Гетерогенность экспрессии маркеров, ассоциированных с инвазивным клеточным ростом, при раке молочной железы
Автор: Крахмаль Надежда Валерьевна, Вторушин Сергей Владимирович, Перельмутер Владимир Михайлович, Завьялова Марина Викторовна, Слонимская Елена Михайловна, Денисов Е.В.
Журнал: Сибирский онкологический журнал @siboncoj
Рубрика: Лабораторные и экспериментальные исследования
Статья в выпуске: 4 (76), 2016 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена изучению особенностей экспрессии маркеров, ассоциированных с инвазивным клеточным ростом, при раке молочной железы. В исследование был включен операционный материал от 107 пациенток с инвазивной карциномой неспецифического типа молочной железы, не получавших неоадъювантной терапии. В ходе исследования было выявлено, что ряд маркеров, имеющих отношение к инвазивному опухолевому росту, характеризуется наличием выраженного гетерогенного характера экспрессии во всех исследованных случаях. Изучение экспрессионных особенностей маркеров, связанных с инвазией при карциноме молочной железы, показало, что способностью к инвазивному росту в разные временные периоды обладают не все клетки, однако сам факт выявления позитивной экспрессии изучаемых маркеров в ткани новообразования указывает на наличие более агрессивных свойств и высокий потенциал опухоли к осуществлению инвазии.
Гетерогенность экспрессии, инвазия, рак молочной железы
Короткий адрес: https://sciup.org/140253950
IDR: 140253950 | DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-4-56-61
Текст научной статьи Гетерогенность экспрессии маркеров, ассоциированных с инвазивным клеточным ростом, при раке молочной железы
Наличие у злокачественной опухоли инвазивных свойств напрямую определяет развитие у пациента как лимфогенного, так и гематогенного метастазирования, поскольку известно, что инвазия представляет собой первый шаг на пути прогрессирования опухолевой болезни [1–5]. Морфологические проявления инвазии достаточно широко варьируют и могут быть представлены различными опухолевыми структурами: широкие солидные поля клеток, короткие тяжи из нескольких клеток, образования сферической формы, структуры с просветами в центре и расположенные поодиночке в опухолевой строме дискретные группы опухолевых клеток [3, 6]. Наиболее ярко данные морфологические проявления представлены при инвазивном раке молочной железы, в связи с чем карцинома молочной железы вызывает особый интерес при исследовании свойств опухоли, определяющих ее инвазивность. Изучение данных литературы относительно разных механизмов инвазивного роста опухоли и диагностики наличия инвазивных свойств опухолевых элементов при злокачественных новообразованиях различных локализаций, в том числе при раке молочной железы, позволило разделить молекулы, имеющие отношение к инвазивным свойствам опухоли, на 3 группы. Первую группу составили молекулы, имеющие отношение к «подготовке» клеток, осуществляющих инвазию, – так называемые маркеры эпителиально-мезенхимального перехода: транс -крипционные факторы Snail и Twist, β-катенин, виментин. Вторую группу представили молекулы, которые абсолютно необходимы для осуществления инвазии мезенхимального типа, среди них – матриксные металлопротеиназы 2 и 9 типов (ММР2, ММР9), β1 и β3 интегрины. Третью группу составили ростовые факторы, их рецепторы, сигнальные белки, которые описывают в литературе в связи с изучением процессов инвазивного роста. К ним были отнесены эпидермальный фактор роста (EGF), рецептор к эпидермальному фактору роста (EGFR) и фактору роста фибробластов 1 (FGFR1), сигнальные белки Rас1, RhoA [1, 2, 3, 7, 8, 9, 10]. Изучение особенностей экспрессии обозначенных маркеров инвазивного клеточного роста при раке молочной железы может показать наличие в ткани опухоли инвазивных свойств, определяющих более агрессивный фенотип новообразования, и выявить потенциал карциномы к прогрессированию процесса.
Материал и методы
В исследование были включены 107 пациенток, больных раком молочной железы стадии T1-4N0-3M 0 , в возрасте от 29 до 85 лет, проходивших лечение в отделении общей онкологии Томского НИИ онкологии с 2010 по 2012 г. Неоадъювантная терапия не проводилась. Оперативное пособие выполнялось в
объеме радикальной мастэктомии и секторальной резекции молочной железы с аксиллярной лимфаденэктомией. Выполнялось морфологическое исследование операционного материала. Гистологическому исследованию подвергалась ткань первичной опухоли, ткань молочной железы вне новообразования и линии резекции. Обработка материала, изготовление гистологических препаратов осуществлялись по стандартной методике, окраска препаратов проводилась гематоксилином и эозином. Гистологический тип рака устанавливался согласно рекомендациям ВОЗ (Женева, 2012). В исследование включались только случаи с инвазивной карциномой неспецифического типа молочной железы. В инфильтративном компоненте ткани опухоли выделялись альвеолярные, трабекулярные, тубулярные, солидные структуры и дискретные группы опухолевых клеток.
