Search

The review of the literature deals with the participation of Clara cells now called club cells (CCs) of the epithelium in the respiratory and terminal bronchioles in the pathogenesis and morphogenesis of chronic inflammatory diseases, precancer, and cancer of the lung, which develop in the respiratory segments. The review summarizes data on the histophysiology of CCs and their participation in the pathogenesis and morphogenesis of chronic interstitial lung diseases, pneumoconiosis, chronic obstructive diseases, adenomatosis, and adenocarcinoma of the lung. In this area, there is a bronchioloalveolar junction area (BAJA), one of the most important stem cell niches. CCs are located in the BAJA; they are progenitor tissue stem cells and play an important role in the regeneration of the epithelium of the respiratory bronchioles and alveoli. Pathology of CCs in the BAJA leads to the maintenance of chronic inflammation, to the destruction of the lung elastic frame, and to impaired epithelial regeneration, interstitial fibrosis, and adenomatosis. In this case, decompensated inflammation, pathological regeneration, and fibrosis develop, which, along with the action of carcinogenic agents, can contribute to the accumulation of mutations and epigenetic rearrangements in the CCs, which subsequently results in atypical adenomatous hyperplasia and adenocarcinoma of the lung.Обзор литературы посвящен участию клеток Клара, или, как их сейчас принято называть, булавовидных клеток (БК) эпителия респираторных и терминальных бронхиол в пато- и морфогенезе хронических воспалительных заболеваний, предрака и рака легкого, развивающихся на территории респираторных отделов. Обобщены данные о гистофизиологии БК и их участии в патогенезе и морфогенезе хронических интерстициальных заболеваний легких, пневмокониозов, хронических обструктивных болезней, аденоматоза и аденокарциномы легкого. В данной области располагается одна из самых важных ниш стволовых клеток - зона бронхиолоальвеолярного перехода (ЗБАП). БК располагаются в ЗБАП, являются прогениторными тканевыми стволовыми клетками и играют важную роль в регенерации эпителия респираторных бронхиол и альвеол. Патология БК в ЗБАП приводит к поддержанию хронического воспаления, разрушению эластического каркаса легкого, нарушениям регенерации эпителия, интерстициальному фиброзу и аденоматозу. При этом развиваются декомпенсированное воспаление, патологическая регенерация и фиброз, которые наряду с действием канцерогенных агентов могут способствовать накоплению мутаций и эпигенетических перестроек в БК, что впоследствии заканчивается возникновением атипической аденоматозной гиперплазии и аденокарциномы легкого.

