Galectin-3 - Galectin-3
Galectin-3 je protein že u lidí je kódován LGALS3 gen.[5][6] Galectin-3 je členem lektin rodina, z toho 14 savčí galektiny byl identifikován.[7][8]
Galectin-3 je přibližně 30 kDa a stejně jako všechny galektiny obsahuje a uhlohydrát - doména vázající rozpoznávání (CRD) asi 130 aminokyseliny které umožňují specifickou vazbu β-galaktosidy.[7][9][10][11]
Galectin-3 (Gal-3) je také členem rodiny proteinů vázajících beta-galaktosidy, která hraje důležitou roli v buněčná adheze, buněčná matice interakce, makrofág aktivace, angiogeneze, metastáza, apoptóza.
Galectin-3 je kódován jediným genem, LGALS3, umístěným na chromozomu 14, lokus q21 – q22.[7][12] Galectin-3 je vyjádřen v jádro, cytoplazma, mitochondrie, povrch buňky a extracelulární prostor.[7][9][10]
Funkce
Galectin-3 má afinitu k beta-galaktosidy a exponáty antimikrobiální aktivita proti bakteriím a houbám.[8]
Tento protein bylo prokázáno, že je zapojen do následujících biologické procesy: buněčná adheze, aktivace buněk a chemoatrakce, růst buněk a diferenciace, buněčný cyklus, a apoptóza.[7] Vzhledem k široké biologické funkčnosti galektinu-3 bylo prokázáno, že je součástí rakovina, zánět a fibróza, srdeční choroba, a mrtvice.[7][11][13][14] Studie také ukázaly, že exprese galektinu-3 je zapojena do řady procesů spojených se srdečním selháním, včetně proliferace myofibroblastů, fibrogeneze, opravy tkání, zánětu a remodelace komor.[13][15][16]
Galectin-3 se sdružuje s primární cilium a moduluje renální cysta růst v vrozené polycystické onemocnění ledvin.[17]
Funkční role galektiny v buněčné odpovědi na poškození membrány se rychle rozšiřují.[18][19][20] Nedávno se ukázalo, že nábor Galectin-3 ESCRT k poškozeným lysosomům, aby bylo možné lysozomy opravit.[19]
Klinický význam
Fibróza
Korelace mezi úrovněmi exprese galektinu-3 a různými typy fibróza bylo nalezeno. Galectin-3 je upregulovaný v případě jaterní fibrózy, renální fibrózy a idiopatická plicní fibróza (IPF). V několika studiích u myší s nedostatkem nebo bez galektinu-3 byly podmínky způsobeny vývojem kontrolních myší IPF, renální nebo jaterní fibróza buď vyvolala omezenou fibrózu, nebo nedokázala fibrózu vyvolat úplně.[21][22][23] Společnosti vyvinuly modulátory galektinu, které blokují vazbu galektinů na sacharidové struktury. Inhibitor galectinu-3, TD139 a GR-MD-02, mají potenciál k léčbě fibrózy.[23]
Kardiovaskulární onemocnění
Bylo zjištěno, že zvýšené hladiny galektinu-3 jsou významně spojeny s vyšším rizikem úmrtí jak v populacích akutního dekompenzovaného srdečního selhání, tak v populacích chronického srdečního selhání.[24][25] U normálního člověka myší a hladiny galektinu-3 u krysích buněk jsou nízké. Jak však onemocnění srdce postupuje, významné upregulace galektinu-3 se vyskytuje v myokard.[26]
Galectin-3 lze také použít jako a biomarker identifikovat rizikové jedince a předvídat reakci pacientů na různé léky a terapie. Například hladiny galektinu-3 by mohly být použity při včasné detekci srdcí náchylných k selhání a vést k intervenčním strategiím včetně širokospektrých protizánětlivých látek.[13] Jedna studie dospěla k závěru, že jednotlivci s systolický srdeční selhání ischemická původu a zvýšené hladiny galektinu-3 mohou těžit statin léčba.[27] Galectin-3 byl také spojován jako faktor podporující remodelace komor Následující oprava mitrální chlopně, a může identifikovat pacienty vyžadující další terapie, aby byli prospěšní reverzní remodelace.[28]
Rakovina
Široká škála účinků galektinu-3 na rakovinné buňky jsou způsobeny jedinečnou strukturou a různými interakčními vlastnostmi molekuly. Nadměrná exprese a změny v lokalizace molekul galektinu-3 ovlivňuje prognózu pacienta a zaměření na působení galektinu-3 představuje slibnou terapeutickou strategii pro rozvoj účinných terapeutické látky pro léčbu rakoviny.
