[A change in the expression of membrane-associated proteins and cytoplasmic actin isoforms in the progression of human colon tumors]

Arkh Patol. 2017;79(2):15-21. doi: 10.17116/patol201779215-21.
[Article in Russian]

Abstract

Tumor progression is a complex process that also involves the restructuring of the actin cytoskeleton and the weakening of intercellular adhesive contacts due to the tumor cells that pass through the epithelial-mesenchymal transition (EMT).

Aim: Тo identify correlations between clinical features, risk of progression and/or recurrence of human colon adenocarcinomas (CAC), and EMT-related tumor markers.

Material and methods: Descending colon and sigmoid colon adenocarcinoma samples were examined immunohistochemically. Formalin-fixed paraffin-embedded tissue sections were incubated with antigen-specific antibodies, then secondary antibodies labeled with fluorochromes, and the fluorescence intensity of microscopy images was analyzed.

Results: The cells of a tumor compared to those of intact colon tissue showed a weak staining of E-cadherin in the cell-cell contact areas. The reduced membrane staining and nuclear localization of β-catenin were detected in moderately (G2) and poorly (G3) differentiated tumors. There were substantially decreased β-actin levels in almost all tumor samples and increased γ-actin ones, mainly in the samples belonging to stage IV disease.

Conclusion: A correlation was found between stage, tumor differentiation grade, risk for relapse or progression of disease, and the impaired expression of different EMT markers: total or partial loss of E-cadherin expression, β-catenin reorganization in cell-cell contacts, and a change in the ratio of cytoplasmic actin isoforms in the late stages of CAC development. We believe that these molecular markers may have a prognostic potential.

Опухолевая прогрессия - это комплексный процесс, который затрагивает в том числе перестройку актинового цитоскелета и ослабление адгезионных межклеточных контактов за счет прохождения опухолевыми клетками эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП). Цель исследования - выявление корреляций между клиническими характеристиками, уровнем риска прогрессии и/или рецидивирования аденокарцином толстой кишки (АТК) человека и опухолевыми маркерами, ассоциированными с ЭМП. Материал и методы. Проведено иммуногистохимическое исследование образцов аденокарцином нисходящей ободочной и сигмовидной кишки. Срезы фиксированных формалином парафинизированных блоков инкубировали с антигенспецифичными антителами, затем вторичными антителами, меченными флюорохромами, и проводили анализ интенсивности флюоресценции полученных при микроскопии изображений. Результаты. В опухолевых клетках по сравнению с нормальной тканью толстой кишки наблюдалось слабое окрашивание Е-кадгерина в зонах межклеточных контактов. Снижение мембранной окраски и ядерная локализация β-катенина детектировались в умеренно дифференцированных G2-опухолях и низкодифференцированных G3-опухолях. Значимое снижение количества β-актина наблюдалось практически во всех опухолевых образцах, а увеличение количества γ-актина - в основном в образцах, относящихся к IV стадии заболевания. Заключение. Выявлена связь между стадией, дифференцировочным статусом опухоли, риском развития рецидива или прогрессией заболевания и нарушениями экспрессии различных маркеров ЭМП: полная или частичная потеря экспрессии Е-кадгерина и реорганизация β-катенина в межклеточных контактах, а также изменение соотношения цитоплазматических изоформ актина на поздних стадиях развития АТК. Мы полагаем, что данные молекулярные маркеры могут обладать прогностическим потенциалом.

MeSH terms

  • Actins / genetics
  • Adenocarcinoma / genetics*
  • Adenocarcinoma / pathology
  • Cadherins / genetics*
  • Carcinogenesis / genetics*
  • Caveolin 1 / genetics
  • Colonic Neoplasms / genetics*
  • Colonic Neoplasms / pathology
  • Cytoplasm
  • Epithelial-Mesenchymal Transition
  • Female
  • Gene Expression Regulation, Neoplastic / genetics
  • Humans
  • Male
  • Membrane Proteins / genetics
  • Neoplasm Staging
  • Protein Isoforms / genetics
  • beta Catenin / genetics*

Substances

  • Actins
  • Cadherins
  • Caveolin 1
  • Membrane Proteins
  • Protein Isoforms
  • beta Catenin