ハイライト
▶︎ ビタミンD3は、亜鉛、マンガン、鉄の恒常性維持に関与する遺伝子を誘導する。
▶︎ ビタミンD3投与により、セルロプラスミンおよびハプトグロビンの発現が増強される。
▶︎ SLC30A10遺伝子は、ビタミンD受容体を介してビタミンD3によって転写活性化される。
▶︎ ビタミンD3は、ZnT10トランスポーターのmRNAおよびタンパク質発現を増加させます。
▶︎ ビタミンD3は、亜鉛およびマンガンの恒常性維持に重要であると考えられます。
要旨
ビタミンD3は、ヒトの健康に不可欠な遺伝子を制御しており、その欠乏は骨粗鬆症、癌、糖尿病、多発性硬化症、高血圧、炎症性疾患および免疫疾患のリスク増加と関連しています。
栄養素および薬物の輸送および代謝に関連する遺伝子に対するビタミンD3の影響を調べるため、次世代シークエンシング（NGS）を用いて、500 nMのビタミンD3で処理したヒト由来Caco-2細胞株の遺伝子発現を網羅的に解析しました。
神経ペプチドシグナル伝達、炎症、細胞接着、および形態形成に関与する遺伝子の発現が異なっていました。
特に、亜鉛、マンガン、および鉄の恒常性維持に関与する遺伝子は、ビタミンD3処理によって大幅に増加しました。
セルロプラスミンの遺伝子発現が約 10 倍、ハプトグロビンの遺伝子発現が約 4 倍増加したことから、ビタミンDと鉄の恒常性に関連がある可能性が示唆されました。
亜鉛およびマンガントランスポーター ZnT10 をコードする遺伝子である SLC30A10 が、発現が約 15 倍増加し、最も影響を受けたトランスポーターでした。
SLC30A10 は亜鉛およびマンガンの恒常性に非常に重要であり、この遺伝子の変異によって ZnT10 の機能または発現が損なわれ、パーキンソン病のような症状を伴うマンガン中毒が発生します。
NGS の結果は、Caco-2 細胞でのリアルタイム PCR と、10 日間毎日 0.5 μg のビタミン D3 を投与された健康な被験者から採取した十二指腸生検によって検証されました。
SLC30A10プロモーターの5'-隣接領域における潜在的なビタミンD応答エレメント（VDRE）のin silico同定とデュアルルシフェラーゼレポーターアッセイにより、ビタミンD受容体（VDR）およびレチノイドX受容体（RXR）コンストラクト、ならびにビタミンD3の存在下でプロモーター活性が増強されることが示されたが、これらの因子のいずれかが欠如している場合には増強は見られなかった。
電気泳動移動度シフトアッセイ（EMSA）および競合EMSAにより、転写開始部位を基準としてnt -1623/-1588およびnt -1758/-1723の特定の配列が、VDRを含む核抽出物に結合することが明らかになった。
結論として、ビタミンD3はVDR依存的にSLC30A10遺伝子を転写活性化し、ZnT10タンパク質の発現を増加させることが示された。
SLC30A10は小腸で高い発現を示すことから、腸管におけるビタミンD3によって亜鉛とマンガンの全身濃度が調節されている可能性があります。
亜鉛、マンガン、ビタミンDは骨代謝と脳の健康に重要です。今後、ビタミンD3投与と併用した亜鉛とマンガンの補給またはキレート化の可能性を検討することで、骨粗鬆症やパーキンソン病などの特定の疾患の治療における潜在的な効果についての理解が深まるでしょう。
source
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960076016301029