Browsing by Title

Tutkimuksen tavoitteena oli edistää hallitun sydänregeneraatiohoidon löytymistä. Sydäninfarktista paraneminen ilman arpea, vähentäisi infarktien aiheuttamaa tautitaakkaa, pidentäisi infarktipotilaiden elinikää ja parantaisi elämänlaatua. Konkreettisena tavoitteena oli selvittää miten neonataalihiiret, joita käytetään infarktitutkimuksissa, sietävät vatsakalvon sisään annettua injektioina toteutettua Wnt-inhibiittorihoitoa. Wnt inhibiittorina käytettiin XAV-939 yhdistettä. Lisäksi tutkittiin aiheuttaako yhdiste muutoksia neonataalihiirien sydämien histologiaan tai hapenkulutukseen. Pienimolekyylisellä Wnt-inhibiittori XAV-939:llä on arveltu olevan myönteisiä arpikudosta vähentäviä vaikutuksia, mahdollisesti myös sydämen infarktin jälkeisissä sydänvaurioissa. Tutkimuksen aikana annettiin neonataalihiirille (N=104) pistoshoitona kuljetinainetta joko XAV-939 -yhdisteen kanssa tai ilman. Pistoshoito annettiin vatsakalvon sisälle seitsemän päivän ajan, jonka jälkeen hiiret lopetettiin. Lääkkeen kuljettimena toimi joko fysiologinen suolaliuos tai maapähkinäöljy. Hoidon vaikutuksia arvioitiin hiirten kuolleisuuden, kokonaispainon kehityksen, sydämen painon, sydänsolujen mitokondrioiden hapenkulutuksen ja histologian avulla. Hiiret sietivät hoitoa hyvin, yksi hiiri kuoli hoidon aikana. Hiirten painon kehityksessä tai sydämien painoissa lopetushetkellä ei havaittu eroa ryhmien välillä. Lääkemolekyyliryhmissä ja kontrolliryhmissä sydämen histologia oli HE-värjättynä normaali. Sydämien mitokondrioiden hapenkulutustasossa havaittiin laskua verrattuna kontrolliryhmään, kun lääke annettiin sekoitettuna fysiologiseen suolaliuokseen. XAV-939:n liukoisuus tähän vehikkeliin todettiin huonoksi, eikä löydöksestä voi vetää vahvoja johtopäätöksiä ilman lisäselvityksiä. Tuloksia ja kokemuksia voidaan käyttää pohjana pohdittaessa, millä asetelmalla edetään tutkimaan hoidon vaikutuksia hiirillä, joille aiheutetaan myös infarkti. Tutkielman yhteydessä kertyi myös aineistoa hiirten pakastettuina sydäminä ja sydänleikkeinä. Näistä on mahdollisuus teettää myöhemmissä tutkimuksissa esimerkiksi PCR määrityksiä ja erilaisia histologisia värjäyksiä.

Tavoitteet. Intuitiivinen ja analyyttinen ajattelutyyli vaikuttavat tiedon käsittelyn syvyyteen ja omaan päättelyyn luottamiseen. Episteeminen kypsyys puolestaan ilmenee kehittyneenä tapana hahmottaa tiedon objektiivisen ja subjektiivisen dimension eroavaisuuksia, sekä ymmärryksenä tiedon monimutkaisuudesta ja varmuudesta. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan, voidaanko ajattelutyyleillä ennustaa vaihtelua episteemisessä kypsyydessä. Lisäksi tutkittiin, voidaanko avoimella ajattelutyylillä tai kyvyllä kognitiiviseen reflektioon ennustaa episteemistä kypsyyttä. Menetelmät. Otos koostui 460:sta 16-71- vuotiaasta suomalaisesta. Koehenkilöistä miehiä oli 19.3%, naisia 76.3% ja 4,3% ei valinnut kumpaakaan näistä vaihtoehdoista. Tutkimus toteutettiin internet-kyselynä, jonka koehenkilöt rekrytoitiin keskustelufoorumeilta ja opiskelijoiden sähköpostilistoilta. Koehenkilöt vastasivat kysymyksiin, joilla kartoitettiin heidän intuitiivista- analyyttistä- ja avointa ajattelutyyliä, kognitiivista reflektiota. Episteemistä kypsyyttä kartoitettiin tutkimalla episteemistä tasoa ja tiedon yksinkertaisuuteen/varmuuteen liittyviä tietokäsityksiä. Tulokset ja johtopäätökset. Intuitiivinen ajattelutyyli ennusti matalaa episteemistä tasoa ja korkeaa uskomusta tiedon yksinkertaisuudesta, mutta ei uskomuksia tiedon epävarmuudesta. Analyyttinen ajattelutyyli ennusti matalaa uskoa tiedon yksinkertaisuudesta, mutta ei korkeampaa episteemistä tasoa tai uskomuksia tiedon varmuudesta. Kriittinen reflektio puolestaan ennusti korkeampaa episteemistä tasoa ja uskomusta tiedon varmuuteen, sekä matalampaa uskomusta tiedon yksinkertaisuudesta. Tämän lisäksi matala avoin ajattelutyyli ainoastaan yhdessä korkean kognitiivisen reflektion kanssa ennustivat kokemusta tiedon varmuudesta. Rajoituksena tutkimuksessa oli opiskelijoiden yliedustuvuus aineistossa. Tutkimuksella pyrittiin selittämään vaihtelua ihmisten episteemisessä kypsyydessä, sekä tuotiin henkilökohtaisen epistemologian ja ajattelutyylien tutkimusaloja lähemmäs toisiaan.

