100B、GFAP和NSE仅表达在神经纤维(图3)。但是,作者进一步观察发现紧邻恶性肿瘤或已被肿瘤浸润的腺体中导管的基底细胞有增生并形成明显的双层结构,这些细胞呈S-100A2强阳性。

    2.多形性腺瘤:光镜下多形性腺瘤组织结构主要表现为导管样、团块状、粘液样和软骨样结构。导管样结构的外层瘤细胞、团块状结构以及散在分布的瘤细胞形态较多样,称之为肿瘤性肌上皮细胞(neoplastic myoepithelial cells,NMCs),可见到这些瘤细胞逐渐移行为粘液样或软骨样瘤细胞。 导管样结构的内层瘤细胞呈S-100A2强阳性,S-100A1、S-100A4 和S-100A6弱至中度阳性(图4);而外层瘤细胞主要呈S-100B、Vimentin和GFAP中至强阳性(图5),S-100A2和S-100A6阴性或弱阳性。K8.12和KL1主要表达在导管样结构的内层瘤细胞。但是有2例导管样结构的外层瘤细胞呈K8.12中阳性。部分位于团块状结构周边的NMCs也呈K8.12中阳性。NMCs以及由NMCs移行而来的粘液样或软骨样瘤细胞的免疫组化反应结果大致相同,即呈S-100A1、S-100A2、S-100A6、S-100B、Vimentin、GFAP和NSE强阳性(图6)。鳞状化生的瘤细胞呈S-100A2、K8.12 和KL1强阳性及S-100A1中阳性。
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    讨论

    根据形态学观察和免疫组化反应结果我们发现,在多形性腺瘤中主要有2种类型的瘤细胞,它们是导管样结构的内层瘤细胞(luminal tumor cells,LTCs)和非内层瘤细胞(nonluminal tumor cells,NLTCs),后者包括NMCs、粘液样和软骨样结构的瘤细胞。LTCs主要表达S-100A亚型、K8.12和KL1;NLTCs主要表达S-100B、Vimentin和GFAP及NSE,但部分瘤细胞也可表达S-100A1、S-100A2和S-100A6。

    本研究阐述了S-100蛋白新亚型在正常涎腺和多形性腺瘤中的表达状况,对肿瘤的研究提供了帮助:①S-100A1、S100-A2、S-100A4和 S-100A6在正常涎腺导管中的表达状况与多形性腺瘤中导管样结构的LTCs相似;②S-100A2主要表达在正常涎腺导管和多形性腺瘤中的导管样结构;③S-100B仅表达在正常涎腺神经纤维和多形性腺瘤中的NMCs。
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    正常涎腺的肌上皮细胞并不表达S-100新亚型、Vimentin 、K8.12、KL1、GFAP以及NSE,但是在多形性腺瘤中NMCs却表达这些抗体。胚胎学研究表明,外胚间充质起源于神经嵴,它在涎腺的形态形成和细胞分化方面起着重要的作用。NMCs既表达上皮性标记物(如K8.12和KL1),又表达神经性标记物(如S-100蛋白、GFAP和NSE)和间充质标记物(Vimentin),提示NMCs与神经外胚层关系密切。

    有报道NMCs参与细胞外基质如葡萄糖胺葡萄糖、层粘连蛋白、弹力和胶原蛋白等的生物合成[6-10],其中葡萄糖胺葡萄糖是主要的分泌产物,他们常常过量沉积。腺细胞的分泌机制受各种信号的调节,其中之一是钙离子和钙结合蛋白。近来发现,平滑肌细胞可向细胞外分泌一种相对分子质量为36 000并带有微纤维的糖蛋白,此糖蛋白是细胞内钙结合蛋白S-100A4的特异性靶 。因此S-100蛋白在瘤细胞内控制钙信号传导并调节细胞外基质的分泌和沉积,进一步可以改变瘤细胞的分化。本研究中部分NMCs表达S-100A和S-100B,提示NMCs参与细胞外基质蛋白合成过程中钙的调节和信号传导。此外,S-100A2在正常涎腺中主要表达在导管上皮,而在多形性腺瘤中的鳞状化生细胞也呈强阳性,提示S-100A2在鳞状化生过程中起一定的作用,其机理可能与S-100A2基因和上皮分化基因同位于染色体1q21上有关。
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    志谢 瑞士Zurich 大学的Heizmann CW教授和日本朝日大学的Masahiko M教授馈赠抗体并指导

    图1 正常涎腺的导管上皮呈S-100A2强阳性(ABC法×100)

    图2 K8.12在正常导管上皮细胞中的表达(ABC法×100)

    图3S-100B仅表达在涎腺间质中的神经纤维(ABC法×100)

    图4 导管样结构的内层瘤细胞呈S-100A1强阳性(ABC法×100)
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    图5 导管样结构的外层细胞呈GFAP强阳性(ABC法×100)

    图6 肿瘤性肌上皮细胞呈Vimentin强阳性(ABC法×100)

    参考文献

    1,Heizmann CW,Braun K.Calcium regulation by calcium-binding proteins in neurodegenerative disorders.1st ed.Austin:R.G.Landes Company and Springer Verlag,1995.

    2,Voltz A,Korge BP,Compton JG.Physical mapping of a functional cluster of epidermal differentiation genes on chromosome 1q21.Geomics,1993,19:92-99.
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    3,Schafer BW,Wicki R,Engelkamp D,et al.Isolation of a YAC clone covering a cluster of nine S-100 genes on human chromosome 1q21: rationale for a new nomenclature of the S-100 calcium-binding protein family.Genomics,1995,25:638-643.

    4,Craig RW,Jabs EW,Zhou P,et al.Human and mouse chromosomal mapping of the myeloid cell leukemia-1 gene: MCL1 maps to human chromosome 1q21,a region that is frequently altered in preneoplastic and neoplastic disease.Genomics,1994,23:457-463.
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    5,Pedrocchi M,Schafer BW,Mueller H,et al.Expression of Ca(2+)binding proteins of the S-100 protein family in malignant human brest-cancer cell lines and biopsy samples.Int J Cancer,1994,57:684-690.

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    8 Toida M,Takeuchi K,Kara K,et al.Histochemical studies of intercellular components of salivary gland tumors with special reference to glycosaminoglycan,laminin and vascular elements.Virchows Arch A Pathol Anat Histopathol,1984,403:15-26.
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    10,Watanabe Y,Usuda N,Tsugane S,et al.Calvasculin,an encoded protein from mRNA termed pEL-98,18A2,42A,or p9Ka,is secreted by smooth muscle cells in culture and exhibits Ca(2+)dependent binding to 36-kDa microfibril-associated glycoprotein.J Biol Chem,1992,267:1 7136-1 7140.

    (收稿日期:1999-11-17), 百拇医药