Nadměrná exprese a změny v sub- a mezibuněčný lokalizace galektinu-3 jsou běžně k vidění v rakovinný podmínky. Mnoho interakcí a vazebných vlastností galektinu-3 ovlivňuje různé buněčné aktivity na základě jeho umístění. Změněná exprese galektinu-3 může ovlivnit rakovinu růst buněk a diferenciace, chemoatrakce, apoptóza, imunosuprese, angiogeneze, přilnavost, invaze a metastáza.[29]
Galectin-3 nadměrná exprese propaguje neoplastický transformace a udržování transformovaných fenotypy a také zvyšuje nádor adheze buňky k extracelulární matrix a zvýšit metastazující šíření. Galectin-3 může být buď inhibiční nebo propagující apoptotický v závislosti na jeho subcelulární lokalizace. Při imunitní regulaci může galektin-3 regulovat aktivity imunitních buněk a pomáhá přispívat k nádor únik buňky z imunitní systém. Galectin-3 také pomáhá propagovat angiogeneze.[29]
Role galektinů a galektinu-3, zejména u rakoviny, byly důkladně zkoumány.[30] Za zmínku stojí, že se předpokládá, že galektin-3 hraje důležitou roli v metastázování rakoviny.[31]
Klinické aplikace
Jako indikátor kardiovaskulárního rizika
Chronické srdeční selhání bylo zjištěno, že je indikováno testy galektinu-3 pomocí ARCHITECT imunochemie platforma vyvinutá společností BG Medicine a uváděná na trh společností Abbott, která pomáhá určit, u kterých pacientů je onemocnění nejvíce ohroženo. Tento test je nabízen také na platformě VIDAS prodávané společností bioMérieux.[32] Pecta-Sol C se váže na vazebná místa galektinu-3 na povrchu buněk jako preventivní opatření vytvořené Isaacem Eliazem ve spojení s EcoNugenics.[33]
Galectin-3 je upregulovaný u pacientů s idiopatická plicní fibróza. Buňky, které dostávají stimulaci galectin-3 (fibroblasty, epitelové buňky, a myofibroblasty ) upregulovaný Formace fibróza a tvorba kolagenu.[34] Fibróza je nezbytná v mnoha aspektech uvnitř těla regenerace. Výstelka myokardu neustále prochází nezbytnou fibrózou a inhibice galektinu-3 interferuje s myokardem fibrogeneze. Studie dospěla k závěru, že léky vázající na galektin-3 budou přínosem pro ty, kteří mají příliš mnoho fibrózy na srdci, ale mohlo by to potenciálně selhat u těch, kteří potřebují restrukturalizaci srdce.[34]
Galecto Biotech je další výzkumná společnost zaměřená na vývoj léků využívajících galektin-3 v léčbě fibróza konkrétně idiopatická plicní fibróza.[35] Galectin Therapeutics ve Spojených státech také používá galektiny pro svůj výzkum nedávno zjistili, že inhibice galektinu-3 významně klesá portální hypertenze a fibróza u myší.[36]
Biomarkery
Galectin-3 se stále více používá jako a diagnostický marker pro různé druhy rakoviny. Může být vyšetřen a použit jako prognostický faktor k předpovědi progrese rakoviny. Galectin-3 má různé účinky na různé typy rakoviny.[37] Jedním z přístupů k rakovině s vysokou expresí galektinu-3 je použití malé molekulové inhibice galektinu-3 ke zlepšení reakce na léčbu.[38]
Interakce
LGALS3 bylo prokázáno komunikovat s LGALS3BP.[39][40][41]
V melanocytických buňkách může být exprese genu LGALS3 regulována MITF.[42]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000131981 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000050335 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ Raz A, Carmi P, Raz T, Hogan V, Mohamed A, Wolman SR (duben 1991). "Molekulární klonování a chromozomální mapování lidského proteinu vázajícího galaktosidy". Výzkum rakoviny. 51 (8): 2173–8. PMID 2009535.
