Worldwide research devotes significant effort to identify new, targetable molecular mechanisms in the field of angiogenesis, since therapeutic modulation of angiogenesis can critically alter the progression of a number of diseases. Stimulation of angiogenesis is desirable in situations characterized by tissue-damaging ischemia where blood supply is severely reduced, such as lower limb diabetic arteriopathy or following myocardial infarct. In contradistinction, stemming excessive or ectopic angiogenesis can be beneficial in situations such as solid tumor growth or in neovascular age-related macular degeneration. It has been previously shown that Hydrogen Sulfide (H2S), a new vasoactive gasotransmitter, can initiate angiogenic responses which depend on the activation of ATP-sensitive potassium channels (KATP). Intriguingly, C-type Natriuretic Peptide (CNP), which is also known to activate KATP, has been reported to promote endothelial cell growth; however, its angiogenic properties have not been explored at any depth. This pattern prompted us to investigate whether direct KATP activation induces angiogenic responses and whether endothelial responses to CNP or Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) indeed require KATP activation. We undertook a dual-pronged approach, based on both in vivo and in vitro experimental approaches. In vivo, chick embryo chorioallantoic membrane (CAM) angiogenesis was similarly enhanced by the direct KATP channel activator SG-209 and by the polypeptides CNP or VEGF. Two KATP inhibitors, Glibenclamide and 5-Hydroxydecanoate (5-HD), abrogated both basal and CNP-induced CAM angiogenesis. In vitro, direct activators of KATP such as Nicorandil and SG- 209 and receptor-acting agonists such as VEGF and CNP, increased proliferation and migration in the mouse brain endothelial cell line bEnd.3. In addition, VEGF and CNP induced comparable capillary tube-like formation by Human Umbilical Vein Endothelial cells (HUVECs) in low growth factor Matrigel. All these in vitro pro-angiogenic endothelial responses were effectively abrogated by Glibenclamide or by 5-HD. Transfection of HUVECs with a siRNA specifically targeting the inwardly rectifying potassium channel (Kir) 6.1 subunit decreased the expression of this subunit at both the mRNA and the protein level. The resulting knock-down of the Kir6.1 KATP subunit impaired HUVEC migration through transwells in vitro and substantially decreased tubular network formation in Matrigel in response to either the direct KATP activator SG-209 or the receptor-operating KATP activator CNP. Furthermore, the bEnd.3 endothelial cell proliferation and migration responses to SG-209 required mobilization of the “classic” endothelial pro-angiogenesis kinases Erk1/2, p38 and Akt, since the responses to SG-209 were all abolished by each of the respective kinase inhibitors. This work allows us to firmly conclude that: a) direct pharmacological modulation of KATP channels affects angiogenic responses in vitro and in vivo, b) CNP is a bona fide angiogenic factor, as potent and efficient to mobilize endothelial cells as VEGF, c) the angiogenic effects of CNP and VEGF depend on the activation of endothelial KATP channels and specifically require the expression of the Kir6.1 pore-forming KATP subunit, and finally d) KATP activation may be a common molecular mechanism that underpins angiogenesis to a wide variety of endogenous vasoactive stimuli that includes H2S, VEGF and CNP. The therapeutic implications of this work are