Иммуногистохимическое исследование проводилось по стандартной методике. Для оценки гетерогенности экспрессии маркеров инвазивного роста использовались следующие антитела: Anti-EGFR antibody [EP38Y] ab52894 Abcam (кроличьи моноклональные 1:100); Anti-β-catenin antibody [E247] ab32572 Abcam (кроличьи моноклональные 1:200); Anti-Integrin beta 3 antibody [EPR2417Y] ab75872 Abcam (кроличьи моноклональные 1:250); Anti-Integrin beta 1 antibody [4B7R] ab3167 Abcam (мышиные моноклональные 1:20); Anti-MMP2 antibody [6E3F8] ab86607 Abcam (мышиные моноклональные 1:200); Anti-MMP9 (Clone 2C3) Novocastra (мышиные 1:40); Anti-FGFR1 antibody [M5G10] ab824 Abcam (мышиные моноклональные 1:25); Anti-RhoA antibody [1B12] ab54835 Abcam (мышиные моноклональные 1:100); Anti-ETL (EGF) antibody ab12989 Abcam (кроличьи поликлональные 1:100); Anti-Rac1 antibody [O.T.127] ab33186 Abcam (мышиные моноклональные 1:200); Anti-Vimentin antibody Dako (Clone V9, RTU, мышиные моноклональные); Anti-Snail antibody Ab-cam (кроличьи поликлональные 1:1600); Anti-Twist antibody [Twist2C1a] – ChIP Grade ab50887 Abcam (мышиные моноклональные 1:50).
В каждом из присутствующих типов структур паренхиматозного компонента первичной опухоли инвазивной карциномы неспецифического типа молочной железы оценивали наличие или отсутствие экспрессии вышеобозначенных маркеров, ассоциированных с инвазивными свойствами ткани новообразования. В случаях наличия в опухолевых структурах экспрессии определяли её характер. Случаи, при которых все опухолевые клетки имели положительную экспрессию, оценивались как случаи с гомогенным типом экспрессии, если же не все опухолевые клетки в различных структурах опухолевой ткани характеризовались наличием позитивной экспрессии, то говорили о гетерогенном типе экспрессии. Кроме того, оценивались интенсивность экспрессии в баллах (1 балл – слабо выражена, 2 балла – умеренно выражена, 3 балла – резко выражена) и наличие усиления экспрессии маркеров в различных сегментах и по периферии многоклеточных структур (инвазивный фронт).
Обработка полученных данных выполнялась с использованием пакета программ Statistica 6.0 for Windows. Применялся дисперсионный анализ, критерий χ 2. Обсуждались результаты с достоверностью различий при р<0,05 и с тенденцией различий при р<0,1.
Результаты и обсуждение
В ходе проведенного морфологического исследования ткани первичной опухоли инвазивной карциномы неспецифического типа молочной железы было обнаружено, что ряд маркеров, имеющих отношение к инвазивному клеточному росту, характеризуется наличием выраженного гетерогенного характера экспрессии во всех исследованных случаях. Это заключение относится к таким маркерам, как транскрипционный фактор Twist, сигнальный белок Rac1, интегрины β1 и β3, ММР9. Гетерогенный тип экспрессии виментина был отмечен более чем в 80 % случаев в многоклеточных структурах опухоли, среди которых альвеолярные, тубулярные, трабекулярные и солидные структуры. Гетерогенность экспрессии остальных исследуемых маркеров находилась в пределах от 30 до 50 % случаев. В результате изучения особенностей экспрессии маркеров было выявлено, что наименьший процент случаев с гетерогенным типом экспрессии наблюдался при оценке сигнального белка RhoA, соответственно, для него был более характерен гомогенный тип экспрессии.
Анализ частоты обнаружения гетерогенного характера экспрессии изучаемых маркеров в разных структурах паренхиматозного компонента опухоли молочной железы показал, что солидные структуры несколько отличаются от всех остальных. В них наиболее часто наблюдалась гетерогенная экспрессия фактора транскрипции Snail и β катенина (табл. 1).
