Evaluation of different tissue factors and aoptosis in primary obstructive megaureter tissue

Abstract

Ievads un darba uzdevums. Primārs obstruktīvs megaurēters (POM) ir palielināts urīnvads, kura diametrs pārsniedz 7 centimetrus. Incidence 0.3 uz 1000 jaundzimušajiem, tomēr tā morfopatoģenēze joprojām nav zināma. Pētījuma mērķis bija izpētīt dažādu audu faktoru ekspresiju, kas piedalās urīnvadu audu regulācijā, inervācijā, vaskularizācijā, attīstībā un varētu būt iesaistīti POM patoģenēzē. Materiāli un metodes. Megaurēteru audi no 11 pacientiem (vecumā no 1 mēneša līdz 15 gadiem) un 3 urīnvadu paraugi no bērniem (13 mēneši, 2 un 10 gadi) kontroles grupā tika iegūti operācijas laikā. Paraugi tika krāsoti ar hematoksilīnu un eozīnu, kā arī imūnhistoķīmiski: proteīngēna produktu 9.5 (PGP 9.5), nervu augšanas faktoru (NGF), angiotenzīna 2 otrā tipa receptoriem (A2TR2), matrikss metalloproteināzi 2 (MMP-2), fibroblastu augšanas faktoras pirmā tipa receptoriem (FGFR1), transformējošo augšanas faktoru beta 1 (TGFβ1) un sonic hedgehog (SHH). Apoptoze tika noteikta ar TUNEL reakciju. Rezultāti. POM skartos pārejas epitēlija audos tika novērota izkaisīta vakualizācija, zemgļotāda ar iekaisuma šūnu infiltrāciju; fokāli vakualizētus, atrofiskus, haotiski organizētus gludos miocītus . Neiropeptīdu saturošie neirocīti, NGFR1, A2TR2 ekspresija neatšķīrās starp PMO un kontroles audiem, kamēr apoptozes intensitāte un MMP-2, FGFR1 un SHH ekspresija bija palielināta POM audu grupā. TGFβ1 pozitīvo šūnu skaits pacienta audu saistaudos bija daudz mazāks, kā kontroles grupā. Tika iegūtas vairākas vērā ņemamas atšķirības starp POM un kontroles grupas audiem, kā apoptotiskām epitēlija šūnām (p=0.021), apoptotiskām gludo muskuļu šūnām (p=0.046), MMP-2 pozitīviem epiteliocītiem (p=0.009), MMP-2 ekspresējošām saistaudu šūnām(p=0.007), MMP-2 pozitīviem endoteliocītiem (p=0.014), FGFR1 pozitīviem epiteliocītiem (p=0.032), un SHH ekspresējošām šūnām (p=0.007). Pacientu audos tika novērota ļoti stipra korellācija starp MMP-2 espresējošām epitēlija un endotēlija šūnām (rs=0.867, p=0.00), MMP-2 un FGFR1 epitēlijā (rs=0.805, p=0.005), kā arī TGFβ epitēlija un saistaudu šūnās (rs=0.924, p=0.000). Secinājumi. POM morfopatoģenēze iekļauj dinamisku epitēlija un gludo miocītu apoptozi, kā arī epitēlija, saistaudu un asinsvadu degradāciju urīnvadu sieniņā. Samazināta audu augšana, kas saistīta ar samazinātu TGFβ ekspresiju un FGFR1 receptoru stimulāciju, norāda uz megaurēteru sieniņas remodulācijas disbalansu.

Objectives. Primary obstructive megaureter (POM) is enlargement of ureter greater than 7 cm in diameter. It has estimated incidence of 0.3 of 1000 newborns and shows yet unknown morphogenesis. The aim of the study was to detect appearance and distribution of different factors, that participate in regulation, innervation, vascularization and growth/development of ureters and might take part of pathogenesis in development of POM. Materials and methods. Megaureter tissues of 11 patients (aged from 1 month to 15 years) and 3 children from control group (13 months, 2 and 10 years) were obtained during the surgery. The samples were stained with haematoxylin and eosin as well as with immunohistochemistry for protein gene product 9,5 (PGP9.5), nerve growth factor (NGF), angiotensin 2 receptor type 2 (A2TR2), matrix metalloproteinase 2 (MMP-2), fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1), transforming growth factor beta 1 (TGFβ1) and sonic hedgehog (SHH). Apoptosis was detected by TUNEL reaction. Results. POM tissues revealed transitional epithelium with scattered vacuolization, submucosa with patchy inflammatory cells infiltration, focally vacuolized, atrophic, chaotically organized layers of smooth muscle cells and adventitial connective tissue. Neuropeptide-containing innervation, number of NGFR1 A2TR2 didn’t differ between the patients and controls, while apoptosis, appearance of MMP-2, FGFR1 and SHH prevailed in the patient tissue. Interestingly, TGFβ1 positive cell number was much lower in connective tissue of patients in comparison to the controls. Multiple significant differences between POM affected tissues and controls were revealed: in number of apoptotic epithelial cells (p=0.021), apoptotic smooth muscle cells (p=0.046), MMP-2 epitheliocytes (p=0.009), MMP-2 positive connective tissue cells (p=0.007), MMP-2 positive endotheliocytes (p=0.014), FGFR1 positive epitheliocytes (p=0.032), and SHH positive cells (p=0.007). Very strong positive correlation between MMP-2 in epithelium and endothelium (rs=0.867, p=0.00), MMP-2 and FGFR1 in epithelium (rs=0.805, p=0.005), and TGFβ in epithelium and connective tissue (rs=0.924, p=0.000) in patients was detected. Conclusions. POM morphopathogenesis involves the dynamic apoptotic cells death in epithelium and smooth muscles, and tissue degradation in epithelium, connective tissue and blood vessels of ureter wall. The decrease of tissue growth by diminished TGFβ expression with stimulation of renal growth factor receptors FGFR1 suggests the tissue remodulation disbalance in megaureter wall.