CC BY
30
<
о
1—
to
<
OQ
О
III
ш
<
Ll_
o
to
Ш to
<
и
s
о
U
<
LO
О
Щ
<
ос
s
Щ
OQ
О
^
s
I
m
о
OQ
^
s
s
o_
о
I
ю
J
го
-О
.о.
Изучение роли канонического Wnt-сигнального пути в формировании амелобластомы
И.И.Бабиченко1, В.Ф.Рыбальская1, Н.С.Цимбалист1, В.А.Семкин2 Жафедра патологической анатомии
Российского университета дружбы народов,
Москва
Центральный НИИ стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, Москва
Амелобластома является одонтогенной опухолью с местнодеструирующим типом роста и характерной локализацией (в 99,1% случаев) в области моляров нижней челюсти. Известно, что источником происхождения амелобластомы является ткань зубного зачатка, однако молекулярные механизмы роста опухоли полностью не изучены. Целью настоящей работы было изучение роли Wnt-сигнального пути в формировании амелобластомы. Иммуноги-стохимическим методом было исследовано распределение р-катенина и белка клеточной пролиферации Ki-67 в различных гистологических вариантах 74 случаев амелобластомы. С помощью корреляционного анализа показана умеренная и достоверная связь пролиферативной активности эпителиальных клеток амелобластомы с ядерной локализацией р-катенина (r=0,264, p=0,025). При этом, только ядерная локализация р-катенина характерна для наиболее агрессивных вариантов амелобластомы, таких как базальноклеточный и десмопластический.
Ключевые слова: Wnt-сигнальный путь, р-катенин, Ki-67, амелобластома.
The Role of Canonical Wnt Signaling in Ameloblastoma Development
I.I.Babichenko1, V.F.Rybalskaya1, N.S.Tsimbalist1, V.A.Semkin2 department of Pathological Anatomy, RUDN
University, Moscow department of Surgical Dentistry, Central Research Institute for Dentistry and Maxillofacial Surgery, Moscow
Ameloblastoma is an odontogenic tumor with locally invasive type of growth, localized in the area of molars of the lower jaw (in 99.1% of the cases). Ameloblastomas arises from dental epithelial cells; however, molecular mechanisms of tumor growth are not entirely investigated. The aim of this study was to estimate the role of Wnt-signaling pathway in development of ame-loblastomas. The distribution of b-catenin and Ki-67 protein was investigated immunohistochemicaly in
different histological types of ameloblastomas (74 cases). Spearmen analysis showed moderate and significant correlation between proliferative activity of epithelial cells and nuclear localization of b-catenin in ameloblastomas (r=0,264, p=0,025). Only the nuclear localization of b-catenin in basal cell ameloblastomas and desmoplastic ameloblastomas make them the most aggressive.
Keywords: Wnt-signaling pathway, b-catenin, Ki-67, ameloblastoma.
Амелобластома является одонтогенной опухолью с местнодеструирующим типом роста и характерной локализацией (в 99,1% случаев) в области моляров нижней челюсти [1]. Известно, что источником происхождения амелобластомы является одонтоген-ный эпителий, однако молекулярные механизмы роста опухоли полностью не изучены. Морфологически данная опухоль имеет сходство с эмалевым органом челюсти. Амелобластома считаются доброкачественной опухолью, однако ее клиническое течение сопровождается деформацией лица, высоким процентом рецидива (до 50-90%) [2, 3], однако отсутствие метастазов, позволяет считать ее местно-деструирующей. Опухоль нередко бывает случайной рентгенологической находкой, представленной на снимке однокамерным или многокамерным образованием, которое может быть связано с коронкой зуба [4]. По патогенезу амелобластомы берут свое начало из эпителиальной выстилки одонтоген-ных кист, из элементов зубной пластинки или из клеток базального слоя слизистой оболочки полости рта [4]. Однако молекулярные механизмы, приводящие к развитию опухоли, пока не исследованы. Wnt-сигнальный путь играет важную роль в процессах развития зубов, его регуляция осуществляется через систему рецепторов и активацию ядерного транскрипционного фактора. Вероятно, развитие опухоли связано с тем, что активация Wnt-сигнального пути идет аномальным путем [5], что предположительно является причиной роста амелобластомы [4]. Wnt/р-катенин - сигнальный путь лежит в основе формирования организма, эмбрионального развития, дифференцировки клеток [6].
