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.2012年2月15日；302（4）：G439-46。
doi:10.1152/ajpgi.00257.2011。 Epub 2011年12月8日。

半乳糖凝集素-3在体内调节吞噬诱导的星状细胞活化和肝纤维化

乔伊·X·江 1, 陈香玲, 丹尼尔·K·苏, Kornelia Baghy公司, Nobuko Serizawa公司, 菲奥娜·斯科特, 高田吉川, 高田洋子, 福田浩, 珍妮·陈, 斯里德维·德瓦拉吉, 罗杰·亚当森, 刘福通, 娜塔莉·托洛克（Natalie Jörök）
附属公司

半乳糖凝集素-3在体内调节吞噬诱导的星状细胞活化和肝纤维化

乔伊·X·江等。 美国生理学杂志胃肠测试肝脏生理学. .

摘要

肝星状细胞（HSC）是肝脏的关键成纤维细胞，在吞噬凋亡的肝细胞后转分化为肌成纤维细胞。半乳糖凝集素-3是一种β-半乳糖苷结合凝集素，是吞噬过程的调节器。在本研究中，我们的目的是研究细胞外半乳糖凝集素-3调节HSC吞噬和激活的机制。通过吞噬作用和整合素结合试验评估galectin-3在原发性HSC吞噬中的作用。通过实时PCR和酶联免疫吸附试验研究半乳糖凝集素-3的表达，并在野生型和半乳糖凝蛋白-3（-/-）小鼠中进行体内研究。我们发现半乳糖凝集素-3（-/-）小鼠的HSC表现出吞噬活性、转化生长因子-β1和前胶原α1（I）的表达降低。重组半乳糖凝集素-3逆转了这一缺陷，表明细胞外半乳糖凝集素-3是HSC激活所必需的。半乳糖凝集素-3促进α（v）β（3）异二聚体依赖性结合，表明半乳糖凝素-3通过交联该整合素和增强凋亡细胞的栓系作用调节HSC吞噬作用。阻断整合素α（v）β（3）导致吞噬功能下降。Galectin-3在吞噬凋亡细胞的活性HSC中表达和释放，这是由核因子-κB信号介导的。胆道封闭（BDL）大鼠体内进一步证实了活性HSC中半乳糖凝集素-3的上调。半乳糖凝集素-3（-/-）小鼠表现出显著降低纤维化，BDL后α-平滑肌肌动蛋白和前胶原α1（I）的表达降低。总之，细胞外半乳糖凝集素-3通过前馈机制介导HSC吞噬、激活以及随后的自分泌和旁分泌信号，在肝纤维化中发挥关键作用。

