абстрактно

Инфантилните хемангиоми, най-често срещаните тумори от детството, са съдови тумори, характеризиращи се с бързо разпространение на ендотелни клетки през първите няколко месеца от постнаталния живот, последвано от бавна спонтанна инволюция, чиято молекулярна патогенеза остава неясна. Неотдавнашната идентификация на експресията на развитието на специфични маркери на съдовата линия ни накара да характеризираме инфантилни хемангиоми за експресия на лимфния ендотелен рецептор хиалуронан-1 (LYVE-1), Prox-1, CD31 и CD34. Установихме, че LYVE-1, специфичен маркер за нормални и асоциирани с тумора лимфни съдове, се изразява силно в туморни клетки на инфантилни хемангиоми (n = 28), но не и в други съдови тумори, включително пиогенни грануломи (n = 19, P + също експресира CD34, но бяха отрицателни за лимфния специфичен хомеобокс протеин Prx 1. Въз основа на коекспресията на LYVE-1 и маркера на кръвния поток CD34, ние предлагаме ендотелните клетки в пролифериращите инфантилни хемангиоми да бъдат арестувани на ранен етап от съдовата диференциация. Хемангиомите могат да допринесат за техния бърз растеж през първите няколко месеца от живота.

Основното

Инфантилните хемангиоми, най-често срещаните тумори в детска възраст, са доброкачествени съдови пролиферации, съставени от гъсто натъпкани капиляри, съставени от ендотелни клетки и перицити, разширяващи се в лобуларен модел. 1 За разлика от съдовите малформации, инфантилните хемангиоми при раждането обикновено липсват или не се забелязват и се характеризират със забележително предсказуемо биологично поведение: бърза постнатална пролиферация и бавна спонтанна инволюция. 2 Инолуцията се характеризира с апоптоза и изчезване на капилярите, със заместване на разхлабена фиброзна или фиброзна тъкан. Инфантилните хемангиоми са по-чести при недоносени деца 3, но се различават от другите съдови тумори и малформации по специфичната си експресия на GLUT-1 глюкозен транспортен протеин. Молекулярната патогенеза на детските хемангиоми все още е загадка, отчасти поради неясната номенклатура на съдовите признаци 5 и липсата на специфични за родовете маркери на специфична съдова диференциация.

За разлика от това се установи, че инхибиторът на тъканната металопротеиназа-1, инхибиторът на ангиогенезата 12 и гените, индуцирани от интерферон, са повишени по време на фазата на инволюция. 15 Индукцията на интерферонови гени предоставя клинична обосновка за лечение на животозастрашаващи детски хемангиоми с рекомбинантен интерферон-α-2a, инхибитор на ангиогенезата 16, и може да обясни наскоро публикувани наблюдения на бърза инволюция на инфантилни хемангиоми след локално приложение на имунната система система. модулатор имиквимод. Интересното е, че епидермисът, покриващ пролифериращия инфантилен хемангиом, показва намалено интерферон-β имунооцветяване в сравнение с епидермиса на нормалната кожа, което предполага възможни паракринни ефекти на не-ендотелните клетки в патогенезата на детския хемангиом. Последните проучвания показват, че съдовете на инфантилния хемангиом и плацентата имат уникален имунофенотип, както се доказва от експресията на GLUT-1 антиген, мерозин, Fcγ RII антиген и Lewis Y, което предполага, че могат да възникнат инфантилни клетки-предшественици на хемангиома. от клетки, получени от плацентата или ангиобластите, те преминаха към плацентарния тип съдов фенотип. 19.

В това проучване изследвахме диференциацията на пролиферацията и инволюцията на инфантилни хемангиоми, специфични за съдовата линия, като използвахме няколко новоидентифицирани маркера на кръвоносни съдове и лимфни ендотелни клетки. Анализирахме 62 съдови лезии за експресия на панендотелния маркер CD31 и лимфния ендотелен рецептор хиалуронан-1 (LYVE-1), интегрален мембранен гликопротеин с молекулно тегло 60 kDa, считан за специфичен маркер за нормален лимфен лимфом и лимфом, свързан с лимфом. съдове. 21, 22

Материали и методи

Популация от пациенти и хистологичен анализ

Всички съдови лезии бяха изрязани в детската болница в Арканзас, Литъл Рок, през последните 5 години (1999-2003 г.), след получаване на информирано съгласие и одобрение от институционалната комисия за преглед. Тези съдови лезии включват инфантилни хемангиоми (n = 28), пиогенни грануломи (PG) (n = 19), интрамускулни хемангиоми (тип малък съд, n = 9), хемангиоми на пъпната връв (n = 2), вродени прогресивни хемангиоми (n = 1).)), Синовиална съдова малформация (n = 1) и черешов хемангиом (n = 1) (Таблица 1). Пациентите (възрастови граници от 2 месеца до 5 години) с пролиферативни (n = 19, средна възраст 7, 8 месеца) и инволютивни (n = 9, средна възраст 26, 3 месеца) инфантилни хемангиоми бяха добре представени, с подобно разпределение по пол и места, както е съобщено. при големи епидемиологични проучвания. Двама патолози (SSD и PEN) потвърдиха диагнозата на всички 62 съдови лезии.

