Вітамін D і автоімунні захворювання щитоподібної залози (частина 2)
DOI:
https://doi.org/10.30978/UJPE2021-4-6Ключові слова:
вітамін D, автоімунні захворювання щитоподібної залози, Т-лімфоцити, В-лімфоцити, дендритні клітини, аутофагіяАнотація
Стаття присвячена розкриттю механізмів, з яких вітамін D здатний модулювати запальний процес при автоімунних захворюваннях щитоподібної залози. Рецептор вітаміну D (VDR) експресується у багатьох активованих імунних клітинах. Кальцитріол впливає на моноцити та дендритні клітини, інгібуючи вироблення запальних цитокінів, диференціювання та дозрівання антигенпрезентуючих клітин, що призводить до придушення активації та проліферації Т-лімфоцитів. Встановлено здатність вітаміну D зміщувати диференціювання CD4+ клітин у напрямку фенотипів Т-хелперів 2 типу (Th1) та регуляторних Т-лімфоцитів (Treg) та інгібувати розвиток та активність T-хелперів 17 (Th17) та 1 типу (Th1). Останніми роками увагу дослідників привертає регулюючий вплив вітаміну D на баланс клітин Treg/Th17. Передбачається, що взаємна конверсія Th17 та Treg можлива завдяки тісному зв’язку процесів диференціювання цих клітин та наявності загального ключового фактора розвитку — трансформуючого фактора росту-β (TGF-β). Вирішальну роль передачі сигналів TGF-β відіграють білки сімейства Smad, причому Smad3 має важливе значення для Treg-клітин, тоді як Smad7 пов’язаний з прозапальним фенотипом Т-клітин. Експериментально встановлена здатність вітаміну D пригнічувати експресію Smad7, що, у свою чергу, сприяє збільшенню синтезу Smad3. Вітамін D надає інгібуючу дію на експресію Th17-цитокінів та диференціювання клітин Th17 у патогенний тип. Результати низки робіт показали, що препарати холекальциферолу сприятливо впливають протягом тиреоїдної патології, проте ці дані неоднозначні. Необхідні подальші дослідження щодо визначення ефективності прийому препаратів вітаміну D у профілактиці та лікуванні автоімунних захворювань щитоподібної залози.
Посилання
Zhao R. et al. Immunomodulatory function of vitamin d and its role in autoimmune thyroid disease. Front. Immunol. 2021;12. Art. 574967. doi: org/10.3389/fimmu.2021.574967.
Von Essen MR. et al. Vitamin D controls T cell antigen receptor signaling and activation of human T cells. Nat Immunol. 2010;11(4):344—349. doi: org/10.1038/ni.1851.
Xie Z. et al. 1,25-dihydroxyvitamin D3 -induced dendritic cells suppress experimental autoimmune encephalomyelitis by increasing proportions of the regulatory lymphocytes and reducing T helper type 1 and type 17 cells. Immunology. 2017;152(3):414-424. doi.org/10.1111/imm.12776.
Sloka S. et al. Predominance of Th2 polarization by vitamin D through a STAT6-dependent mechanism. J Neuroinflamm. 2011;8. Art. 56. doi.org/10.1186/1742-2094-8-56.
Borgogni E. et al. Elocalcitolinhibits inflammatory responses in human thyroid cells and T cells. Endocrinology. 2008;149(7:3626—3634. doi.org/10.1210/en.2008-0078.
He J. et al. Correlation between serum 25-(OH)D 3 level and immune imbalance of Th1/Th2 cytokines in patients with Hashimoto’s thyroiditis and its effect on autophagy of human Hashimoto thyroid cells. Exp Ther Med. 2021;21. Art. 458. doi: org/10.3892/etm.2021.9889.
Rausch-Fan X. et al. Regulation of cytokine production in human peripheral blood mononuclear cells and allergen-specific Th cell clones by 1α,25-dihydroxyvitamin D3. Int Arch Allergy Immunol. 2002;128(1):33—41. doi.org/10.1159/000058001.
Staeva-Vieira TP, Freedman LP. 1,25-dihydroxyvitamin D3 inhibits IFN-gamma and ІЛ-4 levels during in vitro polarization of primary murine CD4+ T cells. J Immunol. 2002;168(3):1181—1189. doi: org/10.4049/jimmunol.168.3.1181.
Dankers W. et al. Human memory Th17 cell populations change into anti-inflammatory cells with regulatory capacity upon exposure to active vitamin D.]. Front Immunol. 2019;10. Art. 1504. doi: org/10.3389/fimmu.2019.01504.
