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编号:10694760
胃癌印戒细胞电镜酶细胞化学研究
http://www.100md.com 1997年3月15日 《世界华人消化杂志》 1997年第3期
     安徽医科大学病理1教研室2电镜室 安徽省合肥市 230032

    杨光霖,男,1930-07-04生,浙江省宁波市人,汉族.1954年安徽医学院毕业,病理学教授,硕士研究生导师,中华病理学杂志等编委,中国抗癌协会肿瘤病理研究会委员,安徽省病理学会常务委员,主要从事胃癌及癌前病变的病理研究.发表论文60篇,获卫生部及安徽省科技进步一、二、三、四等奖共6项

    国家自然科学基金资助项目(No.3860004).

    项目负责人:杨光霖,安徽省合肥市梅山路

    Tel:0551-2816602-3239

    收稿日期:1995-11-09 接受日期:1996-03-22
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    Ultrastructural enzyme cytochemical study on signet-ring cells of gastric cancer

    Guang-Lin Yang, Yu-Ming Dong, Wei-Dong Du, Ying-Hao Su, Ho ng Zhang, Ji-Fen Wu, Dao-Bin Wang and Ai-Lian Xu

    Department of Pathology, Anhui Medical University, Hefei 230032, Anh ui Province, China

    Abstract

    AIM
TO study the ultrastructural localization of five marker enzymes (ALPase, ACPase, G6Pase, TPPase and CCOase) in signet-ring cells of ga stric cancer in order to demonstrate their biologic behaviors.
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    METHODS The five marker enzymes in signet-ring cells of 7 ga stric cancer patients were observed by ultrastructural enzyme cytochemical techn ique.

    RESULTS The number of corresponding organellae and the activi ties of marker enzymes, especially in ACPase and TPPase was increased, leading t o a stronger function of synthesis, secretion and digestion of mucus in signet ring cells of gastric cancer. There was a lack of collagenous fibers in the stro ma around the cancer nests.
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    CONCLUSION Signet-ring cell carcinoma has strong invasivene ss and a high metastasis rate due to the secretion of more proteolytic enzymes.

    Subject headings Stomach neoplasms/enzymology;Carcinoma, signet ring cell/enzymology; Alkaline phosphatase/analysis; Acid phosphatase/analysis

    Yang GL, Dong YM, Du WD, Su YH, Zhang H, Wu JF, Wang DB, Xu AL.Ultrastructuralenzyme cytochemical study on signet ring cells of gastric cancer.XinXiaohuabingxue Zazhi,1997;5(3):146-147
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    摘要目的 对胃癌印戒细胞5种细胞器标志酶(ALPase, ACPase, G6Pase, T PPase和CCOase)进行超微水平的定位观察,探讨胃癌印戒细胞的生物学行为及其发生机理.

    方法 应用电镜酶细胞化学技术对5例印戒细胞癌,2例伴有印戒细胞的 粘液腺癌进行5种细胞器标志酶的电镜观察.

    结果 胃癌印戒细胞粘液的合成、分泌和消化功能增强,相应细胞器数 目增多,酶活性增强,其中尤以ACPase,TPPase为显著.癌周间质缺乏胶元纤维.

    结论 胃癌印戒细胞在功能上属高分化,但其形态与功能不协调,出现了畸形分化.其侵袭力强、转移率高的原因与癌细胞分泌的酶对细胞连接的影响和溶解癌周间质密切相关.
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    主题词 胃肿瘤/酶学;癌,印戒细胞/酶学;碱性磷酸酶/分析;酸性磷酸酶/分析

    杨光霖,董聿明,杜卫东,苏英豪,张红,吴继锋,王道斌,胥爱莲.胃癌印戒细胞电镜酶细胞化学研究.新消化病学杂志,1997;5(3):146-147

    胃印戒细胞癌侵袭力强、转移率高[1],其发生机理曾有探讨[2,3].但从酶学特别是从超微水平来进行研究,未见报道.作者应用电镜酶细胞化学技术对胃癌 印戒细胞碱性磷酸酶(ALPase)、酸性磷酸酶(ACPase)、葡萄糖_6_磷酸酶(G6Pase)、焦磷酸硫胺素酶(TPPase)和细胞色素氧化酶(CCOase)等5种细胞 器标志酶进行了细胞和超微水平的定位观察.

    1 材料和方法

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1.1 材料 胃癌手术切除标本60例中,印戒细胞癌5例,伴有印戒细胞的粘液腺癌2例,并以6例胃良性 病变(胃、十二指肠溃疡病等)的正常胃粘膜作为对照.

