综述：从进化视角解析半乳糖凝集素在病原体识别与免疫中的作用

这篇综述深入探讨了半乳糖凝集素（galectins）在进化过程中的功能多样性及其在宿主-病原体互作中的双重角色。作为β-半乳糖苷结合蛋白（CRD结构保守），galectins不仅参与发育、癌症和血管生成，还能识别病原体表面糖链（非自我识别），而病原体亦可劫持该机制逃避免疫。文章从结构分类（proto/chimera/tandem repeat型）、进化起源（推测源自Gal-8串联重复型祖先）到免疫调控（如糖基化修饰操纵）展开系统分析，揭示了这类 lectin 家族从海绵到哺乳动物的功能可塑性。

　　

结构特征

半乳糖凝集素（galectins）是一类非糖基化可溶性蛋白（少数含跨膜结构域），其核心特征为保守的碳水化合物识别域（CRD）和β-半乳糖苷结合能力。脊椎动物galectins可分为三类：单CRD的"proto"型（如Gal-1）、嵌合"chimera"型（如Gal-3）和双CRD串联的"tandem repeat"型（如Gal-8）。结构分析显示，串联重复型可能通过基因复制事件演化而来，其两个CRD通过柔性肽链连接，可同时结合不同糖链拓扑结构，增强识别多样性。

进化轨迹

系统发育研究表明，galectins广泛分布于真菌、海绵至脊椎动物中，提示其古老起源。基因序列与染色体共线性分析支持"Gal-8样祖先"假说——原始galectin可能具有末端半乳糖苷的广谱结合特性。在哺乳动物中，galectin基因家族扩张与功能分化显著，例如Gal-9通过基因复制获得免疫调节新功能，而Gal-12则参与脂肪细胞分化。

病原体博弈

宿主利用galectins识别病原体表面多糖（如细菌脂多糖），触发吞噬或补体激活。然而，某些病原体进化出"糖分子拟态"策略：结核分枝杆菌通过改变细胞壁阿拉伯半乳聚糖结构逃避Gal-3介导的清除；HIV-1包膜蛋白gp120的糖基化修饰可劫持Gal-1促进病毒附着。更微妙的是，幽门螺杆菌甚至诱导宿主上皮细胞Gal-3表达，利用其抗凋亡特性建立慢性感染。

免疫稳态与疾病

在肿瘤微环境中，Gal-1通过抑制T_H
1细胞和促进T_reg
增殖助力免疫逃逸；Gal-9则通过结合TIM-3受体耗竭效应T细胞。相反，Gal-8通过整合素激活增强NK细胞杀伤力，展现功能多面性。这种"双刃剑"特性在进化上可能源于早期后生动物（如海绵）利用galectins区分共生菌与病原体的原始机制。

未解之谜

尽管已明确galectins在糖解码（glycan code）中的核心地位，其原始功能仍存争议：是作为细胞外基质（ECM）组装者？还是先天免疫哨兵？最新证据表明，某些无脊椎动物galectins能同时识别胶原样蛋白和病原体多糖，暗示这两种功能可能协同演化。未来研究需结合冷冻电镜和单细胞测序，解析galectin-糖复合物在跨物种中的结构-功能关系。