Abstract
シンデカン-1（CD138）は、様々な正常および悪性組織で発現することが知られている膜貫通プロテオグリカンである。 これは、腫瘍における差動発現の可能な予後的役割およびインダツキシマブ、細胞毒性剤と結合したモノクローナル抗体の標的としての役割のために 包括的に正常および腫瘍性組織におけるCD138を分析するために、我々は免疫組織化学的に検出可能なCD138発現2,518 85異なる腫瘍エンティティと76の異な データは、ＣＤ１ ３ ８発現が腫瘍において豊富であることを示した。 少なくとも時折弱いCD138免疫染色は、71の82（87％）異なる腫瘍タイプで検出することができ、58エンティティ（71％）は、強い陽性と少なくとも一つの腫瘍を持ってい 正常組織では，種々の器官の正常へん平上皮，胃腸管の杯および柱状細胞および肝細胞において特に強い発現が認められた。 ほとんどのヒト癌タイプの高度に標準化された分析は、CD138発現の頻度およびレベルに応じて腫瘍の順位付け順序をもたらした。 CD138免疫染色は、食道（100％）、子宮頸部（79.5％）、肺（85.7％）、膣（89.7％）または外陰部（73.3％）、および浸潤性尿路上皮癌（76.2％）からのような扁平上皮癌で最も高かった。 腺癌では、CD138は肺（82.9％）および結腸直腸癌（85.3％）でも高かったが、膵臓（73.3％）、胃（腸型で54.2％）、または前立腺癌（16.3％）ではしばしば低かった。 CD138発現は、通常、生殖細胞腫瘍、肉腫、甲状腺癌を含む内分泌腫瘍、および神経内分泌腫瘍において低または不在であった。 要約すると、様々な部位の扁平上皮癌における優先的発現は、これらの癌が利用可能になると、抗CD138治療のための主要な標的となる。 しかし多くの異なった正常なティッシュの豊富な表現は治療上のターゲットとしてCD138を開発することに障害を提起するかもしれません。
1. はじめに
Syndecan-1(CD138)は、syndecanファミリーの四つのメンバーの一つです。 それは細胞外であり、ヘパリンの硫酸塩およびコンドロイチンの硫酸塩を結合する3つの構造範囲から成っている細胞の表面蛋白質です。 Syndecan-1は、細胞-細胞および細胞-マトリックス相互作用に関連している。 それは、細胞増殖、遊走、および細胞骨格の組織化の調節に関与している。 正常組織では、CD138は形質細胞および様々な上皮細胞型で発現されることが知られている。
がんにおけるCD138の発現は、CD138を標的とする特定の薬物が現在臨床試験で評価されているため、潜在的な臨床的関心があります。
CD138を標的 形質細胞腫に関する第II相試験では、臨床的有効性および低い副作用が報告されている。 前臨床試験では，これらの抗体は三重陰性乳癌および黒色腫に対しても有効性を示した。 抗ＣＤ１ ３ ８療法が成功することが証明されるべきであるならば、他のＣＤ１ ３ ８陽性癌タイプも同様に、そのような治療から利益を得るかもしれない。
変化したCD138発現は、様々な悪性腫瘍で記載されています。 例えば、ｃｄ１ ３ ８の過剰発現は、乳癌、膀胱癌、胆嚢癌、膵臓癌、卵巣癌、子宮内膜癌、および前立腺癌において報告されている。 肺、頭頸部、胃、腎、および結腸直腸癌のような他の癌タイプにおいて、ＣＤ１ ３ ８発現は、隣接する正常上皮と比較して減少することが見出された。 これらの腫瘍型のいくつかにおいて、ＣＤ１ ３ ８発現の減少または増加のいずれかが、好ましくない腫瘍表現型および患者の予後不良に関連していた。 癌におけるCD138に関する以前の研究は、それらの免疫組織化学染色のための様々な異なる試薬およびプロトコルを適用している。 おそらく、このため、既存の文献は、異なる腫瘍タイプにおけるＣＤ１ ３ ８発現の有病率に関して非常に不一致である。 例えば、報告されたCD138陽性の範囲は、膀胱癌で26％から100％、扁平上皮肺癌で23％から89％、乳癌で33％から100％、食道の扁平上皮癌で50.5％から87％、子宮頸部の扁平上皮癌で24.7％から89.7％の範囲である。
