- Дефицит витамина D, особенно в раннем возрасте, связан с повышенным риском аутоиммунных заболеваний, таких как диабет 1 типа.
- Аутоиммунные заболевания могут быть вызваны неспособностью Т-клеток (типа лейкоцитов) отличать нездоровые или инфицированные клетки от здоровых.
- Новое исследование, проведенное на мышах, показывает, что дефицит витамина D приводит к развитию Т-клеток, которые вызывают чрезмерный иммунный ответ против здоровых тканей.
- Эти эффекты витамина D на развитие Т-клеток, вероятно, были опосредованы его воздействием на клетки тимуса — железы, которая влияет на созревание и реакцию Т-клеток.
- Исследование выясняет, каким образом дефицит витамина D может увеличить риск аутоиммунных заболеваний.
Витамин D необходим не только для здоровья костей, но и для нормальной иммунной функции. Дефицит витамина D связан с повышенным риском аутоиммунных заболеваний, но механизмы, лежащие в основе этой связи, недостаточно изучены.
Новое исследование, опубликованное в Достижения науки теперь показывает, что разрушение ключевого фермента, участвующего в преобразовании витамина D в его биологически активную форму, может отрицательно повлиять на развитие Т-клеток.
Это приводит к чрезмерному производству Т-клеток, которые могут атаковать собственные ткани организма – явление, известное как аутореактивность.
Это исследование, проведенное на мышиной модели, также показало, что такое увеличение количества аутореактивных Т-клеток было опосредовано неблагоприятным воздействием дефицита витамина D на клетки тимуса, специализированного органа, который влияет на созревание Т-клеток и их способность различать между собой клетки тимуса. здоровые и инфицированные или чужеродные клетки.
Автор исследования Джон Уайт, доктор философии, профессор физиологии Университета Макгилла в Монреале, Канада, рассказал Medical News Today:
«Наше исследование показало, что витамин D необходим для нормального развития тимуса, оптимального «отсеивания» аутореактивных Т-клеток и долголетия тимуса».
Какую роль Т-клетки играют в регуляции иммунной системы?
Помимо роли в поддержании здоровья костей, витамин D также модулирует функцию иммунной системы. Например, данные наблюдений
Эти функции Т-клеток основаны на их способности отличать собственные белки организма, известные как собственные белки или аутоантигены, от чужеродных белков. Способность Т-клеток распознавать аутоантигены и избегать реакции на собственные ткани организма известна как Т-клеточная толерантность.
Толерантность к Т-клеткам возникает во время созревания Т-клеток из клеток-предшественников костного мозга в тимусе, железе, расположенной в верхней части грудной клетки.
В частности, толерантность Т-клеток включает в себя отбор предшественников Т-клеток, которые вызывают устойчивую реакцию против чужеродных белков, но не против аутоантигенов.
На ранних стадиях развития Т-клеток во внешней части тимуса, называемой корой, происходит положительный отбор Т-клеток-предшественников, способных вызывать стойкую реакцию против чужеродных антигенов.
Последующие стадии развития Т-клеток происходят в центральной области тимуса, называемой мозговым веществом. Т-клетки, которые вызывают реакцию на собственные здоровые ткани организма, уничтожаются в мозговом веществе в процессе, называемом негативным отбором.
Как витамин D влияет на функцию Т-клеток?
Подмножества эпителиальных клеток мозгового вещества экспрессируют часть генов генома человека, которые вместе экспрессируют большинство генов генома.
Экспрессия практически всего репертуара собственных белков в тимусе позволяет развивать толерантность Т-клеток ко всем тканям организма.
Рецептор активной формы витамина D экспрессируется в тимусе, а дефицит витамина D связан с уменьшением размера тимуса.
Примечательно, что предыдущая работа авторов показала, что витамин D может усиливать экспрессию гена аутоиммунного регулятора (Aire) и, таким образом, имеет решающее значение для развития толерантности Т-клеток и предотвращения аутоиммунного ответа.
Развитие популяции Т-клеток в тимусе в течение жизни человека завершается к моменту полового созревания.
Это, наряду с более сильным влиянием витамина D на иммунную функцию в раннем возрасте, позволяет предположить, что витамин D может влиять на развитие Т-клеток в тимусе в раннем возрасте, влияя на толерантность Т-клеток.
Какая связь между витамином D и аутоиммунными заболеваниями?
В настоящем исследовании ученые изучили пути, с помощью которых витамин D потенциально модулирует функцию Т-клеток в раннем возрасте и, как следствие, риск аутоиммунных заболеваний.
Витамин D преобразуется в организме в биологически активную форму с помощью фермента Cyp27b1. Чтобы понять влияние витамина D на иммунную функцию, исследователи использовали генетически модифицированную модель мыши, несущую мутацию в обеих копиях гена, экспрессирующего Cyp27b1, что приводит к способности производить активную форму витамина D.
У этих мышей без биологически активного витамина D наблюдался уменьшенный размер тимуса и меньшее количество Т-клеток в крови, что свидетельствует о более быстром старении тимуса.
У этих мышей также была меньшая фракция эпителиальных клеток в мозговом веществе, экспрессирующих ген аутоиммунного регулятора (Aire), чем у контрольных мышей дикого типа.
Более того, наблюдалось снижение количества медуллярных эпителиальных клеток в тимусе, которые презентируют аутоантигены развивающимся Т-клеткам. А
Эти изменения в тимусе мышей, неспособных вырабатывать биологически активный витамин D, сопровождались увеличением маркеров, свидетельствующих о снижении толерантности Т-клеток, то есть увеличением количества Т-клеток, вызывающих сильный ответ на аутоантигены.
Наконец, у этих мышей также наблюдался повышенный уровень аутоантител в определенных тканях, таких как легкие и слюнные железы, в позднем взрослом возрасте. Однако в других тканях столь повышенный уровень аутоантител отсутствовал.
Может ли дефицит витамина D увеличить риск диабета 1 типа?
У пожилых мышей, но не у молодых взрослых, без активного витамина D также наблюдалось нарушение регуляции глюкозы (сахара в крови).
Обобщая эти результаты, Уайт отметил следующее: «Мы обнаружили, что развитие популяций эпителиальных клеток в тимусе, критическое для отрицательной селекции Т-клеток, было нарушено у мутантных мышей. Более того, был нарушен сам отбор отрицательных Т-клеток».
«У стареющих мутантных мышей также появились признаки аутоиммунитета и, в некоторых случаях, диабета 1 типа», — отметил он. «Не менее интересно то, что мы обнаружили, что в отсутствие активной формы витамина D старение тимуса существенно ускоряется», что может еще больше увеличить риск аутоиммунных заболеваний.