Yıl: 2021 Cilt: 55 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 406 - 414 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5578/mb.20219809 İndeks Tarihi: 28-09-2021

Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü

Öz:
D vitaminin (Vit D) aktif formu, 1α,25-dihidroksi vitamin D3 (1,25(OH)2D3), kemik metabolizmasındaki görevinin yanında hücre fonksiyonları ve immünitesi için de önem taşımaktadır. Monosit/makrofajlar, doğal immün yanıtı başlatan ve patojenle ilk temasta bulunan hücre olarak kabul edilmektedir ve hem hücreler arası ilişkiler hem de enflamatuvar mediyatörlerin salınımı yoluyla doğal immün ve enflamatuvar yanıtta etkin rol oynamaktadırlar. İnsan THP-1 lösemi hücreleri, monosit/makrofajların in vitro olarak fonksiyonlarını, mekanizmalarını ve sinyal yollarını araştırmak için en yaygın olarak kullanılan hücre dizisidir. Nükleer faktör-kappa B (NF-κB) özellikle enflamasyonda hücre ölümü, hücre farklılaşması veya çoğalması gibi pek çok önemli hücresel davranışı düzenleyen karmaşık sinyal yolları ağlarıdır. Midkin (MK), enflamatuvar süreçlerin, immün hücre fonksiyonlarının, proliferasyonun ve otoimmünitenin düzenleyicilerinden biri olan sitokin ve büyüme faktörüdür. Hiperglisemide Vitamin D3 (Vit D3)’ün enflamasyon ve MK sekresyonu üzerindeki etkileri hala bilinmemektedir. Bu çalışmada, normo ve hiperglisemik koşullarda THP-1 monosit hücrelerin lipopolisakkarit (LPS) ile uyarılmış pro/anti enflamatuvar sitokin, NF-κB ve MK yanıtlarında Vit D3’ün doza bağımlı etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla normoglisemik (glikoz 100 mg/dl)/hiperglisemik (glikoz 500 mg/dl) koşullar altında LPS (Escherichia coli, 0111, 1 μg/ml) ile uyarılan THP-1 monosit hücreleri 10-50-100 IU/ml Vit D3 varlığında ve yokluğunda 24 saat inkübasyona bırakılmıştır. Kuyucuklardan inkübasyon süreleri sonunda toplanan süpernatantlarda MK, tümör nekrozis faktör alfa (TNF-α), IL-8, IL-10 sitokin seviyeleri ve elde edilen hücre lizatlarında ise NF-κB düzeyleri “enzyme linked immunosorbent assay (ELISA)” yöntemi ile ölçülmüştür. LPS uyarımı hiperglisemik şartlarda daha yüksek seviyelerde TNF-α, IL-8 ve MK yanıtını uyarmıştır. Hiperglisemi ile IL-10 sekresyonlarının azaldığı bulunmuştur. Vit D3 hiperglisemik şartlarda TNF-α, IL-10 ve MK sekresyonlarını düzenlemektedir. MK ve TNF-α seviyelerinin NF-κB ve IL-10 ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, elde edilen sonuçlar Vit D3’ün NF-κB ve sitokin/kemokin benzeri molekül MK supresyonu ve proenflamatuvar/antienflamatuvar sitokin dengesini düzenlemesiyle immün modülasyonda rol oynayabileceğini göstermiştir. LPS uyarımı ile monositlerden proenflamatuvar sitokinler salındığı; Vit D3’ün, antienflamatuvar sitokin IL-10 seviyelerini arttırarak ve NF-κB seviyelerini baskılayarak enflamasyon üstünde baskılayıcı etki yaptığı görülmektedir. Vit D3’ün farklı şartlar altında etki mekanizmasının ayrıntılı olarak incelenmesi gerekmektedir.