significant: Sulfonylurea-type KATP channel inhibitors, with questionable selectivity for pancreatic β-cells, are widely used drugs to treat type II diabetes, a disease characterized by arterial dysfunction and higher incidence of myocardial and lower limb ischemia. The outcome of cardiac ischemia in diabetic patients is worse if they have been treated with sulfonylureas, indicating some, until now unresolved, deleterious cardiovascular activity of this class of compounds. The present demonstration that endothelial KATP channel activation is a common pro-angiogenic mechanism, may in part explain this unfavorable outcome of sulfonylurea treatment in diabetics. Furthermore, it raises the need to design new molecules which, while inhibiting the pancreatic KATP channels, should spare the endothelial KATP channels and the ensuing angiogenesis, thus exhibiting increased therapeutic benefit. / Σε πολλά εργαστήρια, σε παγκόσμιο επίπεδο, συντελείται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για την ταυτοποίηση νέων μοριακών μηχανισμών στο πεδίο της αγγειογένεσης ως στόχων ανάπτυξης φαρμάκων, καθώς η θεραπευτική ρύθμιση της αγγειογένεσης μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την εξέλιξη πολλών ασθενειών. Η διέγερση της αγγειογένεσης είναι επιθυμητή σε καταστάσεις ισχαιμίας όπου η παροχή αίματος μειώνεται σοβαρά, με αποτέλεσμα δυσλειτουργία ή νέκρωση ιστών, όπως πχ συμβαίνει κατά την εμφάνιση αρτηριοπάθειας στο διαβητικό κάτω άκρο ή μετά από έμφραγμα του μυοκαρδίου. Σε αντιδιαστολή, η αναστολή υπερβολικής ή έκτοπης αγγειογένεσης μπορεί να είναι επωφελής σε καταστάσεις όπως κατά την ανάπτυξη συμπαγούς όγκου ή σε νεοαγγειακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας σχετιζόμενη με την ηλικία. Έχει δειχθεί ότι το Υδρόθειο (H2S), ένας νέος αγγειοδραστικός αέριος διαβιβαστής (gasotransmitter), μπορεί να εκκινήσει αγγειογόνες αποκρίσεις που εξαρτώνται από την ενεργοποίηση των ευαίσθητων στο ΑΤΡ διαύλων καλίου (ΚΑTP). Μας κίνησε επίσης το ενδιαφέρον η αναφορά οτι το C-νατριουρητικό πεπτίδιο (CNP), που είναι γνωστό ότι ενεργοποιεί τους ίδιους διαύλους καλίου, δύναται να προάγει τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων. Ωστόσο, οι αγγειογενετικές ιδιότητες του CNP δεν έχουν διερευνηθεί σε βάθος. Αυτή η σύγκλιση μας ώθησε στη διερεύνηση του κατά πόσον η άμεση ενεργοποίηση των ΚΑTP διαύλων καλίου προκαλεί αγγειογενετική απόκριση και επίσης εάν η απόκριση των ενδοθηλιακών κυττάρων στο CNP ή στον αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα (VEGF) απαιτούν πράγματι ενεργοποίηση των διαύλων ΚΑTP. Η πειραματική προσέγγιση σχεδιάστηκε με βάση τόσο in vivo, όσο και in vitro μεθόδους. In vivo, η φυσιολογικά συντελλούμενη αγγειογένεση στην χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη εμβρύου όρνιθας (CAM) ενισχύθηκε απο τον άμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP, το μόριο SG-209, καθώς και απο τα πολυπεπτίδια CNP και VEGF. Δύο αναστολείς των διαύλων ΚΑTP, η γλιβενκλαμίδη (glibenclamide) και το 5-υδροξυδεκανοϊκό οξύ (5-HD), ανέστειλαν τόσο την αγγειογένεση υποβάθρου (basal) της χοριοαλλαντοϊκής μεμβράνης, όσο και την επαγόμενη απο το CNP αγγειογένεση το σύστημα αυτό. In vitro, άμεσοι ενεργοποιητές των διαύλων ΚΑTP όπως η νικορανδίλη (nicorandil) και το SG-209, καθώς και έμμεσοι ενεργοποιητές, μέσω αρχικής αγωνιστικής δράσης τους σε ειδικούς υποδοχείς, όπως ο VEGF και το CNP, αύξησαν τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση εγκεφαλικών ενδοθηλιακών κυττάρων ποντικού της κυτταρικής σειράς bEnd.3. Επιπλέον, ο