Vitamin D and the Regulation of Placental Inflammation

Abstract

The vitamin D-activating enzyme 1α-hydroxylase (CYP27B1) and vitamin D receptor (VDR) support anti-inflammatory responses to vitamin D in many tissues. Given the high basal expression of CYP27B1 and VDR in trophoblastic cells from the placenta, we hypothesized that anti-inflammatory effects of vitamin D may be particularly important in this organ. Pregnant wild type (WT) mice i.p. injected with LPS showed elevated expression of mouse Cyp27b1 (4-fold) and VDR (6-fold). Similar results were also obtained after ex vivo treatment of WT placentas with LPS. To assess the functional impact of this, we carried out ex vivo studies using placentas −/− for fetal (trophoblastic) Cyp27b1 or VDR. Vehicle-treated −/− placentas showed increased expression of IFN-γ and decreased expression of IL-10 relative to +/+ placentas. LPS-treated −/− placentas showed increased expression of TLR2, IFN-γ, and IL-6. Array analyses identified other inflammatory factors that are dysregulated in Cyp27b1−/− versus Cyp27b1+/+ placentas after LPS challenge. Data highlighted enhanced expression of IL-4, IL-15, and IL-18, as well as several chemokines and their receptors, in Cyp27b1−/− placentas. Similar results for IL-6 expression were observed with placentas −/− for trophoblastic VDR. Finally, ex vivo treatment of WT placentas with the substrate for Cyp27b1, 25-hydroxyvitamin D3, suppressed LPS-induced expression of IL-6 and the chemokine Ccl11. These data indicate that fetal (trophoblastic) vitamin D plays a pivotal role in controlling placental inflammation. In humans, this may be a key factor in placental responses to infection and associated adverse outcomes of pregnancy.

Vitamin D deficiency in pregnancy may affect fetal thymus development

“…A recent study revealed that early pregnancy vitamin D status is associated with some inflammatory biomarkers in mid-pregnancy [23]. In a recent animal study, researchers showed that maternal VDD leads to aberrant inflammatory responses in the fetus [24]. Preeclampsia is the most extreme point of systemic inflammatory response and offers a good opportunity to assess the inflammatory process in pregnancy.…”

Influence of Apa1 (rs7975232), Taq1 (rs731236) and Bsm1 (rs154410) polymorphisms of vitamin D receptor on preterm birth risk in the Polish population

“…Maintenance of a normal pregnancy requires efficient coordination of antimicrobial and anti-inflammatory responses within the feto-placental unit. Vitamin D plays a significant role in modulating both of these processes, thereby helping to maintain a pregnancy [20]. The Taq1, Bsm1, and Apa1 polymorphisms of the VDR gene may affect mRNA stability leading to a change in protein levels and an imbalance between the Th1 and Th2 related cytokines, which is crucial in determining the clinical outcome of preterm birth.…”

Global vitamin D status problems: causes, pathogenetic mechanisms, treatment, prevention measures

“…Недавнее ретро-спективное исследование показало, что негативный эффект дефицита витамина D опосредуется через эндометрий, но корреляции уровня дефицита с харак-теристиками стимуляции яичников или маркерами качества эмбриона обнаружено не было [8]. Несколько когортных исследований попытались оценить значения уровней витамина D у пациенток с бесплодием [8][9][10][11][12]. Результаты этих исследований противоречивы: некото-рые данные показывают, что дефицит витамина D ассо-циирован со снижением частоты наступления бере-менности [8,10], другие не находят связи D-дефицита с конечными репродуктивными исходами [11,12].…”

“…Несколько когортных исследований попытались оценить значения уровней витамина D у пациенток с бесплодием [8][9][10][11][12]. Результаты этих исследований противоречивы: некото-рые данные показывают, что дефицит витамина D ассо-циирован со снижением частоты наступления бере-менности [8,10], другие не находят связи D-дефицита с конечными репродуктивными исходами [11,12]. Следует сказать, что число пациентов, включенных в эти исследования, мало, и в протоколах не соблюда-лась политика переноса одного эмбриона (осущест-влялся перенос до 4 эмбрионов, что могло существен-но повлиять на исходы).…”