Ghorbani Z. et al. The effects of vitamin D3 supplementation on TGF-β and ІЛ-17 serum levels in migraineurs: post hoc analysis of a randomized clinical trial. J Pharm Health Care Sci. 2021;7. Art. 9. doi: org/10.1186/s40780-021-00192-0.
Sun L. et al. Metabolism controls the balance of Th17/T-regulatory cells. Front Immunol. 2017;8. Art. 1632. doi: org/10.3389/fimmu.2017.01632.
Nanduri R. et al. The active form of vitamin D transcriptionally represses Smad7 signaling and activates extracellular signal-regulated kinase (ERK) to inhibit the differentiation of inflammatory T helper cell subset and suppress experimental autoimmune encephalomyelitis. J Biol Chem. 2015;290(19):12222—12236. doi: org/10.1074/jbc.M114.621839.
Lee GR. Thebalance of Th17 versus Tregcells in autoimmunity. Int J Mol Sci. 2018;19. Art. 730. doi: org/10.3390/ijms19030730.
Dominitzki S. et al. Cutting edge: trans-signaling via the soluble ІЛ-6R abrogates the induction of FoxP3 in naive CD4+CD25 T cells. J Immunol. 2007;179(4):2041—2045. doi: org/10.4049/jimmunol.179.4.2041.
Yanagisawa J. et al. Convergence of transforming growth factor-β and vitamin D signaling pathways on SMAD transcriptional coactivators. J Science. 1999;283(5406):1317—1321. doi: org/10.1126/science.283.5406.1317. 283:1317—21.
Drozdenko G. et al. Oral vitamin D increases the frequencies of CD38+ human B cells and ameliorates ІЛ-17-producing T cells. M Exp Dermatol. 2014;23(2):107—112. doi: org/10.1111/exd.12300.
Hamzaoui A. et al. Vitamin D reduces the differentiation and expansion of Th17 cells in young asthmatic chІЛdren. Immunobiology. 2014;219(11:873—879. doi: org/10.1016/j.imbio.2014.07.009.
Chang SH. et al. Vitamin D suppresses Th17 cytokine production by inducing C/EBP homologous protein (CHOP) expression. J. Biol Chem. — 2010;285(50):38751—38755. doi: org/10.1074/jbc.C110.185777.
Joshi S. et al. 1,25-dihydroxyvitamin D(3) ameliorates Th17 autoimmunity via transcriptional modulation of interleukin-17A. Mol Cell Biol. 2011;31(17):3653—3669. doi: org/10.1128/MCB.05020-11.
Konya V. et al. Vitamin D downregulates the ІЛ-23 receptor pathway in human mucosal group 3 innate lymphoid cells. J Allergy ClinImmunol. 2018;141(1):279—292. doi: org/10.1016/j.jaci.2017.01.045.
Smolders J. et al. Vitamin D status is positively correlated with regulatory T cell function in patients with multiple sclerosis. PLoS One. 2009;4. Art. e6635. doi: org/10.1371/journal.pone.0006635.
Smolders J. et al. Safety and T cell modulating effects of high dose vitamin D3 supplementation in multiple sclerosis. PLoS One. 2010;5. Art. e15235. doi: org/10.1371/journal.pone.0015235.
Das M. et al. Effect of vitamin D supplementation on cathelicidin, IFN-γ, ІЛ-4 and Th1/Th2 transcription factors in young healthy females. Eur J Clin Nutr. 2014;68(3):338—343. doi: org/10.1038/ejcn.2013.268.
Nodehi M. et al. Effects of vitamin D supplements on frequency of CD4 + T-cell subsets in women with Hashimoto’s thyroiditis: a double-blind placebo-controlled study. Eur J Clin Nutr. 2019;73(9):1236—1243. doi: org/10.1038/s41430-019-0395-z.
Kang SW. et al. 1,25-Dihyroxyvitamin D3 promotes FOXP3 expression via binding to vitamin D response elements in its conserved noncoding sequence region. J Immunol. 2012;288(11):5276—5282. doi: org/10.4049/jimmunol.1101211.
Chambers ES. et al. 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 in combination with transforming growth factor-beta increases the frequency of Foxp3(+) regulatory T cells through preferential expansion and usage of interleukin-2. Immunology. 2014;143(1):52—60. doi: org/10.1111/imm.12289.
