Роль Wnt/β-катенинсигнального пути в формировании амелобластомы

Авторы:

Бабиченко И.И.,

Цимбалист Н.С.,

Рыбальская В.Ф.,

Шерстнев А.А.,

Семкин В.А.

Журнал: Стоматология. 2018;97(2):22-24.

DOI: 10.17116/stomat201897222-24

Прочитано: 1115 раз

Скачать PDF

Резюме

Цель исследования — изучение роли канонического Wnt/β-катенинсигнального пути в формировании и особенностях клинического течения различных гистологических вариантов амелобластомы. Исследовано 76 случаев амелобластомы, средний возраст пациентов составил 46 лет. Отмечено 49 (64,5%) случаев рецидивирования заболевания. Тканевые антигены определяли с помощью моноклональных кроличьих антител к белкам Ki-67 и β-катенину. Выявлена корреляционная связь между пролиферацией клеток амелобластомы и внутриядерным распределением β-катенина. Показано, что ядерная локализация β-катенина, характеризующая повышенную активность Wnt-сигнального пути в клетках амелобластомы, положительно коррелировала с формированием рецидивов. Заключение. Сигнальный путь Wnt/β-катенин участвует в формировании и прогрессировании амелобластомы.

Ключевые слова

иммуногистохимическое исследование
амелобластома
Ki-67
Wnt/β-катенинсигнальный путь

Дата публикации: 04.05.2020

Амелобластома — доброкачественная опухоль, имеющая одонтогенное происхождение; по гистологическому строению схожа с эмалевым органом зуба. Для амелобластомы характерно разнообразное клиническое течение с высокой и низкой вероятностью развития рецидива (50—90%) [1]. Однако в настоящее время четкие критерии, позволяющие прогнозировать рецидив, отсутствуют. В классификации ВОЗ 2017 г. [2] приводятся данные о том, что этиопатогенез амелобластомы связан с повторяющимися соматическими мутациями в сигнальных путях митоген-активированной протеинкиназы (MAPK) и Hedgehog-пути. Интерес к этим сигнальным путям связан с тем, что они активны во время развития зубов, а мутации в компонентах MAPK (BRAF, KRAS и FGFR2) были выявлены как в доброкачественных, так и в злокачественных опухолях. В свою очередь сигнальный путь Wnt/β-катенин также активен на нескольких стадиях морфогенеза зуба [3] и, скорее всего, может участвовать в формировании амелобластомы.

Цель настоящего исследования — изучение роли канонического сигнального пути Wnt/β-катенин в формировании и особенностях клинического течения различных гистологических вариантов амелобластомы.

Материал и методы

В работе использовали операционный материал отделения хирургической стоматологии (зав. — д.м.н. В.А. Сёмкин) и архивный материал лаборатории патологической анатомии (зав. — д.м.н., проф. И.И. Бабиченко) ЦНИИС и ЧЛХ Минздрава Р.Ф. за период с 1997 по 2017 г. Было исследовано 76 случаев амелобластомы, средний возраст пациентов составил 46 лет. Отмечено 49 (64,5%) случаев рецидивирования заболевания. Гистологические варианты амелобластомы подразделялись в соответствии с описаниями Kh. Shaikhi и соавт. [4]. Было проведено иммуногистохимическое (ИГХ) исследование, в качестве первичных антител использовали моноклональные кроличьи антитела к белкам Ki-67 (Clone SP6, Cell Marque) и моноклональные кроличьи антитела к β-катенину (Clone E247, Thermo scientific). ИГХ-реакцию проводили с использованием системы детекции Quanto на Autostainer 360 («Thermo Fisher Scientific», США). Докрашивание срезов осуществляли гематоксилином Майера. Препараты исследовали под микроскопом (Axioplan 2 imaging, фирма «Karl Zeis») с фотофиксацией (AxioCam ERc 5s). Количественную оценку результатов выполняли с применением морфометрических исследований, считали соотношение окрашенных и неокрашенных ядер на 300 клеток при увеличении 200. Выделяли локализацию β-катенина на цитоплазматической мембране, в цитоплазме и ядре клетки.

