サイトケラチン（CK）の探求は1980年代に始まり.当時は病理組織学的研究の一部に過ぎず.CKの基本的な生物学的機能の研究に関心が向けられていた。 その後.CKの研究はゆっくりと発展してきました。 近年.CKに関する新たな発見があり.臨床と組み合わせた研究が徐々に活発化し.臨床応用が期待できるものも出てきています。 本論文では，尿路の良性および悪性移動性上皮におけるCKの発現とその臨床応用について概説する。
I. CKの生物学的特性
CKは分子量40,000-68,000Mrの水溶性高分子ポリペプチドで.ほとんどの上皮細胞や中皮細胞由来の細胞に分布し.中間フィラメント骨格を構成している。 細胞骨格の構造 [1]。 ヒトでは.CK19（40,000Mr）からCK1（68,000Mr）まで20種のCKが明確に同定されており.1990年にMollら[2]がCK20と名付けた分子量46000のCKを特定し.移動性上皮.消化管上皮.Merkel細胞にのみ発現することが研究されている[3]。
現在では.CKは上皮細胞の分化のマーカーであると考えられており.ヒトでは.腎ポドサイトと透明細胞を除いて.どのタイプの上皮も2種類以上のCKの発現の組み合わせを持っている[4]。 したがって.腫瘍の診断は.腫瘍細胞の特異的なCK発現のタイプまたは様式に基づいて行うことができる[5,6]。
CKの発現の種類や様式と上皮細胞との関連は.CKと上皮組織の構造および機能との非常に密接な関係を示唆するが.CK発現と上皮細胞の表現型との正確な関係を述べることは困難である。 CK8/CK18が腫瘍の浸潤に重要であるという証拠がある。 Hembroughら [7,8,9] は.CK8が腫瘍細胞の外表面に発現し.フィブリノーゲン結合因子として作用して局所フィブリノーゲンカスケードの活性を高め.それが腫瘍浸潤と関連している可能性があることを見いだした。 CK8/CK18を導入した非上皮性細胞株では.浸潤活性が上昇した[10]。 Boothら[11]は.浸潤性の高い膀胱癌細胞株（EJ細胞株）にCK8/CK18の細胞外沈着が見られることも見出した。 また.CK遺伝子の変異は.ある種の先天性皮膚疾患に見られることがあり.病因に直接関連している[12]。 Gijbelsら[13]は.VITA欠損マウスの膀胱などの上皮細胞では.組織学的変化が生じる前にCKの発現が変化することを見出し.Harndenら[14]は.CK14が転移性上皮扁平化のマーカーになり得ることを示唆しました。 膀胱上皮においては.CKと膀胱疾患との関連を示唆する報告は多いが.直接的な関係を示す証拠はなく.CKの発現は疾患発症の直接的要因ではなく.膀胱上皮の分化不全の現れである可能性が考えられる。
II.尿路上皮におけるCKの発現
(i) 正常尿路上皮におけるCKの発現量
移動性上皮は腎盂.尿管.膀胱に分布し.管腔内容物の変化に対応している。 尿路移動性上皮は複合上皮に似ているが.層状上皮か偽層状上皮かはまだ議論の余地がある [15]（※1） 。 実際.尿路変成の細胞は.基底層.中間層.表層という3つの層が残っていることが確認されています。 モノクローナル抗体の登場により.各層の細胞のCK発現を容易に検出することができるようになった。 CK7.CK8.CK18.CK19は現在.全層で発現していると考えられている。CK5とCK17は基底層の細胞で発現し.CK13は基底層と中間層の細胞で発現し.CK20発現は主に表層の傘状細胞に関連し.Hardenら [16,17] もいくつかの正常中間層でも少数のCK20陽性細胞があることを発見したが.その一方で 尿路上皮が時折CK4を発現しているという証拠があるが.これらの細胞が尿路上皮のどのタイプに属するかについては.まだ結論が出ていない[18,19,20]。 との相同性は認められなかった。一方.膀胱上皮に発現するCK7とは相同性がないことから.尿路移動性上皮は形態的に異なる上皮タイプである可能性が示唆された。
(ii) 転移性上皮癌(TCC)におけるCK発現
cK8/CK18とcK7/CK19はすべてのTCCで発現しているようであるが.他のCKはTCCの発生において発現パターンが大きく異なり.腫瘍のタイプ.悪性度.扁平化の程度と関連している [18]（TCC Japan）。
