Pathologie des Nervensystems IV

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1 Pathologie des Nervensystems IV Spezielle Immunmorphologie neurogener Geschwülste Von K. Schwechheimer Mit 53 zum Teil farbigen Abbildungen in 227 Einzeldarstellungen ' Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo HongKong

2 Inhaltsverzeichnis A. Einleitung 1 B. Bestandteile des Zytoskeletts: Intermediärfilamentproteine und Desmoplakine 3 I. Zytoskelettproteine 3 1. Definition 3 2. Intermediärfilamentproteine 3 3. Desmosomenproteine 6 II. Expression von Intermediärfilamentproteinen und Desmoplakinen in Tumoren 7 1. Neuroepitheliale Tumoren 7 a) GFAP in Astrozytomen, Ependymomen und Glioblastomen. 7 b) GFAP in Oligodendrogliomen 13 c) Ko-Expression von GFAP und Vimentin Neuronale Tumoren Pineozytome Embryonale zentrale neuroepitheliale Tumoren a) Definition 24 b) Medulloblastome 24 c) Retinoblastome 28 d) Olfaktorius-Neuroblastome (Aesthesioneuroblastome) e) Andere Formen Nervenscheidentumoren 30 a) Intermediärfilamentexpression 30 b) Extraneurales Vorkommen von GFAP 34 c) Laminin Meningeome 36 a) Vimentin-Desmoplakin-Zytoskelett 36 b) Zytokeratin-Expression 40 c) Papilläres Meningeom. 42 d) Angioblastisches Meningeom 42 e) Zusammenfassung 43 f) Epithelial Membrane Antigen (EMA) Primäre epitheliale intrakranielle Tumoren und tumorähnliche Läsionen 45 a) Plexuspapillome 45 b) Ependymome 48 c) Hypophysenadenome 50

3 X Inhaltsverzeichnis j d) Zysten 52 f e) Kraniopharyngeome 53 '", f) Keimzelltumoren 53 [ g) Zusammenfassung 55 ' 8. Metastasen 55 ( a) Zytokeratin-Desmoplakin-Zytoskelett 55 b) Expression selektiver Zytokeratinpolypeptide 57 c) Vimentin in malignen Melanomen 60 \ d) Ko-Expression von Zytokeratinen/Desmoplakinen und Vimentin 60 e) Differentialdiagnostische Bedeutung 61 f) Weitere Marker epithelialer Differenzierung: Involucrin, Filaggrin, Villin und Fimbrin 61 ä) Involucrin 62 ß) Filaggrin 62 Y) Villin 62 5) Fimbrin 63 g) Organtypische Marker 63 h) Spezielle monoklonale epitheliale Antikörper Intrakranielle und intraspinale mesenchymale Tumoren a) Vimentin-Expression 63 b) Zytokeratin-Expression 65 c) Desmin-Expression 65 d) Weitere Marker myogener Differenzierung 67 e) Besondere Zytoskelettkonstellationen einzelner Weichteiltumoren 67 ä) Chordom 67 ß) Hämangioblastom 68 y) Gliosarkom/Sarkogliom 69 5) Ewing-Sarkom 70 f) Weitere Marker Tumoren des autonomen Nervensystems und neuroendokrine Tumoren 70 a) Zytokeratin-bildende Tumoren 71 b) Nicht-epitheliale Neurofilament-bildende Tumoren a) Phäochromozytom 72 ß) Paragangliom 72 Y) Sustentakularzellen 72 5) Neuroblastom Maligne periphere neuroektodermale Tumoren (MPNT) ; III. Zusammenfassung 74 C. Marker spezifischer Zelltypen des zentralen, peripheren und autonomen Nervensystems» 77 I. Marker für Astroglia Protein S