Выделяют канонический и неканонический Wnt-сигнальные пути. Для активированного Wnt/р-кате-нин (или канонического) сигнального пути характерна ядерная локализация белка р-катенина, запускающего транскрипцию генов, отвечающих за клеточный цикл [7]. Неканонический Wnt-сигнальный путь [8] контролирует организацию цитоскелета [9, 10] и кальциевый обмен [11].
Целью настоящей работы было изучение роли канонического р-катенин-зависимого Wnt-сигнально-го пути в формировании амелобластомы.
Материалы и методы
Для работы из архива лаборатории патологической анатомии отдела общей патологии ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» были отобраны 74 амелобласто-мы. Все случаи были систематизированы по гистологическому строению по вариантам, описанным в классификации, предложенной американскими стоматологами [12]. Для исследования распределения р-катенина в клетках опухоли и подсчета индекса Ю-67 в различных гистологических вариантах амело-бластомы был выбран иммуногистохимический метод. Иммуногистохимическое исследование проводили по стандартному протоколу. Депарафиниза-цию срезов и высокотемпературную демаскировку
Распределение экспрессии р-катенина и пролиферативной активности клеток в амелобластомах различных гистологических вариантов
Гистологический вариант Ядерная локализация ß-катенина, количество случаев (%) Ki-67 М0 (Q1; Q2), %
Плексиформный 14 (56,5%) 6,5 (4,5; 10,0)
Фолликулярный 10 (55,5%) 4,5 (1,0; 8,0)
Зернистоклеточный 4 (80%) 3,0 (1,0; 4,0)
Акантоматозный 5 (55,5%) 10,0 (2,0; 15,0)
Базально клеточ ный 6 (100%) 21,0 (12,0; 25,0)
Монокистозный 6 (85,7%) 2,0 (1,0; 4,0)
Десмопластический 3 (100%) 5,0 (2,0; 10,0)
Периферическая амелобластома 2 (66%) 5,5 (4,0; 7,0)
Рис. 1. Иммуногистохимическая реакция при базальноклеточном варианте амелобластомы с антителами к белку Ь-катенину (интенсивное окрашивание ядер опухолевых клеток). Окраска ДАБ-гематоксилин (х400)
Рис. 2. Иммуногистохимическая реакция при фолликулярном варианте амелобластомы с антителами к белку р-катенину (интенсивное окрашивание мембраны и цитоплазмы опухолевых клеток). Окраска ДАБ-гематоксилин (х400)
антител осуществляли при помощи PT-модуля. Для выявления тканевых антигенов использовали моно-клональные кроличьи антитела к ß-катенину (Epito-mics) и моноклональные мышиные антитела к белку Ki-67 (Dako Cytomation). Иммуногистохимическая реакция проводилась на аппарате Autostainer 360 Thermo scientific. Для визуализации реакции применялась система детекции UltraVision Quanto Detection System HRP DAB, полученные срезы докрашивали гематоксилином Майера. Для оценки активности Wnt- пути оценивали количество случаев с ядерной (рис. 1) либо с мембранной и цитоплазматиче-ской локализацией ß-катенина (рис. 2) в клетках амелобластомы. Ядра Ki-67-положительных клеток на каждые 300 клеток амелобластомы подсчитывали на увеличении 200 в 10 полях зрения и определяли индекс Ki-67. Результат оценивался в процентах. Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи программы STATISTICA 10.0 в среде Windows 7, после оценки нормальности распределения данных по W-критерию Шапиро-Уилка, достоверность различий для количественных признаков с ненормальным распределением осуществляли с помощью U-критерия Манна-Уитни, при этом указаны медианы, 25-й и 75-й процентили признаков, отличия считали статистически значимыми при р<0,05. Корреляционные взаимоотношения между индексом пролиферации клеток и локализацией ß-катенина оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена.