The authors present the material of their study of the morphological and molecular biological features of damage to the stem cell niches (SCN) in the respiratory acini of the lung and the significance of their occurring changes in the pathogenesis of chronic idiopathic interstitial pneumonias (IIP), including idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), desquamative interstitial pneumonia (DIP), cryptogenic organizing pneumonia (COP) with bronchiolitis obliterans (BO), and nonspecific interstitial pneumonia (NSIP).The study was performed using open transthoracic (n=181) and transbronchial (n=71) lung biopsies from 194 patients (118 cases (61%) with IPF, 35 (18%) with NSIP, 23 (12%) with DIP, 18 (9%) with COP + BO). The serial paraffin sections were stained with hematoxylin and eosin and van Gieson's picrofuchsin and immunohistochemical reactions were carried out to detect MMP-1, MMP-2, MMP-7, Apo-Cas ("Novocastra", 1:100), vimentin (Vimentin) ("LabVision" 1:100), SMA ("LabVision", 1:100), TGF-β, TNF-α, CD34, Ost-4, and CD117 ("Dako", 1:50), CD68, and EMA ("Dako", 1:100). Biotinylated anti-mouse and anti-rabbit immunoglobulin antibodies ("Dako" LSAB + KIT, PEROXIDASE) were used as secondary antibodies. All the quantitative and semi-quantitative data obtained were processed by variation statistics.The compared IIPs were shown to differ in the site and degree of initial and secondary respiratory acinus damages caused by the aggressiveness of an inflammatory infiltrate and the spread of a lesion to different SCN areas involved in the regeneration of lung tissue. The mesenchymal cell with myofibroblast differentiation, which is probably associated with a mesenchymal stem cell, as evidenced by Oct-4, Vimentin, SMA, CD117, and CD34 expression by these cells, may be considered to be a marker cell of deep SCN damage.The author state that the clinical course and degree of morphological changes in IPP directly depend on the severity and depth of damage to the SCN areas of the respiratory acinus.В работе представлены материалы собственного исследования по изучению морфологических и молекулярно-биологических особенностей повреждения зон ниш стволовых клеток (НСК) респираторных отделов легких и значения возникших в них изменений в патогенезе хронических идиопатических интерстициальных пневмоний (ИИП), включая идиопатический легочный фиброз (ИЛФ), десквамативную интерстициальную пневмонию (ДИП), криптогенную организующуюся пневмонию с облитерирующим бронхиолитом (КОП с ОБ) и неспецифическую пневмонию (НСИП). Материал и методы. Работа выполнена на материале открытых трансторакальных (181) и трансбронхиальных (71) биопсий легких от 194 пациентов: ИЛФ - 118 (61%) случаев, НСИП - 35 (18%), ДИП - 23 (12%), КОП с ОБ - 18 (9%) случаев. Серийные парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином и пикрофуксином по ван Гизону, ставили иммуногистохимические реакции на выявление MMP 1, 2, 7, Apo-Cas ("Novocastra", 1:100), Виментин (Vimentin) ("LabVision", 1:100), SMA ("LabVision", 1:100), TGFΒ , TNFα, CD34, Oсt-4 и СD117 ("Dako", 1:50), CD68, EMA ("Dako", 1:100). В качестве вторичных антител применяли биотинилированные антитела к иммуноглобулинам мыши и кролика ("Dako" LSAB + KIT, PEROXIDASE). Все полученные количественные и полуколичественные данные обработаны методом вариационной статистики. Результаты. Показано, что сравниваемые ИИП отличаются локализацией и выраженностью инициального и вторичного повреждения респираторных ацинусов, обусловленными степенью агрессивности воспалительного инфильтрата и распространенностью повреждения на различные зоны НСК, участвующие в регенерации легочной ткани. Маркерной клеткой глубокого повреждения НСК можно считать мезенхимальную клетку с миофибробластической дифференцировкой связанную, вероятно, с мезенхимальной стволовой клеткой, что может подтверждаться экспрессией этими клетками Oct-4, Vimentin, SMA, CD117, CD34. Заключение. Авторы утверждают, что клиническое течение и выраженность морфологических изменений при ИИП легких непосредственно зависит от тяжести и глубины повреждения зон НСК респираторного ацинуса.

Fifty-six primary neuroendocrine lung tumors were examined morphologically and histologically and their apoptosis level was determined. Malignant carcinomas were characterized by increased apoptotic index and enhanced expression ofBcl-2, Bak, p53, and Ki-67 compared to typical carcinoid. However, apoptosis in these tumors was not completed. Proteins of the Bcl family play an important role in the regulation of spontaneous apoptosis in neuroendocrine lung tumors. Bcl-2 accumulating in the nucleus is a morphological analogue of phosphorylated inactive form of this protein, which does not inhibit apoptosis. Expression of Bcl-2 and Bax decreases in small-cell lung carcinoma (SCLC) with metastases indicating attenuation of apoptosis and development of metastatic clones resistant to apoptosis induces.

Sarcoidosis is a group of diseases with chronic immune inflammation and granulomas formation in the lung, lymph nodes, and others organs. Under progress of disease remodeling of the lung tissue occurs and at 20-25% of patient with sarcoidosis lung fibrosis is developed. We studied biopsies from 50 patients with sarcoidosis and 10 biopsies of pathological intact lung tissue as a control group. Roentgenologic, morphologic and immunohistochemical methods with using of mono- and polyclonal antibody to MMP 1, 2, 9 and TIMP-1, PCNA, aSMA, apo-CAS were realized. The expression levels of growth factors, apoptosis, MMPs, TIMPs were different in various clinic-morphological courses of sarcoidosis. As a rule under sarcoidosis deep remodeling of lung tissue didn't occur in spite of granulomatous inflammation. Granulomatous process, alveolitis (bronchiolitis) and sclerotic changes resulted in alteration of the lung. Cells of sarcoidosis granulomas, produced low level of MMPs and TIMP can't induce evident fibrosis and so hypertension is absent or becomes apparent in the slight form. It apparently can be link with localization of pathologic process in lung tissue without any alterations in the bronchoalveolar zone. Alveolitis under sarcoidosis conditions is notable for low activity of inflammation and doesn't result in interstitial fibrosis developing.

Surgical material of the lungs and their parts from 31 patients and open biopsies were studied. Proliferative activity (Ki-67, PCNA) and oncomarkers expression (bcl-2, p-53, c-myc, b-TGF, chromogranin-A) were studied immunohistochemically in the foci of various epithelial changes. It is established that a wide spectrum of alterations in pulmonary tissue is associated with variability of precursor cells and may have nosological features.