Anahtar Kelime:

The Role of Vitamin D3 on the Immune Responses of Monocytes

Öz:
The active form of vitamin D (Vit D), 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D3), is important for cellfunctions and immunity, as well as its role in bone metabolism. Monocytes/macrophages initiate innate im mune response, and is considered to be the cell that first comes into contact with the pathogen. They playeffective roles in innate immune and inflammatory responses by intercellular relations and inflammatorymediator secretion. Human THP-1 leukemia cells are frequently used for the in vitro determination of thesignal pathways, and the functions of monocyte/macrophages. Nuclear factor-kappa B (NF-κB) are comp lex networks of signaling pathways that regulate many important cellular behaviors, especially in inflamma tion, cell death, cell differentiation or proliferation. Midkine (MK) is a cytokine and growth factor that is oneof the regulators of inflammatory processes, immune cell functions, proliferation and autoimmunity. Theeffects of Vit D3 on inflammation and MK secretion in hyperglycemia is still unknown. In this study, it wasaimed to determine the dose-dependent effects of Vit D3 on the lipopolysaccharide (LPS) stimulated pro/ anti-inflammatory cytokine, NF-κB and MK responses of THP-1 monocyte cells under normo and hypergl ycemic conditions. For this purpose, THP-1 monocyte cells stimulated with LPS (Escherichia coli, 0111, 1μg/ml) under normoglycemic (glucose 100 mg/dl)/hyperglycemic (glucose 500 mg/dl) conditions, wereincubated for 24 hours in the presence and absence of 10-50-100 IU/ml Vit D3. MK, TNF-α, IL-8, IL-10cytokine levels in the supernatants collected from the wells at the end of the incubation periods, and NF-κBlevels in the obtained cell lysates were detected by ELISA method. LPS stimulation induced higher levels ofTNF-α, IL-8 and MK responses in hyperglycemic conditions. IL-10 secretions were found to be decreasedunder hyperglycemia. Vit D3 modulates TNF-α, IL-10 and MK secretions in hyperglycemic conditions.The MK and TNF-α levels were determined to be correlated with NF-κB and IL-10. The results obtained inthe study showed that Vit D3 can play a role in immune modulation by regulating NF-κB and cytokine/ chemokine-like molecule MK suppression and proinflammatory/anti-inflammatory cytokine balance. Themechanism of the action of Vit D3 under different conditions should be examined in detail.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Diğer Erişim Türü: Bibliyografik
  • 1. Bhalla AK, Amento EP, Clemens TL, Holick MF, Krane SM. Specific high-affinity receptors for 1,25-dihydroxyvitamin D3 in human peripheral blood mononuclear cells: presence in monocytes and induction in T lymphocytes following activation. J Clin Endocrinol Metab 1983; 57(6): 1308-10.
  • 2. Wittke A, Weaver V, Mahon BD, August A, Cantorna MT. Vitamin D receptor-deficient mice fail to develop experimental allergic asthma. J Immunol 2004; 173(5): 3432-6.
  • 3. Ilie PC, Stefanescu S, Smith L. The role of vitamin D in the prevention of coronavirus disease 2019 infection and mortality. Aging Clin Exp Res 2020; 32(7): 1195-8.
  • 4. Teymoori-Rad M, Shokri F, Salimi V, Marashi SM. The interplay between vitamin D and viral infections. Rev Med Virol 2019; 29(6): e2032.
  • 5. Razdan K, Singh K, Singh D. Vitamin D levels and covid-19 susceptibility: Is there any correlation? Med Drug Discov 2020; 100051.
  • 6. Ding C, Wilding JPH, Bing C. 1,25-dihydroxyvitamin D3 protects against macrophage-induced activation of NF-κB and MAPK signalling and chemokine release in human adipocytes. PLoS One 2013; 8(4): e611707.
  • 7. Calton EK, Keane KN, Newsholme P, Soares MJ. The impact of vitamin D levels on inflammatory status: a systematic review of immune cell studies. PLoS One 2015; 10(11): e0141770.
  • 8. Murray PJ, Wynn TA. Protective and pathogenic functions of macrophage subsets. Nat Rev Immunol 2011; 11(11): 723-37.
  • 9. Wöbke TK, Sorg BL, Steinhilber D. Vitamin D in inflammatory diseases. Front Physiol 2014; 5: 244.
  • 10. Rodrigues KF, Pietrani NT, Bosco AA, Campos FMF, Sandrim VC, Games KB. IL-6, TNF-α, and IL-10 levels/ polymorphisms and their association with type 2 diabetes mellitus and obesity in Brazilian individuals. Arch Endocrinol Metab 2017; 61(5): 438-46.
  • 11. Biriken D, Yazihan N, Yılmaz Ş. Investigation of cytokine and midkine responses of human THP-1 leukemia cells induced by phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) at different concentrations and times. Mikrobiyol Bul 2018; 52(2): 147-55.
  • 12. Serinkan CFB, Cinemre H, Karacaer C, Aydemir B, Nalbant A, Kaya T, et al. Midkine in vitamin D deficiency and its association with anti-Saccharomyces cerevisiae antibodies. Inflamm Res 2016; 65(2): 143-50.
  • 13. Pires BRB, Silva RCMC, Ferreira GM, Abdelhay E. NF-kappaB: two tides of the same coin. Genes 2018; 9(1): 24.
  • 14. Jackson DA, Michael T, de Abreu AV, Agrawal R, Bortolato M, Fisher SJ. Prevention of severe hypoglycemiainduced brain damage and cognitive impairment with verapamil. Diabetes 2018; 67(10): 2107-12.
  • 15. Nandy D, Janardhanan R, Mukhopadhyay D, Basu A. Effect of hyperglycemia on human monocyte activation. J Investig Med 2011; 59(4): 661-7.
