【doc】食管癌上皮细胞分化与张力原纤维角蛋白表达的相关性

【doc】食管癌上皮细胞分化与张力原纤维角蛋白表达的相关性 食管癌上皮细胞分化与张力原纤维角蛋白 表达的相关性 第11卷第2期 l989年4月 中国医学科学院 &CTAACADEM]AEMEDICIN^ESlKlCKE Vol11.No.2 April.1989 食管癌上皮细胞分化与张力原纤维, 角蛋白表达的相关性 宁爱兰张雪艳潘琼婧 (肿瘤研究所-北京) 中间纤维.微管与檄丝是胞质中的纤维状细胞器It].对维持细胞外形.细胞{}量在细胞内的位置.调节 细胞内与细胞间的运动等具有重要作用'I』角蛋白是直径为8N12nm的中间纤维.本文应用免疫荧光 祛研宄了培养的正常人食管上皮.食管癌细胞与诱导分化前后食管癌细胞中间纤维角蛋白纤维的表达及其 与张力原纤维的变化.以探讨角蛋白在肿瘤细胞分化与在肿瘤细胞生物学特性中的意义. 材料与方法 正常人食管上皮细胞取自3月龄的眙儿食管上皮细胞.食管癌上皮细胞是我室培养的ECal00食管癌 上发细胞[1_.诱导分化剂2嘶DMSO厦5,7Ilg/m1维胺酸6'电镜方法如文献….抗角蛋白PKKI' PKKhPKK单克隆抗体系芬兰Labsystems公司提供.这些单克隆抗体是由BALB/c小鼠脾细胞与 NS一1细胞制备的.角蛋白的间接免疫荧光方法是将培养的肿瘤细胞小盖片置八预冷-20'c的甲醇溶液 中固定经磷酸缓冲液冲洗后.放八3.8嘶多聚甲醛中.继用o.1嘶TrltonX-100或一20'C甲醇处理. 在温湿条件下加八单克隆抗体作用3O分钟.经缓冲液洗后.再与FITC结台的抗鼠IgG抗体共同孵育3O 分钟.以缓冲液冲洗后.用巴比妥钠:甘油缓冲液封片,荧光显微镜下观察. 结果 一 .培养的正常?t上皮绷盎张力置纤堆与角蛋白囊选电镜下正常食管上皮细胞中的张力原纤维较 丰富,在胞核周围可成束出现,在胞质中可扭曲盘绕呈发辫状或束状部分张力原纤维可与桥粒相莲接(图 1).正常人旺食管培养5天可见到一种圆形或椭圆形细胞,具有对PKKt与PKK:抗体反l立阳性的中间纤 维.证实为角蛋白纤维.此纤维亦显示核周密集成束,并向四周放散或呈网状其分布与张力原纤维有一 致性(图2).距培养食管组织块较远的细胞角蛋白纤维更多.更密.网状结构更明显. 二.?蕾囊上皮细盎中的张力置纤堆与角蛋白囊选培养的ECa100食管癌上皮细胞间隙较宽?微绒 毛多而长,桥粒较少.张力原纤维较正常细胞为少.稀疏,长短不一.与桥粒相连接(图3).应用PKK1 与PKK亦可检出食管癌上皮细胞中的角蛋白纤维.而不能检出PKK纤维.证实此细胞系为上皮细胞 系.而非腺癌细胞系食管癌细胞中的角蛋白纤维明显稀少,排列疏松.虽可呈网状.但较正常食管上皮 细胞中明显减少(图4)这表明角蛋白纤维的减少是食管癌细胞的特点. 三,?辱分化后?t囊绷赡中张力置钎堆与角蛋白钎堆囊选的变化应用2嘶DMSO与5tzg/ml维胺 酸处理食管癌细胞3天后.张力原纤维在核周与胞质中均明显增多,变粗.出现癌细胞中罕见的发辫状紧 密排列的张力原纤维.这些张力原纤维还可与散目增多的桥粒相连接f图5).用此二种诱导剂诱导分化后 食管癌细胞中的角蛋白纤维也明显增多.显示桉周成束排列,胞质中呈网状排列着向四局放射的特点(图 6.7).突出的是有些诱导分化的癌细胞中角蛋白纤维与相邻细胞的角蛋白纤维相互连接沟通.从而形成 多个细胞角蛋白纤雏相连接形成多个细胞角蛋白纤维网的奇特排列(囤6,7) 本文于1988年2月8日收到 130中国医学科学院儿卷 讨论 一 ,南蛋白襄达的特异性细胞骨架中的中间纤维包括角蛋白(keratin).波状蛋白(vim~ntin). 结蛋白(desmin).神经纤维蛋白(neurofilament(NF)proteins),酸性胶质纤维蛋f(glialfibrl- laryacidicprotein(GFAP)).应用中间纤维不同表达的差异可进行胂癌凳型的鉴别诊断l7.角蛋白 是分子量在4O一68kD之间的一组多基因编码的19神多肽家旅.在食管癌与食管上皮中都有kD角 蛋白的表达川园之可用于鉴定食管上皮?. =.张力最拜堆与南蛋白鲆堆在食管当上皮强胞中分布的一致性强力原'纤维与角蛩自纤维椰是存在 于鳞状上皮细胞中直径为8,12rim的中间纤维;本研究证实二者的分布.分化前后变化都非常一致.在电 镜下见到张力原纤维与PKKhPKKe检查出的角蛋白纤维有密切的关系.园之虚用超微结构与抗角虿 白抗体共同研究角蛋白纤维与张力原纤维的分布与变化,对了解中间纤维的功能与在肿瘸细胞生物学中的 作更有意义. 三.食瞥上皮细胞与食瞥癌强臆分化后角蛋白纤堆与张力愿纤堆裹选的一致性从细胞学角度来看. 正常食营上皮细胞分化过程中具有细胞结构与表达的变化.本研究发现在正常胚胎食管上皮细胞培养中随 培养时间的延长,距离培养食管组织愈远,=蚌;养分化时间愈长的细胞其角礓白愈串富.这表明经过增殖.分 裂由旺胎食管上皮初长出细胞的分化是较低的.随着培养时间的延长.较早地由胚胎食管上皮生长出的细胞 则逐渐分化为正常细胞.我们已证实在食管癌上皮细胞分化过程中具有张力原纤维增加.桥粒增多.聚核 蔼白体的解聚.桉型规整.核质比例减低等细胞结构的变化.这与正常胚胎食管上皮细胞分化过程中 角蛋白纤维表增加有共同特点.据此认为角蛋白纤维的表达变化是食管上皮细胞与食管癌细胞分化过程中 的共同的变化.在研究肿瘤细胞分化,常选用不同表达产物韫为依据,如红白血病是依据珠蛋白表达?Z1. 坤经母细胞瘤依据神经纤维的表达-肺癌的角嚣白纤维表达.本研究一方面证实了角蛋白的表达是 食管癌细胞分化的标志.另一方面又一次证寰DMSO与维胺酸的诱导食管癌上皮细胞的作用.