Galectin-3在血管生成中的作用

半乳糖凝集素Galectin-3在血管生成中的作用

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某些生理过程，如胚胎发育、生殖功能和伤口愈合，都需要新血管的形成。从现有的血管形成新血管的细胞机制被称为血管生成。血管生成是一个多步骤的过程，包括一些细胞因子（peprotech）和生长因子的协调行动，对血管内皮细胞发挥趋化、促有丝分裂和调节作用1。

研究表明，碳水化合物结合蛋白以及它们各自的糖缀合物配体在血管生成中也扮演了重要角色。2,3 具体来说，近期的研究表明Galectin-3 促进了血管生成。4,5 Galectin-3 是半乳糖凝集素（Galectin）家族中的一员，能与包含N- 乙酰乳糖胺的糖蛋白特异结合。6 所有的半乳糖凝集素在C 端至少含有一个糖识别域（CRD）。然而，Galectin-3 却是家族中*一个成员，包含了一个与富含脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸的N 端结构域连接的CRD。Galectin-3 的N 端部分介导了配体结合时的寡聚化。6 Galectin-3 主要分布在胞质中，但也能分泌到胞外发挥作用，在胞外它与包含β - 半乳糖苷的细胞表面糖缀合物结合。

在研究表明Galectin-3 影响了人脐静脉内皮细胞（HUVEC）的趋化和分化之后，它在血管生成中的作用才被发现。在体外，Galectin-3 是趋化的，并诱导了HUVEC 中毛细血管的形成。4 Galectin-3 还促进了体内的血管生成。4,5 这些过程依赖Galectin-3 的糖类识别和寡聚化。

zui近，Markowska 等的一篇文章阐明了Galectin-3 介导血管生成的可能机制。5 这些作者发现，Galectin-3 参与了血管内皮生长因子（VEGF）和碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）诱导的血管生成。通过小干扰RNA 降低HUVEC 中Galectin-3 的表达，减少了VEGF 和bFGF 介导的迁移和毛细血管形成。5 此外，在Galectin-3 缺陷型小鼠中，两种生长因子都未能诱导新生血管形成。5 将HUVEC 裂解液蛋白用Galectin-3 亲和柱分离后进行质谱分析，发现整合素αVβ3 作为结合伙伴，可能参与了Galectin-3 介导的血管生成。5 一般来说，整合素成簇引发了细胞间信号分子的激活，如粘附斑激酶（FAK）。7 具体来说，研究表明整合素αVβ3 参与了生长因子介导的血管生成。7-10 Markowska 及其同事证明，用Galectin-3 处理HUVEC，促进了整合素αVβ3 的成簇和FAK 的激活。5 此外，用整合素αVβ3 的抗体预处理则抑制了Galectin-3 诱导的HUVEC 迁移和毛细血管形成。

他们假设，Galectin-3 与整合素αVβ3 上存在的复杂N 聚糖相互作用，激活了影响VEGF 和bFGF 介导血管生成的信号通路。作者生成了表达整合素αVβ3 的HUVEC，而高亲和力的Galectin-3配体（β1,6-N- 乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）分支的N 聚糖）的表达下降。他们用携带有针对人N 乙酰氨基葡萄糖转移酶V（GnTV）的小发夹RNA（shRNA）的慢病毒转染HUVEC，实现了这一点，因GnTV 合成了N 聚糖上的β1-6GlcNAc 分支。5,11,12 干扰HUVEC 中GnTV 的表达减弱了Galectin-3 与细胞表面糖蛋白的结合。5 这些转染了GnTV shRNA 的细胞在暴露于Galectin-3、VEGF 或bFGF时未迁移或形成血管结构。5 此外，Galectin-3 和两种生长因子都未能促进活体GnTV–/– 小鼠内的血管生成。

除了需要血管生成的关键生理过程，许多疾病状态也引发了异常的毛细管生长。4 例如，新血管形成对癌细胞的生长、侵袭和转移很关键。1 研究发现，癌症患者中的Galectin-3 血清水平比正常对照要高。13 Galectin-3 调节血管生成的细胞机制的阐明提供了一条新的途径，有可能从药理上调控病理性新血管生成。

在生长因子介导的血管生成中，Galectin-3 激活整合素αVβ3。Galectin-3，一种β 半乳糖苷结合蛋白，曾被认为参与了血管生成；然而，Galectin-3 所采用的机制仍不清楚。Markowska 及其同事证明，Galectin-3 与整合素αVβ3 上的复杂N 聚糖结合，引发了整合素成簇和FAK 激活。5 激活的整合素αVβ3 随后影响了VEGF 和bFGF 诱导的血管生成。此项研究*大量研究空缺，得出血管生成活性依赖整合素与生长因子受体的协调作用。在配体结合时，整合素αVβ3，特别是β3 亚基，与VEGF R2 和FGF R1 形成复合物。9,10,14 这种整合素αVβ3 与VEGF R2 之间的相互作用对VEGF 诱导的VEGF R2 磷酸化以及VEGF R2 信号通路的激活很关键。7,9,10 在bFGF 诱导的血管生成中，整合素αVβ3 也是ERK1/2 持续激活所必需的。15 研究表明，生长因子以相似的方式调节了整合素发挥作用。VEGF 和FGF 受体激活增加了整合素αVβ3 对其配体的亲和力。