CC BY
7
Р. Ф. Зибиров, С. А. Мозеров
Медицинский радиологический научный центр им. А. Ф. Цыба -
филиал ГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии»,
Калужская область, Обнинск
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПРЕССИИ СИНДЕКАНА-1 ^138) В КЛЕТКАХ ОПУХОЛИ И ФИБРОБЛАСТАХ СТРОМЫ ПЛОСКОКЛЕТОЧНОГО РАКА ЯЗЫКА
УДК 616-006.61
Была проведена оценка экспрессии синдекана-1 (CD138) в клетках опухоли и фибробластах стромы плоскоклеточного рака языка.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что изменение дифференцировки плоскоклеточного рака языка сопровождается изменением экспрессии опухолевыми клетками синдекана-1, а при изучении экспрессии данного белка необходимо обращать внимание, как на количество экспрессирующих синдекан-1 опухолевых клеток, так и на качество экспрессии (слабая, умеренная, сильная), ее гетерогенность. Экспрессия синдекана-1 в фибробластах стромы плоскоклеточного рака языка определяется редко и является очаговой и слабой.
Ключевые слова: рак языка, дифференцировка, синдекан-1.
R. F. Zibirov, S. A. Mozerov
CHARACTERIZATION OF SYNDECAN-1 (CD138) EXPRESSION IN THE TUMOR CELLS AND STROMAL FIBROBLASTS OF TONGUE SQUAMOUS CELL CARCINOMA
To evaluate the expression of syndecan-1 (CD138) in parenchymal cells and stromal fibroblasts of tongue squamous cell carcinoma.
Obtained results indicate that change of differentiation of squamous cell cancer of the tongue is accompanied by a change in the expression of syndecan-1 by tumor cells, and during investigation of syndecan-lexpression, it is necessary to pay attention to both the number of tumor cells with expression, and the quality (weak, moderate, strong) of expression , its heterogeneity. Expression of syndecan-1 in the stromal fibroblasts of the tongue squamous cell carcinoma is rarely detected and it is focal and weak.
Key word: squamous tongue carcinoma, differentiation, syndecan-1.
Ежегодно в мире диагностируется около 300 тыс. новых случаев рака ротовой полости, при этом 145 тыс. больных умирают [1]. Плоскоклеточный рак языка - наиболее часто встречающийся рак ротовой полости, на который приходится 25-40 % наблюдений [2].
Синдекан-1 (CD138) - трансмембранный белок, экспрессирующийся преимущественно в эпителиальных и мезенхимальных клетках и ответственный за организацию цитоскелета, межклеточные и клеточно-матриксные взаимодействия. Экспрессия синдекана-1 представляет интерес в связи с возможной прогностической ролью, а также в качестве мишени для противоопухолевой анти-CD138 терапии [7]. При раке наблюдается нарушение экспрессии синдекана-1 в эпителиальных клетках, что сопровождается повышением метастатического потенциала опухоли и неблагоприятным прогнозом заболевания [4]. В то же время некоторые исследователи полагают, что повышение экспрессии синдекана-1
фибробластами стромы сопровождается про-грессированием опухоли [12].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Оценить экспрессию синдекана-1 в клетках паренхимы и фибробластах стромы плоскоклеточного рака языка.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучали 82 наблюдения плоскоклеточного рака языка без предшествующей противоопухолевой терапии, полученных в радиологическом отделении Медицинского радиологического научного центра им. А. Ф. Цыба, в период с 1990 по 2019 г. Материал 55 наблюдений (67 %) принадлежал лицам мужского пола и 27 наблюдений (33 %) женщинам. Средний возраст мужчин составил 57,7 ± 9,3, средний возраст женщин -59,4 ± 13,4. В соответствии с критериями классификации ВОЗ [14] наблюдения были разделены на высокодифференцированные ^1), умеренно-
дифференцированные ^2) и низкодифференци-рованные (G3) плоскоклеточные раки. Операци-онно-биопсийный материал фиксировали и подвергали гистологической проводке согласно общепринятым методикам.
