vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2017-4-141-145vtio-838Research ArticleОбзор литературыLiterature ReviewsМеханизмы ангиогенеза при трансплантации тканеинженерных конструкцийAngiogenesis mechanisms in transplantation of tissue-engineered constructionsНакоховР. З.NakokhovR. Z.

Краснодар.

Krasnodar.

ГубареваЕ. А.GubarevaE. A.

Краснодар.

Krasnodar.

КуевдаЕ. В.KuevdaE. V.

Краснодар.

Krasnodar.

СотниченкоА. С.SotnichenkoA. S.

Краснодар.

Krasnodar.

ГуменюкИ. С.GumenyukI. S.

Краснодар.

Krasnodar.

МогильнаяГ. М.MogilnayaG. M.

Краснодар.

Krasnodar.

КадеА. Х.KadeA. H.

Краснодар.

Krasnodar.

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России.РоссияFSBEI HE «Kuban State Medical University».Russian Federation201701022018194141145Copyright © Накохов Р.З., Губарева Е.А., Куевда Е.В., Сотниченко А.С., Гуменюк И.С., Могильная Г.М., Каде А.Х., 20182018Накохов Р.З., Губарева Е.А., Куевда Е.В., Сотниченко А.С., Гуменюк И.С., Могильная Г.М., Каде А.Х.Nakokhov R.Z., Gubareva E.A., Kuevda E.V., Sotnichenko A.S., Gumenyuk I.S., Mogilnaya G.M., Kade A.H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/838

В области регенеративной медицины при создании биоинженерных конструкций имеется ряд проблем, нуждающихся в дальнейшем изучении. Одной из актуальных задач, требующих решения, является тот факт, что тканеинженерные конструкции, как правило, имеют большие размеры, что значительно ограничивает возможность диффузии в них питательных веществ и кислорода. Таким образом, ключевая задача фундаментальной медицины заключается в поиске технологии восстановления перфузии создаваемых конструкций. В статье представлен современный обзор механизмов ангиогенеза и возможных путей его стимуляции при трансплантации тканеинженерных конструкций.

There is a number of problems regarding bioengineered structures creation that require further study in the fi eld of regenerative medicine. One of the critical tasks that require solution is the fact that tissue engineered constructions, as a rule, are large, which signifi cantly limits the possibility of diffusion of nutrients and oxygen in them. Thus, the key task of fundamental medicine is to fi nd a technology for restoring the perfusion of the structures created. The article presents a modern overview of the mechanisms of angiogenesis and possible ways of its stimulation during transplantation of tissue engineered constructions.

