維生素D
維生素 D是一種脂溶性維生素，可通過暴露在陽光下在皮膚中產(chǎn)生或通過飼料中的補充來獲得。飼料中的維生素D被小腸吸收，與血液中的維生素D結合蛋白或白蛋白結合，然后迅速被肝臟吸收。在這里，它被 25-羥基酶等酶水解形成 25-羥基維生素 D 3(25(OH)D 3 )，這是維生素 D 在體內(nèi)循環(huán)或儲存的形式 。重要的是，1, 25-二羥基維生素 D3(1,25(OH) 2 D 3)，維生素 D 的生物活性形式是維生素 D 的大部分(可能不是全部)生物學作用，它是在1α-羥化酶的幫助下通過25(OH)D 3的羥基化在腎臟中產(chǎn)生的( Prosser 和瓊斯，2004 年;克里斯塔科斯等人，2016 年)。有趣的是，1α-羥化酶也由巨噬細胞產(chǎn)生，巨噬細胞在炎癥反應期間上調(diào)，從而有助于增加 1,25(OH) 2 D 3的產(chǎn)生(Vanherwegen 等人，2017 年)。
在家禽中，由于維生素 D 結合蛋白不能有效地與維生素 D 2結合，因此對雞的生物學功能不足。維生素 D 的活性代謝物 (1,25(OH) 2 D 3 ) 是一種多效性分子，可在多種生物過程中發(fā)揮作用，包括調(diào)節(jié)骨骼和礦物質(zhì)代謝以及調(diào)節(jié)免疫反應 。
1,25(OH) 2 D 3的主要和常規(guī)功能，也稱為骨化三醇，通過影響腸道和腎臟吸收來調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣和磷的穩(wěn)態(tài)，從而幫助骨骼和蛋殼的形成。1,25(OH) 2 D 3的細胞攝入和生物活性由維生素 D 受體 ( VDR ) 介導，該受體由包括免疫系統(tǒng)細胞在內(nèi)的許多細胞表達。據(jù)了解，免疫系統(tǒng)激活會提高細胞 VDR 表達，這表明維生素 D 在激活和調(diào)節(jié)宿主免疫反應中發(fā)揮重要作用。在雞的背景下，我們之前已經(jīng)證明 LPS 刺激的巨噬細胞上調(diào) VDR 的表達 。此外，在淋巴微環(huán)境中可以發(fā)現(xiàn)高濃度的 1,25(OH) 2 D 3 ，進一步表明維生素的免疫學作用D。
還值得注意的是，維生素 D3的吸收似乎取決于飲食中維生素 A 和 E 的水平。例如，之前的一項研究表明，在雞肉日糧中添加更高水平的維生素 A 和 E 可以與維生素 D 3的吸收和生物利用度競爭，從而導致體重下降、骨灰分和低鈣血癥的發(fā)生率增加和佝僂病。為此，在制定家禽日糧時，有必要考慮影響腸道吸收維生素 D 的因素。圖 2突出顯示了維生素 D 對免疫系統(tǒng)的一般影響。
圖2維生素D對免疫系統(tǒng)的影響：維生素D(Vit D)是一種脂溶性維生素，主要的功能異構體是Vit D3。被動擴散是免疫系統(tǒng)細胞獲得 Vit D3 的主要機制。進入后，Vit D3 與其核受體維生素 D 受體 (VDR) 結合，對免疫系統(tǒng)細胞具有廣泛的調(diào)節(jié)活性。用 Vit D3 處理增加了宿主細胞表達 TLR-2 和 TLR-4 的能力，從而導致抗菌肽的增加表達(cathelicidins)。此外，它通過下調(diào)巨噬細胞和樹突狀細胞活性(降低 IL-8 和 IL-1β 表達)以及 T 細胞活化(增加 IL-10 和降低 IFN-γ、IL-2 和 IL-17 表達)發(fā)揮抗炎作用) 和 Treg 細胞增加(調(diào)節(jié)活性)。縮寫：IL，白細胞介素;TLR，Toll 樣受體。
維生素 D 和免疫調(diào)節(jié)
抗炎作用
