Biomodelling Angiogenesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Success or failure of studies in various areas of biology depend on the presence or absence of convenient and effective adequate models of pathologic processes with fair predictability. In spite of variability of models used in contemporary angiology neither of them can be considered to be “golden standard” or etalon for elaborating new methods targeted at blood vessels. The need for a score of different models for studies of each stage of angiogenesis is one of major difficulties in forming a universal concept describing angiogenesis in humans and animals. A hypothesis of malignant neoplasma growth inhibition by means of blocking angiogenesis inducing factors, their receptors or direct destruction of microvessels’ wall is a starting point for profound angiogenesis studies using various in vitro and in vivo models. A wide spectrum of oncogenesis models allows to scrutinize it from various angles revealing general principles of neoplasma development, mechanisms of its interaction with normal tissues and organs, including the circulation system. Using transgenic с animals helped to disclose the key role of angiogenesis in the development of the organism as well as get results maximally close to the effects characteristic of studies of various aspects of angiogenesis in human beings.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Nikolai A Verlov

St Petersburg National Research Academic University

Email: virlov@gmail.com
MD, PhD, Senior researcher

Alexander P Trashkov

Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry named after I.M. Sechenov

Email: trashkov@gmail.com
MD, PhD

Maria A Pahomova

St Petersburg State Pediatric Medical University Ministry of Health of the Russian Federation

Email: mariya.pahomova@mail.ru
MD, Senior researcher

Nikolai V Haitsev

St Petersburg State Pediatric Medical University Ministry of Health of the Russian Federation