1.CK8/CK18の場合
Schaafsmaら[21]は.モノクローナル抗体LE41（表層細胞のCK8と反応する）と2C8（表層細胞のCK18と反応する）を用いて表層細胞のCK8/CK18の発現を調べたところ.低悪性度TCCの非浸潤領域は通常の免疫反応を示したが.G3TCCで2C8が強い免疫反応を示し.両者で モノクローナル抗体は.TCCの浸潤域.特に間葉系に近い腫瘍細胞で高い免疫反応性を示しました。 そこでSchaafsmaは.正常な移動性上皮と浸潤性がん細胞の細胞骨格組織には機能的な類似性があり.前者は管腔量の変化に適応する能力を必要とし.その結果.腫瘍細胞が間葉系に浸潤しやすくなると推測している。
2. CK13
2件の研究により.高悪性度TCCではCK13の発現が低下しているか.あるいは脱落していることが示されている[18,21]。 両研究により.CK13の発現はG1期とG2期のTCCではほぼ正常であり.G3期のTCCの筋肉浸潤部では有意に減少していることが示された。
3.CK14。
CK14は正常な転移性上皮では発現しないが.TCCでは発現することが示されている[18,21]が.CK14発現の臨床病理学的根拠は十分とはいえない。
4. CK17
ほとんどの正常な膀胱上皮試料では.CK17は基底細胞に発現しており [22] .Guelsteinらによる最近の研究では.初期のTCC群におけるCK17の発現を調べ.G2期以上のほとんどのTCCでは.CK17は全層で発現していた；変性G3 TCCではその発現が減弱し.時折CK17陽性となる病巣が分布し.この病巣は.次のようであった 変性G3TCCでは.その発現は減少し.時折.局所的なCK17陽性が認められ.これらの病巣は基底部の扁平上皮成分を含む細胞に分布することから.CK17は基底細胞集団の増殖活性のマーカーであり.おそらく腫瘍の浸潤と関連していることが示唆された。
5.CK20型
前述のように.CK20の分布は組織特異性が高く.その発現は転移上皮の表層傘状細胞とごく少数の中間層細胞に限られる。Mollら[24]は.TCC症例群を調査し.グレード1および2のTCC7例すべてがCK20を発現し.グレード3および4のTCC17例のうちCK20が発現しないのは1例のみであったことを明らかにした。 Harndenら[25]は.免疫組織化学で1-2度に分類された非浸潤性乳頭腫29検体を調査し.19例がCK20に陽性で.陽性率は65.5％でした。5年間の追跡調査後.このうち11例は再発し.残りの8例は再発せず.再発したものとしなかったものの間でCK発現に有意差がありました。 最近Hardenら[26]は51例の 彼らは.深部細胞が時折陽性となる表層部のCK20陽性を10例で「正常発現パターン」.全細胞で顕著なCK20陽性を41例で「異常発現パターン」と分類した。 5年間の追跡の結果.発現異常のあった41例中30例に再発が認められ.再発率は73％.発現正常の10例には再発はなかった。 以上のことから.TCCではCK20の発現が亢進しており.CK20の発現が早期非浸潤性乳頭腫の再発を予測する効果がある可能性が示唆された。
III.転移性上皮癌の診断におけるCKの臨床的意義
TCCは複雑な経過をたどり.浸潤性に成長し.再発が非常に多く（50～70％）.局所療法でコントロールできるが.表在性TCCの10～15％は最終的に筋肉浸潤性TCCに発展するか.転移する [27]。 その予後は腫瘍の悪性度や病期分類に関係し.粘膜異形成や扁平上皮化も予後不良因子である[28,29]。 尿細胞診は感度が低く.TCCの初期スクリーニングに用いられることが多い。DNAフロー細胞診は感度をある程度向上させるが.技術的要件が高く.観察者間変動があるため.普及には限界がある。膀胱鏡は膀胱腫瘍の診断を確認できるが.生検領域の制限により.その普及には限界がある。 膀胱鏡検査は膀胱腫瘍の診断を確定することができますが.生検領域の制限から感度が低く.また膀胱鏡検査は患者にとって非常に苦痛で侵襲的な検査です。そのため.TCCの検出には.IL-2発現検出.CD44発現検出.NMP-22発現検出.マイクロサテライト巣の解析.テロメラーゼ発現検出.近年ではCK（サイトケラチン）の発現検出などの新しい方法が多数出現しています。
