半乳糖凝集素与心力衰竭的相关性

施冰，冬兰

(北京军区总医院干部病房一科，北京100700)

心力衰竭作为各种心脏疾病并发症的发展阶段，目前已成为公共卫生领域需要解决的主要问题之一。流行病学资料显示，全世界心力衰竭患者目前已达2250万，并以每年200万的速度增长，心力衰竭患者反复住院医治消耗了大量的医疗资源。为了最大效能地应用医疗资源，降低心力衰竭患者对有限医疗资源的消耗，人们迫切需要寻找心力衰竭早期诊断的新的生物标志物和治疗靶点。半乳糖凝集素(Galectin-3)是由激活的巨噬细胞产生的一种蛋白，文献报道其可预测心力衰竭患者的不良预后［1］，作为心力衰竭的新的诊断标记物和治疗靶点，本文就Galectin-3的特性及其与心力衰竭的相关研究做一综述。

1 Galectin-3的结构特征

Galectins即β-半乳糖血凝素超家族，是一类钙非依赖性的糖结合蛋白，具有高度保守性。目前，已发现该家族有14个成员，根据发现的先后顺序依次编号为1-14。Galectins家族的每个成员都具有以下特性:(1)具有特征性的氨基酸序列:每个Galectin家族成员至少包含一个由约130个氨基酸组成的糖识别结构域(CRD)(2)具有对β-半乳糖苷的亲和性。

根据Galectins的分子结构特点，可以将其分为3组:(1)原型，即含有一个CRD的单体，以单体(Galectin-5，-7，-10)或二聚体(Galectin-1，-2，-11，-13，-14)的形式存在;(2)嵌合体型，由一个糖基与一个非糖基配体交联结合而成(Galectin-3);(3)串联重复型，由两个CRD串联融合而成(Galectin-4，-6，-8，-9，-12)

Galectin-3是Galectins家族唯一的嵌合体成员，由一个糖基与一个非糖基配体交联结合而成，分子量为32KD。在人类基因组中由单个基因编码，位于14号染色体q21-22位点，总长约17KD。Galectin-3包括3个结合域，NH2末端结合域，即1个糖结构识别域和1个特有的富含甘氨酸、脯氨酸和酪氨酸重复序列的结构域;NH2末端结合域包括控制细胞靶向的12个氨基酸残基，为与具有糖轭合物的细胞表面结合时发挥多种功能所必需;羧基末端的糖结合域可被胰蛋白酶裂解为包含140个氨基酸残基的糖结构识别域。

2 Galectin-3的分布

作为一种多功能的蛋白，Galectin-3广泛分布于心脏、肾脏、肝脏、肺脏以及肠道等组织器官。Galectin-3广泛分布于成骨细胞、上皮细胞和肠组织等各种组织和细胞中，并在激活的巨噬细胞、噬碱性粒细胞、肥大细胞等血液细胞中高表达［2］。根据细胞类型，Galectin-3可存在于细胞浆、细胞核、细胞膜或细胞外基质，其在细胞内的分布依赖于细胞的增殖状态。在静止期细胞，Galectin-3主要分布在胞浆;在增殖期细胞，Galectin-3主要分布在细胞核。Galectin-3可通过非经典分泌途径分泌到细胞外，与细胞表面受体和糖蛋白相互作用，参与跨膜信号转导［3］。

3 Galectin-3与心力衰竭

Galectin-3可参与细胞生长、细胞黏附、细胞凋亡、炎性反应、免疫调节、新生血管形成、肿瘤分化转移等各种生理和病理过程［4-8］。研究表明，Galectin-3作为一种重要的促有丝分裂原能在旁分泌方式下通过凝集素-碳水化合物相互作用来刺激肌成纤维细胞的增殖和胶原合成［9-10］。

多项实验研究和临床研究也证实Galectin-3作为炎性反应的重要介质在心肌重塑和心力衰竭的病理发展过程中具有重要作用［11-12］。Sharma等［13］应用心力衰竭大鼠模型的研究发现，衰竭心肌组织中巨噬细胞被大量激活并且Galectin-3的合成增加。即使对于正常的心脏，如果心包内给予Galectin-3灌注也将导致心肌纤维化与心力衰竭的发生［14］。此外，Sharma等在主动脉瓣狭窄患者心肌穿刺活检样本中发现左心室射血分数降低时心肌组织中galectin-3表达上调［13］。Thandavarayan等［15］研究也发现左心室功能不全时血浆中galectin-3的表达增高。Milting等［16］比较了终末期心力衰竭患者和正常对照者血浆中Galectin-3的表达水平，发现心力衰竭患者血浆中Galectin-3的表达远高于健康对照组，提示Galectin-3参与了心肌重塑。Lok等［17］对240例慢性心力衰竭患者平均随访3.4年，发现血浆Galectin-3水平与心力衰竭患者的不良预后密切相关，可应用血浆中Galectin-3表达水平预测心力衰竭患者的预后。

上述多项研究显示，随着心力衰竭程度的加重，血浆Galectin-3的表达水平呈逐渐升高趋势，与健康对照组比较，差异具有统计学意义。心力衰竭组心功能III级、IV级患者血浆Galectin-3水平较健康对照组升高，提示Galectin-3水平的升高可能提示心力衰竭失代偿，可能成为评价心功能分级的新的生物学标志物和治疗新靶点。

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