Email: nvh195725@gmail.com
PhD, Professor

Evgeni I Malyshev

St Petersburg National Research Academic University

Email: virlov@gmail.com
Junior researcher

References

  1. Великанова Е.А., и др. Депонирование липосом, содержащих VEGF, после интрамиокардиального и системного введения при экспериментальном инфаркте миокарда // Вестник КемГУ. - 2013. - Т. 3. - С. 8-12. [Velikanova EA, et al. Deponirovanie liposom, soderzhashchikh VEGF, posle intramiokardial’nogo i sistemnogo vvedeniya pri eksperimental’nom infarkte miokarda. Vestnik KemGU. 2013;3:8-12 (In Russ).]
  2. Вершинина С.Ф., Стуков А.Н. Справочник по экспериментальной терапии опухолей. - СПб., 2008. [Vershinina SF, Stukov AN. Spravochnik po eksperimental’noy terapii opukholey. Saint Petersburg; 2008. (In Russ).]
  3. Васильев А.Г., Комяков Б.К., Тагиров Н.С., Мусаев С.А. Чрескожная нефролитотрипсия в лечении коралловидного нефролитиаза // Профилактическая и клиническая медицина. - 2009. - Т. 4. - С. 183-186. [Vasil’ev AG, Komyakov BK, Tagirov NS, Musaev SA. Chreskozhnaya nefrolitotripsiya v lechenii korallovidnogo nefrolitiaza. Profilakticheskaya i klinicheskaya meditsina. 2009;4:183-186 (In Russ).]
  4. Гельфонд Н.Е., и др. Элементарный состав опухолевой ткани и сыворотки крови в условиях экспериментального канцерогенеза и его коррекции // Бюллетень СО РАМН. - 2005. - Т. 1. - № 115. - С. 28-32. [Gel’fond NE, et al. Elementarnyy sostav opukholevoy tkani i syvorotki krovi v usloviyakh eksperimental’nogo kantserogeneza i ego korrektsii. Byulleten’ SO RAMN. 2005;1(115):28-32 (In Russ).]
  5. Григорян А.С., Шевченко К.Г. Возможные молекулярные механизмы функционирования плазмидных конструкций, содержащих ген VEGF // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. - 2011. - Т. VI. - № 3. - С. 24-28. [Grigoryan AS, Shevchenko KG. Vozmozhnye molekulyarnye mekhanizmy funktsionirovaniya plazmidnykh konstruktsiy, soderzhashchikh gen VEGF. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya. 2011;VI (3):24-28. (In Russ).]
  6. Коваль С.Н., и др. Терапевтический ангиогенез при заболеваниях внутренних органов - возможности и перспективы // Вестник проблем биологии и медицины. - 2013. - Т. 1. - № 104. - С. 20-27. [Koval’ SN, et al. Terapevticheskiy angiogenez pri zabolevaniyakh vnutrennikh organov - vozmozhnosti i perspektivy. Vestnik problem biologii i meditsiny. 2013;1(104):20-27. (In Russ).]
  7. Несина И.П., и др. Цитогенетические изменения в клетках перевиваемой линии Namalwa злокачественной лимфомы человека, индуцированные ингибиторами репликации и синтеза ДНК // Цитология и генетика. - 2003. - Т. 37. - № 4. - С. 3-9. [Nesina IP, et al. Tsitogeneticheskie izmeneniya v kletkakh perevivaemoy linii Namalwa zlokachestvennoy limfomy cheloveka, indutsirovannye ingibitorami replikatsii i sinteza DNK. Tsitologiya i genetika. 2003; 37(4):3-9. (In Russ).]
  8. Тагиров Н.С., Назаров Т.Х., Васильев А.Г., и др. Опыт применения чрескожной нефролитотрипсии и контактной уретеролитотрипсии в комплексном лечении мочекаменной болезни // Профилактическая и клиническая медицина. - 2012. - Т. 4. - С. 30-33. [Tagirov NS, Nazarov TKh, Vasil’ev AG, et al. Opyt primeneniya chreskozhnoy nefrolitotripsii i kontaktnoy ureterolitotripsii v kompleksnom lechenii mochekamennoy bolezni. Profilakticheskaya i klinicheskaya meditsina. 2012;4:30-33. (In Russ).]
  9. Трашков А.П., Васильев А.Г., Дементьева Е.А., и др. Сравнительная характеристика нарушений работы плазменного компонента системы гемостаза крыс при развитии экспериментальных опухолей различного гистологического типа // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2011. - Т. 1. - № 33. - С. 148-153. [Trashkov AP, Vasil’ev AG, Dement’eva EA, et al. Sravnitel’naya kharakteristika narusheniy raboty plazmennogo komponenta sistemy gemostaza krys pri razvitii eksperimental’nykh opukholey razlichnogo gistologicheskogo tipa. Vestnik Rossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii. 2011;1(33):148-153. (In Russ).]
  10. Трашков А.П., и др. Лейкемия Р-388 у мышей линии CDF1 как тест-система опухоль-ассоциированного неоангиогенеза и гиперкоагуляции // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2014. - Т. 158. - № 10. - С. 500-502. [Trashkov AP, et al. Leykemiya R-388 u myshey linii CDF1 kak test-sistema opukhol’-assotsiirovannogo neoangiogeneza i giperkoagulyatsii. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2014;158(10):500-502. (In Russ).]
  11. Трашков А.П., и др. Возрастная динамика маркеров ангиогенеза у трансгенных HER-2/neu (FVB/n) мышей с высокой частотой развития аденокарцином молочной железы // Вопросы онкологии. - 2015. - Т. 61. - № 4. - С. 642-646. [Trashkov AP, et al. Vozrastnaya dinamika markerov angiogeneza u transgennykh HER-2/neu (FVB/n) myshey s vysokoy chastotoy razvitiya adenokartsinom molochnoy zhelezy. Voprosy onkologii. 2015;61(4):642-646. (In Russ).]
  12. Трашков А.П., и др. Метаболическая терапия мочекаменной болезни на различных моделях поражения почек у крыс // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2015. - Т. 78. - № 3. - С. 17-21. [Trashkov AP, et al. Metabolicheskaya terapiya mochekamennoy bolezni na razlichnykh modelyakh porazheniya pochek u krys. Eksperimental’naya i klinicheskaya farmakologiya. 2015;78(3):17-21. (In Russ).]
  13. Тюренков И.Н., Воронков А.В., Снигур Г.Л. Морфологическая оценка структурных изменений в эндотелии сосудов почек у крыс с экспериментально вызванной недостаточностью сексуальных гормонов // Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН. - 2006. - Т. 3. - С. 13. [Tyurenkov IN, Voronkov AV, Snigur GL. Morfologicheskaya otsenka strukturnykh izmeneniy v endotelii sosudov pochek u krys s eksperimental’no vyzvannoy nedostatochnost’yu seksual’nykh gormonov. Byulleten’ Volgogradskogo nauchnogo tsentra RAMN. 2006;3:13. (In Russ).]
