Keratinexpression im normalen und maligne transformierten Plattenepithel der Kopfdarmschleimhaut*

 

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Zusammenfassung

Keratine (Zytokeratine) sind die spezifischen Strukturproteine der intermediären Filamente (IF) in Epithelien. Ihre Expression im normalen und maligne transformierten Plattenepithel des Kopfdarms wurde mittels hochauflösender Gelelektrophorese, Immunblottechnik und Immunhistochemie (APAAP-Verfahren) untersucht. Das gesunde, primär nicht verhornende Plattenepithel exprimiert (unabhängig von der anatomischen Region der gewonnenen Schleimhautprobe) die Keratine 4, 5, 6 (basisch, Typ II oder B) und 13, 14 (sauer, Typ I oder A). Das Keratinprofil moderat differenzierter Plattenepithel-Karzinome erscheint demgegenüber durch die Verminderung bzw. durch den Verlust des spezifischen Paares K4/K13 ‚aberrant’. Dieser Unterschied wird erklärt durch die klonale Selektion von proliferations-kompetenten Epithelzellen (Basalzellen), die im gesunden Gewebe das K4/K13-expressive, suprabasale (‚terminal’ differenzierte) Kompartiment generieren, im Rahmen der malignen Transformation jedoch einen unvollständigen und/oder reversiblen Differenzierungsblock erworben haben, da einzelne Tumorzellen das saure Keratin 13 exprimieren und dadurch dem Malignom einen ausgesprochen heterogenen Charakter verleihen. Änderungen im Tumorstroma (Blutversorgung) und uneinheitliche Ansprechbarkeit der Tumorzellen gegenüber einem wesentlichen Mediator epithelialer Reifung (Vitamin A) werden als Mechanismen der terminalen Differenzierungs-Resistenz besprochen.

Summary

Keratins are alpha-type fibrous polypeptides which basically compose 10 nm thick or intermediate-sized filaments (IF) in almost all epithelial cells and tissues. Their patterns of expression in normal and malignant upper digestive tract squamous epithelium were monitored by high resolution gel electrophoresis, immunoblotting, and immunohistochemical techniques. Uninvolved epithelia, in all instances, were found to express keratins 4, 5, 6 and 13, 14 the members of the high molecular weight basic (type II or Type B) and of the low molecular weight acidic (type I or type A) subfraction, respectively. Cancers of squamous epithelial cell origin retain keratin synthesis. However, their overall patterns of keratin expression appeared aberrant when compared with those of normal epithelia. In particular, these differences result from highly proliferative tumour cells unable in most cases to synthesize keratins 4/13, a type II/type I keratin pair which specifically indicates in squamous primarily non-keratinizing epithelia completely, i.e. terminally differentiated (suprabasal or spinous) cells. The patch wise expression of acidic keratin 13 in related primaries confirms their heterogeneous phenotype, and may be explained, in part, by cancer cells no longer resistant to terminal differentiation as a result perhaps of an altered microenvironment and/or in response to various effects mediated by vitamin A. We discuss some problems pertinent to the biochemical analysis of keratin polypeptides in normal and involved epithelial tissues, and relate to the controversial question whether specific keratin members may actually candidate for markers of malignancy.