тканевая инженерияангиогенезростовые факторытрехмерные матриксымультипотентные мезенхимальные стромальные клеткиtissue engineeringangiogenesisgrowth factorsthree-dimensional matricesmultipotent mesenchymal stromal cellsReferencesВасильев АВ, Батин М. «Дорожная карта» регенеративной медицины. Гены и клетки. 2010; 5 (2): 89–90. Vasil’ev AV, Batin M. «Dorozhnaja karta» regenerativnoj mediciny. Geny i kletki. 2010; 5 (2): 89–90. [In Russ]Васильев АВ, Батин М. «Дорожная карта» регенеративной медицины. Гены и клетки. 2010; 5 (2): 89–90. Vasil’ev AV, Batin M. «Dorozhnaja karta» regenerativnoj mediciny. Geny i kletki. 2010; 5 (2): 89–90. [In Russ]Целуйко СС, Кушнарев ВА. Регенеративная биомедицина: достижения и перспективы. Амурский медицинский журнал. 2016; 1: 7–15. Celujko SS, Kushnarev VA. Regenerativnaja biomedicina: dostizhenija i perspektivy. Amurskij medicinskij zhurnal. 2016; 1: 7–15. [In Russ]Целуйко СС, Кушнарев ВА. Регенеративная биомедицина: достижения и перспективы. Амурский медицинский журнал. 2016; 1: 7–15. Celujko SS, Kushnarev VA. Regenerativnaja biomedicina: dostizhenija i perspektivy. Amurskij medicinskij zhurnal. 2016; 1: 7–15. [In Russ]Khademhosseini A, Vacanti JP, Langer R. Progress in tissue engineering. Scientifi c American. 2009; 300 (5): 64–71. doi: 10.1038/scientifi camerican0509-64Khademhosseini A, Vacanti JP, Langer R. Progress in tissue engineering. Scientifi c American. 2009; 300 (5): 64–71. doi: 10.1038/scientifi camerican0509-64Rouwkema J, Rivron NC, van Blitterswijk CA. Vascularization in tissue engineering. Trendsinbiotechnology. 2008; 26 (8): 434–441. doi: 10.1016/j.tibtech.2008.04.009Rouwkema J, Rivron NC, van Blitterswijk CA. Vascularization in tissue engineering. Trendsinbiotechnology. 2008; 26 (8): 434–441. doi: 10.1016/j.tibtech.2008.04.009Искакова СС, Жармаханова ГМ, Дворацка М. Характеристика проангиогенных факторов и их патогенетическая роль. Наука и здравоохранение. 2014; 4: 17–27. Iskakova SS, Zharmahanova GM, Dvoracka M. Harakteristika proangiogennyh faktorov i ih patogeneticheskaja rol’. Nauka i zdravoohranenie. 2014; 4: 17–27.Искакова СС, Жармаханова ГМ, Дворацка М. Характеристика проангиогенных факторов и их патогенетическая роль. Наука и здравоохранение. 2014; 4: 17–27. Iskakova SS, Zharmahanova GM, Dvoracka M. Harakteristika proangiogennyh faktorov i ih patogeneticheskaja rol’. Nauka i zdravoohranenie. 2014; 4: 17–27.Куртукова МО, Бугаева ИО, Иванов АН. Факторы, регулирующие ангиогенез. Современные проблемы науки и образования. 2015; 5: 246. Kurtukova MO, Bugaeva IO, Ivanov AN. Faktory, regulirujushhie angiogenez. Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2015; 5: 246. [In Russ]Куртукова МО, Бугаева ИО, Иванов АН. Факторы, регулирующие ангиогенез. Современные проблемы науки и образования. 2015; 5: 246. Kurtukova MO, Bugaeva IO, Ivanov AN. Faktory, regulirujushhie angiogenez. Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2015; 5: 246. [In Russ]Калинин РЕ, Мнихович МВ, Сучков ИА. Ангиогенез: морфогенетические механизмы, роль межклеточных взаимодействий. Biomedical and biosocial anthropology. 2013; 20: 226–236. Kalinin RE, Mnihovich MV, Suchkov IA. Angiogenez: morfogeneticheskie mehanizmy, rol’ mezhkletochnyh vzaimodejstvij. Biomedical and biosocial anthropology. 2013; 20: 226–236. [In Russ]Калинин РЕ, Мнихович МВ, Сучков ИА. Ангиогенез: морфогенетические механизмы, роль межклеточных взаимодействий. Biomedical and biosocial anthropology. 2013; 20: 226–236. Kalinin RE, Mnihovich MV, Suchkov IA. Angiogenez: morfogeneticheskie mehanizmy, rol’ mezhkletochnyh vzaimodejstvij. Biomedical and biosocial anthropology. 2013; 20: 226–236. [In Russ]Jain RK, Au P, Tam J, Duda DG, Fukumura D. Engineering vascularized tissue. Nature biotechnology. 2005; 23 (7): 821–823. doi: 10.1038/nbt0705-821Jain RK, Au P, Tam J, Duda DG, Fukumura D. Engineering vascularized tissue. Nature biotechnology. 2005; 23 (7): 821–823. doi: 10.1038/nbt0705-821Rouwkema J, Khademhosseini A. Vascularization and angiogenesis in tissue engineering: beyond creating static networks. Trends in biotechnology. 2016; 34 (9): 733–745. doi: 10.1016/j.tibtech.2016.03.002Rouwkema J, Khademhosseini A. Vascularization and angiogenesis in tissue engineering: beyond creating static networks. Trends in biotechnology. 