半乳糖凝集素1治療脊髓損傷新進展

符策崗，趙紅衛，賀露姣，劉 揚，陳海丹

(三峽大學第一臨床醫學院宜昌市中心人民醫院脊柱外科，湖北 宜昌 443000)

·綜 述·

半乳糖凝集素1治療脊髓損傷新進展

符策崗，趙紅衛，賀露姣，劉 揚，陳海丹

(三峽大學第一臨床醫學院宜昌市中心人民醫院脊柱外科，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且發揮多種生物學功能，其中促進神經損傷后恢復作用日益受到臨床和基礎研究關注。本文就Gal-1應用于治療脊髓損傷(Spinal cord injury，SCI)的研究現狀給予簡要綜述。

半乳糖凝集素1；脊髓損傷；進展

Gal-1是一種分子量為14.5 kD的內源性糖結合蛋白，其結構簡單，原型結構中只有一個糖類識別結構域，但常以二聚體形式存在，也能以氧化的狀態存在[1]。Gal-1在哺乳動物中樞和周圍神經系統均有表達，參與人體許多生理過程，例如參與免疫炎癥作用、免疫調節功能、阻止細胞的凋亡、促進和抗粘附作用、細胞外基質和其他細胞間連接的作用及神經保護作用[2]。其中對神經的保護作用越來越受到人們的關注，并證實Gal-1在受損神經軸突再生過程中發揮重要的作用[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治療脊髓損傷的報道缺乏，在此，本文就針對Gal-1治療脊髓損傷和現有報道簡要做一綜述。

1 Gal-1與脊髓損傷的關系

早在10年前就已經發現，在神經損傷發生后Gal-1的表達水平會隨即升高，并參與受損神經的早期事件[4]。隨即也有研究證實，Gal-1的表達升高與神經的再生能力具有密切的聯系，即Gal-1可能參與了受損神經再生的過程[5]。值得一提的是，Gal-1雖然在脊髓損傷后表達上升，但卻由不同的細胞分泌。脊髓損傷后嗜中性粒細胞顯著分泌Gal-1持續1 d，小膠質細胞和巨噬細胞3 d，星狀膠質細胞7 d，這可能與不同細胞的功能有關[6]。也有報道[7]指出，Gal-1表達需要星狀膠質細胞源性神經營養源性因子的刺激。

2 Gal-1促進受損脊髓神經恢復

研究發現，Gal-1對促進SCI受損神經功能的恢復具有重要意義，值得進一步研究[8]。

3 Gal-1與星狀膠質細胞(Astrocytes)協同促進受損脊髓恢復

星狀神經膠質細胞對神經具有提供支持、營養、保護的作用，并能分泌多種神經活性物質(生長因子、神經營養因子和細胞因子等)。最新研究發現星狀神經膠質細胞在促進軸突的形成和神經系統的修復同樣發揮重要的作用，這可能就與其分泌或刺激Gal-1分泌有關[6-7，9]。此外，研究證實，Gal-1與活化的星狀膠質細胞對損傷脊髓的功能恢復具有良好的協同作用，可作為一種新型的神經保護藥物用于治療SCI[10]。

4 Gal-1與神經干細胞(Neural stem cells，NSCs)協同促進SCI恢復

NSCs移植能促進SCI功能恢復[11]。Iwanami等[12]成功構建了靈長類SCI動物模型，并證實，移植人神經干細胞(Human neural stem cells，hNSCs)能有效促進受損脊髓功能的恢復[11]。最后，對比單純移植hNSCs，在移植hNSCs的同時加上人半乳糖凝集素1(Human galectin-1，hGal-1)后能更好的促進受損脊髓功能的恢復[13]。進一步證實Gal-1在治療SCI的有效性。

5 Gal-1促進SCI恢復的分子機制

SCI可分為原發性損傷和繼發性損傷，原發性損傷在SCI發生時就已經決定，而隨即引起的免疫炎癥反應、軸突退髓鞘作用、神經細胞凋亡將加重SCI的損傷程度[14-16]。因此，抑制免疫炎癥反應和促進軸突再生對SCI功能恢復具有重要意義。

6 Gal-1的免疫炎癥抑制作用

SCI引起的免疫炎癥反應能幫助清除死亡的細胞，但也會清除正常的細胞和組織，尤其持續的免疫炎癥反應將進一步擴大原發性損傷。研究發現Gal-1與免疫炎癥反應具有密切聯系，會伴隨免疫炎癥的產生而表達增高[17]。此外，有相關報道指出Gal-1能有效抑制腦脊髓炎引起的自身免疫反應，發揮免疫炎癥抑制作用[7]。Gal-1目前已經作為一種很強的免疫抑制蛋白加以研究，其機制可能是誘導CD8+T細胞和淋巴細胞凋亡，而發揮抗炎作用[18]。

7 Gal-1促進軸突再生

神經細胞軸突脫髓鞘是阻礙神經功能恢復的主要原因之一。Gal-1能促進軸突再生，促進SCI功能恢復[7-8]。其機制可能是Gal-1通過與神經纖毛蛋白1 (Neuropilin-1，NRP-1)/神經叢蛋白A4(PlexinA4)復合物結合，并抑制信號素3A(Semaphorin3A，Sema3A)與NRP-1/PlexinA4復合物結合(抑制軸突再生信號通路)，從而促進軸突再生[8]。

8 小結

隨著社會、現代交通和建筑事業的發展，SCI發病率逐年上升。SCI引起的繼發性損傷如免疫炎癥反應、軸突退髓鞘作用、神經細胞凋亡等將加重SCI的損傷程度并嚴重影響SCI的功能恢復。實驗證實，Gal-1不僅能抑制免疫炎癥反應并且促進受損軸突再生，從而促進受損脊髓功能的恢復。此外，Gall-1能增強血管內皮生長因子2的功能，促進血管生成治療疾病[19-20]，但未見在SCI模型實驗中關于Gall-1促進血管生成的相關論述。雖然目前已證實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治療中的價值并探索其相關機制，為Gal-1運用于臨床奠定堅實的基礎。

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R744

A

1003—6350（2015）16—2405—02

2014-12-19)

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.16.0867

國家自然科學基金（編號：81302346）

陳海丹。E-mail：wenquanchd@sina.com