为食管癌 细胞分化提供了依据. (本文图1,见插图第5,6页) 参考文t 1LazaridesE.Intermediat~filaments:Achemicallyheterogeneou$deeel0pmenta11y regulatedclassofproteins.AnnRevBiochem1982}51:210 2.OsbornM.WeberKTumordiagnosisbyintermediatefilamentstyping jAn0ve1 toolforsurgicalpathology.LabInvestl?83,48{372. 3.Rullgger—BcandleEeta1.TheroleofcytoskeletalandcytOCOntractileelements inpathologicprocessesAmJPatholI983110:359 4.宁爱兰.人食管癌细胞株与正常食管上皮细胞电镜观察的比较.解割 1980;1I(1):70? 5?宁爱兰,谣琼婧?二甲基亚飘(DMSO)诱导食管癌上皮细胞分化的超微结构观察. 解剖 1984,is(1):68 ?等?维胺酸对食管癌上皮细胞株ECa109一Ca作用的研究一电镜观察. E-宁爱兰 中华肿瘤杂志 19gs,g【1){11 Mietti . nenM,etalAntibodiestointermediatefilamentproteiniqthedi anosis andlassifiatiollofhumantumors.UltrastructPatholI984l:88 g?Mol1R,etal?Thecatalogofhumankeratills:Parlernsofe=pressi0ninnorma1 epitheliatumorsandculturedcells. Celll982,乩t15 2期食管瘙上吏细胞舟化与张力原纤维,角蛋白表达的相关性l3l 9.GracePM.eta1.Keratinexpressioninaormalesophagealepitheliumandqua— moueel1carci11omaoftheesophagus.CancerRes198545:841 10.Batiks-Schlege1PS,eta1.Tissue-specificexpressionofkeratinproteiainhuron11 esophagealandepidermalepitheliumandtheirculturedkeratillocytes.Experim- entalCel】Res1983;146:271 I1.BoydWA.SallianRJ.Leukemiccelldifferelltiationinvivoa11di11vitroI Arrestofparallelproliferafioni11thedifferelltiatioai11ducedbytheantileake— micdrugHarriagtonilleBlood1984;63:384 12.TrojallowskiQJ.et81.Immullohistoehemiealstudiesofhuma11eentra1a11d peripheral11ervoussystemtumors.usillgmolloclollala11tibodiessgaillstueufofil- ameatsa11dglialfilame11ts.Hurea11Patho11984:16}248 13.BerghJeta1.Expressionofintermediatefilamelltsi11estsblishedhuma11lung cancercelllineAni11d;catorofdifferentiationandderivation.LabInvest 1984:51:307 CorrelationbetweenEsophagealCancerCell DifferentiationandExpressionofCytokeratin andTonofilament NingAilan,eta1 (InstituteofOaeology,Beijing) Fheexpressionofphenotypesofculturedcancercellsmightbe associatedwithcancercelldifferentiation.Bjrusingtheelectronmicroscope andmonoclonalantibodiesagaillstcytokeratins,PKKt,PKKlandPKK3, theexpressionofcytokeratinsandtonofilamentsofnorma1embryonicosoP— hagea1epithelia1cellsandesophagealcancercellswerestudied ,BothPKKl andPKK=cytokeratinsweredetectedinembryonicesophagea1andesophag— ealcancereells-butPKKswasnotpresent,Thisindicatedthatthcsewere sqaamousbatnotglandalarepithelia1cells. A1so.amuchgreaterdegreeof expressio11ofPKKaandPKKI,tonofilamentsanddesmoSOre,Swasobserved indifferentiatedembryoniesquamousesophagea1epithelia1cellsandinDM- SOorretinamideinduceddifferentiatedesophagea1cance~eelIsthanin undifferentiatedesophageaicancereells.