- ^ Barondes SH, Cooper DN, Gitt MA, Leffler H (srpen 1994). "Galektiny. Struktura a funkce velké rodiny zvířecích lektinů". The Journal of Biological Chemistry. 269 (33): 20807–10. PMID 8063692.
- ^ A b C d E F Dumic J, Dabelic S, Flögel M (duben 2006). „Galectin-3: otevřený příběh“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1760 (4): 616–35. doi:10.1016 / j.bbagen.2005.12.020. PMID 16478649.
- ^ A b "Entrez Gene: LGALS3 lektin, vázající galaktosid, rozpustný, 3".
- ^ A b Liu FT, Patterson RJ, Wang JL (září 2002). Msgstr "Intracelulární funkce galektinů". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1572 (2–3): 263–73. doi:10.1016 / S0304-4165 (02) 00313-6. PMID 12223274.
- ^ A b Cooper DN (září 2002). "Galectinomika: hledání složitých témat". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1572 (2–3): 209–31. doi:10.1016 / S0304-4165 (02) 00310-0. PMID 12223271.
- ^ A b Henderson NC, Sethi T (červenec 2009). "Regulace zánětu pomocí galektinu-3". Imunologické recenze. 230 (1): 160–71. doi:10.1111 / j.1600-065X.2009.00794.x. PMID 19594635..
- ^ Raimond J, Zimonjic DB, Mignon C, Mattei M, Popescu NC, Monsigny M, Legrand A (září 1997). "Mapování galektinu-3 genu (LGALS3) na lidský chromozom 14 v oblasti 14q21-22". Savčí genom. 8 (9): 706–7. doi:10,1007 / s003359900548. PMID 9271684.
- ^ A b C Sharma UC, Pokharel S, van Brakel TJ, van Berlo JH, Cleutjens JP, Schroen B a kol. (Listopad 2004). „Galectin-3 označuje aktivované makrofágy v hypertrofovaných srdcích náchylných k selhání a přispívá k srdeční dysfunkci“. Oběh. 110 (19): 3121–8. doi:10.1161 / 01.CIR.0000147181.65298.4D. PMID 15520318.
- ^ Yan YP, Lang BT, Vemuganti R, Dempsey RJ (září 2009). „Galectin-3 zprostředkovává postischemickou remodelaci tkání“. Výzkum mozku. 1288: 116–24. doi:10.1016 / j.brainres.2009.06.073. PMID 19573520.
- ^ Liu YH, D'Ambrosio M, Liao TD, Peng H, Rhaleb NE, Sharma U a kol. (Únor 2009). „N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-prolin zabraňuje srdeční remodelaci a dysfunkci vyvolané galectinem-3, lektinem pro adhezi / růst regulaci savců“. American Journal of Physiology. Fyziologie srdce a oběhu. 296 (2): H404-12. doi:10.1152 / ajpheart.00747.2008. PMC 2643891. PMID 19098114.
- ^ Lin YH, Lin LY, Wu YW, Chien KL, Lee CM, Hsu RB a kol. (Listopad 2009). "Vztah mezi sérovým galectinem-3 a sérovými markery obratu srdeční extracelulární matrice u pacientů se srdečním selháním". Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 409 (1–2): 96–9. doi:10.1016 / j.cca.2009.09.001. PMID 19747906.
- ^ Chiu MG, Johnson TM, Woolf AS, Dahm-Vicker EM, Long DA, Guay-Woodford L a kol. (Prosinec 2006). „Galectin-3 se asociuje s primárním ciliem a moduluje růst cyst u vrozeného polycystického onemocnění ledvin“. American Journal of Pathology. 169 (6): 1925–38. doi:10.2353 / ajpath.2006.060245. PMC 1762475. PMID 17148658.
- ^ Jia J, Abudu YP, Claude-Taupin A, Gu Y, Kumar S, Choi SW a kol. (Duben 2018). „Galectins Control mTOR v reakci na poškození endomembrány“. Molekulární buňka. 70 (1): 120–135.e8. doi:10.1016 / j.molcel.2018.03.009. PMC 5911935. PMID 29625033.
