This work focuses on the formation and functionality of the endothelial glycocalyx in the embryo. The glycocalyx is a shear stress sensing layer on the luminal side of blood vessels which is composed of sugar and protein complexes called glycosaminoglycans (GAGs). This work shows that the glycocalyx, which is important for regulating permeability and mechanotransduction in the adult, is essential for the proper vascular development of the embryo. Additionally the experiments presented in this thesis demonstrate that the glycocalyx, which was previously unstudied, develops prior to the onset of blood flow in the embryo. Enzymatic degradation was selectively performed on four of the main components of the glycocalyx. These include hyaluronan, chondroitin sulfate, heparin sulfate, and sialic acid. The effect of these components of the embryonic glycocalyx on permeability, mechanotransduction, and smooth muscle recruitment was investigated through the use of dye leaching experiments, qPCR, and immunohistochemistry, respectively. We find that during development, hyaluronan, but not other glycocalyx components, is needed for endothelial barrier function and controls vascular permeability. We also find that the degradation of heparin sulfate and of chondroitin sulfate results in an increase in the number of blood vessels present. Furthermore, when we look at expression of mechanotransduced genes, we find that expression of platelet derived growth factor-B (pdgfb) and connexin40 (cx40) are reduced by degradation of heparin sulfate and sialic acid and that this is accompanied by a decrease in smooth muscle cell coverage of large diameter vessels. / Ce travail se concentre sur la formation et la fonctionnalité du glycocalyx endothéliales dans l'embryon. Le glycocalyx est une couche sur le côté lumenal des vaisseaux sanguins impliquée dans la détection des contraintes de cisaillement. Le glycocalyx est composée d'une part de protéine mais aussi d'hydrocarbons nommés glycosaminoglycanes (GAG). Ce travail montre que le glycocalyx, qui est important pour réguler la perméabilité et la mécanotransduction chez l'adulte, est essentiel pour le bon développement vasculaire de l'embryon. En outre, les expériences présentées dans cette thèse démontrent que le glycocalyx, qui auparavant n'avait jamais été étudié lors du développement vasculaire, se développe avant l'apparition du flux sanguin dans l'embryon. Par dégradation enzymatique sélective, nous avons analyser le rôle des quatre principales composantes du glycocalyx. Il s'agit notamment de hyaluronan, le sulfate de chondroïtine, sulfate d'héparine, et de l'acide sialique. L'effet de ces composants de le glycocalyx embryonnaires sur la perméabilité, mécanotransduction, et du recrutement du muscle lisse a été étudié grâce à l'utilisation des essais de lixiviation colorant, qPCR, et immunohistochimie, respectivement. Nous constatons que pendant le développement, hyaluronan, mais pas d'autres composants glycocalyx, est nécessaire pour la fonction de barrière endothéliale et les contrôles de la perméabilité vasculaire. Nousconstatons également que la dégradation du sulfate d'héparine et des résultats de sulfate de chondroïtine à une augmentation du nombre de vaisseaux sanguins présents. Lorsque nous avons regardé l'expression des gènes normalement induite par les forces mécaniques, nous constatons que l'expression du facteur de croissance dérivé des plaquettes-B (PDGFB) et la connexin40 (CX40) sont réduites par la dégradation du sulfate d'héparine et d'acide sialique et que cela s'accompagne d'une diminution de la lisse la couverture des cellules lisses musculaires sur les grands vaisseaux.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.104637 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Henderson-Toth, Caitlin |
| Contributors | Elizabeth Jones (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Chemical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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