半乳糖凝集素在星形胶质细胞和神经元中的表达

作者：刘胜伟 北京市朝阳区团结湖社区卫生服务中心

据报道半乳糖凝集tin-9与Tim-3（Th1细胞的细胞表面标记物）相互作用，促进Th1细胞凋亡。然而，半乳糖凝集素在体内是如何分泌的尚不清楚，以及它们是否能达到与在体外使用重组半乳糖凝集素所达到的有效浓度相匹配的水平仍不清楚。重组半乳糖凝集素在体内所靶向的细胞也仍有待研究。尽管存在这些问题，但在EAE中使用重组蛋白可能具有治疗价值，沉默内源性半乳糖蛋白也可能如此，尽管它们通过不同的机制发挥作用。在小鼠中给予重组半乳糖凝集素-9可以选择性地减少可分泌IFN的Th1细胞并改善EAE。
除了中枢神经系统损伤外，在EAE模型中，小胶质细胞和巨噬细胞吞噬髓鞘对神经元的变性和再生也很重要。在体内中枢神经系统损伤中，大多数小胶质细胞和巨噬细胞不吞噬髓磷脂。然而，在小胶质细胞和巨噬细胞中，半胶乳糖凝集素-3与MAC-1和F4/80一起上调，并积极参与EAE小鼠脊髓和视神经区域的髓鞘变性。
当髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白（MOG）诱导时，半乳糖胶集素-3敲除小鼠产生的EAE比WT小鼠更温和。这种表型伴随着淋巴细胞扩张水平的降低，Th-17和IFN-γ产生细胞的减少，以及Treg细胞数量的升高。此外，从半乳糖凝集素-3敲除小鼠中分离出的树突状细胞产生更多的IL-10，并容易驱动Th2分化，产生较少的IL-17和IFN-r。综上所述，不同类型细胞中的内源性功能可能通过多种机制实现，共同有助于调节神经炎症疾病。
缺血性病变模型
脑缺血之后是同步的炎症过程。原炎症细胞因子，包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-1β，在缺血损伤24小时后升高。随后激活的常驻而不是植入的小胶质细胞和星形胶质细胞负责清除受损的髓磷脂和细胞碎片。活化的小胶质细胞也参与了生产促炎细胞因子。除了注入炎症细胞因子外，激活的先天免疫细胞还能产生嗜神经和神经保护物质，促进缺血后的神经元再生。半乳糖凝集素-1和半乳糖凝集素-3均可被诱导，并被报道有助于缺血损伤后的神经元再生。然而，它们的行动方式是不同的。
半乳糖凝集素-1主要在星形胶质细胞和神经元中表达，而半乳糖凝集素-3在静止细胞中表达非常低，在活化的小胶质细胞和巨噬细胞中过表达。半乳糖凝集素-1的表达是星形胶质细胞源性神经营养因子（BDNF）分泌所必需的，重组半乳糖凝集素-1促进神经元再生。虽然重组半乳糖凝集素-1的作用不同于内源性蛋白，但有报道称，全身给予半乳糖凝集素-1可以调节炎症并刺激神经元再生。
半乳糖凝集素-3是缺血损伤后小胶质细胞激活所必需的，因此负责它们的一些免疫功能，包括神经保护性IGF-1、TLR2和CD68的表达。Galectin-3 KO小鼠的小胶质细胞增殖有缺陷，脑缺血后出现缺血损伤加重和神经元凋亡。半乳糖凝集素-3的防御也导致了对IGF-1诱导的有丝分裂信号通路的异常反应，以及IL-6和细胞因子信号通路抑制因子3的过表达。选择性消融半乳糖凝集素-3阳性细胞导致神经元凋亡增加，这与短暂性大脑中动脉闭塞后前炎症细胞因子表达增加有关。
肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）和小鼠SOD1 G93A模型
ALS表现出明显的神经炎性炎症反应，并伴有运动神经元变性。在ALS小鼠模型SOD1 G93A中，观察到半乳糖凝集素-1、半乳糖凝集素-3和半乳糖凝集素-9的mRNA和蛋白表达增加。散发性肌萎缩性侧索硬化症患者的半乳糖凝集素-3和半乳糖凝集素-9的表达也有所增加。这表明半乳糖凝集素可能在ALS的发病机制中起着保护作用。在hSOD1G93A转基因小鼠中，星形胶质细胞和小胶质细胞产生过量的活性氧和促炎症细胞因子。这为疾病的发展创造了一个神经毒性的环境。因为半乳糖凝集素-3可以在症状前阶段被检测到，并增加到ALS的终末期，它被认为参与了ALS的发病机制。相比之下，半乳糖凝集素-1的表达仅在疾病的终末期增加，而半乳糖凝集素-9的表达在症状出现后增加。半乳糖凝集素-9在IL-1β刺激下通过培养的星形胶质细胞表达，并可被地塞米松抑制。虽然这表明半乳糖凝集素-9可能参与神经素-f的调节，但其在ALS中的功能尚未被研究.