С помощью иммуногистохимического метода в клетках паренхимы опухоли и фибробластах стромы проведена оценка экспрессии синдекана-1 (CD138, клон М1 15, <Юако», готовые к применению антитела). В зависимости от интенсивности экспрессии синдекана-1 в клетках опухоли и фиб-робластах использовалась балльная оценка: 0 баллов - отсутствие экспрессии; 1 балл - слабая экспрессия; 2 балла - умеренная экспрессия; 3 балла - сильная экспрессия. В зависимости от количества опухолевых клеток и фибробластов, экспрессирующих синдекан-1, наблюдениям присвоены следующие баллы: <10 % клеток с экспрессией синдекана-1 - 1 балл, 10-50 % - 2 балла, >50 % - 3 балла. [8]. В связи с тем, что в клетках опухоли и фибробластах определялась разная по интенсивности и распространенности (очаговая и диффузная) экспрессия синдекана-1, было принято решение оценивать два наиболее преобладающих по количеству вовлеченных клеток типа экспрессии которые были обозначены следующим образом: 0 + 1 - очаговая слабая экспрессия синдекана-1 в изучаемых клетках, преобладают клетки с отсутствием экспрессии над клетками со слабой экспрессией; 1 + 0 - очаговая слабая экспрессия синдекана-1, преобладают клетки со слабой экспрессией над клетками с ее отсутствием; 1 + 2 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток со слабой экспрессией над клетками с умеренной экспрессией; 2 + 1 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток с умеренной экспрессией над клетками со слабой экспрессией; 1 + 3 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток со слабой экспрессией
над клетками с сильной экспрессией; 3 + 1 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток с сильной экспрессией над клетками со слабой экспрессией; 2 + 3 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток с умеренной экспрессией над клетками с сильной экспрессией; 3 + 2 - преимущественно диффузная экспрессия синдекана-1 с преобладанием клеток с сильной экспрессией над клетками с умеренной экспрессией. Оценка экспрессии белков в клетках опухоли происходила на микроскопе Nikon optiphot-2 при увеличении х100 (окуляр х10 и объектив х10) во всех полях зрения опухоли. Для оценки частоты встречаемости разных по баллам и силе экспрессии синдека-на-1 наблюдений при разных степенях дифферен-цировки опухоли использовали критерий Фишера. Уровень значимости а для всех вычислений принимали равным 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках высокодифференцирован-ного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 1. Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы высокодифференци-рованного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 2. Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках умеренно-дифференцированного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 3. Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы уме-реннодифференцированного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 4. Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках низкодифференцированного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 5. Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы низкодифференцированного плоскоклеточного рака языка представлена в табл. 6.
Таблица 1
Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках высокодифференцированного
плоскоклеточного рака языка (п = 31)
№ п/п Количество опухолевых клеток с экспрессией CD138 выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (n = 0) 0 + 1 (n = 1)
2 1 (n = 3) 1 + 0 (n = 3)
3 2 (n = 0) 1 + 2 (n = 3)
4 3 (n = 28) 2 + 1 (n = 8)
5 1 + 3 (n = 0)
6 3 + 1 (n = 1)
7 2 + 3 (n = 2)
8 3 + 2 (n = 13)
Таблица 2
Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы высокодифференцированного плоскоклеточного рака языка (п = 31)
