Урология №5 / 2016
Базально-люминальная дифференцировка эпителиальных клеток при раке предстательной железы сочетается с признаками эпителиально-мезенхимного перехода и миграции эпителия в мезенхиму
Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург; Городская многопрофильная больница № 2 Минздрава РФ, Санкт-Петербург; Северо-Западный федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова Минздрава РФ, Санкт-Петербург; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И. И. Мечникова Минздрава РФ
Цель работы: у больных раком предстательной железы (РПЖ) проследить за судьбой малигнизированных клеток базального слоя эпителия предстательной железы (ПЖ) в ходе их дифференцировки в люминальные клетки и/или миграции в мезенхиму.
Материалы и методы: в работе использовали гистологическую и иммуногистохимическую окраску маркеров базального слоя ПЖ: цитокератина 5 (ЦК5), Е-кадхерина и AMACR, а также иммуноблот с целью оценки продукции тех же маркеров в эпителиальном и стромальном компартментах малигнизированной и нормальной ткани ПЖ пациентов с РПЖ.
Результаты: обнаружено, что при РПЖ происходит утрата клеток базального слоя эпителия в опухолевой ткани ПЖ, сопряженная с полной потерей продукции ЦК5, повышением уровня Е-кадхерина и AMACR в люминальном эпителии и появлением в стромальном компартменте ПЖ клеток, продуцирующих Е-кадхерин и AMACR.
Обсуждение: полученные данные позволяют предположить, что трансформация клеток базального слоя эпителия при РПЖ сопряжена с их дифференцировкой в люминальные клетки и с миграцией в окружающую мезенхиму в результате ЭМП.
Заключение: патогенез РПЖ связан с изменением судьбы эпителиальных клеток и уровня экспрессии их маркеров, оценка которых может быть использована для изучения механизмов заболевания и поиска новых подходов к его диагностике и терапии.
Введение. РПЖ является четвертым по частоте раковым заболеванием в популяции и вторым – среди мужского населения во всем мире, количество новых случаев РПЖ в 2012 г. составило 15% от числа всех раковых заболеваний у лиц мужского пола [1]. РПЖ – возрастное заболевание; с 2007 по 2011 г. 0,6% заболеваний было выявлено среди пациентов 35–44 лет; 9,7% – 45–54; 32,7% – 55–64; 36,3% – 65–74; 16,8% – 75–84 лет и 3,8% – после 85 лет [2]. Вследствие старения населения во всем мире и усовершенствования методов диагностики заболеваний ПЖ число зарегистрированных случаев РПЖ прогресcивно растет [3], однако проблема ранней диагностики этого заболевания остается актуальной [4].
Эпителиальная ткань ПЖ формируется клетками трех типов: люминальных, базальных и нейроэпителиальных [5]. Люминальные клетки составляют основную массу эпителия ПЖ, они выполняют секреторную функцию, экспрессируют цитокератины (ЦК) 8, 18, рецептор для андрогенов, простатспецифический антиген (ПСА), маркерный белок Nkx3.1 [6]. Клетки базального слоя формируют базальную мембрану, отделяют эпителиальную ткань от подлежащей мезенхимы, продуцируют ЦК5, 14, белок семейства опухолевого супрессора р53–р63 и формируют нишу для тканеспецифических стволовых клеток (СК) [7]. Нейроэндокринные клетки представляют третий и самый малочисленный тип клеток эпителия ПЖ, функция которого не установлена [8].
В ткани простаты при РПЖ доминирует люминальный фенотип, поэтому в начале изучения патогенеза этого заболевания считалось, что мишенью раковой трансформации являются люминальные клетки. В последующем оказалось, что РПЖ рецидивирует после антигормональной терапии, к которой чувствительны люминальные, а не базальные клетки. Первичные культуры трансформированных базальных клеток ПЖ принимают люминальный фенотип [9]. При трансплантации под капсулу почки иммунодефицитных мышей вместе с эмбриональными мезенхимными клетками урогенитального синуса базальные, но не люминальные клетки ПЖ формируют железистые структуры, которые содержат все типы эпителиальных клеток этого органа [10]. При инфицировании сортированных с помощью проточной цитометрии эпителиальных клеток ПЖ лентивирусами, содержащими различные онкогены, только базальные клетки формируют аденокарциномы [11].
В литературе обсуждается точка зрения о патогенетической роли нарушения программы эпителиальной дифференцировки в инициации РПЖ. Более чем в 50% случаев РПЖ идентифицированы рекомбинантные белки TMPRSS2-Ets, которые формируются в результате хромосомной транслокации [12]. Возможно, такие белки вызывают дифференцировку базальных клеток при РПЖ. На моделях трансгенных животных экспрессия рекомбинантных белков, содержащих Ets, вызывает РПЖ и редукцию клеток базального слоя в случае дополнительной продукции факторов Erg и Etv1 [13, 14].
По современным представлениям, возникновение и метастазирование опухоли инициируются небольшой субпопуляцией раковых стволовых клеток (РСК), обладающих, подобно нормальным СК, способностью к самоподдержанию и дифференцировке в разнообразные клеточные типы, составляющие ткань опухоли [15–17]. Раковые СК формируются в результате эпителиально-мезенхимного перехода (ЭМП), в ходе которого поляризованные неподвижные эпителиальные клетки теряют полярность и превращаются в подвижные мезенхимные циркулирующие клетки [18]. Способность к ЭМП наделяет РСК при различных формах рака метастатическими свойствами. ЭМП регулируется специфическими транскрипционными факторами Snail, Zeb, Twist (ТФ-ЭМП), экспрессия которых носит тканеспецифический характер [19]. Эти факторы транскрипционно подавляют экспрессию Е-кадхерина и способствуют продукции мезенхимных факторов полярности.
Клетки базального слоя имеют более мезенхимный фенотип по сравнению с люминальными клетками, что связано с экспрессией генов, ассоциированных с ЭМП. Например, мкРНК miR-200, которая позитивно регулирует экспрессию Е-кадхерина, продуцируется на более высоком уровне в люминальных по сравнению с базальными клетках. Механизм действия miR-200 связан с уменьшением продукции транскрипционных факторов Zeb1 и Zeb2, тормозящих синтез Е-кадхерина [20]. Возможно, при РПЖ клетки базального слоя приобретают вследствие ЭМП мезенхимный фенотип и покидают железистую ткань, мигрируя в ткань ПЖ.
Цель настоящей работы – проследить за судьбой малигнизированных клеток базального слоя эпителия предстательной железы (ПЖ) больных раком предстательной железы (РПЖ) в ходе их дифференцировки в люминальные клетки и/или миграции в мезенхиму.
Материалы и методы. Образцы ткани ПЖ получали от пациентов, подвергшихся радикальной простатэктомии по поводу РПЖ в урологическом отделении 2-й городской клинической больницы Санкт-Петербурга в соответствии с протоколом этического комитета СПбГБУЗ «Городская многопрофильная больница № 2». Пробы, содержащие опухолевый узел или окружающую его нормальную ткань, помещали в пробирки с 5 мл стер...