Статистический анализ осуществляли при помощи программы Statistica 10.0 в среде Windows 7 после оценки нормальности распределения данных по W-критерию Шапиро—Уилка; достоверность различий количественных признаков с ненормальным распределением вычисляли с помощью U-критерия Манна—Уитни, при этом указаны медианы, 25-й и 75-й перцентили признаков. Корреляционные взаимоотношения оценивали с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Амелобластомы были удалены оперативным путем у 76 пациентов в возрасте от 16 до 77 лет. Пациентов-мужчин было 36, женщин — 40 (соотношение 0,9:1).

При распределении амелобластом по морфологическому типу в соответствии с классификацией K. Shaikhi и соавт. [4] было выделено 8 вариантов: плексиформный, фолликулярный, зернисто-клеточный, акантоматозный, базально-клеточный, монокистозный, десмопластический, периферический (см. таблицу).

Сравнительный анализ различных гистологических вариантов амелобластомы по частоте рецидивирования, локализации β-катенина и распределению белка Ki-67 Примечание. p-β катенин: 5—8: p=0,014; 7—8: p=0,049; p-Ki-67: 1—5: p=0,001; 1—6: p=0,009; 1—8: p=0,045; 2—5; p<0,001; 3—5: p=0,005; 5—6: p=0,002; 5—7: p=0,025; 5—8: p=0,014.

ИГХ-исследования во всех 76 опухолях выявили β-катенин. Однако распределение β-катенина в клеточных структурах амелобластом было разным, белок выявлялся как в ядрах клеток, так и во внеядерных структурах — в цитоплазме и на клеточной мембране. Изучали взаимосвязь ядерной и внеядерной локализации β-катенина в клетках амелобластомы с уровнем пролиферативной активности клеток (Ki-67) и наличием рецидива при разных морфологических вариантах амелобластомы. Сигнальный путь Wnt/β-катенин был активен во всех 8 морфологических вариантах, для каждого типа были характерны свои особенности распределения β-катенина в клеточных структурах (см. таблицу).

Преимущественно ядерная локализация β-катенина (на фоне цитоплазматической) отмечена в базально-клеточном (в 100% случаев), десмопластическом (в 100% случаев), зернисто-клеточном (в 80% случаев) и монокистозном (83% случаев) вариантах. Промежуточные показатели выявлены в плексиформном (56%), акантоматозном (56%), фолликулярном (53%) вариантах, исключительно внеядерная локализация отмечена в периферической амелобластоме. С помощью критерия Манна—Уитни по параметру ядерная/внеядерная локализация β-катенина было проведено сравнение разных морфологических вариантов амелобластомы. Достоверные различия выявлены между периферической амелобластомой и ее базально-клеточным (p=0,014), а также десмопластическим (p=0,049) вариантами.

Анализ пролиферативной активности периферического слоя клеток различных морфологических вариантов амелобластомы выявил достоверно высокую пролиферативную активность в базально-клеточном варианте по сравнению с плексиформным (p=0,001), фолликулярным (p<0,001), зернисто-клеточным (p=0,005), монокистозным (p=0,002), десмопластическим (p=0,025) и периферической амелобластомой (p=0,014). Достоверно более высокая пролиферативная активность выявлена нами также при плексиформном варианте амелобластомы, чем при монокистозной (p=0,009) и периферической амелобластоме (p=0,045).

При микроскопическом исследовании препаратов, окрашенных на β-катенин, ИГХ-реакция отмечалась на цитоплазматической мембране, в цитоплазме клеток и ядрах. Чаще всего отмечались 2 вида окрашивания клеточных мембран и цитоплазмы без распределения продуктов ДАВ-реакции в ядрах клеток, и диффузная окраска мембран, цитоплазмы и клеточных ядер. Учитывая, что распределение β-катенина в ядрах клеток запускает процесс транскрипции, в последующих исследованиях мы выделяли в окрашивании клеток ядерную и внеядерную локализацию β-катенина. При этом, как правило, ядерная локализация β-катенина наблюдалась в случаях рецидивирования амелобластомы.