№ п/п Количество фибробластов с экспрессией CD138, выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (п = 26) 0 + 1 (п = 5)
2 1 (п = 5) 1 + 0 (п = 0)
3 2 (п = 0) 1 + 2 (п = 0)
4 3 (п = 0) 2 + 1 (п = 0)
5 1 + 3 (п = 0)
6 3 + 1 (п = 0)
7 2 + 3 (п = 0)
8 3 + 2 (п = 0)
Таблица 3
Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках умереннодифференцированного плоскоклеточного рака языка (п = 39)
№ п/п Количество опухолевых клеток с экспрессией CD138, выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (п = 0) 0 + 1 (п = 3)
2 1 (п = 3) 1 + 0 (п = 1)
3 2 (п = 6) 1 + 2 (п = 8)
4 3 (п = 30) 2 + 1 (п = 16)
5 1 + 3 (п = 0)
6 3 + 1 (п = 0)
7 2 + 3 (п = 3)
8 3 + 2 (п = 8)
Таблица 4
Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы умереннодифференцированного плоскоклеточного рака языка (п = 39)
№ п/п Количество фибробластов с экспрессией CD138, выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (п = 36) 0 + 1 (п = 3)
2 1 (п = 3) 1 + 0 (п = 0)
3 2 (п = 0) 1 + 2 (п = 0)
4 3 (п = 0) 2 + 1 (п = 0)
5 1 + 3 (п = 0)
6 3 + 1 (п = 0)
7 2 + 3 (п = 0)
8 3 + 2 (п = 0)
Таблица 5
Характеристика экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках низкокодифференцированного
плоскоклеточного рака языка (п = 12)
№ п/п Количество опухолевых клеток с экспрессией CD138, выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (п = 0) 0 + 1 (п = 3)
2 1 (п = 3) 1 + 0 (п = 4)
3 2 (п = 3) 1 + 2 (п = 0)
4 3 (п = 6) 2 + 1 (п = 2)
5 1 + 3 (п = 1)
6 3 + 1 (п = 1)
7 2 + 3 (п = 0)
8 3 + 2 (п = 1)
Таблица 6
Характеристика экспрессии синдекана-1 в фибробластах стромы низкодифференцированного
плоскоклеточного рака языка (п = 12)
№п/п Количество фибробластов с экспрессией CD138, выраженное в баллах Два наиболее преобладающих по силе экспрессии образца
1 0 (п = 10) 0 + 1 (п = 2)
2 1 (п = 2) 1 + 0 (п = 0)
3 2 (п = 0) 1 + 2 (п = 0)
4 3 (п = 0) 2 + 1 (п = 0)
5 1 + 3 (п = 0)
6 3 + 1 (п = 0)
7 2 + 3 (п = 0)
8 3 + 2 (п = 0)
Из 82 наблюдений в 9 (11 %) количество опухолевых клеток с экспрессией синдекана-1 было менее 10 %, в 9 наблюдениях (11 %) количество опухолевых клеток с экспрессией синде-кана-1 было равным 10-50 % и в 64 наблюдениях (82 %) количество опухолевых клеток с экспрессией синдекана-1 было равным 51-100 %.
Таким образом, во всех 100 % наблюдений плоскоклеточного рака языка в опухолевых клетках наблюдалась экспрессия синде-кана-1. По данным исследователей, экспрессия синдекана-1 варьирует в различных плоскоклеточных раках и определяется от 23 [13] до 89 % [3] при плоскоклеточном раке легких, от 50,5 % [5] до 87 % [13] при плоскоклеточном раке пищевода.
Во всех 82 наблюдениях определялось сочетание разных по силе экспрессий. В 15 (18,2 %) из 82 наблюдений экспрессия была слабой (0 + 1 и 1 + 0, рис. 1), в 40 (49 %) из 82 наблюдений наряду с умеренной (рис. 2) и сильной (рис. 3) экспрессией определялись группы опухолевых клеток со слабой экспрессией (1 + 2; 2 + 1; 1 + 3, 3 + 1) и в 27 наблюдениях (33 %) экспрессия синдекана-1 в опухолевых клетках была умеренной и сильной (2 + 3, 3 + 2). Общее количество наблюдений со слабой экспрессией синдекана-1 в опухолевых клетках определялось в 67,2 % (18,2 + 49 %). В работах исследователей показано, что около 84 % наблюдений плоскоклеточного рака полости рта характеризовалось слабой экспрессией синдекана-1 [11].
При всех степенях дифференцировки плоскоклеточного рака языка количество опухолевых клеток с экспрессией синдекана-1 преобладало над количеством фибробластов стромы с аналогичной экспрессией. Экспрессия синдека-на-1 в фибробластах определялась в 12 % от общего числа наблюдений и была очаговая и слабая. Из 31 наблюдения высокодифференци-
рованного плоскоклеточного рака языка она определялась в 16 % наблюдений; из 39 наблюдений умереннодифференцированного плоскоклеточного рака - в 7 %, из 12 наблюдений низ-кодифференцированного рака - в 16 %.