VEGF και το CNP επάγουν με παρόμοιο τρόπο το σχηματισμό τριχοειδών αγγείων απο ενδοθηλιακά κύτταρα απομονωμένα απο φλέβα ανθρώπινου ομφάλιου λώρου (HUVEC) που δημιουργούνται σε Matrigel με χαμηλή περιεκτικότητα σε αυξητικούς παράγοντες. Όλες αυτές οι in vitro θετικές αγγειογενετικές ενδοθηλιακές αποκρίσεις αναστέλλονται παρουσία της γλιβενκλαμίδης και του 5-HD. Διαμόλυνση κυττάρων HUVECs με siRNA που στοχεύει ειδικά την υπομονάδα του δίαυλου καλίου Kir 6.1 μείωσε αποτελεσματικά την έκφραση αυτής της υπομονάδας τόσο σε επίπεδο mRNA όσο και σε πρωτεϊνικό επίπεδο. Η μείωση στην έκφραση της υπομονάδας Kir6.1 των διαύλων καλίου προκάλεσε καταστολή της μετανάστευσης των κυττάρων HUVECs σε θαλάμους τύπου φρέατος (transwells) καθώς και σημαντική απομείωση στο σχηματισμό δικτύου τριχοειδών αγγείων σε Matrigel, όταν αυτές οι αποκρίσεις επάγονται είτε απο τον άμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP, το μόριο SG-209, είτε απο τον έμμεσο ενεργοποιητή των διαύλων ΚΑTP (μέσω δράσης σε ειδικούς υποδοχείες), το πεπτίδιο CNP. Επιπλέον, ο πολλαπλασιασμός και η μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων bEnd.3 που διεγείρονται ως απόκριση στο μόριο SG-209 απαιτούν κινητοποίηση των "κλασσικών" ενδοθηλιακών προ-αγγειογενετικών κινασών Erk1 / 2, p38 και Akt, δεδομένου ότι οι αποκρίσεις αυτές στον SG-209 καταστάλθηκαν απο κάθε ένα από τους αντίστοιχους αναστολείς των κινασών. Η παρούσα μελέτη μας επιτρέπει να συμπεράνουμε ότι: α) άμεση φαρμακολογική τροποποίηση της λειτουργίας των διαύλων ΚATP επηρεάζει σημαντικά τις αγγειογόνες αποκρίσεις τόσο in vitro όσο και in νίνο, β) το CNP είναι όντως ένας αγγειογενετικός παράγοντας, τόσο ισχυρός και αποτελεσματικός για την κινητοποίηση ενδοθηλιακών κυττάρων όσο και ο VEGF, γ) οι αγγειογόνες επιδράσεις του CNP και του VEGF εξαρτώνται από την ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών διαύλων ΚΑTP και συγκεκριμένα απαιτούν την έκφραση της υπομονάδας Kir6.1 του διαύλου ΚΑTP, και τέλος δ) η ενεργοποίηση των διαύλων ΚΑTP φαίνεται οτι είναι ένας κοινός μοριακός μηχανισμός που υποστηρίζει την αγγειογένεση που διεγείρεται απο ένα ευρύ φάσμα ενδογενών αγγειοδραστικών χυμικών ερεθισμάτων, που περιλαμβάνουν το H2S, τον VEGF και το CNP. Οι επιπτώσεις της μελέτης αυτής στην θεραπευτική πράξη είναι πιθανώς σημαντικές: Οι τύπου σουλφονυλουρίας αναστολείς διαύλων των διαύλων ΚΑTP, που στοχεύουν μη-επαρκώς επιλεκτικά σε β-παγκρεατικά κύτταρα, χρησιμοποιούνται ευρέως ως φάρμακα για τη θεραπεία του διαβήτη τύπου II, μια ασθένεια που χαρακτηρίζεται από γενικευμένη δυσλειτουργία του αρτηριακού συστήματος, με συνέπεια υψηλή επίπτωση εμφράγματος του μυοκαρδίου και ισχαιμίας των κάτω άκρων. Η εξέλιξη ενός επεισοδίου μυοκαρδιακής ισχαιμίας σε διαβητικούς ασθενείς είναι χειρότερη εάν αυτοί ακολουθούσαν φαρμακολογική θεραπεία με σουλφονυλουρίες, υποδεικνύοντας κάποια, μέχρι τώρα σε σημαντικό βαθμό ανεξήγητη, επιβλαβή καρδιαγγειακή επίδραση αυτής της κατηγορίας ενώσεων. Η παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι η ενεργοποίηση ενδοθηλιακών διαύλων ΚΑTP είναι ένας κοινός προ- αγγειογενετικός μηχανισμός, που μπορεί εν μέρει να εξηγήσει αυτή την αρνητική έκβαση της πρότερης θεραπείας με σουλφονυλουρίες σε διαβητικούς. Επιπλέον, η έρευνα αυτή υποστηρίζει την ανάγκη για το σχεδιασμό νέων μορίων, τα οποία, ενώ θα αναστέλλουν τους διαύλους ΚΑTP στο πάγκρεας, δεν θα επηρεάζουν τους ενδοθηλιακούς διαύλους ΚΑTP και την εξαρτώμενη απο αυτούς αγγειογένεση, και έτσι θα παρουσιάζουν, βάσει των ανωτέρω, βελτιωμένη θεραπευτική δράση.

