Vitamin D deficiency is a common deficiency worldwide, particularly among women of reproductive age. During pregnancy, it increases the risk of immune-related diseases in offspring later in life. However, exactly how the body remembers exposure to an adverse environment during development is poorly understood. Herein, we explore the effects of prenatal vitamin D deficiency on immune cell proportions in offspring using vitamin D deficient mice established by dietary manipulation. We show that prenatal vitamin D deficiency alters immune cell proportions in offspring by changing the transcriptional properties of genes downstream of vitamin D receptor signaling in hematopoietic stem and progenitor cells of both the fetus and adults. Further investigations of the associations between maternal vitamin D levels and cord blood immune cell profiles from 75 healthy pregnant women and their term babies also confirm that maternal vitamin D levels significantly affect immune cell proportions in the babies. Thus, lack of prenatal vitamin D, particularly at the time of hematopoietic stem cell migration from the liver to the bone marrow, has long-lasting effects on immune cell proportions. This highlights the importance of providing vitamin D supplementation at specific stages of pregnancy.

Obesity is a global epidemic and a significant risk factor for various diseases. Obesity and dysbiosis are associated, drawing attention to the mechanisms that regulate the gut microbiota. In this study, we focused on the postbiotic effects of rice kefiran (Kef), a functional product of Lactobacillus kefiranofaciens cultured in a rice-based medium, on obesity and its complications. Although Kef has the potential to improve obesity, the underlying mechanisms remain unknown. Therefore, we aimed to elucidate the mechanisms underlying changes in gut microbiota. The administration of Kef significantly suppressed diet-induced body weight gain, reduced liver fat accumulation, and modestly improved insulin resistance. Among the gut bacteria, Lachnospiraceae and Lachnoclostridium, which were positively correlated with obesity, decreased in mice administered Kef. In contrast, Bacteroides and Alistipes, both reported to ameliorate obesity, were increased. Consistent with the changes in the gut microbiota, Kef increased fecal acetate levels, which ameliorated obesity and hepatic steatosis. Predictive metagenomic analysis suggested that Kef administration increased the abundance of KEGG orthologs, associated with carbohydrate metabolism and improvements in insulin resistance. In conclusion, Kef improves diet-induced obesity, hepatic steatosis, and insulin resistance by regulating the gut microbiota’s composition.