В ходе данного исследования было проведено изучение особенностей экспрессии маркеров в многоклеточных структурах опухоли (альвеолярные, тубулярные, трабекулярные, солидные структуры). Выявление гетерогенного типа экспрессии позволяло говорить о наличии инвазивного фронта в указанных структурах. Судить об этом можно было по наличию более выраженной экспрессии или, наоборот, по ее отсутствию в клетках инвазивного фронта. В результате не были обнаружены изменения экспрессии транскрипционных факторов Snail, Twist, белка Rac1, которые можно было бы интерпретировать как наличие фронта инвазии в исследуемых структурах. Исключение составляли солидные структуры, в которых этот признак наблюдался в 4 % случаев по экспрессии Snail. В таблица 1
наличие гетерогенности экспрессии маркеров, характеризующих инвазивные свойства опухоли, в разных структурах инфильтративного компонента инвазивной карциномы неспецифического типа молочной железы
Заключение
Данные литературы указывают на наличие молекул, являющихся очень чувствительными индикаторами инвазивного роста. К ним, в частности, относят экспрессию рецепторов к половым гормонам на опухолевых клетках при раке молочной железы. В литературе имеется информация о потере способности группой опухолевых клеток, прорастающих базальную мембрану, экспрессировать рецепторы к эстрогенам [11]. На наш взгляд, это обусловлено тем, что опухолевые клетки в процессе инвазии могут терять способность к пролиферации и выполнению специализированных функций, в частности к экспрессии рецепторов к половым гормонам. Данный факт позволяет предположить, что обнаруженная нами в результате исследования гетерогенность экспрессии маркеров, ассоциированных с инвазивными свойствами новообразования, вполне ожидаемо указывает на тот факт, что способностью к инвазивному росту в каждый отрезок времени обладает лишь часть опухолевых клеток.
Проявлением наличия активного процесса инвазии в многоклеточных структурах должно быть формирование инвазивного фронта, представляющего собой группы клеток, в которых либо экспрессируются молекулы, участвующие в инвазии, либо наблюдается усиление экспрессии или подавление экспрессии «маркеров-индикаторов» инвазивного роста. В результате нашего исследования не были обнаружены изменения экспрессии Snail, Twist и Rac1, которые можно было расценить как наличие
Список литературы Гетерогенность экспрессии маркеров, ассоциированных с инвазивным клеточным ростом, при раке молочной железы
- Александрова А.Ю. Пластичность механизмов миграции опухолевых клеток: приобретение новых свойств или возврат к «хорошо забытым» старым. Биохимия. 2014; 79 (9): 1169-1187.
- Чикина A.C., Александрова А.Ю. Метастазирование: клеточные механизмы и их регуляция. Молекулярная биология. 2014; 48 (2): 195-213.
- Friedl P., Locker J., Sahai E., Segall J.E. Classifying collective cancer cell invasion. Nat Cell Biol. 2012 Aug; 14 (8): 777-83 DOI: 10.1038/ncb2548
- Spano D., Heck C., De Antonellis P., Christofori G., Zollo M. Molecular networks that regulate cancer metastasis. Semin Cancer Biol. 2012 Jun; 22 (3): 234-49 DOI: 10.1016/j.semcancer.2012.03.006
- van Zijl F., Krupitza G., Mikulits W. Initial steps of metastasis: Cell invasion and endothelial transmigration Mutat Res. 2011 Jul-Oct; 728 (1-2): 23-34 DOI: 10.1016/j.mrrev.2011.05.002
- Krakhmal N.V., Zavyalova M.V., Denisov E.V., Vtorushin S.V., Perelmuter V.M. Cancer invasion: patterns and mechanism. Acta Naturae. 2015 Apr-Jun; 7 (2): 17-28.
- Condeelis J., Segall J.E. Intravital imaging of cell movement in tumours. Nat Rev Cancer. 2003 Dec; 3 (12): 921-30.
- Parri M., Chiarugi P. Rac and Rho GTPases in cancer cell motility control. Cell Commun Signal. 2010 Sep 7; 8: 23 DOI: 10.1186/1478-811X-8-23
- Seguin L., Desgrosellier J.S., Weis S.M., Cheresh D.A. Integrins and cancer: regulators of cancer stemness, metastasis, and drug resistance. Trends Cell Biol. 2015 Apr; 25 (4): 234-40. doi: 10.1016/j. tcb.2014.12.006.
- Yilmaz M., Christofori G. Mechanisms of motility in metastasizing cells Mol Cancer Res. 2010 May; 8 (5): 629-42. MCR-10-0139 DOI: 10.1158/1541-7786
- Man Y.G. Tumor cell budding from focally disrupted tumor capsules: a common pathway for all breast cancer subtype derived invasion? J Cancer. 2010 Jun 2; 1: 32-7.
- Man Y.G. Tumor cell budding from focally disrupted tumor capsules: a common pathway for all breast cancer subtype derived invasion? J Cancer. 2010 Jun 2; 1: 32-7.
