Rôle de la petite GTPase Rap1 dans les effets proangiogéniques de l’angiopoïétine-1 sur les cellules endothéliales

Abstract

L’Angiopoïétine-1 (Ang-1) est un facteur de croissance pro-angiogénique qui agit sur les cellules endothéliales (CEs) et qui promeut la stabilisation des jonctions intercellulaires entre les CEs. L’Ang-1 contrôle, via l’activation du récepteur Tie2, la stabilité des vaisseaux sanguins et inhibe la perméabilité vasculaire aux macromolécules. Ces effets de l’Ang-1 sur les CEs sont essentiels pour la maturation finale des vaisseaux durant le processus de l’angiogenèse. Rap1, une petite GTPase, est impliquée dans l’adhésion intercellulaire. Grâce à des sondes biochimiques, nous avons pu montrer que l’Ang-1 active la GTPase Rap1 dans des CEs. Nous avons transfecté des CEs d’aortes bovines avec un ARN interférant (siRNA) contre Rap1 et nous avons trouvé que Rap1 contribue à la stabilisation des jonctions intercellulaires stimulées par l’Ang-1 en diminuant la perméabilité des jonctions endothéliales aux macromolécules. De plus, la transfection de siRNA contre Rap1 inhibe fortement l’induction du bourgeonnement angiogénique des CE lors d’essais de sphéroïdes. Cependant, la diminution de l’expression de Rap1 n’affecte pas la migration des CEs lors d’essais de réparation de blessures stimulées par l’Ang-1. De façon intéressante, une diminution de l’expression de la VE-cadhérine, une autre protéine essentielle des jonctions d’encrage, inhibe complètement la migration des CEs stimulée par l’Ang-1 ainsi que le bourgeonnement angiogénique. Finalement, la diminution de l’expression de la VE-cadhérine provoque une augmentation de l’adhésion des CEs à la matrice extracellulaire tandis qu’aucun effet n’est observé suite à la diminution de l’expression de Rap1. Ces résultats suggèrent que la fonction de Rap1 stimulée par l’Ang-1, est principalement associée à son rôle au niveau de l’adhésion intercellulaire des CEs contrairement à la VE-cadhérine qui est en plus impliquée dans leur adhésion à la matrice extracellulaire.

Angiopoietin-1 (Ang-1), an important angiogenic factor, plays a key role in blood vessel formation. Ang-1 controls, via it’s Tie-2 receptor, the stability of blood vessels and inhibits vascular permeability to macromolecules. These effects of Ang-1 on endothelial cells (ECs) are essential for the maturation of blood vessel during the angiogenic process. Studies have shown that the small GTPase Ras-associated protein-1 (Rap1) is involved in promoting cell adhesion, such as cadherin-mediated adhesion and vessel stability. While many studies establish Rap1 activation as an important signaling event leading to adherens junctions (AJ) reinforcement, Rap1 has never been reported as a signaling target of Tie-2. We determine the contribution of Rap1 to Ang-1/Tie-2 stimulated angiogenic effect on ECs. Using a pull-down assay, we were able to show that Ang-1 rapidly activates Rap1 in ECs. We transfected bovine aortic endothelial cells (BAECs) with siRNA against Rap1 and we found that downregulation of Rap1 attenuated the anti-permeability effects of Ang-1 on ECs. Our results also reveal that Rap1 is necessary for EC sprouting stimulated by Ang-1 in our angiogenic in vitro model, but had no visible effect on EC migration. Although Rap1 and VE-cadherin are both essential in promoting the integrity of the endothelial barrier and cell sprouting, downregulation of VE-cadherin in BAECs transfected with siRNA against VE-cadherin abolished Ang-1 stimulated migration and promoted adhesion of ECs in contrast to Rap1. These results suggest that Ang-1 mostly activates Rap1 at the level of intercellular adhesions in EC whereas Ang-1 also induces VE-cadherin cell adhesion of ECs with the extracellular matrix.