  14. Цыган Н.В., Трашков А.П. Функциональное состояние головного мозга и возможности цитопротекции на модели острой церебральной гипоксии (экспериментальное исследование) // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2013. - Т. 4. - С. 10-16. [Tsygan NV, Trashkov AP. Funktsional’noe sostoyanie golovnogo mozga i vozmozhnosti tsitoprotektsii na modeli ostroy tserebral’noy gipoksii (eksperimental’noe issledovanie). Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental’naya terapiya. 2013;4:10-16. (In Russ).]
  15. Цыган Н.В., Одинак М.М., Пелешок А.С., и др. Нейропротекция при реконструктивных операциях на дуге аорты // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2012. - Т. 2. - № 38. - С. 119-127. [Tsygan NV, Odinak MM, Peleshok AS, et al. Neyroprotektsiya pri rekonstruktivnykh operatsiyakh na duge aorty. Vestnik Rossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii. 2012;2(38):119-127. (In Russ).]
  16. Чурилов Л.П., Васильев А.Г. Патофизиология иммунной системы. - СПб.: ООО «Издательство ФОЛИАНТ», 2014. [Churilov LP, Vasil’ev AG. Patofiziologiya immunnoy sistemy. Saint Petersburg: OOO Izdatel’stvo FOLIANT; 2014. (In Russ).]
  17. Ackerman Z, et al. Fructose-inducedfattyliverdisease: hepatic effects of blood pressure and plasma triglyceride reduction. Hypertension. 2005; 45:1012-1018. doi: 10.1161/01.HYP.0000164570. 20420.67.
  18. Albini A, et al. The chemoinvasion assay: a tool to study tumor and endothelial cell invasion of basement membranes. Int J Dev Biol. 2004; 48(5-6):563-571. doi: 10.1387/ijdb.041822aa.
  19. Alessandri G, Raju K, Gullino PM. Mobilization of capillary endothelium in vitro induced by effectors of angiogenesis in vivo. Cancer Res. 1983;43 (4):1790-1797.
  20. Anisimov VN, Popovich IG, Zabezhinski MA, et al. Sex differences in aging, life span and spontaneous tumorigenesis in 129/SV mice neonatally exposed to metformin. Cell Cycle. 2015;14(1):46-55. doi: 10.4161/15384101.2014.973308.
  21. Auerbach R, et al. Angiogenesis assays: A critical overview. Clin Chem. 2003;49(1):32-40. doi: 10.1373/ 49.1.32.
  22. Boyden S. The chemotactic effect of mixtures of antibody and antigen on polymorphonuclear leucocytes. J Exp Med. 1962;115:453-466. doi: 10.1084/ jem.115.3.453.
  23. Cao R, et al. Angiogenic synergism, vascular stability and improvement of hind-limb ischemia by a combination of PDGF-BB and FGF-2. Nat Med. 2003; 9(5):604-613. doi: 10.1038/nm848.
  24. Dranoff G. Experimental mouse tumour models: what can be learnt about human cancer immunology? Nat Rev Immunol. 2012;12:61-66.
  25. Duinen V, et al. Microfluidic 3D cell culture: from tools to tissue models. Curr Opin Biotechnol. 2015;35:118-126. doi: 10.1016/j.copbio.2015.05.002.
  26. Folkman J, Haudenschild C. Angiogenesis in vitro. Nature. 1980;288(5791):551-556. doi: 10.1038/ 288551a0.
  27. Gagnon E, et al. Human vascular endothelial cells with extended life spans: In vitro cell response, protein expression, and angiogenesis. Angiogenesis. 2002;5 (1-2):21-33. doi: 10.1023/A:1021573013503.
  28. Gerber HP, et al. VEGF is required for growth and survival in neonatal mice. Development. 1999;126:1149-1159.
  29. Gerber HP, Ferrara N. Pharmacology and pharmacodynamics of bevacizumab as monotherapy or in combination with cytotoxic therapy in preclinical studies. Cancer Res. 2005;65(3):671-680.
  30. Kanzawa S, Endo H, Shioya N. Improved in vitro angiogenesis model by collagen density reduction and the use of type III collagen. Ann Plast Surg. 1993;30(3):244-251. doi: 10.1097/00000637-199 303000-00008.
  31. Kociok N, et al. DNA fingerprint analysis reveals differences in mutational patterns in experimentally induced rat tumors, depending on the type of environmental mutagen. Cancer Genet Cytogenet. 1999;111:71-76. doi: 10.1016/S0165-4608(98)00221-0.
  32. Loi M, et al. The use of the orthotopic model to validate antivascular therapies for cancer. Int J Dev Biol. 2011;55(4-5): 547-555. doi: 10.1387/ijdb.103230ml.
  33. Lundberg G, et al. A rat model for severe limb ischemia at rest. Eur Surg Res. 2003;35(5):430-438. doi: 10.1159/000072228.
  34. Moya ML, et al. In Vitro Perfused Human Capillary Networks. Tissue Eng Part C Methods. 2013;19 (9):730-737. doi: 10.1089/ten.tec.2012.0430.
  35. Nguyen D, et al. Biomimetic model to reconstitute angiogenic sprouting morphogenesis in vitro. Proc Natl Acad Sci. 2013;110(17):6712-6717. doi: 10.1073/pnas.1221526110.
  36. Saharinen P. VEGF and angiopoietin signaling in tumor angiogenesis and metastasis. Trends Mol Med. 2011;17(7):347-362. doi: 10.1016/j.molmed.2011.01.015.
  37. Shimizu T, et al. Cell sheet engineering for myocardial tissue reconstruction. Biomaterials. 2003;24(13): 2309-2316. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00110-8.
  38. Siervo M, et al. Angiogenesis and biomarkers of cardiovascular risk in adults with metabolic syndrome. J Intern Med. 2010;268(4):338-347. doi: 10.1111/ j.1365-2796.2010.02255.x.
  39. Smith JT, et al. Measurement of cell migration on surface-bound fibronectin gradients. Langmuir. 2004;20(19):8279-8286. doi: 10.1021/la048 9763.
  40. Sun X-T, et al. Angiogenic synergistic effect of basic fibroblast growth factor and vascular endothelial growth factor in an in vitro quantitative microcarrier-based three-dimensional fibrin angiogenesis system. World J Gastroenterol. 2004;10(17):2524-2528. doi: 10.3748/wjg.v10.i17.2524.
  41. Xue Y, et al. Adipose angiogenesis: quantitative methods to study microvessel growth, regression and remodeling in vivo. Nat Protoc. 2010;5(5):912-920. doi: 10.1038/nprot.2010.46.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 Verlov N.A., Trashkov A.P., Pahomova M.A., Haitsev N.V., Malyshev E.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 69634 от 15.03.2021 г.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies