Процесс ангиогенеза обеспечивает формирование новых кровеносных сосудов из существующих, благодаря чему осуществляется расширение и ремоделирование сосудистой сети в тканях. Физиологическая роль ангиогенеза реализуется при росте и развитии организма, а также регенеративных процессах. В тоже время нарушения ангиогенеза являются важным патогенетическим звеном целого ряда заболеваний, включая онкологические процессы. В этой связи целью настоящего обзора являлось рассмотрение факторов, обеспечивающих регуляцию ангиогенеза. В статье приведены сведения о биомеханической и метаболической регуляции ангиогенеза. Особое внимание уделяется биологически активным веществам, регулирующим данный процесс. Рассматриваются как факторы, стимулирующие ангиогенез, так и его ингибиторы. Проведенный анализ литературных данных позволяет заключить, что регуляция ангиогенеза осуществляется комплексом про- и антиангиогенных сигналов биомеханической и химической природы.
Angiogenesis is the physiological process through which new blood vessels form from pre-existing vessels. Angiogenesis provides growth development and remodeling of vascular networks in tissues. The physiological role of angiogenesis is implemented with the growth and development of anorganism, as well as regenerative processes in tissues. At the same time disorders of angiogenesis are an important pathogeneticlink of a wide spectrum of diseases, including oncological processes. In this context, the aim of this review is to scrutinize the factors that regulate angiogenesis. The article presents modern literature data connected with a biomechanical and metabolic regulation of angiogenesis. Particular attention is given to biologically active substances that regulate this process. Factors that stimulate angiogenesis as well as its inhibitorsare discussed. The analysis of published data suggests that the regulation of angiogenesis is carried out complex pro- and anti-angiogenic signals of biomechanical and chemical nature.
1. Возможная роль диоксида азота, образующегося в местах бифуркации сосудов, в процессах их повреждения при геморрагических инсультах и образовании атеросклеротических бляшек / В.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, В.Н. Швалев и др. // Успехи физиологических наук. – 2012. – Т.43, № 4. – С. 73–93.
2. Методы диагностики эндотелиальной дисфункции / А.Н. Иванов, А.А. Гречихин, И.А. Норкин и др. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2014. – Т. 13, № 4. – С. 4-11.
3. Adair T.H., Montani J.P. Angiogenesis. San Rafael (CA): Morgan & Claypool Life Sciences, 2010. –82 р.
4. Ahluwalia A., Tarnawski A.S. Critical role of hypoxia sensor – HIF-1α in VEGF gene activation. Implications for angiogenesis and tissue injury healing // Curr. Med. Chem. –2012. – V.19, № 1. – Р. 90-97.
5. Ando J., Yamamoto K. Effects of shear stress and stretch on endothelial function // Antioxid. Redox. Signal. –2011. – V.15, № 5. – Р. 1389-1403.
6. Beyond VEGF: inhibition of the fibroblast growth factor pathway and antiangiogenesis / C. Lieu, J. Heymach, M. Overman et al. // Clin. Cancer. Res. –2011. – V.17, № 19. – Р. 6130-6139.
7. Cantelmo A.R., Brajic A., Carmeliet P. Endothelial metabolism driving angiogenesis: emerging concepts and principles // Cancer. J. –2015. – V.21, № 4. – Р. 244-249.
8. Chouinard-Pelletier G., Jahnsen E.D., Jones E.A. Increased shear stress inhibits angiogenesis in veins and not arteries during vascular development // Angiogenesis. –2013. – V.16, № 1. – Р. 71-83.
9. Endostatin's emerging roles in angiogenesis, lymphangiogenesis, disease, and clinical applications / A. Walia, J.F. Yang, Y.H. Huang et al. // Biochim. Biophys. Acta. –2015. – V.12. – Р. 4165.
10. Egginton S. Physiological factors influencing capillary growth // Acta. Physiol. (Oxf). –2011. – V.202, № 3. – Р. 225-239.
11. Endothelial NADPH oxidase 4 mediates vascular endothelial growth factor receptor 2-induced intravitreal neovascularization in a rat model of retinopathy of prematurity / H. Wang, Z. Yang, Y. Jiang et al. // Mol. Vis. –2014, № 20. – Р. 231-241.
12. Epigenetic control of hypoxia inducible factor-1α-dependent expression of placental growth factor in hypoxic conditions / L. Tudisco, F. Della Ragione, V. Tarallo et al. // Epigenetics. –2014. – V.9, № 4. – Р. 600-610.
13. Ferulic acid augments angiogenesis via VEGF, PDGF and HIF-1 alpha / C.M. Lin, J.H. Chiu, I.H. Wu et al. // J. Nutr. Biochem. –2010. – V.21, № 7. – Р. 627-633.
14. Flow shear stress regulates endothelial barrier function and expression of angiogenic factors in a 3D microfluidic tumor vascular model / C.F. Buchanan, S.S. Verbridge, P.P. Vlachos et al. // Cell. Adh. Migr. –2014. – V.8, № 5. – Р. 517-524.
15. Fluid shear stress threshold regulates angiogenic sprouting / P.A. Galie, D.H. Nguyen, C.K. Choi et al.//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. –2014. – V.111, № 22. – Р. 7968-7973.
16. Gacche R.N., Meshram R.J. Angiogenic factors as potential drug target: efficacy and limitations of anti-angiogenic therapy // Biochim. Biophys. Acta. – 2014. – V.1846, № 1. – Р. 161-179.
