半乳糖凝集素1治療脊髓損傷新進(jìn)展

符策崗，趙紅衛(wèi)，賀露姣，劉 揚(yáng)，陳海丹

(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院宜昌市中心人民醫(yī)院脊柱外科，湖北 宜昌 443000)

·綜 述·

半乳糖凝集素1治療脊髓損傷新進(jìn)展

符策崗，趙紅衛(wèi)，賀露姣，劉 揚(yáng)，陳海丹

(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院宜昌市中心人民醫(yī)院脊柱外科，湖北 宜昌 443000)

半乳糖凝集素1（Galectin-1，Gal-1）是β-半乳糖凝集素的一員，在不同組織中均有表達(dá)且發(fā)揮多種生物學(xué)功能，其中促進(jìn)神經(jīng)損傷后恢復(fù)作用日益受到臨床和基礎(chǔ)研究關(guān)注。本文就Gal-1應(yīng)用于治療脊髓損傷(Spinal cord injury，SCI)的研究現(xiàn)狀給予簡要綜述。

半乳糖凝集素1；脊髓損傷；進(jìn)展

Gal-1是一種分子量為14.5 kD的內(nèi)源性糖結(jié)合蛋白，其結(jié)構(gòu)簡單，原型結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)糖類識別結(jié)構(gòu)域，但常以二聚體形式存在，也能以氧化的狀態(tài)存在[1]。Gal-1在哺乳動(dòng)物中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)均有表達(dá)，參與人體許多生理過程，例如參與免疫炎癥作用、免疫調(diào)節(jié)功能、阻止細(xì)胞的凋亡、促進(jìn)和抗粘附作用、細(xì)胞外基質(zhì)和其他細(xì)胞間連接的作用及神經(jīng)保護(hù)作用[2]。其中對神經(jīng)的保護(hù)作用越來越受到人們的關(guān)注，并證實(shí)Gal-1在受損神經(jīng)軸突再生過程中發(fā)揮重要的作用[3]。隨即人們開始研究Gal-1對脊髓損傷的治療作用，但目前對Gal-1治療脊髓損傷的報(bào)道缺乏，在此，本文就針對Gal-1治療脊髓損傷和現(xiàn)有報(bào)道簡要做一綜述。

1 Gal-1與脊髓損傷的關(guān)系

早在10年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)損傷發(fā)生后Gal-1的表達(dá)水平會隨即升高，并參與受損神經(jīng)的早期事件[4]。隨即也有研究證實(shí)，Gal-1的表達(dá)升高與神經(jīng)的再生能力具有密切的聯(lián)系，即Gal-1可能參與了受損神經(jīng)再生的過程[5]。值得一提的是，Gal-1雖然在脊髓損傷后表達(dá)上升，但卻由不同的細(xì)胞分泌。脊髓損傷后嗜中性粒細(xì)胞顯著分泌Gal-1持續(xù)1 d，小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞3 d，星狀膠質(zhì)細(xì)胞7 d，這可能與不同細(xì)胞的功能有關(guān)[6]。也有報(bào)道[7]指出，Gal-1表達(dá)需要星狀膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)源性因子的刺激。

2 Gal-1促進(jìn)受損脊髓神經(jīng)恢復(fù)

研究發(fā)現(xiàn)，Gal-1對促進(jìn)SCI受損神經(jīng)功能的恢復(fù)具有重要意義，值得進(jìn)一步研究[8]。

3 Gal-1與星狀膠質(zhì)細(xì)胞(Astrocytes)協(xié)同促進(jìn)受損脊髓恢復(fù)

星狀神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對神經(jīng)具有提供支持、營養(yǎng)、保護(hù)的作用，并能分泌多種神經(jīng)活性物質(zhì)(生長因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子和細(xì)胞因子等)。最新研究發(fā)現(xiàn)星狀神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在促進(jìn)軸突的形成和神經(jīng)系統(tǒng)的修復(fù)同樣發(fā)揮重要的作用，這可能就與其分泌或刺激Gal-1分泌有關(guān)[6-7，9]。此外，研究證實(shí)，Gal-1與活化的星狀膠質(zhì)細(xì)胞對損傷脊髓的功能恢復(fù)具有良好的協(xié)同作用，可作為一種新型的神經(jīng)保護(hù)藥物用于治療SCI[10]。