Angiogenese, die Bildung neuer Blutgefäße aus bereits existierenden Blutgefäßen, ist ein essentieller Prozess bei der Embryonalentwicklung, Wundheilung und Reproduktion. Dieser Prozess wird von Wachstumsfaktoren wie z. B. dem vascular endothelial growth factor (VEGF) und Zelladhäsionsmolekülen wie den Integrinen beeinflusst. Die Integrine avb3, avb5 und a5b1, sind in der Tumorangiogenese involviert, wobei die während des Tumorwachstums neu gebildeten Blutgefäße den Zugang einzelner Tumorzellen zum Blutgefäßsystem erleichtern. Zwar liegen Integrine auch auf Zellen in gesundem Gewebe vor, allerdings sind die Integrine avb3 und a5b1 besonders auf der Oberfläche aktivierter Endothelzellen und auf Tumorzellen verstärkt präsentiert. Dennoch gibt es noch immer kontroverse Ergebnisse bezüglich ihrer Rolle als pro- oder antiangiogene Moleküle. Zur Untersuchung der Funktionsweise der Integrine avb3, avb5 und a5b1 in der Tumorangiogenese wurden in dieser Arbeit intrazelluläre Antikörper, sogenannte Intra(dia)bodies, verwendet, um die Integrine innerhalb der Zelle zurückzuhalten und damit einen phänotypischen Knockout zu erzielen. Damit die Intra(dia)bodies in die Zellen gelangen konnten, wurden adenovirale Vektoren als Transfervehikel eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit konnte mit Hilfe von Intra(dia)bodies, sowohl bei humanen Nabelschnurendothelzellen (HUVEC), als auch bei humanen Melanomzellen (M21), ein phänotypischer Knockout von avb3 erzielt werden, sowie ein gleichzeitiger Knockout/Knockdown von avb3/a5b1. Es konnte bei beiden Zelllinien gezeigt werden, dass dies eine verminderte Oberflächenpräsentation von avb5 und der b1-Untereinheit zur Folge hat. Die Endothelzellen waren durch den Verlust der genannten Integrine weder in der Lage, die Matrixmoleküle Fibronektin und Vitronektin zu binden, noch war es ihnen möglich, weiter zu proliferieren. Zudem konnten sich diese Endothelzellen in vitro nicht mehr dreidimensional anordnen und kapillarähnliche Strukturen bilden. Die Proliferation der Melanomzellen in vitro hingegen war trotz verminderter Adhäsion an die Matrixmoleküle Fibronektin und Vitronektin nicht beeinträchtigt. Zusätzlich zeigten die Melanomzellen in dem durchgeführten CAM-Assay, dass sie den Verlust der Integrine weitestgehend tolerieren können. Das Tumorwachstum war durch die fehlenden Integrine unbeeinflusst, wohingegen der phänotypische Knockout von avb3 zu einer beeinträchtigten Angiogenese führte. Um das Wirkungsspektrum zur Untersuchung der Integrine in der Angiogenese zu erweitern, konnten in dieser Arbeit erstmals bindende Fab-Fragmente gegen das Integrin avb5 selektiert werden. Diese können, nach Umwandlung in scFvs und genauerer Charakterisierung, als Intrabodies oder Intradiabodies verwendet werden.

Tie-2 expressing monocytes (TEMs) were identified to be a subset of monocytes that was potent inducer of tumor angiogenesis in various types of cancer. On the other hand, monocytes and macrophages are crucially involved in the innate immune response, but the function of TEMs in this process is not well understood. Therefore, we studied the role of Tie-2 in regulating the inflammatory response initiated by lipopolysaccharide in murine macrophages. First, we observed that a small percentage of bone marrow-derived macrophages express Tie-2. Furthermore, we observed that Tie-2 ligands were able to induce phosphorylation of signalling proteins in macrophages. However, we found that Tie-2 ligands were not able to regulate pro-inflammatory cytokine secretion, nor were the ligands able to prevent apoptosis induced by lipopolysaccharide in macrophages. These results suggest that contrary to current evidence in the literature, Tie-2 ligands may not play a role in modulating the pro-inflammatory response in TEMs.

Tie-2 expressing monocytes (TEMs) were identified to be a subset of monocytes that was potent inducer of tumor angiogenesis in various types of cancer. On the other hand, monocytes and macrophages are crucially involved in the innate immune response, but the function of TEMs in this process is not well understood. Therefore, we studied the role of Tie-2 in regulating the inflammatory response initiated by lipopolysaccharide in murine macrophages. First, we observed that a small percentage of bone marrow-derived macrophages express Tie-2. Furthermore, we observed that Tie-2 ligands were able to induce phosphorylation of signalling proteins in macrophages. However, we found that Tie-2 ligands were not able to regulate pro-inflammatory cytokine secretion, nor were the ligands able to prevent apoptosis induced by lipopolysaccharide in macrophages. These results suggest that contrary to current evidence in the literature, Tie-2 ligands may not play a role in modulating the pro-inflammatory response in TEMs.