17. Hashimoto T., Shibasaki F. Hypoxia-inducible factor as an angiogenic master switch // Front Pediatr. –2015. – V.3. – Р. 33.
18. Hypoxia simultaneously inhibits endostatin production and stimulates vascular endothelial growth factor production by cultured human endometrial stromal cells / K. Nasu, M. Nishida, J. Fukuda et al. // Fertil. Steril. –2004. – V.82, № 3. – Р.756-759.
19. Inhibition of angiogenesis by interleukin-4 gene therapy in rat adjuvant-induced arthritis / C.S. Haas, M.A. Amin, B.B .Allen et al. // Arthritis Rheum. –2006. – V.54, № 8. – Р. 2402-2414.
20. Interferon gamma counteracts the angiogenic switch and induces vascular permeability in dextran sulfate sodium colitis in mice / L. Haep, N. Britzen-Laurent, T.G. Weber et al. // Inflamm. Bowel Dis. –2015. – V.21, № 10. – Р. 2360-2371.
21. Jacobo S.M., Kazlauskas A. Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) stabilizes nascent blood vessels // J. Biol. Chem. –2015. – V.290, № 10. – Р. 6349-6360.
22. Johnson K.E., Wilgus T.A. Vascular endothelial growth factor and angiogenesis in the regulation of cutaneous wound repair // Adv. Wound Care. –2014. – V.3, № 10. – Р. 647-661.
23. Krock B.L., Skuli N., Simon M.C. Hypoxia-induced angiogenesis: good and evil // Genes Cancer. –2011. – V.2, № 12. – Р. 1117-1133.
24. Lawler P.R., Lawler J. Molecular basis for the regulation of angiogenesis by thrombospondin-1 and -2 // Cold Spring Harb. Perspect. Med. –2012. – V.2, № 5. – Р. a006627.
25. Nuclear envelope proteins Nesprin2 and LaminA regulate proliferation and apoptosis of vascular endothelial cells in response to shear stress / Y. Han, L. Wang, Q.P. Yao et al. // Biochim. Biophys. Acta. –2015. – V.1853, № 5. – Р. 1165-1173.
26. Numerical simulation of the inhibitory effect of angiostatin on metastatic tumor angiogenesis and microenvironment / G. Zhao, W. Yan, E. Chen et al. // Bull. Math. Biol. –2013. – V.75, № 2. – Р. 274-287.
27. Rogers M.S., D'Amato R.J. Common polymorphisms in angiogenesis // Cold Spring Harb. Perspect. Med. –2012. – V.2, № 11. – Р. a006510.
28. Role of the angiopoietin/Tie system in pregnancy / D. Kappou, S. Sifakis, A. Konstantinidou et al. // Exp. Ther. Med. –2015. – V.9, № 4. – Р. 1091-1096.
29. Ruan G.X., Kazlauskas A. Lactate engages receptor tyrosine kinases Axl, Tie2, and vascular endothelial growth factor receptor 2 to activate phosphoinositide 3-kinase/Akt and promote angiogenesis / J. Biol. Chem. –2013. – V.288, № 29. – Р. 21161-2172.
30. Sato Y. The vasohibin family: a novel family for angiogenesis regulation // J. Biochem. –2013. – V.153, № 1. – Р. 5-11.
31. Shear stress regulated gene expression and angiogenesis in vascular endothelium / J.W. Wragg, S. Durant, H.M. McGettricket al. // Microcirculation. –2014. – V.21, № 4. – Р. 290-300.
32. Targeting tumor angiogenesis with TSP-1-based compounds: rational design of antiangiogenic mimetics of endogenous inhibitors / G. Taraboletti, M. Rusnati, L. Ragona et al. // Oncotarget. –2010. – V.1, № 7. – Р. 662-673.
33. The control of endothelial cell adhesion and migration by shear stress and matrix-substrate anchorage / J. Teichmann, A. Morgenstern, J. Seebachet al. // Biomaterials. –2012. – V.33, № 7. – Р. 1959-1969.
34. The imbalance in expression of angiogenic and anti-angiogenic factors as candidate predictive biomarker in preeclampsia / P. Nikuei, K. Malekzadeh, M. Rajaei et al. // Iran J. Reprod. Med. –2015. – V.13, № 5. – Р. 251-262.
35. Tumour angiogenesis and angiogenic inhibitors / L. Yadav, N. Puri, V. Rastogi et al. // J. Clin. Diagn. Res. –2015. – V.9, № 6. – Р. XE01-XE05.
36. Tykhomyrov A.A., Shram S.I., Grinenko T.V. Role of angiostatins in diabetic complications // Biomed. Khim. –2015, № 61, № 1. – Р. 41-56.
37. Unraveling the mysteries of endostatin / Y. Fu, H. Tang, Y. Huang et al. // IUBMB Life. –2009. – V.61, № 6. – Р. 613-626.
38. Ushio-Fukai M., Nakamura Y. Reactive oxygen species and angiogenesis: NADPH oxidase as target for cancer therapy // Cancer Lett. –2008. – V.266, № 1. – Р. 37-52.
39. VEGFR-3 controls tip to stalk conversion at vessel fusion sites by reinforcing Notch signaling / T. Tammela, G. Zarkada, H. Nurmi et al. // Nat. Cell. Biol. –2011. – V.13, № 10. – Р. 1202-1213.
40. Zimna A., Kurpisz M. Hypoxia-inducible factor-1 in physiological and pathophysiological angiogenesis // Biomed. Res. Int. –2015. – V.2015. – Р. 549412.