これらの異種データを考えると、既存の文献は、CD138が特に重要な役割を果たすこれらの癌タイプを容易に決定することを可能にしていない。 腫瘍エンティティ間のcd138発現の有病率と強度を比較し、抗CD138薬の最適な候補であるかもしれないこれらの癌の種類を識別するために、我々はしたがって、2500以上の癌と76正常組織を1つの標準的なプロトコルを使用して分析しました。 この目的のために、85の異なる腫瘍タイプおよびサブタイプから最大50の異なる腫瘍を含む多腫瘍組織マイクロアレイ（TMA）を使用した。 我々の研究の結果は、高度にCD138発現腫瘍エンティティの広い範囲を識別します。
2. 材料および方法
2.1. 組織マイクロアレイ（TMAs）
我々は、正常なヒトおよび癌性ヒト組織におけるCD138発現を研究するために既存のTMAsの二つの異なるセットを使用しました。 最初のTMAは、76の異なる正常組織タイプ（一つのスライド上の608サンプル）の一つのサンプルで構成されていました。 第二のTMAは、3,642腫瘍タイプおよびサブタイプから85原発腫瘍の合計が含まれていました。 サンプルは、7つの異なるTMAブロック（414と522サンプルの間を含む）の間に分布していた。 ＴＭＡの組成は、結果の表１に記載されている。 すべてのサンプルはいずれも従来知られていたのアーカイブの病理学研究所、大学病院のハンブルク(ハンブルク,ドイツ)です。 各TMAブロックは、免疫染色の可能なスライド間変動性を制御するために、40の正常および腫瘍組織スポットを有する同一の標準対照セクションを含 組織は4％緩衝ホルマリンに固定され、その後パラフィンに埋め込まれた。 TMAのティッシュの点の直径は0.6mmだった。 インフォームドコンセントは必要ありませんでした。
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2.2. 免疫組織化学
新たにカットしたTMA切片は、一日に、一つの実験で免疫染色しました。 スライドを脱脂し、5分間の熱誘導抗原検索にさらされた121℃でのオートクレーブでpH9Dakoターゲット検索溶液緩衝液中。 総シンデカン−１に特異的な一次抗体（マウスモノクローナル抗体、clone JASY1、Dianova、Hamburg、Germany、希釈１：２ ０ ０）を、３ ７℃で６ ０分間適用した。 次いで、結合した抗体を、Ｅｎｖｉｓｉｏｎキット（Ｄａｋｏ，Ｇｌｏｓｔｒｕｐ，Ｄｅｎｍａｒｋ）を使用して、製造者の指示に従って可視化した。 腫瘍組織については、陽性上皮細胞の割合を推定し、染色強度を半定量的に記録した（0、1+、2+、および3+）。 統計的分析のために、染色結果は四つのグループに分類された。 染色のない腫ようは陰性と考えられた。 細胞の≥70％における1+染色強度および細胞の≥30％における2+強度を有する腫瘍は、弱く陽性であると考えられた。 細胞の>>>30％の腫瘍は強く陽性であると考えられた。 これらのカテゴリは、他の人と私たちが多数のIHC研究で使用している標準的なカットオフを表しています。
3. 結果
3.1. 技術的な問題
2,518(69%)3,642腫瘍組織サンプルの合計は、私たちのTMA分析で解釈可能でした。 分析の失敗の理由には、欠損試料の一部または明確な腫瘍細胞を欠いている試料が含まれていた。 サンプルの十分な数は、完全な正常組織評価を可能にするすべての76正常組織タイプのために分析可能であった。
3.2. 正常組織におけるシンデカン-1
正常組織におけるすべての陽性CD138免疫染色を表2に要約する。 CD138が豊富に主に様々な上皮細胞型で、発現していた。 様々な臓器の扁平上皮細胞（図1（a））、消化管の杯細胞（図1（b））、胆嚢の柱状細胞（図1（c））、および肝細胞（図1（d））でCD138の特に強い発現が観察された。 CD138染色は、以下の組織で検出されなかった：大動脈/内膜、大動脈/メディア、心臓（左心室）、骨格筋、骨格筋/舌、子宮筋層、筋肉壁虫垂、食道、胃、回腸、結腸降下、腎骨盤および膀胱、陰茎（亀頭/海綿体）、卵巣（間質）、脂肪組織（白）、脾臓、胸腺、卵巣（黄体）、卵巣（濾胞嚢胞）、甲状腺、小脳、大脳、下垂体（後葉）、脳下垂体（前葉）、および骨髄。
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(a)
(b)
(c)
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(e)
(f)
