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
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 15 2. Neuronale Tumoren 19 3. Pineozytome 23 4. Embryonale zentrale neuroepitheliale Tumoren......24 a) Definition 24 b) Medulloblastome 24 c) Retinoblastome 28 d) Olfaktorius-Neuroblastome (Aesthesioneuroblastome)... 29 e) Andere Formen 29 5. Nervenscheidentumoren 30 a) Intermediärfilamentexpression 30 b) Extraneurales Vorkommen von GFAP 34 c) Laminin 35 6. 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) 43 7. Primäre epitheliale intrakranielle Tumoren und tumorähnliche Läsionen 45 a) Plexuspapillome 45 b) Ependymome 48 c) Hypophysenadenome 50
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 63 9. Intrakranielle und intraspinale mesenchymale Tumoren... 63 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 70 10. Tumoren des autonomen Nervensystems und neuroendokrine Tumoren 70 a) Zytokeratin-bildende Tumoren 71 b) Nicht-epitheliale Neurofilament-bildende Tumoren.... 72 a) Phäochromozytom 72 ß) Paragangliom 72 Y) Sustentakularzellen 72 5) Neuroblastom 73 11. Maligne periphere neuroektodermale Tumoren (MPNT)... 73 ; III. Zusammenfassung 74 C. Marker spezifischer Zelltypen des zentralen, peripheren und autonomen Nervensystems» 77 I. Marker für Astroglia 78 1. Protein S-100 78
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.... 85 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.... 92 A) Maligne Melanome 93 ß) Histiocytosis X 94 v) Tumoren des autonomen Nervensystems und Karzinoide. 94 ) Maligne periphere neuroektodermale Tumoren.... 95 d) Zusammenfassung 95 2. Weitere gliale Marker 97 a) Glutaminsynthetase 97 b) a 2 -Glykoprotein 98 c) Fetale Glia- und Gliom-Antigene 98 d) Gliom-assoziierte Oberflächenantigene........ 101 e) Kreuzreagierende Antikörper hämopoetischer Zellen mit neuralen Antigenen 102 3. Zusammenfassung 102 II. Marker für Oligodendroglia und Schwannzellen 103 1. 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....113 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
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..120 3. Anhang: Marker für Perineuralzellen 120 4. Zusammenfassung 121 III. Marker für Neurone und neuroendokrine Zellen 122 1. 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 134 2. 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) 146 3. Biogene Amine und ihre Enzyme 146 a) Definition und Charakterisierung 146 b) Expression in Tumoren 148 4. Vesikelproteine 150 a) Synaptophysin 150 d) Definition und Charakterisierung 150 ß) Zelluläre Verteilung 152 Y) Expression in Tumoren 152 b) Protein p38 156 c) Synapsin 156 d) Weitere Vesikelproteine 157 5. Zytoskelettproteine 157 a) Tubuline 157 b) Mikrotubuli-assoziierte Proteine 157 c) Neurofilamentpolypeptide 157 6. Retinale Antigene 158 a) Retinales S-Antigen 158 d) Definition und Charakterisierung 158 ß) Expression in Tumoren 159 b) Weitere retinale Antigene 160 7. Spezielle Antikörper, 160 8. Zusammenfassung 162 IV. Marker für Mikroglia 165
Inhaltsverzeichnis XIII D. Spezielle Immunmorphologie einzelner Tumorgruppen 166 I. Primäre zentrale Keimzelltumoren 166 1. Spezielle Marker für Keimzelltumoren 167 a) a-fetoprotein. 167 b) ß-Choriogonadotropin 168 c) Karzinoembryonales Antigen 168 d) Schwangerschaftsspezifisches ß-\-Glykoprotein (SP-1)... 169 e) Alkalische Plazentaphosphatase 169 0 Weitere Marker 170 2. Immunmorphologie primärer zentraler Keimzelltumoren...170 3. Zusammenfassung 173 II. Hypophysenadenome 173 1. Klassifikation auf der Basis konventioneller Färbungen....173 2. Immunmorphologisch-funktionelle Klassifikation 175 3. Zusammenfassung 181 III. Primäre maligne Lymphome des Zentralnervensystems 181 1. Nomenklatur und Klassifikation 182 2. Immunmorphologie primärer maligner ZNS-Lymphome...185 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 191 3. Zusammenfassung 192 E. Proliferationsmarker 193 I. Ki-67 193 II. Bromdesoxyuridin 195 Hl.Cyclin 196 IV. Proliferationsassoziiertes Kernantigen pl05 196 V. Zusammenfassung 197 F. Lektine 198 G.Möglichkeiten und Grenzen der Immunmorphologie in der Diagnose und Differentialdiagnose neurogener Geschwülste 204 I. Grundsätzliche Aspekte 204 1. Vorbemerkungen 204 2. Antigene und Antikörper 205 3. Auswertung und Interpretation immunmorphologischer Befunde 206 II. Immunmorphologische Diagnose und Differentialdiagnose neurogener Geschwülste 207
XIV Inhaltsverzeichnis III. Spezielle differentialdiagnostische Fragestellungen 210 1. 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 213 0 Chordom - Chondrom 214 g) Granulomatöse Läsionen 214 2. Embryonale zentrale neuroepitheliale Tumoren 214 3. Tumoren des peripheren Nervensystems 216 4. Tumoren des autonomen Nervensystems und neuroendokrine Tumoren 217 5. Maligne kleinzellige Tumoren 218 6. 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 222 1. Indirekte Immunfluoreszenzmethode 222 2. Indirekte Doppelimmunfluoreszenzmethode 223 3. PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970) 224 4. Modifizierte PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970)..225 5. Avidin-Biotin-Peroxidase-Komplex (ABC)-Methode.... 225 II. Elektronenmikroskopie 226 III. Immunelektronenmikroskopie 226 IV. Immunultrakryomikrotomie. 226 V. Westernblot-Analysen 227 1. Intermediärfilamentproteine 227 a) Präparation von Zytoskelettmaterial 227 b) Eindimensionale SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese... 227 c) Immunblot-Verfahren (TOWBIN et al. 1979) 228 2. Marker für Oligodendroglia und Schwannzellen 229 a) Gewebepräparation. 229 b) Gelelektrophorese 229 c) Immunblot-Verfahren» 229
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 230 1. Erweiterte PaP-Methode nach STERNBERGER et al. (1970)...230 2. Concanavalin A-Peroxidase-Methode nach AVRAMEAS et al. (1976) 231 3. Vorbehandlung mit Neuraminidase 231 4. Zuckerinhibition als Kontrolle der Lektinbindung 231 5. Sequentielle Doppelmarkierung von PNA und Peptiden der Adenohypophyse 231 VII. Antikörper 232 l.zytoskelettproteine 232 a) Breitreagierende monoklonale Zytokeratin-Antikörper... 232 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 234 2. Epithelial Membrane Antigen (EMA) 234 3. Marker für Astroglia 235 4. Marker für Oligodendroglia 235 5. Marker für Neurone und neuroendokrine Zellen 235 6. Marker für Keimzelltumoren 236 7. Marker für Hypophysenadenome 236 8. Marker für maligne Lymphome 237 9. Proliferationsmarker 237 VIII. Charakterisierung der verwendeten Lektine 237 Literatur 238 Sachverzeichnis 297 Glossar: Abkürzungen und Begriffe (Falttafel am Schluß des Bandes)