Liver Kinase B1 (LKB1), also known as STK11, is a well-known tumor suppressor and a metabolic regulator, mutated in Peutz-Jeghers syndrome (PJS) and other sporadic cancers. LKB1 regulates several cellular functions: metabolism, polarity, cytoskeleton organization, differentiation, and proliferation by activating 14 AMPK-related downstream substrates. In a recent study, LKB1 was found to maintain intestinal homeostasis by repressing ATOH1 with the involvement of pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4). ATOH1 is a transcription factor and master regulator of secretory lineage in the intestine. It has been reported that ATOH1 is epigenetically regulated in inner hair cells and intestinal epithelium via Polycomb repressive complex 2 (PRC2). However, the repression mechanism of ATOH1 by LKB1 is currently unknown. This study aimed to determine the molecular mechanism of ATOH1 repression by LKB1. In this study, Ls174t, a human colorectal adenocarcinoma cell line, was used to investigate ATOH1 induction by LKB1 signaling from two angles: First, involvement of LKB1 downstream substrates was investigated using shRNA mediated knockdown screen. Interestingly, silencing of either MARK4 or SIK3 alone was found to induce ATOH1 and thus mimic silencing of LKB1 unlike other LKB1 substrates including AMPK kinases. A second angle explored possible epigenetic mechanism in ATOH1 repression pathway, using dichloroacetate (DCA, a PDK4 inhibitor) and GSK126 (a PRC2 inhibitor). DCA treatment resulted in no change on the global levels of histone modifications tested. In addition, GSK126 caused the downregulation of ATOH1 in both control and LKB1 depleted condition. Thus, this study concludes that LKB1 represses ATOH1 through MARK4 and SIK3 and that global changes in the histone modifications investigated are not involved in the mechanism.

Autophagy is an essential pathway that evolved to sustain cellular integrity by removing damaged and aged organelles. During this process, our cells sense, encapsulate and deliver defective cellular components to the lysosome for destruction. Over the past decade, many laboratories have demonstrated that damaged mitochondria can be selectively eliminated, during a process known as "mitophagy". Mitophagy senses, targets, and engulfs defective mitochondria for elimination via lysosomal hydrolysis. The identification of factors that promote or prevent mitophagy has high therapeutic relevance, particularly those that alter PINK1/Parkin-independent mitophagy. Recent research in the McWilliams lab uncovered a novel role for lipid metabolism in the regulation of PINK1/Parkin-independent mitophagy. Briefly, the team discovered that DGAT1-dependent lipid droplet (LD) biosynthesis occurred several hours upstream of mitochondrial clearance, with LDs accumulation upon iron chelation. LDs accumulate in a DGAT1-dependent fashion as mitochondria are eliminated. Pharmacological or genetic inhibition of DGAT1, restricts mitophagy levels in vitro and in vivo. However, the mechanism that linked defective lipid metabolism to reduced mitophagy remained mysterious. We hypothesized that defective lipid signalling may compromise lysosomal activity leading to reduced levels of mitophagy. Accordingly, my project examined the functional contribution of DGAT-dependent LD biogenesis to lysosomal homeostasis in the context of PINK1/Parkin-independent mitophagy. After first verifying the DGAT1-dependent nature of LD accumulation in human cells, I established assays to investigate lysosomal homeostasis in the context of iron chelation-induced mitophagy. Using a variety of labelling approaches, live cell imaging experiments revealed a significant displacement of endolysosomes upon DGAT1/2 inhibition, in addition to possible alterations in lysosomal dynamics. My data suggest that loss of DGAT1 activity impairs lysosomal homeostasis when iron levels are low. This likely explains the mitophagy impairments and might account for additional phenotypes of impaired cell viability upon DGAT1 inhibition. Changes in lysosomal acidity were inconclusive, indicating further timepoints may need to be analysed to detect transient impairments in hydrolysis. My results emphasize the importance of organelle crosstalk in mitophagy and the emerging role of LDs in cellular integrity. These data further highlight that targeting lipid metabolism may provide a means to sustain efficient mitochondrial turnover.

