تکوین سیستم عروقی

تکوین سیستم عروقی عبارت است از تشکیل شبکه عروق خونی جنینی، که با تشکیل اولیه (de novo) شبکه عروقی ابتدایی از پیش‌سازهای اندوتلیال آغاز شده و از طریق جوانه‌زنی، بازسازی، و بلوغ به شریان‌ها، وریدها، و مویرگ‌ها ادامه می‌یابد. این سیستم به همراه قلب در حال تکوین، اولین سیستم گردش خون جنین را تشکیل می‌دهد.

Definition

تکوین سیستم عروقی فرآیند جنینی است که طی آن پیش‌سازهای اندوتلیال یک شبکه عروقی اولیه (واسکولوژنز) را تشکیل می‌دهند که سپس با جوانه‌زنی و هرس (آنژیوژنز) گسترش یافته و بازسازی می‌شود و به شبکه سلسله‌مراتبی شریانی، وریدی و مویرگی تبدیل می‌گردد.

Scope

این موضوع شامل واسکولوژنز (تشکیل عروق درجا از آنژیوبلاست‌ها)، آنژیوژنز (رشد عروق جدید از عروق موجود)، رفتار سلول‌های نوک و ساقه اندوتلیال، هویت شریانی-وریدی، و نقش جریان خون در بازسازی عروقی است. رشد عروق لنفاوی و پاتولوژیک فقط برای جهت‌گیری ذکر شده‌اند. این یک آناتومی تکوینی آموزشی-مرجع است.

Core questions

• چگونه پیش‌سازهای اندوتلیال اولین رگ‌های خونی را تشکیل می‌دهند؟
• چه چیزی واسکولوژنز را از آنژیوژنز متمایز می‌کند؟
• سلول‌های نوک و ساقه اندوتلیال چگونه در طول جوانه‌زنی انتخاب می‌شوند؟
• جریان خون چگونه بازسازی شبکه عروقی را شکل می‌دهد؟

Key concepts

• واسکولوژنز
• آنژیوژنز
• آنژیوبلاست‌ها و شبکه عروقی اولیه
• سلول‌های نوک و ساقه اندوتلیال
• سیگنال‌دهی VEGF و Notch
• هویت شریانی-وریدی
• بازسازی همودینامیک (وابسته به جریان)

Mechanisms

سیستم عروقی ابتدا از طریق واسکولوژنز تشکیل می‌شود، که در آن آنژیوبلاست‌های مشتق از مزودرم به هم پیوسته و یک شبکه ابتدایی از لوله‌های اندوتلیال را تشکیل می‌دهند. این شبکه سپس با آنژیوژنز گسترش یافته و اصلاح می‌شود، که در آن سلول‌های اندوتلیال جوانه‌زنی، شاخه‌زنی و هرس می‌شوند. سیگنال‌دهی VEGF، که توسط مهار جانبی با واسطه Notch تعدیل می‌شود، انتخاب سلول‌های نوک مهاجر در مقابل سلول‌های ساقه تکثیرشونده را در جبهه جوانه‌زنی کنترل می‌کند. عروق هویت شریانی یا وریدی پیدا می‌کنند و به یک شبکه سلسله‌مراتبی بازسازی می‌شوند، فرآیندی که به نیروهای همودینامیک بستگی دارد: کارهای تجربی نشان می‌دهد که جریان خون برای بازسازی طبیعی شبکه عروقی اولیه ضروری است.

Clinical relevance

همان مکانیسم‌هایی که عروق جنینی را می‌سازند، در رشد بافت، ترمیم زخم، و بیماری نیز عمل می‌کنند، و آنژیوژنز یک هدف اصلی در تحقیقات بالینی است. این مدخل زیست‌شناسی تکوینی عروق را به عنوان پیش‌زمینه آموزشی ارائه می‌دهد و مبنایی برای تشخیص یا درمان فردی نیست.

History

تمایز بین واسکولوژنز و آنژیوژنز با ردیابی پیش‌سازهای اندوتلیال در جنین مشخص شد، و عصر مولکولی VEGF را به عنوان یک تنظیم‌کننده مرکزی شناسایی کرد. کارهای بعدی در مورد انتخاب سلول‌های نوک و ساقه و بازسازی وابسته به جریان، سیگنال‌دهی را با بیومکانیک در توضیح مورفوژنز عروقی ادغام کرد.

Debates

جریان خون در مقابل الگودهی ژنتیکی چقدر تعیین‌کننده است؟

بازسازی عروقی هم برنامه‌های ژنتیکی ذاتی و هم نیروهای همودینامیک را منعکس می‌کند؛ آزمایش‌هایی که نشان می‌دهند جریان برای بازسازی طبیعی شبکه ضروری است، این سوال را که چگونه این دو عامل وزن‌دهی می‌شوند، برجسته‌تر می‌کند.

Key figures

• Peter Carmeliet
• Rakesh Jain
• Holger Gerhardt
• Brant Weinstein
• Mary Dickinson

Seminal works

• carmeliet-jain-2011
• blanco-gerhardt-2012
• gore-2012

Frequently asked questions

تفاوت بین واسکولوژنز و آنژیوژنز چیست؟

واسکولوژنز تشکیل اولیه (de novo) رگ‌های خونی از سلول‌های پیش‌ساز اندوتلیال درجا است، در حالی که آنژیوژنز رشد رگ‌های جدید از طریق جوانه‌زنی و بازسازی از رگ‌های موجود است.

سلول‌های نوک و ساقه چه هستند؟

در جبهه جوانه‌زنی یک رگ، یک سلول نوک اندوتلیال مهاجر پیشرو، جوانه را هدایت می‌کند در حالی که سلول‌های ساقه دنباله‌رو تکثیر می‌شوند تا لومن رگ جدید را تشکیل دهند؛ انتخاب آنها توسط سیگنال‌دهی VEGF و Notch کنترل می‌شود.