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免疫染色は、主に膜性であったが、時には細胞質にもあった。 時折間質染色も起こったが、この分析のために無視された。 CD138陽性は、2,518の分析可能な腫瘍のうち1,118で見られた（表1）。 CD138免疫染色は、330（13％）で弱いと考えられ、226（9％）で中moderate、および562腫瘍（22％）で強いと考えられた。 ＣＤ１ ３ ８発現を有する代表的な腫瘍組織スポットを、図１（ｅ）および１（ｈ）に示す。 少なくともいくつかのＣＤ１ ３ ８発現は、少なくとも１つの腫瘍が強い陽性を示した６ ０（７ １％）のカテゴリーを含む、我々の腫瘍カテゴリーの８ ５（８ ８％）のうち７ ５（８ ８％）で検出され いくつかのCD138は、すべての分析例で見られた腫瘍の種類は、基底細胞腺腫、結腸腺腫、食道の扁平上皮癌、顆粒細胞腫瘍、および卵巣ブレナー腫瘍が含まれてい 特に有意なCD138発現は、肛門癌（90.9％）、皮膚の扁平上皮癌（92.9％）、肝細胞癌（97.7％）、乳房の葉状癌（94.4％）、およびparotisの疣贅腫瘍（92.7％）でも検出された。 特に低または不在CD138免疫染色と腫瘍の種類には、精巣胚細胞腫瘍、いくつかの肉腫、黒色腫、悪性中皮腫、および小細胞膀胱癌が含まれていました。
4. 議論
この研究の結果は、ヒト腫瘍におけるシンデカン-1発現に関する包括的な概要を提供する。 このデータは、すべての起源器官にわたって、扁平上皮（および尿路上皮）癌腫が特にシンデカン—1を発現しやすく、しばしば高レベルで発現することを示 結腸および肺に由来する腺癌もまた高発現剤であるにもかかわらず、ＣＤ１ ３ ８免疫染色は、一般に、腺癌においてはそれほど強くなく、頻度が低いようであ これは腺癌および扁平上皮癌の両方が子宮頚部と食道のように起こる器官で最もよく目に見えます。 CD138発現の扁平上皮細胞優位性は、子宮頸癌、口腔癌、またはしばしばヒトパピローマウイルスに関連する肛門の扁平上皮癌のような同一の病因を有する癌でも明らかになる。 臨床的に重要ながんの種類は、腎臓と子宮内膜のがんであり、前立腺がん、甲状腺がんを含む内分泌腫瘍、神経内分泌腫瘍、生殖細胞がんでは陽性の頻度が低い。 いくつかの外れ値にもかかわらず、私たちのデータは文献とほぼ一致しています。 いくつかの他の研究者は、以前に扁平上皮癌におけるCD138発現の特に高レベルを説明していました。
85の異なる腫瘍の種類とサブタイプの標準化された評価は、癌におけるCD138発現のレベルに関するランキング順序を定義することができました。
これらのデータは、以前のデータが部分的に矛盾していたこれらの腫瘍タイプに特に有用であると考えている。 この研究はまた、CD138データがこれまでに欠けていた多くの関連する腫瘍タイプに関する情報を提供した。 これらには、例えば、外陰部および肛門管の扁平上皮癌、食道の腺癌、精巣のセミノーマ、胚性癌および卵黄嚢腫瘍、小細胞膀胱癌、膵臓の神経内分泌腫瘍、褐色細胞腫、胸腺腫、胃腸間質腫瘍(GIST)、血管肉腫、および平滑筋肉腫が含まれる。 さらに、いくつかの腫瘍タイプについてサブタイプ特異的データが得られ、以前の分析は、尿路上皮癌、乳房、子宮内膜、および卵巣癌などの腫瘍形態に関する詳細な情報が少ない腫瘍コホートに対して行われた。 これらのデータは、バイオマーカーまたは抗体を包括的に特徴付けるための多くの異なる腫瘍タイプおよび正常組織のサンプルからなるTmaの適合性の別の例を表している（以前の研究と比較した我々のデータの実証は図2に示されている）。
CD138タンパク質は、腫瘍に依存する腫瘍抑制機能および腫瘍促進機能を有することができる。 我々の腫瘍コホートは、任意の腫瘍病期または臨床転帰情報を欠いていた。 しかし、腫瘍進行の差動CD138発現の可変的な役割についての間接的な証拠は、関連する腫瘍サブタイプの比較から得られる。 例えば、結腸腺腫および非浸潤性膀胱腫瘍（ＰＴＡ）と比較して、結腸直腸腺癌および浸潤性尿路上皮癌（ＰＴ２−４）におけるＣＤ１ ３ ８の発現レベルが低いことは、これらの腫瘍における腫瘍進行と平行したＣＤ１ ３ ８の喪失を主張する。 その良性の対応オンコサイトーマと比較して発色性腎癌におけるCD138の低い発現はまた、遠位ネフロン尿細管から派生したこれらの腎臓癌における腫瘍の攻撃性にリンクされているCD138ダウンレギュレーションのための引数として表示されることがあります。 しかし、副腎腺腫よりも皮質副腎癌におけるCD138発現の高いレベルは、増加したCD138レベルは、これらの腫瘍の進行を伴うことが示唆されている。CD138は膜タンパク質であり、そのような抗体治療の潜在的な標的である。
