維生素D已被報告可以抑制癌細胞生長、促進細胞死亡、減少腫瘤中的血管形成，并減少腫瘤相關纖維細胞的促癌活動。盡管一些研究發現更高的維生素D水平與幾種癌癥的發病率降低或死亡率降低有關，但維生素D對癌癥發展的確切影響以及其與免疫系統和菌群的相互作用仍不完全清楚。
維生素D存在于兩種特殊的形式--D2和D3，這兩種形式在肝臟和腎臟這兩個"工作室"中轉變成活躍的形態。一旦激活，它們就像是擁有魔法的鑰匙，與身體中的維生素D受體相結合，啟動和調整基因的表達。
在這一切發生的同時，Gc球蛋白扮演著重要的角色。它與維生素D的代謝產品結合，將其存儲在血液中。研究表明，缺乏Gc蛋白的小鼠在對抗特定黑色素瘤細胞系方面表現出顯著的免疫依賴性抵抗力。這些小鼠與具有正常Gc蛋白水平的對照小鼠相比，能更有效地控制腫瘤生長，并在腫瘤中積累更多的活化的CD4+和CD8+ T細胞。此外，Gc缺乏的小鼠還顯示出對常用的免疫檢查點阻斷療法，如抗PD-1和抗CTLA-4治療的更強反應。
當缺少Gc蛋白的小鼠與正常小鼠共同生活時，正常小鼠也學會了如何抵抗腫瘤，好像這種抵抗能力可以通過共同生活傳遞一樣。通過進一步的實驗，研究人員發現，這種抵抗能力實際上與小鼠腸道中的微生物有關。更有趣的是，通過將缺乏Gc蛋白的小鼠的糞便移植給正常小鼠，正常小鼠的腫瘤抵抗能力也得到了提升。
于是，研究者們探討了維生素D與腸道微生物之間的關系。他們發現，即使增加了維生素D的攝入，如果小鼠是無菌的（即沒有腸道微生物），它們的腫瘤抵抗力也沒有提高。這表明僅僅增加維生素D3的攝入并不能直接增強小鼠對腫瘤的抵抗力，特別是當這些小鼠缺少關鍵的免疫細胞類型，如T細胞、B細胞或某些免疫信號分子時。
原來，維生素D通過腸道上皮細胞的維生素D受體（VDR）發揮作用，調節基因表達，從而影響宿主的生理狀態。通過對小鼠糞便樣本進行宏基因組學分析，研究確定了在不同維生素D水平和遺傳背景下腸道微生物的多樣性和組成差異。研究發現維生素D水平的增加促進了革蘭氏陰性桿菌的增長，而抑制了普雷沃特菌的生長，這種變化與增強的腫瘤抵抗力相關。通過口服灌胃實驗，研究證實了革蘭氏陰性桿菌可以增強小鼠對腫瘤的抵抗力，但這種效應需要足夠的維生素D水平才能實現。
總的來說，這項研究表明，維生素D、腸道微生物群和免疫系統之間的相互作用對癌癥免疫非常重要。雖然維生素D本身直接對腫瘤抵抗力的提升有限，但它通過影響腸道微生物組成來促進免疫系統對癌癥的抵抗，這種影響還可以通過糞便移植的方式傳遞給其他小鼠。