    1.2 方法 在癌组织及正常胃粘膜分别取材2~3块,埋于预冷的OCT中,液氮内速冻2min~3min, 连续冰冻切片厚7μm,其中一张作HE染色.其余用各酶相应的孵育液进行孵育:ALPa se用Mayahara改良法(37℃,30min);ACPase用Barke和Anderson改良法(37℃,60min);G6Pase用Watanabe改良法(37℃,90min);TPPase用Novikoff和Goldfisher法(37℃,60min);CCOase用Seligman法(37℃,90min)避光孵育.以去除相应底物作为阴性对照.酶细胞化学染色结果的分级按酶反应强度和分布范围分为(-)、(+)、(++)和(+++)4级[4].对3例胃印戒细胞癌和1例十二指肠溃疡的胃、与光镜标本同时取材.标本用1.5%戊二醛固定(4℃),固定时间:ALPase, ACPase 60min; TPPase 30 min;G6Pase和CCOase各15min.用0.1mol/L 二甲胂酸钠缓冲液(pH 7.4 ,含8%蔗糖)漂洗(4℃,15min×3次)后,在上述缓冲液内细切成条,将标本置换到 各孵育液相应的缓冲液内建立反应必需的pH,然后进行孵育(孵育液配方同光镜).用亚铁氰化钾还原的锇酸行后固定(4℃,60min),经常规脱水、包埋制成超薄切片, 直接用电镜观察[5].
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    2 结果

    正常胃粘膜ALPase除毛细血管内皮细胞呈阳性外, 胃粘膜上皮均呈阴性.电镜下毛细血管内皮细胞腔缘有高电子密度颗粒分布.ACPase在主细 胞反应最强(++),电镜下ACPase反应产物位于自噬溶酶体中.此外尚见ACPase 粗大阳性颗粒分布于少量酶原颗粒周边.G6Pase以主细胞反应最强(+++) ,电镜下粘膜上皮细胞、主细胞和壁细胞的粗面内质网(RER)、核周间隙均见酶反应产物.主细胞富于RER、G6Pase反应最强.当粘膜上皮细胞充满粘液颗粒时,RER被挤压,酶反应较 弱;在粘液合成期RER则轻度扩张,数目增多,酶反应增强.TPPase在正常胃粘膜上皮、主细 胞和壁细胞均为弱阳性,电镜下反应产物呈颗粒状,分布于Golgi体反面(即成熟面)第1~3 层膜囊及少数内质网中.CCOase以壁细胞最强(+++),酶反应颗粒弥散于胞浆内,其余上皮细胞均呈弱阳性(+).电镜下粘膜上皮细胞、主细胞和壁细胞的线粒体内膜、嵴间腔及外室均有CCOase反应产物.前两种细胞线粒体较少,嵴短而稀疏,酶反应较弱;壁细胞线粒体丰富,嵴长而密、酶反应较强.另可见呈阴性反应的线粒体散布其中. 胃癌印戒细胞全部印戒细胞ALPase均阴性,ACPase则均阳性(++).电镜下粘液颗粒多的癌细胞溶酶体多,酶反应强.在自噬溶酶体中主要见溶酶体与过剩分泌颗粒融合形成分泌溶酶体,即泌噬作用(crinophage).在粘液颗粒周边出现ACPase阳性、大而不规则的 颗粒,颗粒量不等,有的粘液颗粒则全部呈ACPase阳性反应(图1).此外尚见含有溶酶体的胞 质碎片散布于缺乏胶原纤维的间质中.TPPase在印戒细胞均呈阳性(+),电镜下癌细胞内 呈阳性反应的Golgi体数目增多,极向紊乱,膜囊层次减少.酶反应产物见于Golgi体及一些 粘液颗粒之中(图2).G6Pase在3例印戒细胞癌呈弱阳性,2例呈阴性.但电镜下癌细胞核膜及R ER均呈阳性反应.在粘液颗粒多的癌细胞RER常被挤压靠边或被夹于粘液颗粒之间,酶反应亦 弱.CCOase全部印戒细胞呈弱阳性(+),电镜下印戒细胞线粒体数目少,嵴短小紊乱,酶 反应微弱或阴性.粘液颗粒多的癌细胞线粒体被挤压致萎缩消失.
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    图1 印戒细胞内溶酶体增多,ACPase分布于粘液颗粒内(1),有的颗粒全部呈A CPase阳性(2).TEM×10000

