細胞外ガレクチン-3は、シグナル伝達経路と細胞骨格のダイナミクスの変化を通じて、オリゴデンドログリアの分化を促進します

ガレクチン-3（GAL-3）は、炭水化物認識ドメインに融合したプロリンと短いグリシンリッチセグメントの異常なタンデムリピートで構成されたキメラタンパク質です。私たちの研究は、GAL-3がミエリンの完全性と機能を制御するためにオリゴデンドロサイト（OLG）の分化を促進することを以前に実証しています。細胞骨格はOLG成熟に重要な役割を果たします。OLGプロセス拡張の初期段階では動的なアクチンフィラメントアセンブリが必要です。一方、その後のミエリンラッピングは、ミエリン塩基性タンパク質（MPB）発現に依存するアクチン分解タンパク質のアップレギュレーションと一致します。これに関連して、現在の研究の目的は、組換えGAL-3（RGAL-3）がOLG成熟を誘導し、アクチン細胞骨格に特に注意を払うメカニズムを解明することでした。我々の結果は、RGAL-3がERKシグナル伝達の非活性化を伴う初期のアクチンフィラメントアセンブリを誘導し、それが血小板由来の成長因子受容体α（PDGFRα）+細胞の数の減少をもたらしたことを示しています。TD1およびTD3でのシグナル伝達活性化。驚くべきことに、RGAL-3は、TD3とTD5の間の重合したアクチンからの重合アクチンへの加速シフトを誘導し、TD5でMBP、ゲルソリン、RAC1、RAC1-GTP、およびβ-カテニン発現の有意な増加を伴いました。これらの結果は、ERK 1/2およびAKT阻害剤を使用したアッセイによって強くサポートされており、両方の経路がRGAL-3を介した効果の鍵であることを示しています。対照処理細胞のERK 1/2阻害は、MBP、β-カテニン、およびゲルズリン発現の増加を特徴とするRGAL-3のような状態に似ていました。対照的に、RGAL-3処理細胞におけるAKT阻害は、MBP、β-カテニン、およびゲルズリンの発現を減少させ、RGAL-3効果の遮断を示しています。総合すると、これらの結果は、RGAL-3がシグナル伝達経路とタンパク質発現を調節することによりOLG成熟を加速し、アクチン細胞骨格のダイナミクスの変化につながることを示しています。

Galectin-3 (Gal-3) is a chimeric protein structurally composed of unusual tandem repeats of proline and short glycine-rich segments fused onto a carbohydrate recognition domain. Our studies have previously demonstrated that Gal-3 drives oligodendrocyte (OLG) differentiation to control myelin integrity and function. The cytoskeleton plays a key role in OLG maturation: the initial stage of OLG process extension requires dynamic actin filament assembly, while subsequent myelin wrapping coincides with the upregulation of actin disassembly proteins which are dependent on myelin basic protein (MPB) expression. In this context, the aim of the present work was to elucidate the mechanism by which recombinant Gal-3 (rGal-3) induces OLG maturation, giving special attention to the actin cytoskeleton. Our results show that rGal-3 induced early actin filament assembly accompanied by Erk signaling deactivation, which led to a decrease in the number of platelet-derived growth factor receptor α (PDGFRα)+ cells concomitantly with an increase in the number of 2',3'-cyclic-nucleotide 3'-phosphodiesterase (CNPase)+ cells at 1 day of treatment (TD1), and Akt signaling activation at TD1 and TD3. Strikingly, rGal-3 induced an accelerated shift from polymerized to depolymerized actin between TD3 and TD5, accompanied by a significant increase in MBP, gelsolin, Rac1, Rac1-GTP, and β-catenin expression at TD5. These results were strongly supported by assays using Erk 1/2 and Akt inhibitors, indicating that both pathways are key to rGal-3-mediated effects. Erk 1/2 inhibition in control-treated cells resembled an rGal-3 like state characterized by an increase in MBP, β-catenin, and gelsolin expression. In contrast, Akt inhibition in rGal-3-treated cells reduced MBP, β-catenin, and gelsolin expression, indicating a blockade of rGal-3 effects. Taken together, these results indicate that rGal-3 accelerates OLG maturation by modulating signaling pathways and protein expression which lead to changes in actin cytoskeleton dynamics.