Galectin-3 có khả năng gắn kết với bề mặt các tế bào và chất nền ngoại bào Polysacarit và ảnh hưởng đến một loạt các quá trình sinh lý và bệnh lý, bao gồm cả quá trình chết tế bào chương trình, độ bám dính, di trú, tăng sinh mạch, và những phản ứng viêm [42].
Galectin-3 tham gia vào nhiều quá trình sinh học như: kết dính tế bào-tế bào và tế bào-chất nền ngoại bào; tăng trưởng và biệt hóa tế bào; chu kỳ tế bào; truyền tín hiệu; chết tế bào theo chương trình và tăng sinh mạch máu. Do đó, galectin-3 có liên quan đến các quy định về phát triển, phản ứng miễn dịch, hình thành khối u, tăng trưởng khối u và di căn [70].
1.4.1.2. Phân bố galectin-3
Galectin-3 là một protein người, mã hóa bởi gen LGALS3 nằm trên nhiễm sắc thể 14, vị trí q21-22. Trong tế bào galectin-3 hiện diện ở nhân, có nhiều ở bào tương, ty lạp thể, bề mặt tế bào và cả bên ngoài tế bào [99]. Khi được tiết vào khoang ngoại bào (thông qua con đường tiết không kinh điển phá vỡ lưới nội bào tương và phức hợp Golgi), galectin-3 có thể tương tác với các thụ thể bề mặt tế bào và glycoprotein để bắt đầu con đường truyền tín hiệu xuyên màng cho việc thực hiện những chức năng khác nhau của các tế bào [72].
1.4.1.3. Sơ đồ các con đường chuyển hóa của galectin-3
Tổ chức Ingenuity Pathway Knowledge Base (IPKB) ở Mỹ đã xây dựng một hệ thống các lộ trình về galectin-3, để tiếp tục nghiên cứu về vai trị của galectin-3 trong sự hoạt hố ngun bào sợi và xơ hóa. Tại vị trí bị tổn thương, galectin-3 được bài tiết vào khoang ngoại bào, góp phần vào q trình xơ hóa bằng cách hoạt hóa các ngun bào sợi nghỉ ngơi thành các nguyên bào sợi sản xuất chất đệm. Sự hoạt hóa nguyên bào sợi được đặc trưng bởi sự bộc lộ tăng lên của actin của cơ trơn α của protein khung tế bào (α-smooth muscle actin: a-SMA là một chỉ điểm tiến trình xơ hóa trong tế bào), và chuỗi collagen α-1 type 1 ở ngoại bào (COL1A1, một chỉ điểm tiến trình xơ hóa ngoại bào). Cả α-SMA và COL1A1 đã được chứng minh là được điều hịa hướng lên trong các mơ xơ bằng cách hoạt hố qua trung gian galectin-3[36].
Galectin-3 khơng chỉ ảnh hưởng đến sự tổng hợp các thành phần của chất đệm mới như collagen typ I, nó cũng ảnh hưởng đến sự thối hóa các thành
phần đệm ngoại bào thơng qua sự hệ thống các men metaloproteinase ức chế mô (TIMPs) và men metaloproteinase ức chế chất đệm (MMPs). Ví dụ, galectin-3 làm trung gian điều hịa hướng xuống MMP14 bằng tiến trình phosphatase and tensin homolog (PTEN), thúc đẩy sự phát triển của xơ hóa. Có lẽ PTEN đóng một vai trị quan trọng trong sự phát triển của xơ hóa ở tim, một nghiên cứu quan sát cho thấy rằng sự điều hòa hướng xuống qua trung gian PTEN của MMP gây ức chế tiến trình xơ hóa, trong khi đó protein tyrosine kinase 2 (PTK2) làm trung gian điều hòa hướng lên của MMP9 thúc đẩy sự phát triển xơ hóa. Hệ thống IPKB đã minh họa rõ vai trị trung tâm của galectin-
3trong q trình điều hịa phức tạp sự phát triển xơ hóa bằng cách điều hịa sự bộc lộ những thành phần đệm xơ hóa như là α-SMA, COL1A1 và chất đệm thơng qua sự điều hịa của TIMPs và MMPs (hình 1.9) [36].