The objective of this project was to determine whether the new Ad3-hTERT-E1A based viruses armed with immunological genes are functional and have efficacy for further research aiming at clinical experiments. The hypothesis was that they would be oncolytically as potential as earlier studied Ad3-hTERT-E1A virus in vitro and in vivo. The encouraging results from previous studies had shown the potential of serotype 3 adenoviruses (Ad3). (1, 2) Unlike the more extensively researched Ad5 and Ad5/3 viruses, the Ad3 viruses open epithelial junctions while infecting cells and use other receptors to enter cells, which might enable them to spread more easily in tumours.(3) The new viruses were compared with the E1A first in vitro (progressive TCID50, MTS) and then in vivo in a SKOV3-luc intra peritoneal tumour animal experiment with SCID mice (immunodeficient). We found that the new viruses have the same oncolytic potential as the old E1A virus both in vitro and in vivo, which confirmed the basic hypothesis. This provides a starting point for further research on the immunologically armed Ad3 viruses.

Työ koostuu huolellisesti kerätyn tieteellisen aineiston pohjalta kirjoitetusta katsausartikkelista. Työn tarkoituksena on ollut kartoittaa tämänhetkisen syöpälääketestauksen menetelmiä ja niiden kehitysmahdollisuuksia sekä koota uusimpaan tieteelliseen tietoon perustuva katsausartikkeli, jonka sisältö on lukijalle informatiivistä ja loogisesti etenevää. Artikkelin pääpainona on ollut suun- ja kaulan alueen syöpien lääketestaus sekä humaaniperäinen syöpäsolujen kasvatusympäristö. Aluksi katsauksessa kartoitetaan tämän hetkisten syöpälääketutkimusten ongelmakohtia sekä tutkimusten kehittämisen tarvetta. Artikkelissa paneudutaan niihin mikrotason tekijöihin, jotka vaikuttavat in vivo -syöpäkudoksessa ja joiden puuttuminen vaikeuttaa uusien lääkeainekandidaattien tunnistamista syöpälääketutkimuksissa. Katsaus kuvaa menetelmiä, joilla in vitro -suun ja nielun alueen syöpien lääketutkimuksia voidaan kehittää paremmin mallintamaan eläviä kudoksia luotettavamman syöpäsolujen lääkehoitovasteen määrittämiseksi. Katsauksessa tutustutaan humaanikudosperäiseen syöpäsolujen kasvatusympäristöön, solun ulkoiseen matriksiin ja sitä vertaillaan nykyisin yleisesti käytössä oleviin matrikseihin ja muihin soluviljelutapoihin. Artikkelissa selvitetään humaaniperäisen matriksin onnistuneita käyttökohteita syöpälääketutkimuksissa sekä kuinka humaanikudosperäiset matriksit ovat osoittautuneet paremmin kuvaamaan syöpälääkkeiden todellista kliinisissä kokeissa todettua tehoa kuin tällä hetkellä käytössä olevat matriksit. Lopuksi on lyhyt pohdinta humaaniperäisten solunulkoisten matriksien tulevaisuudesta. Katsauksessa havaittiin humaanikudosperäisten solun ulkoisten matriksin toimivan luotettavimpana syöpäsolujen kasvatusympäristönä. Tulevaisuuden syöpälääketutkimuksessa olisi tärkeää löytää in vitro -olosuhteet, jotka parhaiten mallintaisivat myös syövän mikroympäristöä ja näin parantaisivat tulosten luotettavuutta. Katsaus voi tarjoita syöpätutkijalle keinoja syöpälääketutkimuksen kehittämiseksi.

