新破解的维生素D调节途径为临床研究打开了大门

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近日，美国威斯康星大学麦迪逊分校研究阐明了人体内维生素D活化的分子机制， 研究对应论文则发表于最新上线的Journal of Biological Chemistry,题为“A kidney-specific genetic control module in mice governs endocrine regulation of the cytochrome P450 gene Cyp27b1 essential for vitamin D activation。”

基于CRISPR基因编辑技术创建的新型小鼠模型，研究人员对特异性表达于哺乳动物肾脏的维生素D调控基因进行了深入的研究。同时，研究人员也对维生素D激活途径错误引起的特定人类疾病病因进行了一定程度的阐明。

上世纪70年代初，科学家发现维生素D需要激素调节下以其他活性形式发挥功能，然而除了甲状旁腺激素（PTH）以外，科学家们在这几十年来并没能发现对维生素D的活化起着关键作用的其他激素。

维生素D是一种以内分泌方式起作用的激素。然而，通过阳光或饮食获得的维生素D必须首先转化为肝脏中的calcidiol（25-羟基维生素D3），然后转化为肾脏中活性形式的骨化三醇（1,25-二羟基维生素D3）。最后，肾脏中的骨化三醇会分泌到血液中，作用于远处的靶器官以与之相关的多种生物过程。

产生于人类肾脏细胞的三羟甲基亚种醇参与着人体内环境离子稳定的调控，其表达水平由钙和磷酸盐间接调控。而这些矿物质则直接调节着激素PTH与成纤维细胞生长因子23的表达，进而控制骨化三醇调控基因Cyp27b1的具体功能，这一机制对于包括维生素D活化在内的多种内分泌途径来说至关重要。

虽然科学家曾认为维生素D的活性形式仅产生并存在于动物的肾脏之中，但是近年来却有越来越多的研究表明维生素D的活性形式还存在于许多不同的细胞类型之中。科学家相继在皮肤细胞，骨骼细胞，免疫细胞等细胞中均发现了非常少量的活化维生素D3。

在这一最新的研究中，科学家发现这一问题产生的主要原因是由于与不同的远距离细胞类型相比，肾脏中骨化三醇的生产受到不同分子机制的调节，其中激素的局部生产调控着特定细胞的具体生物活性，与矿物质代谢无关。基于特定的小鼠模型，研究人员对不同机制的相互作用进行了研究，对维生素D的不同生物学功能进行了阐明。