Vai trò của PDGF-B và PDGFR-β trong việc thu hút tế bào cơ trơn mạch và tế bào pericyte trong quá trình hình thành mạch máu ở phôi chuột

Development (Cambridge) - Tập 126 Số 14 - Trang 3047-3055 - 1999
Mats Hellström1,2, Mattias Kalén3, Per Lindahl3, Alexandra Abramsson3, Christer Betsholtz3
12 The Ludwig Institute for Cancer Research, Stockholm Branch, Karolinska Institutet, Box 240, SE 171 77 Stockholm, Sweden
2The Ludwig Institute for Cancer Research, Stockholm Branch, Karolinska Institutet, Box 240, SE 171 77 Stockholm, Sweden
31 Department of Medical Biochemistry, Göteborg University, Box 440, SE 405 30 Göteborg, Sweden

Tóm tắt

TÓM TẮT Quá trình phát triển của hệ thống mạch máu bao gồm việc lắp ráp hai loại tế bào chính – tế bào nội mô và tế bào cơ trơn mạch máu/tế bào pericyte (vSMC/PC) – vào nhiều loại mạch máu khác nhau. Hầu hết, nếu không nói là tất cả, các mạch bắt đầu dưới dạng các ống nội mô mà sau đó nhận được lớp phủ của vSMC/PC. Chúng tôi đã từng chứng minh rằng PDGF-B có vai trò quan trọng trong việc thu hút các tế bào pericyte đến các mao mạch não và đến cụm mao mạch cầu thận. Ở đây, chúng tôi sử dụng desmin và α-actin cơ trơn (ASMA) làm dấu hiệu để phân tích sự phát triển của vSMC/PC trong các phôi PDGF-B−/− và PDGFR-β−/−. Cả hai loại đột biến đều cho thấy sự giảm thiểu đặc hiệu theo vị trí của tế bào pericyte dương tính với desmin và vSMC dương tính với ASMA. Chúng tôi phát hiện rằng sự biểu hiện PDGF-B ở các tế bào nội mô chỉ giới hạn ở các tế bào nội mô mao mạch chưa trưởng thành và ở nội mô của các động mạch đang phát triển. Việc ghi nhãn BrdU cho thấy rằng các tiền thân vSMC/PC dương tính với PDGFR-β thường xuyên sinh sản tại các vị trí biểu hiện PDGF-B của tế bào nội mô. Ở các phôi PDGF-B−/−, các tế bào vSMC ở động mạch chi cho thấy chỉ số ghi nhãn BrdU giảm. Điều này gợi ý về vai trò của PDGF-B trong sự sinh sản của tế bào vSMC/PC trong quá trình phát triển mạch máu. Hai phương thức thu hút vSMC đến các mạch được hình thành mới đã được đề xuất trước đó: (1) hình thành vSMC mới qua việc kích thích các tế bào trung mô perivascular chưa phân hóa, và (2) sự đồng di cư của vSMC từ một nguồn vSMC đã tồn tại trước đó. Dữ liệu của chúng tôi hỗ trợ cả hai phương thức phát triển vSMC/PC và dẫn đến một mô hình trong đó các tiền thân vSMC/PC dương tính với PDGFR-β ban đầu hình thành xung quanh một số mạch nhất định thông qua việc kích thích độc lập với PDGF-B. Sự nảy mầm mạch và sự mở rộng mạch tiếp theo liên quan đến sự đồng di cư và sinh sản của các tiền thân vSMC/PC phụ thuộc vào PDGF-B, và/hoặc sự kích thích mới không phụ thuộc vào PDGF-B của vSMC/PC, tùy thuộc vào bối cảnh mô học.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Barrett, 1984, Expression of the sis gene by endothelial cells in culture and in vivo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 6772, 10.1073/pnas.81.21.6772

Beck, 1997, Vascular development: cellular and molecular regulation, FASEB J, 11, 365, 10.1096/fasebj.11.5.9141503

Benjamin, 1998, A plasticity window for blood vessel remodelling is defined by pericyte coverage of the preformed endothelial network and is regulated by PDGF-B and VEGF, Development, 125, 1591, 10.1242/dev.125.9.1591

Benjamin, 1999, Selective ablation of immature blood vessels in established human tumors folows vascular endothelial growtyh factor withdrawal, J. Clin. Invest, 103, 159, 10.1172/JCI5028

Boström, 1996, PDGF-A signaling is a critical event in lung alveolar myofibroblast development and alveogenesis, Cell, 85, 863, 10.1016/S0092-8674(00)81270-2

Buzney, 1977, Aldose reductase in retinal mural cells, Invest. Ophtal. Vis. Sci, 16, 392

Cogan, 1961, Retinal vascular patterns. IV. Diabetic retinopathy, Archs. Opthalmol, 66, 366, 10.1001/archopht.1961.00960010368014

Collins, 1985, Cultured human endothelial cells express platelet-derived growth factor B chain: cDNA cloning and structural analysis, Nature, 316, 748, 10.1038/316748a0

Collins, 1987, Cultured human endothelial cells express platelet-derived growth factor A chain, Am. J. Pathol, 126, 7

Crosby, 1998, Chimaeric analysis reveals role of Pdgf receptors in all muscle lineages, Nat. Genet, 18, 385, 10.1038/ng0498-385

DiCorleto, 1983, Cultured endothelial cells produce a platelet-derived growth factor-like protein, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80, 1919, 10.1073/pnas.80.7.1919