  • 16. Sarikaya M, Yazihan N, Daş Evcimen N. Relationship between aldose reductase enzyme and the signaling pathway of protein kinase C in an in vitro diabetic retinopathy model. Can J Physiol Pharmacol 2020; 98(4): 243-51.
  • 17. Henry HL. Regulation of vitamin D metabolism. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2011; 25(4): 531-41.
  • 18. Nagpal S, Na S, Radhkrishnan R. Noncalcemic actions of vitamin D receptor ligands. Endocr Rev 2005; 26(5): 662-87.
  • 19. Ding C, Wilding JPH, Bing C. 1,25-dihydroxyvitamin D3 protects against macrophage-induced activation of NFκB and MAPK signalling and chemokine release in human adipocytes. PLoS One 2013; 8(4): e61707.
  • 20. Zhang Y, Leung DYM, Richers BN, Liu Y, Remigio LK, Riches DW, et al. Vitamin D inhibits monocyte/ macrophage pro-inflammatory cytokine production by targeting MAPK phosphatase-1. J Immunol 2012; 188(5): 2127-35.
  • 21. 2Giulietti A, Van Etten E, Overbergh L, Stoffels K, Bouillon R, Mathieu C. Monocytes from type 2 diabetic patients have a pro-inflammatory profile. 1,25-dihydroxyvitamin D(3) works as anti-inflammatory. Diabetes Res Clin Pract 2007; 77(1): 47-57.
  • 22. Kuo YT, Kuo CH, Lam KP, Chu YT, Wang WL, Huang CH, et al. Effects of vitamin D3 on expression of tumor necrosis factor-alpha and chemokines by monocytes. J Food Sci 2010; 75(6): 200-4.
  • 23. Lemire JM, Adams JS, Sakai R, Jordan SC. 1 alpha,25-dihydroxyvitamin D3 suppresses proliferation and immunoglobulin production by normal human peripheral blood mononuclear cells. J Clin Invest 1984; 74(2): 657-61.
  • 24. Lyakh LA, Sanford M, Chekol S, Young HA, Roberts AB. TGF-beta and Vitamin D3 utilize distinct pathways to suppress IL-12 production and modulate rapid differentiation of human monocytes into CD83+ dendritic cells. J Immunol 2005; 174(4): 2061-70.
  • 25. Matilainen JM, Husso T, Toropainen S, Seuter S, Turunen MP, Gynther P, et al. Primary effect of 1α,25(OH)2 D3 on IL-10 expression in monocytes is short-term down-regulation. Biochim Biophys Acta 2010; 1803(11): 1276-86.
  • 26. Butler SO, Btaiche IF, Alaniz C. Relationship between hyperglycemia and infection in critically ill patients. Pharmacotherapy 2005; 25(7): 963-76.
  • 27. Wu HP, Chen CH, Hsieh HC, Liu YC. Effects of insulin and glucose on cytokine production from peripheral blood mononuclear cells. Chang Gung Med J 2008; 31(3): 253-9.
  • 28. Gonzalez Y, Herrera MT, Soldevila G, Garcia-Garcia L, Fabian G, Perez-Armendariz EM, et al. High glucose concentrations induce TNF-α production through the down-regulation of CD33 in primary human monocytes. BMC Immunol 2012; 13: 19.
APA Biriken D, Arıbal Ayral P, Yazihan N (2021). Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. , 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
Chicago Biriken Derya,Arıbal Ayral Pelin,Yazihan Nuray Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. (2021): 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
MLA Biriken Derya,Arıbal Ayral Pelin,Yazihan Nuray Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. , 2021, ss.406 - 414. 10.5578/mb.20219809
AMA Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. . 2021; 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
Vancouver Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. . 2021; 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
IEEE Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N "Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü." , ss.406 - 414, 2021. 10.5578/mb.20219809
ISNAD Biriken, Derya vd. "Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü". (2021), 406-414. https://doi.org/10.5578/mb.20219809
APA Biriken D, Arıbal Ayral P, Yazihan N (2021). Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni, 55(3), 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
Chicago Biriken Derya,Arıbal Ayral Pelin,Yazihan Nuray Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni 55, no.3 (2021): 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
MLA Biriken Derya,Arıbal Ayral Pelin,Yazihan Nuray Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.55, no.3, 2021, ss.406 - 414. 10.5578/mb.20219809
AMA Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni. 2021; 55(3): 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
Vancouver Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü. Mikrobiyoloji Bülteni. 2021; 55(3): 406 - 414. 10.5578/mb.20219809
IEEE Biriken D,Arıbal Ayral P,Yazihan N "Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü." Mikrobiyoloji Bülteni, 55, ss.406 - 414, 2021. 10.5578/mb.20219809
ISNAD Biriken, Derya vd. "Vitamin D3’ün Monositlerin İmmün YanıtıÜzerindeki Rolü". Mikrobiyoloji Bülteni 55/3 (2021), 406-414. https://doi.org/10.5578/mb.20219809