Маса в пълен размер

Имунофлуоресцентни петна

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Статистически анализ

T-тестът на несдвоения студент беше използван за определяне на статистическата значимост (P-стойност) на експресията на LYVE-1.

резултатът

Експресия на LYVE-1 от ендотелни клетки на пролифериращи инфантилни хемангиоми

арестувани

Изображение в пълен размер

Изображение в пълен размер

За да определим дали експресията на LYVE-1 е специфична за инфантилни хемангиоми, ние изследвахме няколко други доброкачествени съдови тумори за тяхната имунореактивност към LYVE-1. В сравнение с пролифериращите инфантилни хемангиоми, експресията на LYVE-1 е била фокално и слабо открита само при 3/19 (15,8%, P

Изображение в пълен размер

Изображение в пълен размер

Намаляване на регулацията на експресията на LYVE-1 при инфантилни хемангиоми по време на инволюция

Анализът на инфантилните хемангиоми демонстрира липсата на LYVE-1 имунореактивност от повечето туморни ендотелни клетки по време на инволюция, докато CD31 експресията остава непроменена (Фигура 3). Всъщност 4/9 (44,4%) от инволютивните инфантилни хемангиоми са напълно отрицателни за експресията на LYVE-1 и само няколко капилярни лезии (

Експресията на LYVE-1 е намалена при инфантилни хемангиоми по време на инволюция. ( а ) а ( д ) Двойното имунофлуоресцентно оцветяване за LYVE-1 (зелено) и CD31 (червено) показва припокриване (жълто) в много ендотелни клетки на два пролифериращи инфантилни хемангиома (IH) от рамото на 8-месечно женско 8-месечно бебе, с изключение на местните лимфни съдове (стрелки). ( б ) а ( е ) Хистологията на серийните разрези показва лобове на съдова пролиферация. ( ° С ) а ( ж ) Двойното оцветяване за LYVE-1 и CD31 разкрива загуба на експресия на LYVE-1 от всички туморни съдове в два инволютни IH от горната писалка на 1-годишно дете и от скалпа. 8-месечно бебе женско, респ. Родните лимфоидни клетки (стрелки) и много моноцити (стрелки) са LYVE-1 +. ( д ) а ( з ) Хистологията на серийния разрез показва липса на съдова пролиферация и остатъчна фиброфата. Клетъчните ядра са оцветени в синьо с Hoechst ( а ), ( ° С ), ( д ) а ( ж ). Оригинално увеличение: × 200 ( а ) - ( з ).

Изображение в пълен размер

Изображение в пълен размер

Откриване на LYVE-1 положителни макрофаги при инфантилни хемангиоми

Открихме многобройни LYVE-1 + мононуклеарни клетки в пролиферацията (Фигура 2а) и инволютивен инфантилен хемангиом (Фигура 3в и g). За по-нататъшно характеризиране на тези клетки, извършихме двойно оцветяване с маркери на макрофаги, CD11b 25 и CD68 26 и LYVE-1. Открихме, че LYVE-1 + мононуклеарни клетки експресират CD11b и CD68 в пролифериращи и включващи инфантилни хемангиоми (Фигура 4), което ги идентифицира като макрофаги.

Изображение в пълен размер

Горските ендотелни клетки са в капан в съдовото развитие

Тъй като капилярите на инфантилните хемангиомни лезии експресират LYVE-1, специфичен лимфен маркер, ние оценихме тези тумори за експресия на линия на специфичен лимфен хомеобокс ген, Prox-1 и маркер, специфичен за кръвоносните съдове, CD34. Двойните имунофлуоресцентни багрила за LYVE-1/CD31 и LYVE-1/CD34 в серийни разрези показват, че LYVE-1 + ендотелните клетки също експресират CD34 (Фигура 5а и b). Двойното имунофлуоресцентно оцветяване на серийни срезове за LYVE-1/CD31 и Prox-1/CD31 показва, че всички туморни ендотелни клетки са отрицателни за Prox-1 (Фигура 5в и d). По този начин, инфантилните хемангиомни ендотелни клетки са LYVE-1 +, CD31 +, CD34 +, но Prox-1 -. Двойните багрила за LYVE-1/GLUT-1 ясно демонстрират, че туморните ендотелни клетки ко-експресират и двата протеина по време на фазата на пролиферация (Фигура 5е и f).