集約化畜牧生產(chǎn)使家禽處于巨大的生產(chǎn)壓力之下，這可能導致免疫功能受損，從而導致對傳染原和炎癥的易感性增加。炎癥反應通常由 IL-1β 和 IL-6 的產(chǎn)生介導，并且已經(jīng)建議調(diào)節(jié)這些細胞因子對雞群的生長和生產(chǎn)產(chǎn)生有益影響。我們之前已經(jīng)表明，用 1,25(OH) 2 D 3處理 LPS 刺激的雞巨噬細胞可導致 IL-1β 表達下調(diào)(Shojadoost 等人，2015 年)。還表明LPS牛單核細胞的處理導致 1-α 羥化酶的表達升高，該酶介導從 25(OH)D 3 產(chǎn)生1,25(OH) 2 D3并因此有助于調(diào)節(jié)細胞炎癥反應 。類似地，與未接受 25(OH)D3的肉雞相比，接受 LPS 攻擊的肉雞肝臟中的 IL-1β 轉(zhuǎn)錄物水平降低。
有報道用生理劑量的 1,25(OH) 2 D 3和 25(OH)D 3處理的 LPS 刺激的人單核細胞中促炎細胞因子的產(chǎn)生(IL-6 和 TNF-α)減少。這種現(xiàn)象歸因于 MKP-1 的上調(diào)，MKP-1 是促炎細胞因子產(chǎn)生的調(diào)節(jié)劑。還提出了維生素 D 的抗炎作用的其他機制，例如 I?Bα 的上調(diào)，進而抑制 NF-?B P65，在用 1,25 ( OH) 2 D3處理的細胞中已顯示出這種級聯(lián)反應。除了抑制炎癥，其他證據(jù)表明 1,25(OH) 2 D3發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用。例如，Penna 等人表明，用 1,25(OH) 2 D3在體外處理人 DC導致 T 調(diào)節(jié) ( T reg ) 細胞的誘導增強 。綜上所述，現(xiàn)有證據(jù)表明，維生素 D 可以通過發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用使宿主受益，尤其是抗炎能力。
對細胞介導和抗體介導的反應的影響
維生素 D 在調(diào)節(jié) T 和 B 細胞中所起的關鍵作用是顯而易見的，因為 VDR 表達在活化的 T 和 B 細胞中顯著增加。與靜止狀態(tài)相比，VDR 刺激導致 500 多個基因激活，影響這些細胞的增殖、分化和功能。一般而言，由一些 Toll 樣受體 ( TLR ) 配體(如 LPS)誘導的免疫系統(tǒng)細胞激活 VDR 和產(chǎn)生 1,25(OH) 2 D 3會導致人類 Th2 和T reg 細胞和 Th1 細胞的下調(diào) ( Gil et al., 2018 )。研究調(diào)查 1,25(OH) 2 D 3的免疫調(diào)節(jié)作用表明給藥可導致人和雞衍生的 T 細胞中 T 細胞增殖和 T 細胞介導的 IFN-γ 產(chǎn)生減少。此外，Boodhoo 等人。(2016)表明 1,25(OH) 2 D3的調(diào)節(jié)作用是通過抑制 IL-2 產(chǎn)生來介導的，而不是因為細胞死亡或細胞凋亡。還表明，雖然 1,25(OH) 2 D3處理的CD8 + T 細胞的 IFN-γ 產(chǎn)量減少，但這些細胞的細胞毒能力不受影響。這些觀察結果表明 1,25(OH) 2D3可以通過細胞因子的產(chǎn)生來調(diào)節(jié)細胞反應;然而，這些影響似乎并沒有以破壞這些細胞的細胞毒性功能為代價。為了支持這一點，其他人還表明，在慢性疾病(如免疫病理學疾病)的情況下，維生素 D 可調(diào)節(jié) T 細胞的增殖。此外，VDR 表達主要在活化的 T 細胞中觀察到，但在靜息細胞群中未觀察到。