名古屋大学博士学位論文 学位の種類 : 博士(医学)(課程) 学位授与年月日:平成25年1月31日 Tevfik Tolga SAHIN氏の博士論文として提出された

Vascular endothelial cell activation and apoptosis (programmed cell death) are critical in inflammation and angiogenesis (the formation of new blood vessels). Tumor necrosis factor (TNF) is a pro-inflammatory cytokine known for its ability to induce endothelial cell activation and apoptosis. However, the ability of two death ligands in the TNF superfamily: TRAIL (TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand) and Fas ligand (FasL), to activate vascular endothelium is less well defined, and forms the basis of this work. We find that in the human endothelial cell line EA.hy926, TRAIL induces endothelial cell activation (activation of the transcription factor NF-?B with increased expression of the adhesion protein ICAM-1 and adhesion of human neutrophils) when it concurrently induces apoptosis. In addition, angiogenesis is implicated in diseases of the central nervous system, and its modulation represents an attractive therapeutic strategy. We investigated the modulatory potential of the two endogenous molecules TRAIL and FasL as well as an exogenous molecule resveratrol, a phytochemical present in red wine, in angiogenesis. We modeled cerebral angiogenesis with the human brain endothelial cell line hCMEC/D3 and primary bovine brain endothelial cells. Resveratrol inhibited several parameters of angiogenesis (proliferation, migration and tube formation) in human umbilical vein endothelial cells, however, neither TRAIL nor FasL had an effect on this model. By contrast, in hCMEC/D3 cells both resveratrol and TRAIL inhibited all parameters while FasL had minimal effects. Resveratrol did not induce apoptosis in hCMEC/D3 but arrested cell cycle progression to G2/M phase and inhibited phosphorylation of Akt/PKB, a key cell survival protein kinase. This leads to a reduction in cell growth, endothelial migration and tube formation, hence, inhibition of in vitro angiogenesis. TRAIL induced anti-angiogenic effects in hCMEC/D3 due to apoptosis. The data suggests that TRAIL primarily influences angiogenesis through induction of vascular endothelial apoptosis while resveratrol induces cell cycle arrest, both of which may lead to vessel regression. These are the first studies to report the modulation of different aspects of endothelial cell activation by TRAIL and resveratrol in several endothelial cell culture models, with a particular focus on the central nervous system.

Piperine, a pungent alkaloid found in the fruits of long and black pepper plants, has diverse physiological effects, including anti-inflammatory and anti-cancer activities. The effect of piperine on the function of T cells and endothelial cells, two important elements of inflammation, have not been examined previously and were the focus of this study. Piperine inhibited the proliferation of human endothelial cells, murine T cells, and IL-2-dependent CTLL-2 T cells, without affecting cell viability. Progression into the S phase of the cell cycle was inhibited in all three cell types. In T cells, piperine inhibited expression of the early activation marker CD25, production of IFN-?, IL-2, IL-4, and IL-17A, and the generation of cytotoxic effector cells. In endothelial cells, piperine inhibited migration and tubule formation in vitro and ex vivo, as well as breast cancer cell-induced angiogenesis in chick embryos. Piperine inhibited Akt phosphorylation in signaling pathways associated with growth factor receptors on endothelial cells, T cell receptor and CD28 on T cells, and IL-2 receptor on CTLL-2 cells. Additionally, piperine inhibited ERK1/2 and I?B phosphorylation in activated T cells, as well as STAT3, STAT5, and ERK1/2 phosphorylation in IL-2-stimulated CTLL-2 cells. However, piperine is not a broad-spectrum inhibitor of phosphorylation as it did not inhibit ZAP-70 phosphorylation in activated T cells or phosphorylation of JAK1 and JAK3 in IL-2-stimulated CTLL-2 cells. Piperine-mediated inhibition of T cell activation and IL-2 receptor signaling suppresses T cell proliferation and effector cell differentiation, suggesting possible utility in treating T cell-mediated autoimmune and chronic inflammatory conditions. Additionally, the potent anti-angiogenic activity of piperine warrants further study for the prevention of inflammation- and cancer-promoting angiogenesis.