Drake, 1998, Morphogenesis of the first blood vessels, Ann. N.Y. Acad. Sci, 857, 155, 10.1111/j.1749-6632.1998.tb10115.x

Dumont, 1994, Dominant-negative and targeted null mutations in the endothelial receptor tyrosin kinase tek, reveal a critical in vasculogenesis of the embryo, Genes Dev, 8, 1897, 10.1101/gad.8.16.1897

Folkman, 1996, Blood vessel formation: What is its molecular basis?, Cell, 87, 1153, 10.1016/S0092-8674(00)81810-3

Grotendorst, 1981, Attachment of smooth muscle cells to collagen and their migration toward platelet-derived growth factor, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78, 3669, 10.1073/pnas.78.6.3669

Hirschi, 1998, PDGF, TGF-beta, and heterotypic cell-cell interactions mediate endothelial cell-induced recruitment of 10T1/2 cells and their differentiation to a smooth muscle fate [published erratum appears in J. Cell Biol. 1998 Jun 1;141(5):1287], J. Cell Biol, 141, 805, 10.1083/jcb.141.3.805

Hirschi, 1999, Endothelial cells modulate the proliferation of mural cell precursors via platelet-derived growth factor-BB and heterotypic cell contact, Circ. Res, 84, 298, 10.1161/01.RES.84.3.298

Hungerford, 1996, Development of the aortic vessel wall as defined by vascular smooth muscle and extracellular matrix markers, Dev. Biol, 178, 375, 10.1006/dbio.1996.0225

Le Lievre, 1975, Mesenchymal derivatives of the neural crest: Analysis of chimeric quail and chick embryos, J. Embryol. Exp. Morphol, 34, 125

Levéen, 1994, Mice deficient for PDGF B show renal, cardiovascular, and hematological abnormalities, Genes Dev, 8, 1875, 10.1101/gad.8.16.1875

Lindahl, 1998, Paracrine PDGF-B/PDGFR–beta signaling controls mesangial cell development in kidney glomeruli, Development, 125, 3313, 10.1242/dev.125.17.3313

Lindahl, 1997, Pericyte loss and microaneurysm formation in PDGF-B-deficient mice, Science, 277, 242, 10.1126/science.277.5323.242

Lindahl, 1997, Alveogenesis failure in PDGF-A deficient mice is coupled to lack of distal spreading of alveolar smooth muscle cell progenitors during lung development, Development, 124, 3943, 10.1242/dev.124.20.3943

Nehls, 1992, Pericyte involvement in capillary sprouting during angiogenesis in situ, Cell Tissue Res, 270, 469, 10.1007/BF00645048

Nehls, 1991, Heterogeneity of microvascular pericytes for smooth muscle type alpha-actin, J. Cell Biol, 113, 147, 10.1083/jcb.113.1.147

Nicosia, 1995, Rat aortic smooth muscle cells become pericytes during angiogenesis in vitro, Lab. Invest, 73, 658

Nistér, 1988, A glioma-derived PDGF A chain homodimer has different functional activities from a PDGF AB heterodimer purified from human platelets, Cell, 52, 791, 10.1016/0092-8674(88)90421-7

Orlidge, 1987, Inhibition of capillary endothelial cell growth by pericytes and smooth muscle cells, J. Cell Biol, 105, 1455, 10.1083/jcb.105.3.1455

Risau, 1997, Mechanisms of angiogenesis, Nature, 386, 671, 10.1038/386671a0

Sato, 1995, Distinct roles of the receptor tyrosine kinases Tie-1 and Tie-2 in blood vessel formation, Nature, 376, 70, 10.1038/376070a0

Sato, 1989, Inhibition of endothelial cell movement by pericytes and smooth muscle cells: activation of a latent transforming growth factor beta 1-like molecule by plasmin during co-culture, J. Cell Biol, 109, 309, 10.1083/jcb.109.1.309

Sato, 1990, Characterization of the activation of latent TGF-beta by co-cultures of endothelial cells and pericytes or smooth muscle cells: a self-regulating system, J. Cell Biol, 111, 757, 10.1083/jcb.111.2.757

Siegbahn, 1990, Differential effects of the various isoforms of platelet-derived growth factor on chemotaxis of fibroblasts, monocytes and granulocytes, J. Clin. Invest, 85, 916, 10.1172/JCI114519

Sims, 1986, The pericyte–a review, Tissue Cell, 18, 153, 10.1016/0040-8166(86)90026-1

Soriano, 1994, Abnormal kidney development and hematological disorders in PDGF beta-receptor mutant mice, Genes Dev, 8, 1888, 10.1101/gad.8.16.1888

Suri, 1996, Requisite role of angiopoietin-1, a ligand for the TIE2 receptor, during embryonic development, Cell, 87, 1171, 10.1016/S0092-8674(00)81813-9

Vassbotn, 1992, Neomycin is a platelet-derived growth factor (PDGF) antagonist that allows discrimination of PDGF alpha- and beta-receptor signals in cells expressing both receptor types, J. Biol. Chem, 267, 15635, 10.1016/S0021-9258(19)49583-5

Vikkula, 1996, Vascular Dysmorphogenesis caused by an activating mutation in the receptor tyrosine kinase TIE2, Cell, 87, 1181, 10.1016/S0092-8674(00)81814-0

Thông tin
Thông tin xuất bản

Development (Cambridge)

Tập 126 Số 14

3047-3055

Thông tin tác giả