    2 印戒细胞内Golgi体增多,极向紊乱,膜层次减少,TPPase位于Golgi体反面和少量分 泌颗粒中(1).TEM×12000

    3 讨论

    结果表明,胃癌印戒细胞RER、Golgi体和溶酶体的功能十分活跃.由于生长、分裂之需要, 除游离核糖体外,RER上核糖体亦将增强内原性蛋白的合成;此外,RER还合成粘液颗粒中的 蛋白质成分和形成溶酶体的酶,所以印戒细胞RER功能活跃,标志酶G6Pase均呈阳性反应 .但当粘液颗粒增多时,RER常被挤压,功能低落,数目减少,此时酶活性渐趋低弱.消化道上皮所分泌的粘液是由蛋白质和粘多糖组成的糖蛋白.胃癌印戒细胞尤其在粘液颗粒增多时,Golgi体数量增多、极向紊乱、膜囊层次减少,TPPase反应除见于Golgi体外还见于 一些分泌颗粒之中,提示印戒细胞Golgi体对分泌颗粒的合成、加工、分泌均较快.由于印戒细胞Golgi体合成大量粘液颗粒,功能活跃,所以TPPase反应增强. 溶酶体标志酶ACPase在正常胃粘膜主细胞内反应最强,多见于自噬溶酶体中.胃癌印戒细胞 粘液颗粒合成增多,必然需要更多的溶酶体,通过自噬和泌噬作用清除癌细胞退变细胞器和 过剩的分泌颗粒,所以随着粘液颗粒的增多,印戒细胞内溶酶体增多,泌噬作用增强,ACPa se反应呈强阳性.线粒体标志酶CCOase在印戒细胞中均呈微弱反应,这 与其所含线粒体较少,结构异常和被粘液颗粒挤压有关.细胞膜标志酶ALPase在印戒细胞中 均呈阴性,与正常胃粘膜上皮相同. 总之,印戒细胞5种细胞器标志酶的活性及分布特点是:癌细胞粘液合成、分泌、消化功能增强,相应细胞器数目增多,酶活性增强,其中尤以ACPase、TPPase为明显,并随粘液颗粒 增多而增强其活性.ACPase可解离细胞表面磷酸根与钙的结合而破坏钙桥使癌细胞分离.印戒细胞可以分泌β_半乳糖苷酶、β-葡萄糖醛酶、β_N_乙酰葡萄糖胺酶等[6],上述酶可溶解癌周蛋白聚糖、胶原纤维和纤维连结蛋白.我们也发现癌周间质中缺乏胶元 纤维,说明印戒细胞可分泌多种酶溶解癌周间质,排除癌细胞蔓延的障碍,这也是印戒细胞 侵袭力强的原因之一.印戒细胞可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三型[2],并由低分化向高分化转 变,随着癌细胞分化成熟,粘液颗粒增多,溶酶体亦增多,泌噬作用加强,说明其分泌功能 旺盛属高分化.但由于细胞表面成分结构的改变[3,7]和溶酶体对细胞连接的破坏致癌细胞间粘附性降低,细胞逐渐分离变形,使癌细胞的形态和功能不相协调,出现了畸形 分化.从上述结果可以看出,印戒细胞侵袭力强,转移率高的原因除细胞表面成分结构改变 外,与癌细胞分泌的酶对细胞连接的影响和溶解癌周间质等因素密切相关.
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    4 参考文献1 杨光霖,董聿明.360例胃癌尸检材料病理学研究.中华病理学杂志,1983;12(2):124-129

    2 杨光霖,董聿明,吴继锋,等.胃印戒细胞癌的超微结构研究.临床与实验病理学杂志,1987;3(3):133-135

    3 Yang GL, Dong YM, Wu JF, et al. Distribution and ultrastructural localization of carcinoembryonic

    antigen in signet ring cells of gastric cancer.Clin J Cancer Res, 1989;1(5):33-36

    4 杜卫东,杨光霖,董聿明.胃癌酶细胞化学研究—五种细胞器标志酶的光镜观察.中华消化杂志,1993;13(6):318-321

    5 杜卫东,杨光霖,董聿明.胃癌细胞器标志酶电镜酶细胞化学技术探讨.中华病理学杂志,1991;20(2):148-149

    6 易永芬,苗德林,楼善贤,等.胃癌细胞水解酶与肿瘤浸润的关系.中华病理学杂志,1991;20(4):277-279

    7 Dong YM, Yang GL, Wu JF, et al. Ultrastructural localization of CEAin gastric cancer.

    Chin Med J, 1988;101(12):923-926, http://www.100md.com