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Keywords:

  • hemodynamic;
  • vascular remodelling;
  • mechanotransduction;
  • angiogenesis

Abstract

The vascular endothelium is the interface in the cardiovascular system between the blood vessel wall and the flowing blood. As such, these cells are exposed to both shear stress and circumferential stretch. Though a lot is known about the regulation of gene expression by flow in mature vascular networks, very little is known in developing vessels. Most vascular networks in the adult are homeostatic, exhibiting very low rates of endothelial cell replication and turnover. In disease states such as cancer or macular degeneration, the vascular system is able to recapitulate embryonic growth and reinduce blood vessel growth. The vasculature that develops is similar to the embryonic vasculature, and so many have used knowledge of embryonic development to interpret pathological blood vessel growth. It was believed until recently that the embryonic vasculature was not sensitive to flow. We recently showed that shear stress is necessary for proper vascular development. We therefore review the role of blood flow and mechanical forces in vascular development. We examine the pattern and magnitude of flow present in primitive vascular networks as well as exploring gene regulation by shear stress in both in vitro and in vivo embryonic systems.

À l'intérieur du système cardiovasculaire, l'endothélium vasculaire est l'interface entre les parois des vaisseaux sanguins et le les flux sanguia. À ce titre, ses cellules sont exposées à la fois à des contraintes de cisaillement et à détirement circonférentiel. Bien que l'on ait de bonnes connaissances sur la régulation de l'expression des gènes par circulation dans les réseaux vasculaires matures, nous en savons très peu sur les vaisseaux en développement. La plupart des réseaux vasculaires de l'adulte sont homéostatiques, démontrant des taux très faibles de réplication et de remplacement des cellules endothéliales. Dans des maladies telles que le cancer ou la dégénérescence maculaire, le système vasculaire est capable de reprendre la croissance embryonnaire et de ré-induire la croissance des vaisseaux sanguins. Le réseau de vaisseaux sanguins qui se développe est similaire à la vasculature embryonnaire et un grand nombre de scientifiques ont utilisé les connaissances sur le développement embryonnaire pour interpréter la croissance pathologique des vaisseaux sanguins. Jusqu'à récemment, on pensait que la vasculature embryonnaire n'était pas sensible à la circulation sanguine. Nous avons récemment démontré que les contraintes de cisaillement sont nécessaires au développement vasculaire correct. Par conséquent, nous examinons le rôle de la circulation sanguine et des forces mécaniques dans le développement vasculaire. Nous examinons la configuration et l'amplitude de la circulation dans les réseaux vasculaires primitifs et nous explorons la régulation génétique par les contraintes de cisaillement, à la fois sur des systèmes embryonnaires in vitro et in vivo.