Angiogenesis is the formation of new blood vessels by sprouting from pre-existing ones. Transforming growth factor-beta (TGFβ) promotes angiogenesis and is a known inducer of endothelial-mesenchymal transition (EndMT), a process whereby endothelial cells become fibroblastic and motile. We hypothesize that TGFβ-induced EndMT enables endothelial cells to detach from the mature vessel and migrate to form the sprout that becomes a new vessel during angiogenesis. This study characterized EndMT in response to TGFβ +/- vascular endothelial growth factor (VEGF). Bovine aortic endothelial cells (BAEC) were stimulated with TGFβ +/- VEGF for prolonged periods. Confocal imaging and immunoblotting analyses revealed the strongest EndMT response at 5 ng/ml of TGFβ after 144 hours of exposure. A three-dimensional collagen model of angiogenesis revealed a potential relationship between EndMT and blood vessel sprouting. These results suggest that EndMT induction in BAECs requires high concentrations and prolonged exposure to TGFβ and is not significantly influenced by VEGF. / NSERC

Transforming growth factor-beta (TGFβ) is an important signaling molecule that regulates several cellular processes including angiogenesis. However, its effects on angiogenesis are complex, with it being pro-angiogenic only at low concentrations (Pepper et al., 1993). Evidence suggests that downstream signaling pathways of TGFβ may be activated in a dose-dependent fashion. In fact, previous work in our laboratory has shown that the non-canonical Par6 polarity pathway gets preferentially activated at low concentrations. Considering the different cellular effects of downstream signaling pathways, we propose that TGFβ may modulate its effects on angiogenesis via differential activation of the canonical Smad and non-canonical Akt, FAK, NFκB and Par6 polarity signaling pathways. Based on this premise, bovine aortic endothelial cells were treated with TGFβ1 and TGFβ2 at concentrations ranging from 0.05 to 5 ng/mL. The activation patterns of canonical and non-canonical signaling pathways were studied via western blotting; with the use of phospho-specific antibodies against Smad2, Akt, FAK and NFκB. Preliminary results reveal that high concentrations of both TGFβ1 and TGFβ2 (5 ng/mL) cause preferential activation of Smad2, while the Akt, FAK and NFκB signaling pathways do not appear to become activated in response to TGFβ1 or TGFβ2 at the concentrations and time points studied. These results suggest the effect of TGFβ on angiogenesis may not involve Akt, FAK or NFκB signaling, but may involve dose-dependent signaling of the Smad signaling pathway. / NSERC

Blood vessels deliver nutrients and oxygen to tissues. Importantly, the functions and growth of blood vessels are commonly altered in disease. The inside of all blood vessels are lined with endothelium, a thin specialized layer of endothelial cells that separate the blood from other tissues. This thesis deals with the identification and functional characterization of proteins and microRNAs that have key roles as modulators of growth factor signaling and directed cell migration of endothelial cells and other vascular cells. A previously uncharacterized protein of the exocyst complex, Exocyst complex component 3-like 2 (ExoC3L2) was identified and shown to be highly expressed in endothelial cells of sprouting vessels. Suppression of ExoC3L2 resulted in reduced VEGF-A signaling together with reduced chemotaxis in response to VEGF-A gradients. VEGF-A-signaling via its receptor VEGFR-2 is thus modulated by the exocyst complex and ExoC3L2. Expression profiling of highly vascularized tissues were used to identify several microRNAs selectively expressed in blood vessels. miR-145, targeting the transcription factor Fli1, was shown to be expressed in pericytes and mural cells. Elevated levels of miR-145 reduced chemotaxis of both endothelial cells and fibroblasts in response to growth factor gradients. miR-145 depletion in fibroblasts was shown to inhibit chemotaxis in response to PDGF-BB. The guanine nucleotide exchange factor FGD5 was shown to be selectively expressed in endothelial cells and to regulate Cdc42 activity. FGD5 was shown to regulate the turnover of activated VEGF-receptors. Suppression of FGD5 impaired endothelial cell chemotaxis, suggesting that FGD5 is required for efficient and sustained VEGF-A signaling. Inactivation of RhoD, a regulator of endosomal trafficking, resulted in an increased pool of acetylated and stable microtubules. Knockdown of RhoD in human fibroblasts resulted in a loss of cell polarity. A link between PDGFR-β and RhoD was implicated by the finding that PDGF-BB was shown to trigger formation of GTP-bound RhoD. Chemotaxis towards PDGF-BB was severely inhibited in cells with reduced RhoD expression, suggesting a role for RhoD in chemotaxis via its regulation of microtubule dynamics.