ScienceDaily (6 Mar 2012) - En grupp av akademiska forskare har identifierat de intracellulära mekanismerna som regleras av vitamin D3 som kan hjälpa kroppen rensa hjärnan av amyloid beta, den viktigaste komponenten av plack i samband med Alzheimers sjukdom.
Tidigare laborationer av teamet visade att specifika typer av immunceller i Alzheimers patienter kan svara på behandling med vitamin D3 och curcumin, en kemikalie som finns i gurkmeja krydda, genom att stimulera det medfödda immunförsvaret att rensa amyloid beta. Men forskarna inte visste hur det fungerade.
"Denna nya studie hjälpte klargöra de viktigaste mekanismerna, vilket kommer att hjälpa oss att bättre förstå nyttan av vitamin D3 och curcumin som möjliga behandlingsformer för Alzheimers sjukdom", säger studie författaren Dr Milan Fiala, en forskare vid David Geffen School of Medicine på UCLA och Veterans Affairs större Los Angeles Healthcare System.
I studien, drog forskarna blodprov från patienter med Alzheimers sjukdom och friska kontroller och sedan isolerade kritiska immunceller från blodet som kallas makrofager, som ansvarar för sluka amyloid beta och andra restprodukter i hjärnan och kroppen.
Teamet inkuberas immuncellerna natten med amyloid beta. En aktiv form av vitamin D3 som kallas 1a ,25-dihydroxyvitamin D3, som är gjord i kroppen genom enzymatisk omvandling i levern och njurarna, sattes till en del av cellerna att mäta effekt det hade på amyloid beta absorption.
Tidigare arbete av teamet, baserat på funktionen av Alzheimers patienters makrofager, visade att det finns minst två typer av patienter och makrofager: Typ I makrofager förbättras genom tillsats av 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 och curcuminoider (en syntetisk form av curcumin), medan typ II makrofager förbättras bara genom att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3.
Forskarna fann att i både typ I och typ II makrofager, den extra 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 spelade en nyckelroll i att öppna en viss kloridkanal kallas "kloridkanal 3 (CLC3)," vilket är viktigt för att stödja utnyttjandet av amyloid beta genom processen känd som fagocytos. Curcuminoider aktiverat denna kloridkanal bara i typ I makrofager.
Forskarna fann också att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 starkt bidragit till att utlösa genetiska transkriptionen av kloridkanal och receptorn för 1a ,25-dihydroxivitamin D3 i typ II makrofager. Transkription är det första steget som leder till genexpression.
Mekanismerna bakom effekterna av 1a ,25-dihydroxivitamin D3 på fagocytos var komplicerade och beroende på kalcium-och signalering av "MAPK"-vägen, vilket hjälper kommunicera en signal från vitamin D3-receptorn som finns på ytan av en cell till DNA i cellens kärna.
Den pivotala Effekten av 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 visades i ett samarbete mellan Dr Patrick R. Griffin från Scripps Research Institute och Dr Mathew T. Mizwicki från UC Riverside. De använde en teknik baserad på masspektrometri, som visade att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 stabiliserat många fler kritiska platser på vitamin D receptorn än gjorde curcuminoider.
"Våra resultat visar att aktiva former av vitamin D3 kan vara en viktig regulator av immuna verksamhet makrofager att hjälpa till att rensa amyloida plack genom att direkt reglera uttrycket av gener, samt de strukturella fysiska arbetet i cellerna", säger studie författaren Mizwicki , som var en assistent forskningen biokemist vid institutionen för biokemi vid UC Riverside när studien genomfördes.
Enligt forskarna, skulle en av de kommande etapperna av forskning vara en klinisk prövning med vitamin D3 för att bedöma effekterna på patienter med Alzheimers sjukdom. Tidigare studier av andra grupper har visat att en låg nivå av serum 25-hydroxivitamin D3 kan vara associerad med kognitiv försämring. Det är för tidigt att rekommendera en definitiv dos av vitamin D3 att hjälpa till med Alzheimers sjukdom och hjärnans hälsa, säger forskarna.
Studien har finansierats delvis av Alzheimers Association och National Institutes of Health.
Andra studier författare ingår Danusa Menegaz och Antonio Barrientos-Duran vid Institutionen för biokemi vid UC Riverside, juni Zhang och Patrick R. Griffin vid Institutionen för molekylär terapi vid Scripps Research Institute i Jupiter, Florida, Stephen Tse i departementet medicin vid David Geffen School of Medicine vid UCLA och Veterans Affairs större Los Angeles Healthcare System, och John R. Cashman för Human Biomolekylär Research Institute i San Diego, Kalifornien