4 Inhaltsverzeichnis XI a) Biochemische Charakterisierung 78 b) Zelluläre Verteilung 79 c) Immunreaktivität in Tumoren 80 d) Neuroepitheliale Tumoren 80 ß) Neuronale Tumoren 85 /) Pineozytom 85 <5) Embryonale zentrale neuroepitheliale Tumoren f) Zentrale und periphere Schwannzelltumoren 86 Q Meningeome 90 77) Primäre zentrale Keimzelltumoren 90 i9) Primäre epitheliale intrakranielle Tumoren und tumorähnliche Läsionen 90 t) Intrakranielle Karzinommetastasen 91 K) Zentrale und periphere mesenchymale Tumoren A) Maligne Melanome 93 ß) Histiocytosis X 94 v) Tumoren des autonomen Nervensystems und Karzinoide. 94 ) Maligne periphere neuroektodermale Tumoren d) Zusammenfassung Weitere gliale Marker 97 a) Glutaminsynthetase 97 b) a 2 -Glykoprotein 98 c) Fetale Glia- und Gliom-Antigene 98 d) Gliom-assoziierte Oberflächenantigene e) Kreuzreagierende Antikörper hämopoetischer Zellen mit neuralen Antigenen Zusammenfassung 102 II. Marker für Oligodendroglia und Schwannzellen Bestandteile des Myelins 103 a) Basische Myelinproteine 104 d) Biochemische Charakterisierung und zelluläre Verteilung. 104 ß) Expression von basischem Myelinprotein in Tumoren..106 b) Myelin-assoziiertes Glykoprotein 110 a) Biochemische Charakterisierung und zelluläre Verteilung. 110 ß) Expression von Myelin-assoziiertem Glykoprotein in Tumoren 110 c) Monoklonaler Antikörper HNK-1 (anti-leu-7) 113 ä) Biochemische und zelluläre Charakterisierung ß) Expression in Tumoren 113 d) Weitere Proteine von zentralem und peripherem Myelin..116 e) Myelin-assoziierte Enzyme 117 a) Carboanhydrase C 117 ß) Andere Enzyme 117 f) Myelinlipide, 118 d) Galaktozerebroside 118 ß) Sulfatide. ". 119

5 XII Inhaltsverzeichnis 2. Spezielle Antikörper gegen Oligodendroglia und Schwannzellen. 119 a) Oligodendroglia-spezifische Oberflächen-Antigene (O-Antigene) 119 b) Myelin/Oligodendrozyten-Glykoprotein 120 c) Besondere monoklonale Antikörper gegen Schwannzellen Anhang: Marker für Perineuralzellen Zusammenfassung 121 III. Marker für Neurone und neuroendokrine Zellen Zytoplasmatische Enzyme 122 a) Neuronen-spezifische Enolase 122 d) Definition und Charakterisierung 122 ß) Expression in Tumoren 124 y) Schlußfolgerung 134 b) Calcineurin 134 d) Definition und Charakterisierung 134 ß) Expression in Tumoren Proteine sekretorischer Granula: Chromogranine, Secretogranine 135 a) Definition und Charakterisierung 135 b) Zelluläre Verteilung 136 c) Expression in Tumoren 138 d) Chromogranin A 138 ß) Chromogranin B (Secretogranin I) 145 y) Secretogranin II (Chromogranin C) Biogene Amine und ihre Enzyme 146 a) Definition und Charakterisierung 146 b) Expression in Tumoren Vesikelproteine 150 a) Synaptophysin 150 d) Definition und Charakterisierung 150 ß) Zelluläre Verteilung 152 Y) Expression in Tumoren 152 b) Protein p c) Synapsin 156 d) Weitere Vesikelproteine Zytoskelettproteine 157 a) Tubuline 157 b) Mikrotubuli-assoziierte Proteine 157 c) Neurofilamentpolypeptide Retinale Antigene 158 a) Retinales S-Antigen 158 d) Definition und Charakterisierung 158 ß) Expression in Tumoren 159 b) Weitere retinale Antigene Spezielle Antikörper, Zusammenfassung 162 IV. Marker für Mikroglia 165

6 Inhaltsverzeichnis XIII D. Spezielle Immunmorphologie einzelner Tumorgruppen 166 I. Primäre zentrale Keimzelltumoren Spezielle Marker für Keimzelltumoren 167 a) a-fetoprotein. 167 b) ß-Choriogonadotropin 168 c) Karzinoembryonales Antigen 168 d) Schwangerschaftsspezifisches ß-\-Glykoprotein (SP-1) e) Alkalische Plazentaphosphatase Weitere Marker Immunmorphologie primärer zentraler Keimzelltumoren Zusammenfassung 173 II. Hypophysenadenome Klassifikation auf der Basis konventioneller Färbungen Immunmorphologisch-funktionelle Klassifikation Zusammenfassung 181 III. Primäre maligne Lymphome des Zentralnervensystems Nomenklatur und Klassifikation Immunmorphologie primärer maligner ZNS-Lymphome a) Intrakranielle Lymphome 185 b) Intramedulläre Lymphome 188 c) AIDS-assoziierte Lymphome 188 d) Liquorzytologie 189 e) Epidurale Lymphome 190 f) Solitäre intrakranielle Plasmozytome 191 g) Extrazelluläre Matrix Zusammenfassung 192 E. Proliferationsmarker 193 I. Ki II. Bromdesoxyuridin 195 Hl.Cyclin 196 IV. Proliferationsassoziiertes Kernantigen pl V. Zusammenfassung 197 F. Lektine 198 G.Möglichkeiten und Grenzen der Immunmorphologie in der Diagnose und Differentialdiagnose neurogener Geschwülste 204 I. Grundsätzliche Aspekte Vorbemerkungen Antigene und Antikörper Auswertung und Interpretation immunmorphologischer Befunde 206 II. Immunmorphologische Diagnose und Differentialdiagnose neurogener Geschwülste 207