Рис. 1. Слабая экспрессия синдекана-1 опухолевыми клетками плоскоклеточного рака языка. Ув. х200 (окуляр х10, объектив х 20)
Рис. 2. Умеренная экспрессия синдекана-1 опухолевыми клетками плоскоклеточного рака языка. Ув. х400 (окуляр х10, объектив х 40)
Рис. 3. Сильная экспрессия синдекана-1 опухолевыми клетками плоскоклеточного рака языка.
Ув. х200 (окуляр х10, объектив х 20)
В доступной литературе мы не встретили данных о количественной оценке синдекана-1 в фибробластах стромы плоскоклеточного рака языка, хотя исследователи полагают, что повышение экспрессии синдекана-1 фибробластами стромы способствует прогрессии опухоли через активацию ангиогенеза [6]. При сравнении наблюдений рака языка разной степени диффе-ренцировки с помощью критерия Фишера обнаружено, что количество наблюдений с баллом 3 (>50 % опухолевых клеток с экспрессией синде-кана-1) при высокодифференцированном (90 % наблюдений, р < 0,05) и умеренно дифференцированном (77 % наблюдений, р < 0,05) встречается значимо чаще, чем количество наблюдений с аналогичным баллом при низкодифференци-рованном плоскоклеточном раке языка (50 % наблюдений) и в тоже время значимо не различается между собой (р > 0,05). В результатах других исследователей не показано значимого различия в экспрессии синдекана-1 опухолевыми клетками разной степени дифференцировки при плоскоклеточном раке полости рта [9]. При сравнении наблюдений разной степени диффе-ренцировки с малым количеством (<10 %, балл 1), экспрессирующих синдекан-1 опухолевых клеток значимой разницы между количеством наблюдений в изучаемых группах не получено (р > 0,05), что согласуется с результатами исследователей [9]. В связи с тем, что именно снижение экспрессии синдекана-1 в клетках рака сопровождается снижением их адгезии к компонентам межклеточного вещества и повышает их подвижность и инвазию, [12] при сравнении количества наблюдений по интенсивности экспрессии синдекана-1 из каждой степени дифференцировки опухоли выбирали наблюдения с минимальной по интенсивности экспрессии
(0 + 1 и 1 + 0). Было выявлено, что количество наблюдений с минимальной по интенсивности экспрессией при низкодифференцированном плоскоклеточном раке (58 % наблюдений) было больше, чем количество наблюдений с аналогичной экспрессией при высокодифференциро-ванном (12 % наблюдений) и умеренно дифференцированном (10 % наблюдений) плоскоклеточном раке (р < 0,05). В тоже время количество наблюдений с аналогичной экспрессией при вы-сокодифференцированном и умеренно дифференцированном плоскоклеточном раке значимо не различалось между собой (р > 0,05). По данным исследователей, ослабление экспрессии синдекана-1 в опухолевых клетках плоскоклеточного рака полости рта сопровождается неблагоприятным прогнозом заболевания по сравнению с наблюдениями с умеренной и сильной экспрессией [10].
Таким образом, количество опухолевых клеток с экспрессией синдекана-1 при плоскоклеточном раке языка преобладает над количеством фибробластов с аналогичной экспрессией. В 100 % наблюдений плоскоклеточного рака языка в опухолевых клетках определяется экспрессия синдекана-1, хотя в 67,2 % в клетках опухоли она ослаблена. Экспрессия синдекана-1 в фиб-робластах определяется в 12 % наблюдений и является очаговой и слабой. При высокодиффе-ренцированном и умеренно дифференцированном плоскоклеточном раке наблюдения с высоким содержанием опухолевых клеток с экспрессией син-декана-1 преобладают над аналогичными наблюдениями низкодифференцированного плоскоклеточного рака языка. Количество наблюдений со слабой экспрессией синдекана-1 при низкодиф-ференцированном плоскоклеточном раке больше, чем количество наблюдений с аналогичной экспрессией при высокодифференцированном и умеренно дифференцированном плоскоклеточном раке языка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Global cancer statistics, 2012. - Direkt text / L. A. Torre, F. Bray, R. L. Siegel [et al.] // CA: A cancer journal for clinicians. - 2015. - Vol. 65, № 2. - P. 87 - 108.