先に述べたように.病理組織学においてCKは上皮のマーカーとして.原発性および二次性腫瘍の組織起源を同定するために使用され.また膀胱癌における各CKサブタイプの発現に基づいて.分化の程度.浸潤傾向.増殖活性.異形成または扁平化の有無など腫瘍の生体機能を決定することができる。Hardenらの非常に刺激的な研究は.CK20の異なる発現パターンを利用して.次のことを行っている。 は.腫瘍の再発を予測し.TCCから良性の移動性細胞乳頭腫を識別するために使用することができた。彼らはまた.異常なCK20発現パターンも粘膜異形成の客観的マーカーである可能性を見出した[28]。
Burchill ら[30]は.末梢循環における CK 転写物の存在を検出するために RT-PCR を用い.末梢血における腫瘍細胞の潜在的転移を示唆し.末梢血 CK20 mRNA 発現が結腸細胞腫瘍または TCC に有用であることを明らかにした。藤井ら[31]は.TCC 患者群の末梢血における CK20 の発現を調べ.13 例の表在性腫瘍の が陰性.局所浸潤性腫瘍21個中4個が陽性（19％）.転移性腫瘍6個中5個が陽性（83％）であり.末梢血でのCK20発現検出は早期診断にあまり有用でないことが示唆された。
Buchumenskyら[32]は.RT-PCRを用いて192の尿検体からCK20を検出した。膀胱癌が確定した患者144人のうち131人がCK20に陽性（感度91%）.健康なボランティア21人のうちCK20を発現した人はおらず.膀胱鏡で良性腫瘍を確認した患者27人のうち7人がCK20に陽性となった。 膀胱鏡検査で良性と確認された27例中7例がCK20陽性で.この7例は慢性炎症（2例）.異型過形成（3例）.ケモシス（1例）.正常だがTCCの既往が明らか（1例）で.CK20発現はTCCのみならずTCCの前がん状態とも関連していることが示唆されたが.腫瘍グレードとの関連性は認められず.この実験ではまだ検出された Rotemら[33]は.同じ方法で122の尿検体を検査し.感度86.9％.特異度96.7％を示し.TCCのグレードが高いほどCK20の陽性率が高いことを明らかにした。膀胱鏡で良性のCK20と確定した患者11人のうち9人は陽性で.この9人を6ヶ月間追跡したところ.4人が これら9人の患者のうち4人は6ヶ月のフォローアップで再発が確認され.CK20の発現と再発の関係が示唆された。 RT-PCR による尿中剥離細胞における CK20 発現の検出は.1）試料採取が容易.2）感度が極めて高く.クラインは 100 万尿中剥離細胞あたり 1 個の癌細胞を検出できると示唆した [34] .3）非侵襲性.4）TCC や再発の早期診断に有用である.という大きな利点を有している。 上記2つの研究グループが報告した感度および特異度は高いが.正常なヒト転移性上皮表層細胞はCK20を発現することが知られているため.Southgateら[35,36]は彼らの研究に疑問を呈している。 したがって.RT-PCRにより尿中剥離細胞におけるCK20発現を検出する意義をさらに証明するためには多くの研究が必要であると考えられる。
免疫組織化学は.膀胱癌患者における尿中剥離性CK20発現の検出にも用いられており.感度81.6％.特異度77％であったが.高グレードの腫瘍では偽陰性の可能性があり残念である[37]。 また.最近では.膀胱癌の腫瘍マーカーとして.CK19の断片であるCYFRA21-1を尿中から検出し.腫瘍の進行.再発.再々発をモニターするツールとしても研究されている[38]。
IV. 展望
CKはますます研究が進み.さまざまな形で臨床応用されている。CK20の研究はおそらく最も重要な発展であり.CK20が移動性細胞癌の早期診断の臨床指標として使用できること.またCK20がTCCの再発を予測することが複数の証拠によって示唆されている。 RT-PCRによる尿中剥離細胞のCK発現検出は.非侵襲的で非常に感度が高いという利点がある。 近い将来.CKは移動性細胞癌の診断や術後の治療方針の選択に重要な役割を果たすと思われます。