2016; 34 (9): 733–745. doi: 10.1016/j.tibtech.2016.03.002Levenberg S, Rouwkema J, Macdonald M, Garfein ES, Kohane DS, Darland D et al. Engineering vascularized skeletal muscle tissue. Nature biotechnology. 2005; 23 (7): 879–884. doi: 10.1038/nbt1109Levenberg S, Rouwkema J, Macdonald M, Garfein ES, Kohane DS, Darland D et al. Engineering vascularized skeletal muscle tissue. Nature biotechnology. 2005; 23 (7): 879–884. doi: 10.1038/nbt1109Shamloo A, Heilshorn SC. Matrix density mediates polarization and lumen formation of endothelial sprouts in VEGF gradients. Lab on a Chip. 2010; 10 (22): 3061– 3068. doi: 10.1039/C005069EShamloo A, Heilshorn SC. Matrix density mediates polarization and lumen formation of endothelial sprouts in VEGF gradients. Lab on a Chip. 2010; 10 (22): 3061– 3068. doi: 10.1039/C005069EBertassoni LE., Cecconi M, Manoharan V, Nikkhah M, Hjortnaes J, Cristino A et al. Hydrogel bioprintedmicrochannel networks for vascularization of tissue engineering constructs. Lab on a Chip. 2014; 14 (13): 2202– 2211. doi: 10.1039/C4LC00030GBertassoni LE., Cecconi M, Manoharan V, Nikkhah M, Hjortnaes J, Cristino A et al. Hydrogel bioprintedmicrochannel networks for vascularization of tissue engineering constructs. Lab on a Chip. 2014; 14 (13): 2202– 2211. doi: 10.1039/C4LC00030GTotonelli G, Maghsoudlou P, Garriboli M, Riegler J, Orlando G, Burns AJ et al. A rat decellularized small bowel scaffold that preserves villus-crypt architecture for intestinal regeneration. Biomaterials. 2012; 33 (12): 3401–3410. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.01.012Totonelli G, Maghsoudlou P, Garriboli M, Riegler J, Orlando G, Burns AJ et al. A rat decellularized small bowel scaffold that preserves villus-crypt architecture for intestinal regeneration. Biomaterials. 2012; 33 (12): 3401–3410. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.01.012Великанова ЕА, Головкин АС, Мухамадияров РА. Влияние сосудисто-эндотелиального ростового фактора в свободной и липосомальной формах на ангиогенез в условиях экспериментального инфаркта миокарда. Фундаментальные исследования. 2014; 10: 482–486. Velikanova EA, Golovkin AS, Muhamadijarov RA. Vlijanie sosudisto-jendotelial’nogo rostovogo faktora v svobodnoj i liposomal’noj formah na angiogenez v uslovijah jeksperimental’nogo infarkta miokarda. Fundamental’nye issledovanija. 2014; 10: 482–486. [In Russ]Великанова ЕА, Головкин АС, Мухамадияров РА. Влияние сосудисто-эндотелиального ростового фактора в свободной и липосомальной формах на ангиогенез в условиях экспериментального инфаркта миокарда. Фундаментальные исследования. 2014; 10: 482–486. Velikanova EA, Golovkin AS, Muhamadijarov RA. Vlijanie sosudisto-jendotelial’nogo rostovogo faktora v svobodnoj i liposomal’noj formah na angiogenez v uslovijah jeksperimental’nogo infarkta miokarda. Fundamental’nye issledovanija. 2014; 10: 482–486. [In Russ]Jabbarzadeh E, Deng M, Lv Q, Jiang T, Khan YM, Nair LS et al. VEGF-incorporated biomimetic poly (lactide-co-glycolide) sintered microsphere scaffolds for bone tissue engineering. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2012; 100 (8): 2187–2196. doi: 10.1002/jbm.b.32787Jabbarzadeh E, Deng M, Lv Q, Jiang T, Khan YM, Nair LS et al. VEGF-incorporated biomimetic poly (lactide-co-glycolide) sintered microsphere scaffolds for bone tissue engineering. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 2012; 100 (8): 2187–2196. doi: 10.1002/jbm.b.32787Nillesen ST, Geutjes PJ, Wismans R, Schalkwijk J, Daamen WF, van Kuppevelt TH. Increased angiogenesis and blood vessel maturation in acellular collagen–heparin scaffolds containing both FGF2 and VEGF. Biomaterials. 2007; 28 (6): 1123–1131. doi: 10.1016/j.biomaterials.2006.10.029Nillesen ST, Geutjes PJ, Wismans R, Schalkwijk J, Daamen WF, van Kuppevelt TH. Increased angiogenesis and blood vessel maturation in acellular collagen–heparin scaffolds containing both FGF2 and VEGF. Biomaterials. 2007; 28 (6): 1123–1131. doi: 10.1016/j.biomaterials.2006.10.029Калинина НИ, Сысоева ВЮ, Рубина КА, Парфенова ЕВ, Ткачук ВА. Мезенхимальные стволовые клетки в процессах роста и репарации тканей. ActaNaturae (русскоязычная версия). 2011; 3 (4): 32–39. Kalinina NI, Sysoeva VJu, Rubina KA, Parfenova EV, Tkachuk VA. Mezenhimal’nye stvolovye kletki v processah rosta i reparacii tkanej. ActaNaturae (russkojazychnaja versija). 