D3-vitamiini transaktivoi sinkin ja mangaanin kuljettajaproteiinin SLC30A10 d-Vitamiinireseptorin

D3-vitamiini säätelee ihmisen terveyden kannalta kriittisiä geenejä, ja sen puutokseen liittyy suurentunut riski sairastua osteoporoosiin, syöpään, diabetekseen, MS-tautiin, verenpainetautiin, tulehduksellisiin ja immunologisiin sairauksiin. Tutkiaksemme D3-vitamiinin vaikutusta ravinteiden ja lääkkeiden kuljetuksen ja aineenvaihdunnan kannalta merkityksellisiin geeneihin käytimme seuraavan sukupolven sekvensointia (next-generation sequencing, NGS) ja analysoimme 500 nM: n D3-vitamiinilla käsitellyn ihmisperäisen Caco-2-solulinjan globaalia geeniekspressiota. Neuropeptidi-signalointiin, tulehdukseen, solujen adheesioon ja morfogeneesiin osallistuvat geenit ilmaistiin eri tavoin. Erityisesti sinkin, mangaanin ja raudan homeostaasiin liittyvät geenit lisääntyivät suurelta osin D3-vitamiinihoidolla. Keruloplasmiinin 10-kertaistuminen ja haptoglobiinin geeniekspression ∼4-kertaistuminen viittasivat mahdolliseen yhteyteen D-vitamiinin ja raudan homeostaasin välillä. Slc30a10, geeni koodaa sinkin ja mangaanin transporter ZnT10, oli pääasiassa vaikuttaa transporter, kanssa ∼15-kertainen lisääntyminen ilmentymä. SLC30A10 on kriittinen sinkin ja mangaanin homeostaasille ja tämän geenin mutaatiot, jotka johtavat heikentyneeseen ZnT10: n toimintaan tai ilmaisuun, aiheuttavat mangaanimyrkytyksen, jolla on Parkinsonin kaltaisia oireita. NGS-tuloksemme vahvistettiin reaaliaikaisella PCR: llä Caco-2-soluissa sekä pohjukaissuolibiopsioissa, jotka otettiin terveiltä henkilöiltä, joita hoidettiin 0,5 µg: lla D3-vitamiinia päivittäin 10 päivän ajan. SLC30A10: n geeniekspression ja positiivisen kontrollin TRPV6: n lisäämisen lisäksi D3-vitamiini lisäsi myös ZnT10-proteiinin ilmentymistä, kuten Western blot ja sytofluoresenssi osoittavat. In silico identification of potential d vitamin responsible elements (VDREs) in the 5′-Side region of the SLC30A10 promoottori and dual-luciferase reporter assay assay showed compreter importer activity in presence of a vitamin D receptor (VDR) and retinoid X receptor (RXR) constructs, as well as even when one of these factor was possessing. Electroforetic mobility shift assay (EMSA) ja competition EMSA paljastivat tiettyjen sekvenssien, eli NT-1623/-1588 ja nt-1758/-1723: n sitoutumisen transkription aloituskohtaan VDR: ää sisältäviin ydinuutteisiin. Lopuksi, olemme osoittaneet, että D3-vitamiini transaktivoi SLC30A10-geenin VDR-riippuvaisella tavalla, mikä lisää znt10-proteiinin ilmentymistä. Koska SLC30A10 esiintyy voimakkaasti ohutsuolessa, on mahdollista, että sinkin ja mangaanin systeemisten pitoisuuksien säätelyä säätelee D3-vitamiini suolistossa. Sinkki, mangaani ja D-vitamiini ovat tärkeitä luuston aineenvaihdunnalle ja aivojen terveydelle. Tulevaisuudessa sinkin ja mangaanin mahdollisen lisäyksen tai kelaation mahdollisen roolin tutkiminen D3-vitamiinin antamisen ohella lisää ymmärrystämme sen mahdollisesta hyödystä tiettyjen sairauksien, kuten osteoporoosin ja Parkinsonin taudin hoidossa.