реферат
Дитячі гемангіоми, найпоширеніші пухлини дитячого віку, - це судинні пухлини, що характеризуються швидкою проліферацією ендотеліальних клітин протягом перших кількох місяців післяпологового життя з подальшою повільною спонтанною інволюцією, молекулярний патогенез якої залишається незрозумілим. Нещодавнє виявлення експресії розвитку специфічних маркерів судинної лінії призвело до того, що ми охарактеризували дитячі гемангіоми для експресії лімфатичного ендотеліального рецептора гіалуронан-1 (LYVE-1), Prox-1, CD31 і CD34. Ми виявили, що LYVE-1, специфічний маркер для нормальних та асоційованих з пухлинами лімфатичних судин, сильно експресується в пухлинних клітинах дитячих гемангіом (n = 28), але не в інших судинних пухлинах, включаючи піогенні гранульоми (n = 19, P + також експресував CD34, але був негативним для лімфатичного специфічного гомеобоксного білка Prx 1. На основі співіснування LYVE-1 та маркера крові CD34 ми пропонуємо арештувати ендотеліальні клітини в проліферуючих інфантильних гемангіомах на ранній стадії судинної диференціації. Гемангіоми можуть сприяти їх швидкому зростанню протягом перших кількох місяців життя.
Головний
Інфантильні гемангіоми, найпоширеніші пухлини в дитячому віці, - це доброякісні судинні розростання, що складаються з щільно упакованих капілярів, що складаються з ендотеліальних клітин і перицитів, що розширюються в дольковій структурі. 1 На відміну від судинних вад розвитку, інфантильні гемангіоми при народженні зазвичай відсутні або непомітні і характеризуються надзвичайно передбачуваною біологічною поведінкою: швидкою постнатальною проліферацією та повільною спонтанною інволюцією. 2 Вливання характеризується апоптозом та зникненням капілярів із заміщенням пухкої фіброзної або фіброзної тканини. Дитячі гемангіоми частіше зустрічаються у недоношених дітей 3, але відрізняються від інших судинних пухлин та вад розвитку своєю специфічною експресією білка-транспортера глюкози GLUT-1. Молекулярний патогенез дитячих гемангіом досі залишається загадкою, частково через неясну номенклатуру судинних ознак 5 та відсутність специфічних для лінії маркерів специфічної судинної диференціації.
Навпаки, виявлено, що інгібітор тканинної металопротеїнази-1, інгібітор ангіогенезу 12 та гени, індуковані інтерфероном, збільшуються під час фази інволюції. Індукція генів інтерферону забезпечує клінічне обгрунтування лікування небезпечних для життя дитячих гемангіом рекомбінантним інтерфероном-α-2a, інгібітором ангіогенезу 16, і може пояснити нещодавно опубліковані спостереження за швидкою інволюцією інфантильних гемангіом після місцевого застосування імунітету. система. модулятор іміквімоду. Цікаво, що епідерміс, що лежить над проліферуючою інфантильною гемангіомою, демонструє знижений рівень імунозабарвлення інтерферону β порівняно з епідермісом нормальної шкіри, що свідчить про можливі паракринні ефекти неендотеліальних клітин у патогенезі інфантильної гемангіоми. Недавні дослідження показали, що судини інфантильної гемангіоми та плаценти мають унікальний імунофенотип, про що свідчить експресія антигену GLUT-1, мерозину, антигену Fcγ RII та Льюїса Y, припускаючи, що можуть виникати клітини-попередники інфантильної гемангіоми. з клітин, отриманих з плаценти або ангіобластів, вони перейшли на плацентарний тип фенотипу судин. 19
У цьому дослідженні ми вивчали диференціацію проліферації та інволюції інфантильних гемангіом, специфічних для судинної лінії, використовуючи кілька нещодавно виявлених маркерів судин та лімфатичних ендотеліальних клітин. Ми проаналізували 62 судинні ураження для експресії пандендоліального маркера CD31 та лімфатичного ендотеліального рецептора гіалуронан-1 (LYVE-1), цілісного мембранного глікопротеїну з молекулярною масою 60 кДа, що вважається специфічним маркером для нормальної лімфатичної лімфоми та лімфоми, асоційованої з лімфома. судини. 21, 22
Матеріали і методи
Населення пацієнтів та гістологічний аналіз
Усі ураження судин вирізали в дитячій лікарні Арканзасу, Літл-Рок, протягом останніх 5 років (1999-2003 рр.) Після отримання поінформованої згоди та схвалення інституційної комісії з огляду. Ці ураження судин включали дитячі гемангіоми (n = 28), піогенні гранульоми (PG) (n = 19), внутрішньом’язові гемангіоми (тип дрібних судин, n = 9), гемангіоми пуповини (n = 2), вроджені прогресуючі гемангіоми (n = 1).)), Вади розвитку синовіальних судин (n = 1) та гемангіома вишні (n = 1) (табл. 1). Пацієнти (віковий діапазон від 2 місяців до 5 років) з проліферативними (n = 19, середній вік 7, 8 місяців) та еволюційними (n = 9, середній вік 26, 3 місяці) інфантильними гемангіомами були добре представлені, з однаковим гендерним розподілом та місця, як повідомляється. у великих епідеміологічних дослідженнях. Два патологи (SSD та PEN) підтвердили діагноз усіх 62 уражень судин.