為此，之前的一項研究表明，與來自缺乏 VDR 表達的小鼠的細胞相比，用 1,25(OH) 2 D3處理的小鼠 CD4 + T 細胞產(chǎn)生的 IFN-γ 和 IL-17 顯著減少。實驗室動物模型中也有報告強調(diào)維生素 D 通過細胞因子反應通過Th細胞發(fā)育調(diào)節(jié)適應性免疫反應的能力。IL-4、IL-5、IL-13 和 IL-10 代表被維生素 D 上調(diào)的細胞因子，而 IL-17 和 IL-12 被發(fā)現(xiàn)被下調(diào)。
除了小鼠和其他動物模型外，雞中的維生素 D 還表現(xiàn)出增強的細胞和抗體免疫反應。在抗體反應的背景下，Vazquez 等人。(2018)評估了維生素 D3和/或 25(OH)D 3補充劑對 Ross 308 肉雞免疫反應的影響。在接受較高量維生素 D 3 (5,000IU/kg) 和 69 mg/kg 25(OH)D 3的雞中，由NDV疫苗誘導的血清抗體水平以及總和非特異性腸道 IgA 水平提高。另一項研究還表明，在肉雞日糧中添加 2,000 IU/kg 的維生素 D3(高于常規(guī)日糧水平(NRC 水平=200IU/kg))會導致針對 NDV 疫苗抗原的抗體滴度更高。此外，補充維生素 D 3和 25(OH)D3的雞的外周血 CD3 + CD8 + T 細胞水平顯著增加。之前的一份報告顯示，雞喂食 25(OH)D 3補充飲食(69 μg/kg)對PHA表現(xiàn)出增強的遲發(fā)型超敏反應。為了支持這一發(fā)現(xiàn)，還表明維生素 D3缺乏的雞對有絲分裂原PHA 的遲發(fā)型超敏反應顯著降低。
在抗菌免疫中的作用
在微生物感染的情況下，維生素 D 在增強病原體特異性免疫反應方面發(fā)揮著重要作用，具體而言，1,25(OH) 2 D3已被證明可增加巨噬細胞的吞噬作用、分化和抗菌肽的產(chǎn)生 。此外，已經(jīng)強調(diào)了維生素 D 在人類結核病病例中的抗分枝桿菌反應中的重要作。VDR 的表達在感染結核分枝桿菌的巨噬細胞中上調(diào)，并且用維生素 D 治療感染的巨噬細胞通過產(chǎn)生cathelicidin，一種抗菌肽。 一項研究還表明，在 7 日齡和 14 日齡用鼠傷寒沙門氏菌攻擊的肉雞中，同時飼喂添加 25(OH)D 3的日糧，在 21 日齡時觀察到沙門氏菌特異性 IgG水平顯著升高。
此外，在飼料中接受更高水平的 25(OH)D 3 (100 μg/kg) 會導致受到球蟲卵母細胞攻擊的雞的 IL-10 基因表達上調(diào)。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了維生素 D 在調(diào)節(jié)免疫反應中的作用。在另一項研究中，cathelicidin 基因表達在接受缺鈣和缺磷飲食但補充維生素 D 的雞的脾臟中上調(diào)。除了 Th2 基因外，這些研究人員還報告了TLR2和TLR4表達上調(diào)。此外，有證據(jù)表明維生素 D 缺乏會降低細胞對抗原的反應，例如，在用綿羊紅細胞 ( SRBC ) 攻擊的雞中，胸腺重量和吞噬 SRBC 的腹部巨噬細胞數(shù)量在喂食維生素 D 的雞中減少– 飲食不足。 總的來說，可以合理地推斷，在雞體內(nèi)補充維生素 D 可以提供有益效果，包括減少炎癥反應以及增強細胞介導和抗體介導的免疫反應，從而顯著增強抗菌防御。維生素 D 對雞的免疫調(diào)節(jié)和抗菌作用總結在表 2中。
來源：雞保姆，致謝本文原作者：杰克.阿斯蒂爾，尼蒂.布胡和謝揚.謝里夫
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