Die Expression und Regulation der CYP3A in menschlicher Haut

In Leber und Dünndarm bauen CYP3A-Enzyme eine Vielzahl von Fremdstoffen ab, die in den Körper gelangt sind. Zudem aber sind diese Enzyme auch in anderen Organen, wie der Haut exprimiert. Doch weder die genaue Zusammensetzung der CYP3A-Isozyme noch deren physiologische Rolle in der Haut sind bisher bekannt. Basierend auf begrenzten in vitro-Daten ist eine Rolle der CYP3A in der kutanen Vitamin D-Synthese denkbar. Auf der anderen Seite könnten die kutanen CYP3A auch lokal oder systemisch verabreichte Medikamente in der Haut verstoffwechseln und so zur Entstehung immunologischer und nicht-immunologischer unerwünschter Arzneimittelwirkungen beitragen, von denen sich bis zu 45 % in der Haut manifestieren.rnDie Arbeitshypothese dieses Projekts war, dass die CYP3A die kutane Synthese von Vitamin D regulieren. In dieser Funktion wurden sie zur Vermeidung von Vitamin D-Mangel-Erkrankungen wie Rachitis oder Osteomalazie in Europäern negativ selektiert. rnDie Expression und Regulation der CYP3A wurde in Hautbiopsien, einer Zelllinie epidermalen Ursprungs und primären Hautzellen wie auch in transgenen Mäusen untersucht. Die metabolische Aktivität der CYP3A gegenüber den kutanen Vitamin D-Vorstufen wurde mit Hilfe rekombinant exprimierter Enzyme untersucht. CYP3A5-mRNA war die häufigste der CYP3A in humanen Hautproben und überstieg die von CYP3A4 um das Dreifache, die von CYP3A7 um das 130-Fache. Damit entsprach diese 1,3 %, 0,01 % bzw. 0,01 % der jeweiligen hepatischen Genexpression. Die Expression von CYP3A43 war zu vernachlässigen. CYP3A5 zeigte eine bimodale Expression sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene. So zeigten Träger der Wildtyp-Allels *1 eine 3,3-fach höhere mRNA- und 1,8-fach höhere Proteinmenge als homozygote Träger des Nullallels *3. CYP3A4/7- und CYP3A5-Protein wurde v. a. in den Keratinozyten der Epidermis und den Talgdrüsen, also den Bereichen der kutanen Vitamin D-Synthese lokalisiert. Die CYP3A5-Expression wurde ferner in der Haut transgener Mäusen gezeigt, die das Reportergen Luziferase unter Kontrolle des humanen CYP3A5-Promoters exprimieren. Verglichen mit der Leber war die kutane Expression des Vitamin D-Rezeptors (VDR) 100-fach höher, die der Xenosensoren CAR und PXR vergleichbar bzw. zu vernachlässigen. Dementsprechend erhöhte die Behandlung mit 1,25-Dihydroxyvitamin D, dem aktiven Vitamin D-Hormon, und dessen Vorstufen außer 7-Dehydrocholesterol, jedoch nicht der PXR-Ligand Rifampicin, die Expression der CYP3A. Wie in Zwei-Hybrid-Experimenten gezeigt, wurden die Effekte des 1,25-Dihydroxyvitamin D und dessen Vorstufen alleinig durch VDR vermittelt. Die Effektstärke hingegen war abhängig von Zellspender, Zellpassage und Zelltypus. Alle drei CYP3A-Isozyme metabolisieren Vitamin D zu einem oder mehreren unbekannten Metaboliten, jedoch nicht zu 25-Hydroxyvitamin D, dem direkten Vorläufer des aktiven Vitamin D. rnZusammengefasst legen die Daten nahe, dass die kutanen CYP3A, allen voran CYP3A5, die Vitamin D-Homöostase durch VDR-vermittelte Induktion des Abbaus von Vitamin D-Vorstufen regulieren. Dies zusammen mit Sequenzdaten liefert starke Indizien für Vitamin D als treibende Kraft der Selektion des CYP3A-Lokus in Europäern. Der Einfluss der CYP3A-Expression auf selektiv wirksame, klinisch relevante Knochenveränderungen wie Rachitis oder Osteomalazie müssen folgen.rn

Unfavorable Outcomes During Treatment Of Multiple Sclerosis With High Doses Of Vitamin D.