На рисунке

Распределение белков β-катенина (а, б) и Ki-67 (в, г) в клетках плексиформного варианта амелобластомы при формировании рецидива (а, в) и без рецидивирования (б, г). а, б — ув. 800; в, г — ув. 400.

(см. на цветной вкл.) представлен плексифорный вариант амелобластомы, выявленный у пациента с рецидивом заболевания, с ИМХ-окраской на белок β-катенин. В периферической части эпителиального компонента и в зоне звездчатого ретикулума выявлялась коричневая окраска наружных клеточных мембран, цитоплазмы и выраженная ядерная локализация β-катенина. На рисунке, б представлена ИГХ-реакция при плексиформном варианте амелобластомы у пациента без развития рецидива с антителами к белку β-катенин. Отмечено внеядерное распределение белка β-катенина: ИГХ-маркер выявлялся на цитоплазматической мембране клеток как на периферии, так и в центральной части амелобластомы, составляющей звездчатый ретикулум. На рисунке, в представлен случай рецидива плексифорного варианта амелобластомы с ядерной ИГХ-реакцией на белок Ki-67 в клетках периферической зоны. Отмечается высокая плотность пролиферирующих клеток. На рисунке, г аналогичная реакция представлена в случае без рецидива, с небольшим количеством иммунопозитивных клеток.

При помощи U-критерия Манна—Уитни проведен анализ распределения пролиферирующих клеток (Ki-67) в зависимости от внеядерной и ядерной локлизации β-катенина в амелобластомах: анализ показал наличие статистически значимых различий (U=399,0; p=0,005). Выявлены взаимосвязи между ядерной локализацией β-катенина, показателями пролиферативной активности и наличием рецидива с помощью корреляционного анализа по Спирмену. Между индексом пролиферативной активности Ki-67 и ядерной локализацией β-катенина прослеживается достоверная положительная слабая корреляционная связь (r=0,312; p=0,006). Между наличием рецидива и ядерной локализацией β-катенина также прослеживается достоверная положительная слабая корреляционная связь (r=0,332; p=0,004). Связь выявлена также между наличием рецидива и пролиферативной активностью клеток амелобластомы (r=0,249; p=0,029).

В основе формирования и прогрессирования амелобластомы лежат комплексные патологические процессы. Многие гены, участвующие в развитии зубов, играют критическую роль в формировании амелобластомы [5]. Wnt-сигнальные молекулы являются ключевыми регуляторами во время одонтогенеза [6]. Нарушения экспрессии клеточных сигнальных молекул выявлены и в амелобластоме [7]. Однако клиническое значение подобных нарушений до настоящего времени остается не изученным. В настоящем исследовании показано, что при всех гистологических вариантах амелобластомы определяется ключевой белок Wnt-канонического сигнального пути — β-катенин. При его ядерной локализации происходят связывание с транскрипционным фактором T-cell factor/lymphoid и стимуляция экспрессии различных генов, включая cyclin D1, MMP-2 и MMP-9 [8]. Подобное распределение β-катенина наблюдается в большинстве злокачественных опухолей [9]. Настоящим исследованием показано, что ядерная локализация положительно коррелирует с пролиферативной активностью клеток амелобластомы и формированием рецидивов, развитие которых может быть связано с повышением активности матриксных металлопротеиназ, разрушающих внеклеточный матрикс и активирующих инфильтрирующий рост опухолевых клеток амелобластомы [10].

Итак, выявлены морфофункциональные особенности, связанные с активностью сигнального пути Wnt/β-катенина в развитии различных гистологических вариантов амелобластомы. Определена корреляционная связь между пролиферацией клеток амелобластомы и внутриядерным распределением β-катенина. Показано, что ядерная локализация β-катенина, характеризующая повышенную активность Wnt-сигнального пути в клетках амелобластомы, положительно коррелирует с формированием рецидивов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*Тел.: +7(499)940-9003