Şıklar Z. et al. Regulatory T cells and vitamin D status in children with chronic autoimmune thyroiditis. J Clin Res Pediatr Endocrinol. 2016;8(3):276—281. doi: org/10.4274/jcrpe.2766.
Urry Z. et al. The role of 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 and cytokines in the promotion of distinct Foxp3+ and ІL-10+ CD4+ T cells. Eur J Immunol. 2012;42(10):2697—2708. doi: org/10.1002/eji.201242370.
Ghoryani M. et al. Immunomodulatory vitamin D effects on regulatory T-cells and cytokines in an in vitro study on patients with systemic lupus erythematosus. Food and Agricultural Immunology. 2016;27(3):377—387. doi: org/10.1080/09540105.2015.1109612.
McGregor R. et al. An autocrine Vitamin D-driven Th1 shutdown program can be exploited for COVID-19. bioRxiv. 2020. doi: org/10.1101/2020.07.18.210161.
Yegorov S. et al. Effects of vitamin D supplementation and seasonality on circulating cytokines in adolescents: analysis of data from a feasibility trial in Mongolia. Front Nutrition. 2019;6. Art. 3. doi: org/10.3389/fnut.2019.00166.
Kilick J. et al. Vitamin D/CD46 Crosstalk in Human T Cells in Multiple Sclerosis. Front Immunol. 2020;11. Art. 598727. doi: org/10.3389/fimmu.2020.598727.
Vanherwegen AS. et al. Vitamin D endocrinology on the cross-road between immunity and metabolism. Mol. Cell. Endocrinol. — 2017;453:52—67. doi: org/10.1016/j.mce.2017.04.018.
Chen S. et al. Modulatory effects of 1,25- dihydroxyvitamin D3 on human B cell differentiation. J Immunol. 2007;179(3):1634—1647. doi: org/10.4049/jimmunol.179.3.1634.
Drozdenko G. et al. Impaired T cell activation and cytokine production by calcitriol-primed human B cells. Clin Exp Immunol. 2014;178(2):364—372. doi: org/10.1111/cei.12406.
Heine G. et al. 1,25-dihydroxyvitamin D(3) promotes ІL-10 production in human B cells. Eur J Immunol. 2008;38(8):2210—2218. doi: org/10.1002/eji.200838216.
Huang F. et al. Maternal vitamin D deficiency impairs Treg and Breg responses in offspring mice and deteriorates allergic airway inflammation. Allergy Asthma ClinImmunol. 2020;14. Art. 89. doi: org/10.1186/s13223-020-00487-1.
Levine B. et al. Autophagy in immunity and inflammation. Nature. — 2011;469(7330):323—335. doi: org/10.1038/nature09782.
Zheng T. et al. Increased interleukin-23 in Hashimoto’s thyroiditis disease induces autophagy suppression and reactive oxygen species accumulation. Front Immunol. 2018;9. Art. 96. doi: org/10.3389/fimmu.2018.00096.
Jang W. et al. 1,25-Dyhydroxyvitamin D attenuates rotenone-induced neurotoxicity in SH-SY5Y cells through induction of autophagy. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2016;451(1):142—147. doi: org/10.1016/j.bbrc.2014.07.081.
Zhao M. et al. Severe vitamin D deficiency affects the expression of autophagy related genes in PBMCs and T-cell subsets in active systemic lupus erythematosus. Am J Clin ExpImmunol. 2017;6(4):43—51.
Tavera-Mendoza LE. et al. Vitamin D receptor regulates autophagy in the normal mammary gland and in luminal breast cancer cells.Proc Natl AcadSci U S A. 2017;114(11):E2186—E2194. doi: org/10.1073/pnas.1615015114.
Song Z. Vitamin D/VDRprotects against diabetic kidney disease by restoring podocytes autophagy diabetes. Metab Syndr Obes. 2021;14:1681—1693. doi: org/10.2147/DMSO.S303018.
Hu F. et al. Effects of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 on experimental autoimmune myocarditis in mice. Cell Physiol Biochem. 2016;38(6):2219—2229. doi: org/10.1159/000445577.
Maciejewski A. et al. Assessment of vitamin D level in autoimmune thyroiditis patients and a control group in the Polish population. Adv Clin Exp Med. 2015;24.:801—806. doi: org/10.17219/acem/29183.
Kim D. Low vitamin D status is associated with hypothyroid Hashimoto’s thyroiditis. Hormones. 2016;15(3):385—393. doi: org/10.14310/horm.2002.1681.
