Neuroangiogenes
Neuroangiogenes är den samordnade tillväxten av nerver och blodkärl. Nervsystemet och blodkärlssystemet delar vägledningar och cellytereceptorer som möjliggör denna synkroniserade tillväxt. Termen neuroangiogenes kom i användning först 2002 och processen var tidigare känd som neurovaskulär mönstring. Kombinationen av neurogenes och angiogenes är en viktig del av embryonal utveckling och tidiga liv. Det tros ha en roll i patologier som endometrios , hjärntumörer och Alzheimers sjukdom .
Fysiologi
Neurovaskulär mönstring
Neurovaskulär utveckling är den parallella uppkomsten och mönstringen av nervsystemet och kärlsystemet under embryogenes och tidigt liv. Neurovaskulär kongruens verkar bestämmas av delad molekylär mönstringsmekanism som involverar axonstyrning som involverar axonala vägledningsmolekyler såsom sema3A ( semaforin 3A) och ( neuropilin ).
Mekanismer
Neuroangiogena och axonala vägledningsmolekyler verkar på både neuronala tillväxtkoner och endotelspetsceller för att styra tillväxten.
Neuronala tillväxtkoner är placerade på nervcellers spetsar och är känsliga för olika faktorer, både positiva och negativa. Tillväxt av neuronen sker genom en förlängning av aktinet (rött i bilden) och mikrotubuli (grönt i bilden) cytoskelettet.
Spetsceller som finns i extremiteten av det utvecklande blodkärlet kontrollerar intilliggande endotelceller för att styra tillväxten. Spetsceller har receptorer och ligander via vilka de svarar på lokala neuroangiogene faktorer.
Neurogena faktorer
Det finns många neuroangiogene faktorer, av vilka några verkar för att främja neuronal tillväxt och vice versa. Tabellen visar exempel
Neuroangiogen faktor | Effekt på neuron | Effekt på vaskulära endotelceller | Receptor/ligand | Ursprung |
---|---|---|---|---|
IGF-1 | Främjande av neurogenes och synaptogenes | EG:s spridning, migration och differentiering | Ligand | Leverceller |
bFGF | Proliferation av kortikala progenitorer och neurogenes | EG:s spridning, migration och differentiering | Ligand | Adipocyter |
NGF | Neuronöverlevnad , differentiering | Främjande av angiogenes och arteriogenes i ischemiska bakben | Ligand | Flera olika |
Neuropilin | Axon vägledning |
Synergistisk verkan av VEGF165 i EG-migrering och proliferation Vaskulär utveckling |
Receptor | Målcell |
VEGF | Neuronal utveckling och mönstring, och har neurotrofiska och neuroprotektiva effekter | Inducerar angiogenes, främjar endotelcellers överlevnad, proliferation och migration | Ligand | Flera olika |
Patologi
Neuroangiogenes är inblandad i ett antal patologier, inklusive endometrios, hjärntumörer och senil demens , såsom Alzheimers sjukdom. Var och en av dessa medför en betydande kostnad för hälso- och sjukvårdsindustrin, vilket innebär att fullständig förståelse för de processer som är involverade – inklusive neuroangiogenes – är nödvändig för att möjliggöra utveckling av funktionella behandlingar.
Endometrios
Endometrios är en vanlig gynekologisk sjukdom som orsakas av endometrievävnad som implanteras utanför livmodern , ett symptom på vilket är kronisk bäckensmärta. Bildandet, tillväxten och beständigheten av dessa implantat är beroende av angiogenes för att öka tillgången på blodkärl. Den resulterande ökningen av blodflödet kan korrelera direkt med smärtsymtom. En möjlig förklaring till detta är den samtidiga tillväxten av neuroner in i dessa områden vid sidan av blodkärl genom neuroangiogenes.
Hjärntumörer
Hjärntumörer, såsom glioblastoma multiforme , kännetecknas av tät vaskularitet associerad med högt uttryck av de proangiogena faktorerna, VEGF och interleukin 8 .
Hjärnskada
Efter ischemisk stroke eller traumatisk hjärnskada , stödjer angiogenes återförsörjningen av syre och näringsämnen till skadad vävnad och stimulerar neurogenes och synaptogenes , särskilt i den ischemiska penumbra . Neuroangiogenes är finreglerad och sekventiell, involverar proliferation och migration av endotelceller för att återställa blod-hjärnbarriärfunktionen , rekrytering av pericyter och stabilisering av nya blodkärl, en process som är beroende av uppreglering av proangiogena faktorer, såsom VEGF och angiopoietin-1 .
Alzheimers sjukdom
Ett tillstånd som möjligen beror på en minskning av neuroangiogene faktorer är Alzheimers sjukdom. Utan fortsatt neuroangiogenes under åldrandet kan områden i hjärnan inte längre ha det fulla komplementet av funktionella kapillärer och följaktligen, genom slutledning, cerebralt blodflöde och kognitiv förmåga försämras. Detta tillstånd med minskad neuroangiogenes och lägre kapillärtäthet under åldrande , möjligen involverat försämrad reglering av angiogena faktorer genom hypoxi , kan vara en vaskulär grund för Alzheimers sjukdom.