Результаты и обсуждение
Морфологическая классификация амелобласто-мы включает следующие гистологические варианты: плексиформный, фолликулярный, зернистокле-точный, акантоматозный, базальноклеточный, мо-
нокистозный, десмопластический и периферическую амелобластому [12]. Клинически для некоторых гистологических вариантов амелобластомы характерна большая агрессивность и склонность к злокачественному течению, чем у других. Проведенные исследования выявили b-катенин во всех гистологических вариантах амелобластомы (таблица). При этом преимущественно ядерная его локализация отмечена в базальноклеточном варианте амело-бластомы (см. рис. 1), десмопластическом и зерни-стоклеточном.
Данные гистологические варианты, опираясь на ранее проведенные нами исследования [13], мы отнесли к наиболее агрессивным вариантам амелобла-стомы. Преимущественно внеядерная локализация b-катенина наблюдалась при фолликулярном варианте амелобластомы (рис. 2).
Для оценки пролиферативной активности клеток различных вариантов амелобластомы был использован индекс пролиферации с белком Ki-67. Известно, что показатели пролиферативной активности клеток на основе выявления белка Ki-67, позволяют различать доброкачественные и злокачественные одонтогенные опухоли, характеризующиеся агрессивным клиническим течением [14].
В настоящих исследованиях корреляционный анализ между ядерной локализацией b-катенина и про-лиферативной активностью клеток по белку Ki-67 в различных гистологических вариантах амелобласто-мы показал наличие умеренной положительной и достоверной корреляции (r=0,264, p=0,025).
Активация Wnt/b-катенин- сигнального пути происходит с момента передачи сигнала Wnt-1 к рецептору Frizzled, что ведет к образованию комплекса Wnt с липопротеинами низкой плотности LRP5/6. Активируется белок Dishevelled, ингибирующий
деградацию р-катенина. Стабилизированный р-ка-тенин накапливается в цитоплазме и проникает в ядро [15]. С помощью факторов транскрипции TCF/LEF р-катенин активирует процесс транскрипции. TCF/LEF это многофукциональные белки, контролирующие активацию определенных генов при наличии передачи сигнала Wnt-пути, избирательно связываясь с участками ДНК [16]. Пролифе-ративная активность клеток связана с активацией Wnt/р-катенин сигнального пути [17].
Выводы
Накопление р-катенина в клетках амелобластомы свидетельствует о том, что в амелобластомах активирован Wnt- сигнальный путь, протекающий по каноническому пути. С помощью корреляционного анализа показана умеренная и достоверная связь пролиферативной активности эпителиальных клеток амелобластомы с ядерной локализацией р-кате-нина (r=0,264, p=0,025). При этом, только ядерная локализация р-катенина характерна для наиболее агрессивных вариантов амелобластомы - базально-клеточного и десмопластического.
Литература
1. Adekeye E.O., Lavery K.M. Recurrent ameloblastoma of the maxil-lo-facial region. Clinical features and treatment. J Maxillofac Surg. 1986; 14: 153-7.
2. Sailer H.F., Tarawneh F., Fourkas P., Antoniades D.Z., Athanasiou A.E. Surgical, orthodontic and prosthodontic rehabilitation of a patient with follicular ameloblastoma: a case report. Eur J Dent. 2010; 4: 192-6.
3. Семкин В.А., Бабиченко И.И., Усачев Е.С., Зарецкая А.С. Кли-нико-морфологическая характеристика амелобластом. Стоматология. 2013; 92: 4: 40-43. / Semkin V.A., Babichenko I.I., Usachev E.S., Zareckaja A.S. Kliniko-morfologicheskaja harakte-ristika ameloblastom. Stomatologija. 2013; 92: 4: 40-43. [in Russian]
4. Zhenhui Wei, Ming Zhong, Yan Guo, Yan Wang, Meisi Ren, Zha-oyuan Wang, Expression of -catenin and AXIN2 in ameloblastomas Wspolczesna Onkol. 2013; 17 (3): 250-256.