Изображение в пълен размер

дискусия

Въпреки голямото разпространение на детските хемангиоми в педиатричната популация, молекулярните събития, които водят до бързо разпространение и бавна инволюция на тези тумори, остават неясни. Тук демонстрираме, че хиалуроновият рецептор LYVE-1 се експресира специфично в ендотелните клетки на инфантилния хемангиом по време на пролиферативната фаза и се регулира надолу по време на инволюцията. В допълнение, ендотелните клетки на инфантилния хемангиом са Prox-1 -, SLC -, VEGFR-3 +, CD31 + и CD34 +. Този имунофенотип на ендотелните клетки е подобен на имунофенотипа на сърдечната вена по време на ранната нормална ембриогенеза, на етап, водещ до развитие на зрели кръвоносни съдове или до придобиване на лимфна пристрастност 27 (Фигура 6).

Арестувана хипотеза за съдово развитие. Лимфната компетентност на сърдечните вени се определя от имунофенотипа на ендотелните клетки: LYVE-1 +, Prox-1 -, SLC - VEGFR-3 +, CD31 + и CD34 +, както и инфантилните хемангиомни клетки. По време на нормалната ембриогенеза, ендотелните клетки на сърдечната вена могат да узреят в кръвоносни съдове или да получат лимфни отклонения, при появата на експресията на Prox-1, за да станат зрели лимфни съдове. Тази зрялост се определя от имунофенотипа на ендотелните клетки: LYVE-1 +, Prox-1 +, SLC +, VEGFR-3 +, CD31 + и CD34-. Ендотелните клетки при инфантилни хемангиоми показват анормален имунофенотип, подобен на този в кардинална вена с лимфна компетентност, което предполага, че тези клетки са арестувани в незрял стадий на съдово развитие, което води до тяхното бързо разпространение. Тъй като експресията на LYVE-1 е понижена, тези тумори регресират (участват) и се развиват в зрели кръвоносни съдове.

Изображение в пълен размер

След първоначалното формиране на съдовата система, субпопулация на венозни ендотелни клетки става компетентна да реагира на индуциращия сигнал лимфни клетки чрез експресиране на хомеобокс гена Prox-1 на ден ∼ E9.5. Нашите данни показват, че ендотелните клетки при инфантилни хемангиоми проявяват незрял имунофенотип, подобен на ендотелните клетки на сърдечната вена с лимфна компетентност, което предполага, че ендотелните клетки са арестувани на ранен етап от съдовото развитие. Този недиференциран фенотип може да обясни бързото им разпространение. Тъй като инфантилните хемангиоми се връщат, ендотелните клетки, заедно с понижаването на регулацията на LYVE-1, достигат до по-зрял имунофенотип, LYVE-1 -, Prox-1 -, SLC -, VEGFR-3 -, CD31 + и CD34 + и се развиват в зрели кръвоносни съдове (Фигура 6). Предполагаме, че соматичните мутации могат да доведат до спиране на узряването и клонално разширяване на ендотелните клетки на инфантилния хемангиом с незрял имунофенотип.

Изолирането на CD133 +/CD34 + ендотелни прогениторни клетки от пролифериращи инфантилни хемангиоми 8 подкрепя примитивния характер на тези ендотелни клетки, тъй като CD133 се експресира от ембрионален епител (невроепител, бъбреци и черва) 29 и CD34 + от ендотелни клетъчни прекурсори (хемангиобласти). Доказано е, че инфантилните хемангиоми споделят експресията на GLUT-1 антиген, мерозин, FcγRII антиген и Lewis Y антиген с човешка плацентарна микроваскулатура 19, допълнително насърчавайки феталната или ембрионалната природа на ендотелните клетки на инфантилния хемангиом. Тези резултати, заедно с нашите данни, предполагат присъщо нарушение на съзряването на ендотелните клетки на инфантилен хемангиом, което може да доведе до тяхната анормална пролиферация.

Накратко, нашето проучване демонстрира за първи път специфичната експресия на LYVE-1 в ендотелните клетки на инфантилни хемангиоми по време на фазата на пролиферация и понижаване на регулацията по време на фазата на призоваване. Това идентифицира LYVE-1 като нов маркер на пролиферация на инфантилен хемангиом, тъй като GLUT-1 се експресира по време на двете фази. Анализът на специфични маркери на кръв и лимфни ендотелни клетки, CD34 и Prox-1, показа, че инфантилните хемангиомни ендотелни клетки имат имунофенотип, подобен в това отношение на ембрионалната вена по време на нормалното съдово развитие. Предлагаме инфантилните ендотелни клетки на хемангиома да бъдат арестувани в ранния стадий на съдова диференциация, с важни последици за патогенезата на бързата постнатална пролиферация.

Благодаря

Благодарим на L Janes, L Nguyen и A Mizeracki за професионална техническа помощ; K Alitalo за осигуряване на Prox1 антитела; и DG Jackson за даряването на LYVE-1 антитялото. Тази работа беше подкрепена от NIH/NCI Grants CA69184, CA86410 и CA91861 (MD), гранта за обучение по патология на NIH (SSD) и Центъра за дермални биологични изследвания чрез споразумение от Масачузетската обща болница/Shiseido Co. ООД (MD),