Стіл в натуральну величину
Імунофлюоресцентні плями
Стіл в натуральну величину
Стіл в натуральну величину
Статистичний аналіз
Непарний t-тест Стьюдента використовували для визначення статистичної значущості (значення P) виразу LYVE-1.
результат
Експресія LYVE-1 ендотеліальними клітинами проліферуючих інфантильних гемангіом
Повнорозмірне зображення
Повнорозмірне зображення
Щоб визначити, чи експресія LYVE-1 була специфічною для дитячих гемангіом, ми дослідили кілька інших доброякісних судинних пухлин на предмет їх імунореактивності на LYVE-1. Порівняно з проліферуючими інфантильними гемангіомами, експресія LYVE-1 була фокально і слабко виявлена лише у 3/19 (15,8%, Р
Повнорозмірне зображення
Повнорозмірне зображення
Зниження регуляції експресії LYVE-1 в інфантильних гемангіомах під час інволюції
Аналіз інфантильних гемангіом продемонстрував відсутність імунореактивності LYVE-1 у більшості ендотеліальних клітин пухлини під час інволюції, тоді як експресія CD31 залишалася незмінною (рис. 3). Насправді 4/9 (44,4%) евольвентних інфантильних гемангіом були повністю негативними щодо експресії LYVE-1 та лише кількох уражень капілярів (
Експресія LYVE-1 знижується в дитячих гемангіомах під час інволюції. ( a ) a ( e ) Подвійне імунофлуоресцентне фарбування для LYVE-1 (зелене) та CD31 (червоне) показує перекриття (жовте) у багатьох ендотеліальних клітинах двох проліферуючих інфантильних гемангіом (ІГ) з руки 8-місячної жінки 8-місячного віку, виключаючи рідні лімфатичні судини (стрілки). ( b ) a ( f ) Гістологія серійних зрізів показує частки проліферації судин. ( c ) a ( g ) Подвійне фарбування LYVE-1 та CD31 виявило втрату експресії LYVE-1 з усіх судин пухлини у двох евольвентних ІГ із верхньої ручки 1-річної дитини та зі шкіри голови. 8-місячна дитина-самка, відп. Рідні лімфоїдні клітини (стрілки) та багато моноцитів (стрілки) є LYVE-1 +. ( d ) a ( h ) Гістологія серійного зрізу показує відсутність судинної проліферації та залишкових фіброфат. Клітинні ядра забарвлені синім кольором за допомогою Hoechst ( a ), ( c ), ( e ) a ( g ). Початкове збільшення: × 200 ( a ) - ( h ).
Повнорозмірне зображення
Повнорозмірне зображення
Виявлення позитивних макрофагів LYVE-1 в дитячих гемангіомах
Ми виявили численні мононуклеарні клітини LYVE-1 + у проліферації (рис. 2а) та еволюційну інфантильну гемангіому (рис. 3в та g). Для подальшої характеристики цих клітин ми провели подвійне фарбування маркерами макрофагів, CD11b 25 та CD68 26 та LYVE-1. Ми виявили, що мононуклеарні клітини LYVE-1 + експресували і CD11b, і CD68 у проліферуючих та залучених інфантильних гемангіомах (рис. 4), що ідентифікувало їх як макрофаги.
Повнорозмірне зображення
Ендотеліальні клітини лісу потрапляють у розвиток судин
Оскільки капіляри дитячих уражень гемангіоми експресували LYVE-1, специфічний лімфатичний маркер, ми оцінювали ці пухлини на предмет експресії лінії специфічного лімфатичного гена гомеобокса, Prox-1, та маркера, специфічного для судин, CD34. Подвійні імунофлуоресцентні барвники для LYVE-1/CD31 та LYVE-1/CD34 у серійних зрізах показали, що клітини ендотелію LYVE-1 + також експресують CD34 (рис. 5а та b). Подвійне імунофлюоресцентне фарбування серійних зрізів для LYVE-1/CD31 та Prox-1/CD31 показало, що всі ендотеліальні клітини пухлини були негативними щодо Prox-1 (рис. 5c та d). Таким чином, ендотеліальними клітинами інфантильної гемангіоми є LYVE-1 +, CD31 +, CD34 +, але Prox-1 -. Подвійні барвники для LYVE-1/GLUT-1 чітко продемонстрували, що ендотеліальні клітини пухлини спільно експресують обидва білки під час фази проліферації (рис. 5е та f).