5. Xu H.T., Wang L., Lin D., Liu Y, Liu N., Yuan X.M., Wang E.H. Abnormal beta-catenin and reduced axin expression are associated with poor differentiation and progression in non-small cell lung cancer. Am J Clin Pathol. 2006; 125: 534-41.
6. Niehrs C., Acebron S.P. Mitotic and mitogenic Wnt signalling. EMBO J. 2912; 31: 2705-2713.
7. Amerongen R., Nusse R. Towards an integrated view of Wnt signaling in development. Development. 2009 Oct; 136 (19): 3205-14.
8. van Amerongen R. Alternative Wnt pathways and receptors. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Oct 1; 4 (10).
9. May-Simera H.L., Kelley M.W. Cilia, Wnt signaling, and the cytos-keleton. Cilia. 2012 May 2; 1 (1): 7.
10. Goodrich L.V., Strutt D. Principles of planar polarity in animal development. Development. 2011 May; 138 (10): 1877-92.
11. Kohn AD, Moon RT. Wnt and calcium signaling: beta-catenin-in-dependent pathways. Cell Calcium. 2005 Sep-Oct; 38 (3-4): 439-46.
12. Shaikhi Kh., Neiders N., Chen F., A. Aguirre A. Morphological Variants of Ameloblastoma and Their Mimickers. North American Journal of medicine and Science, Jan, 2012; 5: 1: 20-28.
13. Рыбальская В.Ф., Цимбалист Н.С., Бабиченко И.И., Семкин В. А. SOX2 как потенциальный маркер выявления клеток, обладающих плюрипотентными свойствами в амелобластомах различных гистологических вариантов. Материалы международной научной конференции «Эволюция научного знания». Россия, Москва, 2016; 59-65. / Rybal'skaja V.F., Cimbalist N.S., Babichenko I.I., Semkin V. A. SOX2 kak potencial'nyj marker vyj-avlenija kletok, obladajushhih pljuripotentnymi svojstvami v amelo-blastomah razlichnyh gistologicheskih variantov. Materialy mezh-dunarodnoj nauchnoj konferencii «Jevoljucija nauchnogo znanija». Rossija, Moskva, 2016; 59-65. [in Russian]
14. Бабиченко И.И., Семкин В.А., Усачев Е.С., Катушкина А.А. Экспрессия Ki-67 и матриксной металлопротеиназы-9 в фолликулярной кисте, кератокистозной одонтогенной опухоли и аме-лобластоме. Архив патологии. 2013; 75: 1: 10-16. / Babichenko I.I., Semkin V.A., Usachev E.S., Katushkina A.A. Jekspressija Ki-67 i matriksnoj metalloproteinazy-9 v follikuljarnoj kiste, keratokistoz-noj odontogennoj opuholi i ameloblastome. Arhiv patologii. 2013; 75: 1: 10-16. [in Russian]
15. Li V.S., Ng S.S., Boersema P.J., Low T.Y, Karthaus W.R., Gerlach J.P., Mohammed S., Heck A.J., Maurice M.M., Mahmoudi T., Cle-vers H. Wnt Signaling through Inhibition of b-Catenin Degradation in an Intact Axin1 Complex. Cell. 2012; 149: 1245-1256.
16. Cadigan K.M., Marian L. Waterman, TCF/LEFs and Wnt Signaling in the Nucleus, Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Nov 1; 4 (11).
17. Sugioka K., Mizumoto K., Sawa H. Wnt regulates spindle asymmetry to generate asymmetric nuclear -catenin in C. elegans. Cell. 2011 Sep 16; 146 (6): 942-54.
Сведения об авторах:
Бабиченко Игорь Иванович - д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патологической анатомии медицинского института РУДН, Москва Рыбальская Виктория Федоровна - ассистент кафедры патологической анатомии РУДН, Москва Цимбалист Наталья Сергеевна - ассистент кафедры патологической анатомии РУДН, Москва
Семкин Василий Александрович - д.м.н., профессор, заведующий отделением хирургической стоматологии ЦНИИС и ЧЛХ, Москва
О
го
-О
s
.о.