Metwalley KA. Vitamin D status in children and adolescents with autoimmune thyroiditis. J Endocrinol Invest. 2016;39(7):793-797. doi: org/10.1007/s40618-016-0432-x.
Evliyaoğlu О. et al. Vitamin D deficiency and Hashimoto’s thyroiditis in chіldren and adolescents: a critical vitamin D level for this association? J Clin Res Pediatr Endocrinol. 2015;7(2):128—133. doi: org/10.4274/jcrpe.2011.
Planck T. et al. Vitamin D in Gravesdisease: levels, correlation with laboratory and clinical parameters, and genetics. Eur Thyroid J. 2018;7(1):27—33. doi: org/10.1159/000484521.
Mangara S. et al. Evaluation of vitamin D status and its impact on thyroid related parameters in new onset Graves’ disease- A cross-sectional observational study. Indian. J Endocrinol Metab. 2019;23(1):35—39. doi: org/10.4103/ijem.IJEM_183_18.
Shin DY. et al. Low serum vitamin D is associated with anti-thyroid peroxidase antibody in autoimmune thyroiditis. Yonsei Med J. 2014;55(2):476—481. doi: org/10.3349/ymj.2014.55.2.476.
Wang X. et al. Low serum vitamin D is associated with anti-thyroid-globulin antibody in female individuals]. Int J Endocrinol. 2015:285290. doi: org/10.1155/2015/285290.
Çamurdan OM. et al. Vitamin D status in children with Hashimoto thyroiditis. J Pediatr Endocrinol Metab. 2012;25(5—6):467—470. doi: org/10.1515/jpem-2012-0021.
Simsek Y. et al. Effects of vitamin D treatment on thyroid autoimmunity. J Res Med Sci. 2016;21. Art. 85. doi: org/10.4103/1735-1995.192501.
Mazokopakis EE. et al. Is vitamin D related to pathogenesis and treatment of Hashimoto’s thyroiditis? Hell J Nucl Med. 2015;18(3):222—227.
Krysiak R. et al. The effect of vitamin D and selenomethionine on thyroid antibody titers, hypothalamic-pituitary-thyroid axis activity and thyroid function tests in men with Hashimoto’s thyroiditis: A pІЛot study. Pharmacol Rep. 2019;71(2):243—247. doi: org/10.1016/j.pharep.2018.10.012.
Krysiak R. et al. The effect of vitamin D on thyroid autoimmunity in levothyroxine-treated women with Hashimoto’s thyroiditis and normal vitamin D status. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2017;125(4):229—233. doi: org/ 10.1055 /s-0042-123038.
Anaraki PV. et al. Effect of Vitamin D deficiency treatment on thyroid function and autoimmunity markers in Hashimoto’s thyroiditis: A double-blind randomized placebo-controlled clinical trial. J Res Med Sci. 2017;22. Art 103. doi: org/10.4103/jrms.JRMS_1048_16.
Chahardoli R. et al. Can supplementation with vitamin D modify thyroid autoantibodies (Anti-TPO Ab, Anti-Tg Ab) and thyroid profile (T3, T4, TSH) in Hashimoto’s thyroiditis? A double blind, randomized clinical trial. Horm Metab Res. 2019;51(5):296—301. doi: org/10.1055/a-0856-1044.
Cho YY, Chung YJ. Vitamin D supplementation does not prevent the recurrence of Graves’ disease. Sci Rep. 2020;10. Art. 16. doi: org/10.1038/s41598-019-55107-9
Pratita W. et al. Efficacy of vitamin-d supplement on thyroid profile in children with Graves’ disease]. Maced J Med Sci. 2020;8:798-801. doi: org/10.3889/oamjms.2020.4790.
Mirhosseini N. et al. Physiological serum 25-hydroxyvitamin D concentrations are associated with improved thyroid function-observations from a community-based program. Endocrine. 2017;58(3):563—573. doi: org/10.1007/s12020-017-1450-y.
Pludowski P. et al. Vitamin D supplementation guidelines. J. Steroid. Biochem. Mol Biol J Biol Chem. 2018;175;125—135. doi: org/10.1016/j.jsbmb.2017.01.021.
Ekwaru JP. et al. The importance of body weight for the dose response relationship of oral Vitamin D supplementation and serum 25-hydroxyvitamin D in healthy volunteers. PLoS One. 2014;9(11). Art. e111265. doi: org/10.1371/journal.pone.01112.
