Нейроангиогенез - Neuroangiogenesis
Нейроангиогенез - это скоординированный рост нервов и кровеносных сосудов. Нервная система и система кровеносных сосудов имеют общие управляющие сигналы и рецепторы на поверхности клетки, что обеспечивает синхронный рост. Термин нейроангиогенез стал использоваться только в 2002 году, и этот процесс ранее был известен как формирование нейроваскулярного паттерна. Сочетание нейрогенеза и ангиогенеза является важной частью эмбрионального развития и ранней жизни. Считается, что он играет роль в таких патологиях, как эндометриоз , опухоли головного мозга и болезнь Альцгеймера .
Физиология
Формирование нервно-сосудистого паттерна
Нейроваскулярное развитие - это параллельное возникновение и формирование паттерна нервной системы и сосудистой системы во время эмбриогенеза и в молодости. Нейроваскулярная конгруэнтность, по-видимому, определяется общим механизмом формирования молекулярного паттерна, включающим управление аксонами, которое включает молекулы, направляющие аксоны, такие как sema3A ( семафорин 3A) и ( нейропилин ).
Механизмы
Нейроангиогенные молекулы и молекулы, направляющие аксоны, действуют как на конусы роста нейронов, так и на концевые эндотелиальные клетки, чтобы направлять рост.
Конусы роста нейронов расположены на концах нервных клеток и реагируют на различные факторы, как положительные, так и отрицательные. Рост нейрона происходит за счет расширения актина (красный на изображении) и микротрубочек (зеленый на изображении) цитоскелета.
Клетки кончика, обнаруженные на конце развивающегося кровеносного сосуда, контролируют соседние эндотелиальные клетки для прямого роста. Клетки кончика имеют рецепторы и лиганды, через которые они отвечают на местные нейроангиогенные факторы.
Нейрогенные факторы
Существует множество нейроангиогенных факторов, некоторые из которых способствуют росту нейронов и наоборот. В таблице приведены примеры
| Нейроангиогенный фактор | Воздействие на нейрон | Влияние на эндотелиальные клетки сосудов | Рецептор / лиганд | Источник |
|---|---|---|---|---|
| IGF-1 | Содействие нейрогенезу и синаптогенезу | Распространение, миграция и дифференциация ЭК | Лиганд | Клетки печени |
| bFGF | Пролиферация корковых предшественников и нейрогенез | Распространение, миграция и дифференциация ЭК | Лиганд | Адипоциты |
| NGF | Выживание нейронов , дифференциация | Содействие ангиогенезу и артериогенезу в ишемизированных задних конечностях | Лиганд | Несколько |
| Нейропилин | Аксонное руководство |
Синергетическое действие VEGF165 на миграцию и пролиферацию ЭК Развитие сосудов |
Рецептор | Целевая ячейка |
| VEGF | Развитие нейронов и формирование паттернов, а также нейротрофические и нейропротекторные эффекты | Вызывает ангиогенез, способствует выживанию, пролиферации и миграции эндотелиальных клеток. | Лиганд | Несколько |
Патология
Нейроангиогенез вовлечен в ряд патологий, включая эндометриоз, опухоли головного мозга и старческое слабоумие , такое как болезнь Альцгеймера. Каждый из них требует значительных затрат для отрасли здравоохранения, а это означает, что полное понимание вовлеченных процессов, включая нейроангиогенез, необходимо для разработки функциональных методов лечения.
Эндометриоз
Эндометриоз - распространенное гинекологическое заболевание, вызванное имплантацией ткани эндометрия вне матки , симптомом которой является хроническая тазовая боль. Формирование, рост и устойчивость этих имплантатов зависят от ангиогенеза для увеличения кровоснабжения кровеносных сосудов. Возникающее в результате увеличение кровотока может напрямую коррелировать с болевыми симптомами. Одним из возможных объяснений этого является одновременный рост нейронов в этих областях вместе с кровеносными сосудами посредством нейроангиогенеза.
Опухоли головного мозга
Опухоли головного мозга, такие как мультиформная глиобластома , характеризуются плотной васкуляризацией, связанной с высокой экспрессией проангиогенных факторов, VEGF и интерлейкина 8 .
Травма головного мозга
После ишемического инсульта или черепно-мозговой травмы ангиогенез поддерживает восстановление поступления кислорода и питательных веществ в поврежденную ткань и стимулирует нейрогенез и синаптогенез , особенно в ишемической полутени . Нейроангиогенез тонко регулируется и является последовательным, включая пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток для восстановления функции гематоэнцефалического барьера , рекрутирование перицитов и стабилизацию новых кровеносных сосудов, процесс, зависящий от активации проангиогенных факторов, таких как VEGF и ангиопоэтин-1 .
Болезнь Альцгеймера
Заболевание Альцгеймера, возможно, является результатом снижения нейроангиогенных факторов. Без продолжения нейроангиогенеза во время старения области мозга могут больше не иметь полного набора функциональных капилляров и, следовательно, следовательно, церебральный кровоток и когнитивные способности снижаются. Это состояние пониженного нейроангиогенеза и более низкой плотности капилляров во время старения , возможно, связанное с нарушением регуляции ангиогенных факторов из-за гипоксии , может быть сосудистой основой болезни Альцгеймера.