1965年，Moor从牛脑浸液中分离出一种高度酸性钙结合蛋白，富含苯丙氨酸，分子量21kD，它在中性饱和硫酸铵溶液中100%溶解而命名为S—100蛋白（S—100protein）。早期，人们认为S—100蛋白是一种神经系统特异性蛋白，存在于胶质细胞和雪旺氏细胞以及它们的肿瘤中，后来的研究工作证明S—100蛋白也存在于一些非神经源性的正常细胞和肿瘤中。在福尔马林固定、石蜡包埋组织中，S—100蛋白保存良好，可用兔抗牛S—100蛋白抗血清进行染色，阳性细胞表现为胞浆或同时伴有细胞核弥漫性着色。S—100蛋白染色强度与瘤细胞的分化程度关系不大。
在中枢神经系统，S—100蛋白广泛分布于星形细胞、少枝胶质细胞、室管膜细胞及其起源的肿瘤中。连锦英等对122例颅内肿瘤作了S—100蛋白和GFAP分布的研究，发现S—100蛋白在各类型星形细胞瘤、混合性胶质瘤全部阳性，大多数少枝胶质细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤和室管膜瘤阳性，绝大多数髓母细胞瘤中可见少量S—100蛋白阳性细胞。在部分脑膜瘤、颅咽管瘤、听神经瘤、血管母细胞瘤等亦可见S—100蛋白阳性。S—100蛋白有助于脉络从乳头状癌与转移性乳头状癌的区别，前者S—100蛋白阳性，后者为阴性。
在周围神经系统，S—100蛋白广泛分布于神经嵴起源的雪旺氏细胞及其肿瘤中。在神经鞘肿瘤和各种神经纤维瘤中，良性神经鞘瘤S—100蛋白含量最高，阳性细胞多，染色也强，An－toni A区的瘤细胞中S—100蛋白呈均匀地分布于胞浆和核内，而Antoni B区的瘤细胞排列疏松，S—100蛋白染色不规则，纤维化区缺乏S—100蛋白；神经纤维瘤中可见S—100蛋白阳性和阴性两种细胞，显示它们的来源可能不同，前者可能是雪旺氏细胞，后者可能是来源于神经周膜和神经内膜细胞。大部分神经源性肉瘤含有S—100蛋白，显示来自于雪旺氏细胞。这些肿瘤对S—100蛋白的反应一般比良性者弱，而且，在高度间变的肿瘤，由于瘤细胞的反向分化，常丧失合成S—100蛋白的能力。
在神经肿瘤诊断和研究中，除上述三种常用标记物外，还有一些标记物可供选择或配合应用：①谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase, GS），其组织中分布与GFAP相同；②髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein, MBP），用于少枝胶质细胞、雪旺氏细胞及其肿瘤检测，特别对恶性神经鞘瘤诊断有意义；③髓鞘相关糖蛋白（myelin associated glycoprotein,MAG），可用于少枝胶质细胞、雪旺氏细胞及其肿瘤检测，但与多种肿瘤出现交叉反应；④少枝胶质细胞表面抗原，共有4个亚型，O1和O2出现在少枝胶质细胞及其肿瘤不成熟或分化低时，O3和O4出现于成熟或分化高时，等。
对某种类型的肿瘤来说，不是所有的这种肿瘤都表达相同的抗原；同样，对某一个肿瘤来说，也不是所有的肿瘤都有一样的抗原，因此，在神经肿瘤诊断上，二种以上标记物的联合应用比用单一标记物更为可靠。