4 Gal-1與神經(jīng)干細(xì)胞(Neural stem cells，NSCs)協(xié)同促進(jìn)SCI恢復(fù)

NSCs移植能促進(jìn)SCI功能恢復(fù)[11]。Iwanami等[12]成功構(gòu)建了靈長類SCI動(dòng)物模型，并證實(shí)，移植人神經(jīng)干細(xì)胞(Human neural stem cells，hNSCs)能有效促進(jìn)受損脊髓功能的恢復(fù)[11]。最后，對比單純移植hNSCs，在移植hNSCs的同時(shí)加上人半乳糖凝集素1(Human galectin-1，hGal-1)后能更好的促進(jìn)受損脊髓功能的恢復(fù)[13]。進(jìn)一步證實(shí)Gal-1在治療SCI的有效性。

5 Gal-1促進(jìn)SCI恢復(fù)的分子機(jī)制

SCI可分為原發(fā)性損傷和繼發(fā)性損傷，原發(fā)性損傷在SCI發(fā)生時(shí)就已經(jīng)決定，而隨即引起的免疫炎癥反應(yīng)、軸突退髓鞘作用、神經(jīng)細(xì)胞凋亡將加重SCI的損傷程度[14-16]。因此，抑制免疫炎癥反應(yīng)和促進(jìn)軸突再生對SCI功能恢復(fù)具有重要意義。

6 Gal-1的免疫炎癥抑制作用

SCI引起的免疫炎癥反應(yīng)能幫助清除死亡的細(xì)胞，但也會清除正常的細(xì)胞和組織，尤其持續(xù)的免疫炎癥反應(yīng)將進(jìn)一步擴(kuò)大原發(fā)性損傷。研究發(fā)現(xiàn)Gal-1與免疫炎癥反應(yīng)具有密切聯(lián)系，會伴隨免疫炎癥的產(chǎn)生而表達(dá)增高[17]。此外，有相關(guān)報(bào)道指出Gal-1能有效抑制腦脊髓炎引起的自身免疫反應(yīng)，發(fā)揮免疫炎癥抑制作用[7]。Gal-1目前已經(jīng)作為一種很強(qiáng)的免疫抑制蛋白加以研究，其機(jī)制可能是誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞和淋巴細(xì)胞凋亡，而發(fā)揮抗炎作用[18]。

7 Gal-1促進(jìn)軸突再生

神經(jīng)細(xì)胞軸突脫髓鞘是阻礙神經(jīng)功能恢復(fù)的主要原因之一。Gal-1能促進(jìn)軸突再生，促進(jìn)SCI功能恢復(fù)[7-8]。其機(jī)制可能是Gal-1通過與神經(jīng)纖毛蛋白1 (Neuropilin-1，NRP-1)/神經(jīng)叢蛋白A4(PlexinA4)復(fù)合物結(jié)合，并抑制信號素3A(Semaphorin3A，Sema3A)與NRP-1/PlexinA4復(fù)合物結(jié)合(抑制軸突再生信號通路)，從而促進(jìn)軸突再生[8]。

8 小結(jié)

隨著社會、現(xiàn)代交通和建筑事業(yè)的發(fā)展，SCI發(fā)病率逐年上升。SCI引起的繼發(fā)性損傷如免疫炎癥反應(yīng)、軸突退髓鞘作用、神經(jīng)細(xì)胞凋亡等將加重SCI的損傷程度并嚴(yán)重影響SCI的功能恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Gal-1不僅能抑制免疫炎癥反應(yīng)并且促進(jìn)受損軸突再生，從而促進(jìn)受損脊髓功能的恢復(fù)。此外，Gall-1能增強(qiáng)血管內(nèi)皮生長因子2的功能，促進(jìn)血管生成治療疾病[19-20]，但未見在SCI模型實(shí)驗(yàn)中關(guān)于Gall-1促進(jìn)血管生成的相關(guān)論述。雖然目前已證實(shí)Gall-1對SCI治療具有一定的幫助，但仍需更多的研究以確定Gal-1在SCI治療中的價(jià)值并探索其相關(guān)機(jī)制，為Gal-1運(yùn)用于臨床奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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1003—6350（2015）16—2405—02

2014-12-19)

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.16.0867

國家自然科學(xué)基金（編號：81302346）

陳海丹。E-mail：wenquanchd@sina.com