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数字

图1。
图1。
半乳糖凝集素-3是肝星状细胞（HSC）通过促进整合素α吞噬凋亡小体（AB）所必需的v（v）β三-介导栓系。野生型（wt）和半乳糖凝集素-3−/−HSC与AB在无血清条件下，在有或无重组半乳糖凝集素-3（rGal3）（1μM）的情况下孵育16小时(A类). 在AB和rGal3之前施用乳糖（Lac，50 mM）。半乳糖凝集素-3显著降低AB的吞噬作用−/−HSC。用rGal3孵育细胞可逆转这种情况。半乳糖凝集素结合的竞争性抑制剂乳糖降低了rGal3处理细胞的吞噬率，表明细胞外半乳糖凝蛋白3是吞噬发生的必要条件。数据为平均值±SE；n个= 5. *P（P）< 0.05, **P（P）<0.01，以及##P（P）< 0.0001. 用抗整合素α治疗原发性HSCv（v）和β三抗体（10μg/ml）或相同数量的IgG同型，然后AB持续16小时(B类). 整合素抗体显著抑制HSC吞噬活性。数据为平均值±SE，n个= 4, *P（P）< 0.01. 对转染pBJ1整合素β的原代HSC进行结合分析三（国际β3重量)或结合缺陷突变体（Intβ3D119A型)半乳糖凝集素-3与整合素结合的研究(C类). 半乳糖凝集素-3在Intβ3中的结合减弱D119A型-转染细胞，表明这对细胞在galectin-3介导的吞噬活性中很重要；n个= 3, **P（P）< 0.05. 免疫细胞化学和共聚焦显微镜分析galectin-3（红色）和整合素β三上述实验中的（绿色）信号(D类). 在Intβ3中可以看到信号的彩色化重量-转染HSC(一，箭头），而在Intβ3中D119A型-转染细胞未发现共定位(b条). 在未转染（NT）细胞中，未发现明显的共定位。(c（c）). 棒材=25μM。
图2。
图2。
半乳糖凝集素-3是吞噬诱导HSC活化所必需的。wt和半乳糖凝集素-3−/−HSC在无血清培养基中用AB处理。在wt-HSC中，前胶原α1（I）和转化生长因子（TGF）-β1的表达显著增加，而与rGal3孵育并没有诱导活化。半乳糖凝集素-3的促纤维化转录物没有增加−/−细胞。然而，在细胞与rGal3和AB孵育后，TGF-β和前胶原α1（I）的表达被诱导。βACT、β-肌动蛋白。数据为平均值±SE，n个= 4. *P（P）<0.05和#P（P）< 0.001.
图3。
图3。
AB的吞噬通过核因子（NF）-κB导致半乳糖凝集素-3的诱导。用AB或AB加咖啡酸苯乙酯（CAPE，A类)或通过控制载体或显性阴性IκB表达载体（DN-IκB，B类). 实时PCR显示吞噬作用显著诱导半乳糖凝集素-3 mRNA，CAPE消除了这一现象(A类, #P（P）<0.005）或DN-IκB(B类，平均值±SE，n个= 3, **P（P）<0.01和#P（P）< 0.005). 电泳迁移率变化分析（EMSA）研究证实吞噬作用可诱导NF-κB活化，而CAPE可显著减弱这种活化(C类和D类，密度测定数据，控制表示无AB暴露）。Arbp，酸性核糖体磷酸蛋白P0。数据为平均值±SE，n个= 3. **P（P）< 0.01.
图4。
图4。
AB吞噬作用促进HSC分泌galectin-3(A类)和Kupffer细胞(B类). 将原代大鼠HSC或Kupffer细胞与AB在无血清培养基中孵育48 h。收集培养基，并进行酶联免疫吸附试验（ELISA）以量化细胞释放的半乳糖凝集素-3。AB处理的HSC培养基中的半乳糖凝集素-3水平显著高于对照组（平均值±SE，n个= 3, ##P（P）<0.0001）和Kupffer细胞(*P（P）<0.05）。
图5。
图5。
半乳糖凝集素-3在胆道封闭（BDL）动物的肝脏中上调。从BDL和假手术大鼠中分离出HSC(A类). BDL动物HSC中galectin-3的表达显著增加(*P（P）< 0.05). 使用抗半乳糖凝集素-3的免疫荧光和共焦显微镜研究(B类,一和d日)和抗α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）抗体(B类,b条和e（电子）)α-SMA和半乳糖凝集素-3信号的显示共定位(B类,c（c）和（f），覆盖图像）。
图6。
图6。
半乳糖凝集素-3降低肝纤维化−/−老鼠。苦味酸染色显示在半乳糖凝集素-3中BDL后纤维化减轻−/−老鼠(A类). 半乳糖凝集素-3的纤维化面积显著降低−/−BDL后的小鼠（平均值±SE，5只小鼠中计算出5个不同的区域，P（P）< 0.05,B类). 通过羟脯氨酸测定评估肝脏中的胶原蛋白水平(C类). 在wt小鼠中，羟脯氨酸水平升高，而在galectin-3中−/−小鼠这一指标显著降低(P（P）< 0.05). 实时聚合酶链反应检测前胶原α1（I）和α-SMA的表达(D类). 在BDL后的wt小鼠中，两种转录物的表达都显著增加，而在galectin-3中−/−小鼠的增加明显减弱（平均值±SE，n个= 3, *P（P）<0.05和**P（P）< 0.01). 半乳糖凝集素-3中TGF-β1和基质金属蛋白酶组织抑制剂-1的表达也显著降低−/−老鼠。数据为平均值±SE，N个= 3 (*P（P）< 0.05,E类). 半乳糖凝集素-3的炎症标志物肿瘤坏死因子（TNF）-α、单核细胞趋化蛋白（MCP）-1、白细胞介素（IL）-1β和白介素-6降低−/−BDL小鼠；然而，只有MCP-1的降低是显著的。数据为平均值±SE，n个= 3 (*P（P）< 0.05,F类).
图7。
图7。
半乳糖凝集素-3在HSC激活中的作用。半乳糖凝集素-3诱导整合素介导的AB摄取，NF-κB活化，并增加半乳糖凝素-3的产生和分泌。因此，半乳糖凝集素-3可能通过前馈机制调节纤维化。
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