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Treatment of vitamin D deficiency increases lower limb muscle strength in institutionalized older people independently of regular physical activity: a randomized double-blind controlled trial

Aims: To investigate the effects of a 6-month supplementation with calcium and cholecalciferol on biochemical parameters and muscle strength of institutionalized elderly. Methods: This prospective, double-blind, placebo-controlled, randomized trial included Brazilian institutionalized people 6 60 years of age receiving a 6-month supplementation ( December to May) of daily calcium plus monthly placebo (calcium/placebo group) or daily calcium plus oral cholecalciferol (150,000 IU once a month during the first 2 months, followed by 90,000 IU once a month for the last 4 months; calcium/vitamin D group). Fasting blood samples for 25-(OH) D, PTH and calcium determination were collected (n = 56) and muscle tests were performed ( n = 46) to measure the strength of hip flexors (SHF) and knee extensors (SKE) before ( baseline) and after the 6-month intervention ( 6 months). Results: Due to seasonal variations, serum 25( OH) D significantly enhanced in both groups after treatment, but the calcium/vitamin D group had significantly higher 25-(OH) D levels than the calcium/placebo group (84 vs. 33%, respectively; p < 0.0001). No cases of hypercalcemia were observed. While the calcium/placebo group showed no improvement in SHF and SKE at 6 months (p = 0.93 and p = 0.61, respectively), SHF was increased in the calcium/vitamin D group by 16.4% (p = 0.0001) and SKE by 24.6% (p = 0.0007). Conclusions: The suggested cholecalciferol supplementation was safe and efficient in enhancing 25(OH)D levels and lower limb muscle strength in the elderly, in the absence of any regular physical exercise practice. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Haplotypes of vitamin D receptor modulate the circulating levels of lead in exposed subjects

Genetic factors influence whole blood lead (Pb-B) concentrations in lead exposed subjects. This study aimed at examining the combined effects (haplotype analysis) of three polymorphisms (BsmI, ApaI and FokI) in vitamin D receptor (VDR) gene on Pb-B and on the concentrations of lead in plasma (Pb-P), which is more relevant to lead toxicity, in 150 environmentally exposed subjects. Genotypes were determined by RFLP, and Pb-P and Pb-B were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry and by graphite furnace atomic absorption spectrometry, respectively. Subjects with the bb (BsmI polymorphism) or ff (FokI polymorphism) genotypes have lower B-Pb than subjects in the other genotype groups. Subjects with the aa (ApaI polymorphism) or ff genotypes have lower P-Pb than subjects in the other genotype groups. Lower Pb-P, Pb-B, and %Pb-P/Pb-B levels were found in subjects with the haplotype combining the a, b, and f alleles for the ApaI, BsmI, and FokI polymorphisms, respectively, compared with the other haplotype groups, thus suggesting that VDR haplotypes modulate the circulating levels of lead in exposed subjects.

Vitamin D receptor expression in the embryonic rat brain

We are interested in determining whether low maternal vitamin D-3 affects brain development in utero. Whilst the vitamin D receptor (VDR) has been identified in embryonic rat brains, the timing and magnitude of its expression across the brain remains unclear. In this study we have quantitated VDR expression during development as well correlated the timing of its appearance with two vital developmental events, apoptosis and mitosis. Brains from embryonic rats (embryonic days 15-23) were examined. We show that the well-described increase in apoptotic cells and decrease in mitotic cells during development correlates with the appearance of the VDR in brain tissue. Given that vitamin D-3 regulates mitosis and apoptosis in non-neuronal tissue we speculate that the timing of VDR expression in embryonic brain may directly or indirectly mediate features of neuronal apoptosis and mitosis.