7 XIV Inhaltsverzeichnis III. Spezielle differentialdiagnostische Fragestellungen Intrakranielle und intraspinale Tumoren 210 a) Gliom - Karzinom - Sarkom - malignes Melanom - endotheliomatöses Meningeom 210 b) Neuronale Tumoren 212 c) Meningeom - Neurinom 213 d) Papillär differenzierte Tumoren 213 e) Hypophysenadenom - Adenom - Karzinom Chordom - Chondrom 214 g) Granulomatöse Läsionen Embryonale zentrale neuroepitheliale Tumoren Tumoren des peripheren Nervensystems Tumoren des autonomen Nervensystems und neuroendokrine Tumoren Maligne kleinzellige Tumoren Spezielle Marker einzelner Tumorgruppen 219 a) Epitheliale Tumoren 219 b) Mesenchymale Tumoren 219 c) Pinealistumoren 220 d) Keimzelltumoren 220 e) Hypophysenadenome 220 f) Maligne Lymphome 220 IV. Grenzen und offene Fragen 220 H. Methodischer Anhang 222 I. Immunmorphologische Methoden Indirekte Immunfluoreszenzmethode Indirekte Doppelimmunfluoreszenzmethode PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970) Modifizierte PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970) Avidin-Biotin-Peroxidase-Komplex (ABC)-Methode II. Elektronenmikroskopie 226 III. Immunelektronenmikroskopie 226 IV. Immunultrakryomikrotomie. 226 V. Westernblot-Analysen Intermediärfilamentproteine 227 a) Präparation von Zytoskelettmaterial 227 b) Eindimensionale SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese c) Immunblot-Verfahren (TOWBIN et al. 1979) Marker für Oligodendroglia und Schwannzellen 229 a) Gewebepräparation. 229 b) Gelelektrophorese 229 c) Immunblot-Verfahren» 229

8 Inhaltsverzeichnis XV 3. Marker für Neurone und neuroendokrine Zellen: Chromogranin und Synaptophysin 230 a) Gewebepräparation 230 b) Eindimensionale SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese und Proteintransfer 230 c) Immunblot-Verfahren 230 VI. Darstellung der Lektinbindung Erweiterte PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970) Concanavalin A-Peroxidase-Methode nach AVRAMEAS et al. (1976) Vorbehandlung mit Neuraminidase Zuckerinhibition als Kontrolle der Lektinbindung Sequentielle Doppelmarkierung von PNA und Peptiden der Adenohypophyse 231 VII. Antikörper 232 l.zytoskelettproteine 232 a) Breitreagierende monoklonale Zytokeratin-Antikörper b) Monoklonale Antikörper gegen selektive Zytokeratinpolypeptide 232 c) Antikörper gegen Vimentin 233 d) Monoklonaler Antikörper gegen Desmin 233 e) Antikörper gegen Gliafaserprotein 234 f) Monoklonale Antikörper gegen Neurofilamentpolypeptide. 234 g) Antikörper gegen Desmoplakine Epithelial Membrane Antigen (EMA) Marker für Astroglia Marker für Oligodendroglia Marker für Neurone und neuroendokrine Zellen Marker für Keimzelltumoren Marker für Hypophysenadenome Marker für maligne Lymphome Proliferationsmarker 237 VIII. Charakterisierung der verwendeten Lektine 237 Literatur 238 Sachverzeichnis 297 Glossar: Abkürzungen und Begriffe (Falttafel am Schluß des Bandes)