CD138は膜タンパク質であり、抗体治療の潜在的な標的である。
D138陽性癌のための適切な治療法を開発するための努力があります。 CD138はindatuximab、他の薬剤を伴ってplasmacytomaおよび三重陰性の乳癌の前臨床調査で現在評価される細胞傷害性の代理店とつながれるモノクローナル抗体との抗腫瘍療法のための前臨床調査で使用される多発性骨髄腫の細胞の表面で過剰発現されるために示されました。 我々のデータに基づいて、扁平上皮癌は、起源のサイトに関係なく、そのような治療が効率的であることが証明され、利用可能になるべきであれば、抗CD138療法のさらなる可能性のある候補として浮上します。 様々な異なる器官からの扁平上皮を含む様々な正常組織におけるCD138の豊富な発現は、これらの治療の潜在的な副作用が現れるかもしれない様々なサイ
CD138発現解析は、現在、形質細胞の存在が慢性子宮内膜炎を示す骨髄および子宮内膜生検において、形質細胞を区別および定量するための日常的な診断病理学において使用されている。 別に二つの可能な例外から、我々のデータは、困難な診断状況での診断の手がかりを提供するSyndecan-1発現解析のためのほとんど証拠を提供しません。 肺腺癌の強い表現の高い流行と比較してmesotheliomaの低い表現はSyndecan-1がこれらの腫瘍の実体を区別するのを助ける抗体の長いリストに可能性としては加 シンデカン-1発現（10％）の低頻度は、最近また、腹膜中皮腫のために記載されています。 また、CD138は、肝臓の胆管細胞癌と比較して肝細胞癌で著しく高かった。 しかしながら、例えば、アルギナーゼまたはＢＳＥＰのような他の抗体は、これらの腫瘍実体のより良好な分離体である。
免疫組織化学のアプローチは、特に明視野可視化を使用する場合、タンパク質定量に最適ではないことは、この研究の限界である。
免疫組織化学のアプローチは、特に明視野可視化を使用する場合、タンパク質定量に最適ではないことがある。 重要なことに、免疫染色の欠如は、「陰性」の正常細胞または新生物細胞における生物学的に関連するＣＤ１ ３ ８発現を排除しない。 すべてのプロトコルは、以下の組織が陰性とみなされる検出しきい値を定義します。 この検出限界の上で、汚損の強度は蛋白質のある特定の定量化を可能にするが、これはより高い蛋白質の表現のレベルの場合には識別可能により強 他の人と私たちは、腫瘍関連間質におけるCD138発現の臨床的に関連する役割のための証拠があることを示しているが、さらに、時折間質染色は、我々の研究 しかし、間質染色はまれであり、意味のある分析のために癌の種類ごとに大きなサンプル数を必要とするであろう。要約すると、この研究は、ヒト腫瘍におけるCD138発現に関する包括的な概要を提供します。
要約すると、この研究は、ヒト腫瘍におけるCD138発現に 様々な部位の扁平上皮癌における優先的発現は、これらが利用可能になる可能性がある後、これらの癌は、抗CD138治療のための主要な標的になります。 しかし多くの異なった正常なティッシュの豊富な表現は治療上のターゲットとしてCD138を開発することに障害を提起するかもしれません。
データの可用性
この研究の知見を支持するために使用される免疫組織化学データは、記事内に含まれています。
利益相反
著者らは、この論文の出版に関して利益相反はないと宣言しています。
著者の貢献
JI、DP、C H-M、GS、RS、CM、およびC M-Kは、研究を考案し、設計し、データを分析し、原稿を起草しました。 Ｓ ｗ，ＣＦ，ＳＫは主要な免疫組織化学的分析のほとんどを行った。 GS、SK、およびRSは、この研究の当初の概念に関与していた。 TC、FB、FJ、およびC H-Mはデータを提供しました。 ＷＷ，ＶＣ，ＡＬ，ＡＨ，ＤＨ，ＧＳ，ＳＫ，ＫＭは組織処理，病理診断，免疫組織化学的分析に参加した。 DD、AB、CG、AM、GSおよびRSは材料、臨床フォローアップデータおよび技術援助を提供しました。 すべての著者は原稿を読み、承認した。