2011; 3 (4): 32–39. [In Russ]Калинина НИ, Сысоева ВЮ, Рубина КА, Парфенова ЕВ, Ткачук ВА. Мезенхимальные стволовые клетки в процессах роста и репарации тканей. ActaNaturae (русскоязычная версия). 2011; 3 (4): 32–39. Kalinina NI, Sysoeva VJu, Rubina KA, Parfenova EV, Tkachuk VA. Mezenhimal’nye stvolovye kletki v processah rosta i reparacii tkanej. ActaNaturae (russkojazychnaja versija). 2011; 3 (4): 32–39. [In Russ]Маслов ЛН, Подоксенов ЮК, Портниченко АГ, Наумова АВ. Гипоксическое прекондиционирование стволовых клеток как новый подход к повышению эффективности клеточной терапии инфаркта миокарда. Вестник Российской академии медицинских наук. 2013; 12: 16–25. Maslov LN, Podoksenov JuK, Portnichenko AG, Naumova AV. Gipoksicheskoe prekondicionirovanie stvolovyh kletok kak novyj podhod k povyshenijuj effektivnosti kletochnoj terapii infarkta miokarda. Vestnik Rossijskoj akademii medicinskih nauk. 2013; 12: 16–25. [In Russ]Маслов ЛН, Подоксенов ЮК, Портниченко АГ, Наумова АВ. Гипоксическое прекондиционирование стволовых клеток как новый подход к повышению эффективности клеточной терапии инфаркта миокарда. Вестник Российской академии медицинских наук. 2013; 12: 16–25. Maslov LN, Podoksenov JuK, Portnichenko AG, Naumova AV. Gipoksicheskoe prekondicionirovanie stvolovyh kletok kak novyj podhod k povyshenijuj effektivnosti kletochnoj terapii infarkta miokarda. Vestnik Rossijskoj akademii medicinskih nauk. 2013; 12: 16–25. [In Russ]Madeddu P, Emanueli C, Pelosi E, Salis MB, Cerio AM, Bonanno G et al. Transplantation of low dose CD34+ KDR+ cells promotes vascular and muscular regeneration in ischemic limbs. The FASEB Journal. 2004; 18 (14): 1737–1739. doi:10.1096/fj.04-2192fjeMadeddu P, Emanueli C, Pelosi E, Salis MB, Cerio AM, Bonanno G et al. Transplantation of low dose CD34+ KDR+ cells promotes vascular and muscular regeneration in ischemic limbs. The FASEB Journal. 2004; 18 (14): 1737–1739. doi:10.1096/fj.04-2192fjeМакаревич ПИ, Болдырева МА, Дергилев КВ, Глуханюк ЕВ, Галлингер ЮО, Ефименко АЮ и др. Трансплантация клеточных пластов из мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани эффективно индуцирует ангиогенез в ишемизированных скелетных мышцах. Гены и клетки. 2015; 10 (3): 67–68. Makarevich PI, Boldyreva MA, Dergiljov KV, Gluhanjuk EV, Gallinger JuO, Efi menko AJu et al. Transplantation of cell sheets from adipose-derived mesenchymal stromal cells effectively induces angiogenesis in ischemic skeletal muscle. Gene and Cells. 2015; 10 (3): 67–68. [In Russ]Макаревич ПИ, Болдырева МА, Дергилев КВ, Глуханюк ЕВ, Галлингер ЮО, Ефименко АЮ и др. Трансплантация клеточных пластов из мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани эффективно индуцирует ангиогенез в ишемизированных скелетных мышцах. Гены и клетки. 2015; 10 (3): 67–68. Makarevich PI, Boldyreva MA, Dergiljov KV, Gluhanjuk EV, Gallinger JuO, Efi menko AJu et al. Transplantation of cell sheets from adipose-derived mesenchymal stromal cells effectively induces angiogenesis in ischemic skeletal muscle. Gene and Cells. 2015; 10 (3): 67–68. [In Russ]Шойхет ЯН, Хорев НГ. Клеточные технологии в лечении заболеваний периферических артерий. Гены и клетки. 2011; 3 (6): 15–23. Shoykhet YaN, Khorev NG. Cell-based therapy for peripheral arterial diseases. Gene and Cells. 2011; 3 (6): 15–23. [In Russ]Шойхет ЯН, Хорев НГ. Клеточные технологии в лечении заболеваний периферических артерий. Гены и клетки. 2011; 3 (6): 15–23. Shoykhet YaN, Khorev NG. Cell-based therapy for peripheral arterial diseases. Gene and Cells. 2011; 3 (6): 15–23. [In Russ]Шурыгин МГ, Шурыгина ИА. Фактор роста фибробластов как стимулятор ангиогенеза при инфаркте миокарда. Сибирский научный медицинский журнал. 2010; 30 (6): 89–92. Shurygin MG, Shurygina IA. Faktor rosta fi broblastov kak stimuljator angiogeneza pri infarkte miokarda. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal. 2010; 30 (6): 89–92. [In Russ]Шурыгин МГ, Шурыгина ИА. Фактор роста фибробластов как стимулятор ангиогенеза при инфаркте миокарда. Сибирский научный медицинский журнал. 2010; 30 (6): 89–92. Shurygin MG, Shurygina IA. Faktor rosta fi broblastov kak stimuljator angiogeneza pri infarkte miokarda. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal. 2010; 30 (6): 89–92. [In Russ]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.