A reação imunohistoquímica para proteína glial ácida fibrilar, característica de astrócitos, demonstra a natureza glial do tumor, que mescla áreas de glioma (GFAP-positivas) e sarcoma (GFAP-negativas).  Neste espécime, as áreas de sarcoma predominam amplamente, e as de glioma são observadas como ilhotas GFAP-positivas em meio ao restante do tecido neoplásico. 

Praticamente todas as células deste gliossarcoma  expressam vimentina, sejam de linhagem gliomatosa ou sarcomatosa. Aqui vemos células sarcomatosas com sua morfologia fusocelular, em meio ao colágeno que elas mesmas produzem, que não reage, corando-se em azul pálido pela hematoxilina de fundo. A vimentina é vista em microscopia eletrônica na forma de filamentos intermediários. 

Demonstra os vasos do tumor. Como já notado em HE e colorações especiais (tricrômico de Masson, reticulina), o componente de sarcoma difere do de glioma pelos vasos de paredes finas e luz pérvia, sem proliferação das células endoteliais.  Na parte sarcomatosa não se observam pseudoglomérulos.  Comparar com CD34 na área gliomatosa. 

Há alta proporção de núcleos positivos (cerca de 50% em estimativa visual, sem contagem), o que sugere que mutações do gene p53 podem ter tido papel significativo no desenvolvimento do tumor.