2. Bello, I. O. Prognostic evaluation of oral tongue cancer: means, markers and perspectives (I). -Direkt text / I. O. Bello, Y. Soini, T. Salo // Oral Oncol. 2010. - Vol. 46, № 9. - P. 630 - 635.
3. Expression of syndecan-1 and expression of epidermal growth factor receptor are associated with survival in patients with nonsmall cell lung carcinoma. - Direkt text / L. Shah, K. L. Walter, A. C. Bor-czuk [et al.]. // Cancer. - 2004. - Vol. 101, № 7. -P. 1632 - 1638.
4. Heparanase enhances syndecan-1 shedding: a novel mechanism for stimulation of tumor growth and metastasis. - Direkt text / Y. Yang, V. Macleod, H. Q. Miao [et al.]. // J Biol Chem. 2007. - Vol. 282, № 18. - P. 13326 - 13333.
5. Loss of syndecan-1 and increased expression of heparanase in invasive esophageal carcinomas. -Direkt text / S. Mikami, K. Ohashi, Y. Usui [et al.] // Jpn J Cancer Res. - 2001. - Vol. 92, № 10. -P. 1062 - 1073.
6. Maeda, T. Syndecan-1 expression by stromal fibro-blasts promotes breast carcinoma growth in vivo and stimulates tumor angiogenesis. - Direkt text / T. Maeda, J. Desouky, A. Friedl // Oncogene. 2006. - Vol. 25, № 9. - P. 1408 - 1412.
7. Prevalence of syndecan-1 (CD138) expression in different kinds of human tumors and normal tissues. - Direkt text / S. Kind, C. Merenkow, F. Buscheck [et al.] // Dis Markers. - 2019. - P. 1 - 11.
8. Prognostics of Cyclin-D1 expression with chemora-diation response in patients of locally advanced oral squamous cell carcinoma. - Direkt text / H. Khan, S. Gupta, N. Husain [et al.] // J Cancer Res Ther. 2014. - Vol. 10, № 2. - P. 258 - 264.
9. Quantitative analysis of syndecan-1 expression in dysplasia and squamous cell carcinoma of the oral
cavity. - Direkt text / L. L. Jackson, Z. Wade, R. B. Hessler [et al.]. - Laryngoscope, 2007. -Vol. 117, № 5. - P. 868 - 871.
10. Reduced syndecan-1 expression is correlated with the histological grade of malignancy at the deep invasive front in oral squamous cell carcinoma. -Direkt text / H. Kurokawa, M. Zhang, S. Matsumoto [et al.] // J Oral Pathol Med. - 2006. - Vol. 35, № 5. - P. 301 - 306.
11. Stromal syndecan-1 expression is an adverse prognostic factor in oral carcinomas. - Direkt text / M. Mathe, Z. Suba, Z. Nemeth [et al.]. // Oral Oncol. 2006. - Vol. 42, № 5. - P. 493-500.
12. Teng, Y. H. Molecular functions of syndecan-1 in disease. - Direkt text / Y. H. Teng, R. S. Aquino, P. W. Park // Matrix Biol. - 2012. - Vol. 31, № 1. -P. 3 - 16.
13. Utility of syndecan-1 (CD138) expression in the diagnosis of undifferentiated malignant neoplasms: a tissue microarray study of 1,754 cases. - Direkt text / N. Kambham, C. Kong, T. A. Longacre [et al.] // Appl Immunohistochem Mol Morphol. - 2005. -Vol. 13, № 4. - P. 304 - 310.
14. WHO classification of tumors of the head and neck, 4th ed. / eds. A. K. El-Naggar, J. K. C. Chan, J. R. Grandis [et al.]. - Lyon: IARC, 2017. - Direkt text.