- ^ A b Jia J, Claude-Taupin A, Gu Y, Choi SW, Peters R, Bissa B a kol. (Leden 2020). „Galectin-3 koordinuje buněčný systém pro lysozomální opravu a odstranění“. Vývojová buňka. 52 (1): 69–87.e8. doi:10.1016 / j.devcel.2019.10.025. PMC 6997950. PMID 31813797.
- ^ Jia J, Bissa B, Brecht L, Allers L, Choi SW, Gu Y a kol. (Leden 2020). „AMPK, regulátor metabolismu a autofagie, je aktivován poškozením lysozomů prostřednictvím nového systému přenosu signálu ubikvitinu zaměřeného na galectin“. Molekulární buňka. 77 (5): 951–969.e9. doi:10.1016 / j.molcel.2019.12.028. PMID 31995728.
- ^ Henderson NC, Mackinnon AC, Farnworth SL, Poirier F, Russo FP, Iredale JP a kol. (Březen 2006). „Galectin-3 reguluje aktivaci myofibroblastů a jaterní fibrózu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 103 (13): 5060–5. Bibcode:2006PNAS..103,5060H. doi:10.1073 / pnas.0511167103. PMC 1458794. PMID 16549783.
- ^ Henderson NC, Mackinnon AC, Farnworth SL, Kipari T, Haslett C, Iredale JP a kol. (Únor 2008). „Exprese a sekrece galektinu-3 spojuje makrofágy s podporou renální fibrózy“. American Journal of Pathology. 172 (2): 288–98. doi:10.2353 / ajpath.2008.070726. PMC 2312353. PMID 18202187.
- ^ A b Mackinnon AC, Gibbons MA, Farnworth SL, Leffler H, Nilsson UJ, Delaine T a kol. (Březen 2012). „Regulace plicní fibrózy poháněné transformujícím růstovým faktorem β1 pomocí galektinu-3“. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 185 (5): 537–46. doi:10,1164 / rccm.201106-0965OC. PMC 3410728. PMID 22095546.
- ^ van Kimmenade RR, Januzzi JL, Ellinor PT, Sharma UC, Bakker JA, Low AF a kol. (Září 2006). „Využití amino-terminálního pro-mozkového natriuretického peptidu, galektinu-3 a apelinu pro hodnocení pacientů s akutním srdečním selháním“. Journal of the American College of Cardiology. 48 (6): 1217–24. doi:10.1016 / j.jacc.2006.03.061. PMID 16979009.
- ^ Lok DJ, Van Der Meer P, de la Porte PW, Lipsic E, Van Wijngaarden J, Hillege HL, van Veldhuisen DJ (květen 2010). „Prognostická hodnota galektinu-3, nového markeru fibrózy, u pacientů s chronickým srdečním selháním: údaje ze studie DEAL-HF“. Klinický výzkum v kardiologii. 99 (5): 323–8. doi:10.1007 / s00392-010-0125-r. PMC 2858799. PMID 20130888.
- ^ de Boer RA, Voors AA, Muntendam P, van Gilst WH, van Veldhuisen DJ (září 2009). „Galectin-3: nový mediátor vývoje a progrese srdečního selhání“. Evropský žurnál srdečního selhání. 11 (9): 811–7. doi:10.1093 / eurjhf / hfp097. PMID 19648160.
- ^ Gullestad L, Ueland T, Kjekshus J, Nymo SH, Hulthe J, Muntendam P a kol. (Září 2012). „Galectin-3 předpovídá reakci na statinovou terapii v kontrolovaném rosuvastatinovém mezinárodním hodnocení srdečního selhání (CORONA)“. European Heart Journal. 33 (18): 2290–6. doi:10.1093 / eurheartj / ehs077. PMID 22513778.
- ^ Kortekaas KA, Hoogslag GE, de Boer RA, Dokter MM, Versteegh MI, Braun J a kol. (Září 2013). "Galectin-3 a reverzní remodelace levé komory po chirurgické opravě mitrální chlopně". Evropský žurnál srdečního selhání. 15 (9): 1011–8. doi:10.1093 / eurjhf / hft056. PMID 23576289.
- ^ A b Newlaczyl AU, Yu LG (prosinec 2011). „Galectin-3 - obchodník s rakovinou“. Dopisy o rakovině. 313 (2): 123–8. doi:10.1016 / j.canlet.2011.09.003. PMID 21974805.
