ارزيابي اثرات ويتامين ‌D3 فعال بر ميزان بيان ژن‌هاي پپتيدهاي ضدميكروبي در پنوموني تجربي گوساله‌ها

Effect of active vitamin D3 on the expression of antimicrobial peptide genes in experimental calf pneumonia

شيوع پنوموني در گله­ ها به دليل عوامل بيماري­ زاي مختلف رخ مي ­دهد. ويتامين D3 با اثر بر سلول­هاي مختلف و تحريك عملكرد بيولوژيكي آن­ها، پپتيدهاي ضدميكروبي را تحريك مي ­كند. در مطالعه حاضر، اثرات ويتامين D3 بر بيان ژن­ هاي پپتيدهاي ضد­ميكروبي در پاستورلوزيس تجربي در گوساله ­ها ارزيابي شد. بدين منظور، 10 رأس گوساله نر نژاد هلشتاين (4-2 ماهه) به طور تصادفي به 2 گروه تقسيم شدند. باكتري پاستورلا مولتوسيدا با رقت 3­×­109­CFU­/­mL در ناي همه گوساله ­ها تلقيح و بعد از تأييد پنوموني، ويتامين D3 فقط به حيوانات گروه درمان تزريق شد. نمونه­ هاي خون از گوساله­ هاي هر 2 گروه در فواصل زماني مختلف اخذ و سلول­ هاي تك‌هسته ­اي خون محيطي براي ارزيابي بيان ژن­ هاي پپتيدهاي ضدميكروبي شاملCD4 (cluster of differentiation 4)، دفنسين و كاتاليسيدين جداسازي شد. همچنين براي ارزيابي سلول­ هاي ريه، لاواژ برونكوآلوئولار انجام شد. در شرايط درون­تني، بيان ژن­هاي دفنسين و CD4، تفاوت آماري معني ­داري را در گروه ­هاي كنترل و درمان در 48­، 72­، 96 و 120 ساعت پس از زمان چالش نشان دادند (0/05>p). علاوه بر اين در شرايط برون­تني، افزايش بيان ژن­ هاي كاتاليسيدين، دفنسين و CD4 در غلظت 7-10 مولار از ويتامين D3 مشاهده شد. طبق نتايج مطالعه حاضر، مشخص شد كه ويتامين D3 داراي اثرات مثبتي بر سيستم ايمني مي‌باشد كه بصورت بهبود علائم باليني گوساله­ هاي تحت درمان مشهود بود. بيان ژن دفنسين و CD4، اثرات تعديل­ كنندگي اين ويتامين را براي سيستم ايمني تأييد مي‌كند، اما بيان ژن كاتاليسيدين، احتمالاً وابسته به تجويز دوز­هاي بيشتري از ويتامين D3 مي ­باشد.

The outbreak of calf pneumonia in herds occurs due to different pathogens. Vitamin D3 displays a regulatory effect on different cells, especially its pro-differential biological function and stimulates antimicrobial peptides. In the present study, the effects of vitamin D3 on the expression of antimicrobial peptides in experimental pasteurellosis in calves were assessed. Ten Holstein calves (2-4 months old) were randomly divided into two groups. Prepared Pasteurella multocida (3×109 CFU/mL) was inoculated in the trachea of all calves and Vitamin D3 was injected only in the treatment group following confirmation of pneumonia. Blood samples and broncho-alveolar lavage fluids were obtained from both groups at different time intervals and the peripheral blood mononuclear cells were isolated to evaluate the antimicrobial peptides gene expression. The expression of CD4, Cathelicidin, and Defensins genes was measured in vitro conditions following the addition of 10-6, 10-7 and 10-8 molar of vitamin D3. Defensins and CD4 gene expressions revealed a significant difference in the two groups, at the 48, 72, 96, and 120 hours after the challenge time, while the Cathelicidin gene was not expressed in both experimental groups. Surprisingly, increased expression of Cathelicidin, Defensins, and CD4 was observed at a concentration of 10-6 M of vitamin D3. According to the results of this study, vitamin D3 had positive effects on the immune system which was observed as significant improvement in the clinical symptoms of treated calves. The expression of lung-related Defensins and CD4 in vivo and in vitro approved the immunomodulatory effects of vitamin D3 but the gene expression of Cathelicidin is probably related to prescribing higher doses of vitamin D3.