Повнорозмірне зображення
обговорення
Незважаючи на високу поширеність інфантильних гемангіом у дитячій популяції, молекулярні події, що призводять до швидкого розростання та повільної інволюції цих пухлин, залишаються незрозумілими. Тут ми демонструємо, що рецептор гіалурону LYVE-1 специфічно експресується в ендотеліальних клітинах інфантильної гемангіоми під час фази проліферації і регулюється під час інволюції. Крім того, ендотеліальними клітинами інфантильної гемангіоми є Prox-1 -, SLC -, VEGFR-3 +, CD31 + і CD34 +. Цей імунофенотип клітин ендотелію подібний до імунофенотипу серцевої вени під час раннього нормального ембріогенезу, на стадії, що веде до розвитку зрілих кровоносних судин або до набуття лімфатичного зміщення 27 (рис. 6).
Гіпотеза розвитку судин заарештована. Лімфатична компетентність серцевих вен визначається імунофенотипом клітин ендотелію: LYVE-1 +, Prox-1 -, SLC - VEGFR-3 +, CD31 + і CD34 +, а також клітинами інфантильної гемангіоми. Під час нормального ембріогенезу ендотеліальні клітини серцевої вени можуть дозрівати до кровоносних судин або набувати лімфатичного зміщення, з настанням експресії Prox-1, стаючи зрілими лімфатичними судинами. Ця зрілість визначається імунофенотипом ендотеліальних клітин: LYVE-1 +, Prox-1 +, SLC +, VEGFR-3 +, CD31 + та CD34-. Ендотеліальні клітини в інфантильних гемангіомах демонструють аномальний імунофенотип, подібний до кардинальної вени з лімфатичною компетенцією, що свідчить про те, що ці клітини затримуються на незрілій стадії розвитку судин, що призводить до їх швидкого розростання. Оскільки експресія LYVE-1 знижена, ці пухлини регресують (залучаються) і переростають у зрілі судини.
Повнорозмірне зображення
Після початкового формування судинної системи субпопуляція венозних ендотеліальних клітин стає компетентною відповідати на сигнал, що індукує лімфатичні клітини, експресуючи ген гомеобокса Prox-1 в день ∼ E9.5. Наші дані дозволяють припустити, що ендотеліальні клітини в інфантильних гемангіомах демонструють незрілий імунофенотип, подібний ендотеліальним клітинам серцевої вени з лімфатичною компетенцією, що свідчить про те, що ендотеліальні клітини арештовуються на ранній стадії розвитку судин. Цей недиференційований фенотип може пояснити їх швидке поширення. По мірі повернення інфантильних гемангіом ендотеліальні клітини разом зі зниженням регуляції LYVE-1 досягають більш зрілого імунофенотипу, LYVE-1 -, Prox-1 -, SLC -, VEGFR-3 -, CD31 + і CD34 +, і розвиваються в зрілі кровоносні судини (рис. 6). Ми припускаємо, що соматичні мутації можуть призвести до зупиненого дозрівання та клонального розширення ендотеліальних клітин інфантильної гемангіоми з незрілим імунофенотипом.
Виділення клітин-попередників ендотелію CD133 +/CD34 + із проліферуючих інфантильних гемангіом 8 підтримує примітивний характер цих ендотеліальних клітин, оскільки CD133 експресується ембріональним епітелієм (нейроепітелієм, нирками та кишечником) 29 та CD34 + попередниками ендотеліальних клітин (гемангіобластами). Показано, що інфантильні гемангіоми поділяють експресію антигену GLUT-1, мерозину, антигену FcγRII та антигену Льюїса Y з мікропластичною мікросудиною 19 людини, сприяючи подальшій внутрішньоутробній та ембріональній природі ендотеліальних клітин гемангіоми інфантильної. Ці результати, разом з нашими даними, свідчать про внутрішнє порушення дозрівання ендотеліальних клітин дитячої гемангіоми, що може призвести до їх аномальної проліферації.
Коротко, наше дослідження вперше демонструє специфічну експресію LYVE-1 в ендотеліальних клітинах інфантильних гемангіом під час фази проліферації та зниження регуляції під час фази спонукання. Це визначає LYVE-1 як новий маркер проліферації інфантильної гемангіоми, оскільки GLUT-1 експресується протягом обох фаз. Аналіз специфічних маркерів крові та лімфатичних ендотеліальних клітин, CD34 та Prox-1, показав, що ендотеліальні клітини інфантильної гемангіоми мають імунофенотип, подібний у цьому відношенні до ембріональної вени під час нормального розвитку судин. Ми пропонуємо арештувати дитячі ендотеліальні клітини гемангіоми на ранній стадії судинної диференціації, що має важливе значення для патогенезу швидкої постнатальної проліферації.
Дякую
Ми дякуємо L Janes, L Nguyen та A Mizeracki за професійну технічну допомогу; K Alitalo для забезпечення антитіл до Prox1; та Д. Г. Джексон за донорство антитіла LYVE-1. Цю роботу підтримали гранти NIH/NCI CA69184, CA86410 та CA91861 (MD), грант з навчання патології NIH (SSD) та Центр шкірних досліджень біології за допомогою угоди Массачусетської загальної лікарні/Shiseido Co. ТОВ (Доктор медичних наук),