- ^ Liu FT, Rabinovich GA (leden 2005). "Galectiny jako modulátory progrese nádoru". Recenze přírody. Rakovina. 5 (1): 29–41. doi:10.1038 / nrc1527. PMID 15630413.
- ^ Reticker-Flynn NE, Malta DF, Winslow MM, Lamar JM, Xu MJ, Underhill GH a kol. (2012). „Platforma kombinatorické extracelulární matrice identifikuje interakce buňka-extracelulární matrix, které korelují s metastázami“. Příroda komunikace. 3 (3): 1122. Bibcode:2012NatCo ... 3.1122R. doi:10.1038 / ncomms2128. PMC 3794716. PMID 23047680.
- ^ Ross, D. „Abbottův test na Galectin-3 poskytuje lékařům v Evropě nový nástroj pro hodnocení prognózy pacientů s chronickým srdečním selháním“. Citováno 28. listopadu 2013.
- ^ Brechka N (2009). „Nasazení rakoviny?“. Citováno 28. listopadu 2013. Citovat deník vyžaduje
| deník =
(Pomoc) - ^ A b Yu L, Ruifrok WP, Meissner M, Bos EM, van Goor H, Sanjabi B a kol. (Leden 2013). „Genetická a farmakologická inhibice galektinu-3 brání remodelaci srdce interferencí s fibrogenézou myokardu“. Oběh: Srdeční selhání. 6 (1): 107–17. doi:10.1161 / circheartfailure.112.971168. PMID 23230309.
- ^ Garber K (červen 2013). „Galecto Biotech“. Přírodní biotechnologie. 31 (6): 481. doi:10.1038 / nbt0613-481. PMID 23752421.
- ^ „Předklinická data Galectin Therapeutics publikovaná v PLOS ONE ukazují, že inhibitory galectinu inhibují reverzní cirhózu a významně snižují fibrózu a hypertenzi portálu“. Globe Newswire. Citováno 28. listopadu 2013.
- ^ Idikio HA (19. října 2011). „Geny galektinu-3 a Beclin1 / Atg6 u lidských rakovin: použití tkáňového panelu cDNA, qRT-PCR a modelu logistické regrese k identifikaci biomarkerů rakovinných buněk“. PLOS ONE. 6 (10): e26150. Bibcode:2011PLoSO ... 626150I. doi:10.1371 / journal.pone.0026150. PMC 3198435. PMID 22039439.
- ^ Cay T (březen 2011). „Imunhistochemická exprese galektinu-3 u rakoviny: přehled literatury“. Turek Patoloji Dergisi. 1. 28 (1): 1–10. doi:10.5146 / tjpath.2012.01090. PMID 22207425.
- ^ Rosenberg I, Cherayil BJ, Isselbacher KJ, Pillai S (říjen 1991). „Mac-2-binding glycoproteins. Putative ligands for a cytosolic beta-galactoside lectin“. The Journal of Biological Chemistry. 266 (28): 18731–6. PMID 1917996.
- ^ Koths K, Taylor E, Halenbeck R, Casipit C, Wang A (červenec 1993). „Klonování a charakterizace lidského proteinu vázajícího Mac-2, nového člena nadčeledi definovaného doménou bohatou na cysteiny makrofágového receptoru“. The Journal of Biological Chemistry. 268 (19): 14245–9. PMID 8390986.
- ^ Tinari N, Kuwabara I, Huflejt ME, Shen PF, Iacobelli S, Liu FT (leden 2001). „Glykoprotein 90K / MAC-2BP interaguje s galektinem-1 a zprostředkovává buněčnou agregaci vyvolanou galektinem-1“. International Journal of Cancer. 91 (2): 167–72. doi:10.1002 / 1097-0215 (200002) 9999: 9999 <:: aid-ijc1022> 3.3.co; 2-q. PMID 11146440.
- ^ Hoek KS, Schlegel NC, Eichhoff OM, Widmer DS, Praetorius C, Einarsson SO a kol. (Prosinec 2008). "Nové cíle MITF identifikované pomocí dvoustupňové strategie DNA microarray". Výzkum pigmentových buněk a melanomu. 21 (6): 665–76. doi:10.1111 / j.1755-148X.2008.00505.x. PMID 19067971.
Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.