Mitokondriotautien etiologia on vielä runsaasta tutkimuksesta huolimatta monilta osin tuntematonta. Tiedetään, että nämä taudit aiheuttavat monimuotoisia aineenvaihduntahäiriöitä kudos- ja soluspesifisti. Tämä tutkielma keskittyy yhteen näistä sairauksista ja pyrkii valottamaan folaatin vaikutusta kudosten yhden-hiilen-metaboliaan ja sen merkitystä imeväisiässä alkavaan pikkuaivo- ja selkäydinperäisen ataksian (IOSCA) etiologiassa. Aiemmat tutkimukset hiirellä ovat osoittaneet, että IOSCA-mutaatioon liittyy häiriintynyt deoksinukleotidi (dNTP) -varastojen tasapaino, mitokondrioDNA:n (mtDNA) vähenemä ja muuntunut yhden-hiilen-metabolia. Nämä yhdessä ovat mitokondriaalisen toiminnan häiriön aiheuttama stressireaktio. Tutkimuksessa käytettiin mallieläimenä hiirtä. Koeryhmiä altistettiin sekä folaatittomalle ruokavaliolle että foliinihappolisälle. Tutkimuksessa tarkasteltiin mtDNA määriä, dNTP-varastojen tasoja sekä mitokondriaalisen hengitysketjun, folaattisyklin ja transsulfuraatioreitin entsyymien ekspressiota. Kohdekudoksina olivat isoaivokuori, pikkuaivot, lihas ja maksa. IOSCA-hiirillä nähdään kudos- ja genotyyppispesifi dATP-tasojen lasku lihaksessa, jota folaatin puute pahentaa ja foliinihappolisä korjaa. Tämä osoittaa folaatilla olevan suora yhteys dATP-tasojen säätelyyn IOSCA-hiirien lihaksessa. Tutkimus antaa myös viitteitä, että metaboliset muutokset IOSCA-hiirissä ovat ikään sidottuja. IOSCA-hiirillä on 15 kk:n ja 18 kk:n iässä vasta alkava dNTP-varastojen epätasapaino, toisin kun aiemmissa vanhemmilla hiirillä tehdyissä tutkimuksissa, joissa dNTP-varastojen epätasapaino oli merkittävä. IOSCA-hiiret ovat myös kontrollia herkempiä folaatin puutteelle. Lisäksi nähdään folaatin saannin vaikuttavan merkittävästi niin folaattisykliin ja laajemmin yhden-hiilen-metaboliaan kuin myös kudosten dNTP-varastojen tasoon. (186 sanaa)

Objective: Mindfulness-based programs are increasingly used with adolescents in school environment. Many preliminary studies have shown that training mindfulness can be helpful for enhancing students’ mental health and psychological well-being. The current evidence base on the effectiveness, however, is still quite narrow and most studies have been limited due to methodological weaknesses. The aim of this study was to investigate how mindfulness training impacts on adolescents’ psychological well-being in secondary school. Methods: The study is a cluster randomized controlled trial, and a part of the Finnish school-based mindfulness research project Healthy Learning Mind (N=3519). Adolescents (age: 12-15 years) either participated in a 9-week mindfulness program, a standardized relaxation program, or followed usual school curriculum. Students’ emotional and behavioural problems, and prosocial behaviour were measured at baseline, post-intervention, and after six-month follow-up, using self- and parent-rated Strengths and Difficulties Questionnaire (SDQ). Linear mixed effects modelling (LMM) was used to compare differences between groups in the change from baseline to post-intervention and follow-up in the SDQ-scales. Results: There weren’t any statistically significant differences in change in any SDQ -outcome variables between the three groups at post-intervention or follow-up. However, during mindfulness program, students’ self-rated emotional symptoms and hyperactivity problems decreased and prosocial behaviour increased. Findings in the parent-rated results paralleled these results, and students’ conduct and emotional problems and hyperactivity were significantly decreased. Conclusions: Despite positive changes in the psychological well-being of the adolescents in the mindfulness group, no differences between the groups were found. Further research is still required to identify psychological well-being benefits of mindfulness training in school environment, using multiple measurement methods and longitudinal designs.

Abstract Background Musculoskeletal (MSK) disorders represent a remarkable burden to society and an unpleasant burden for the individual. Physical activity (PA) can prevent MSK disorders while conferring other beneficial effects on health. The present study aimed to investigate associations between device-measured PA and perceived MSK disorders among young adult men. Methods Participants’ physical behavior was measured with a hip-worn accelerometer in a sample of 422 young adult Finnish men aged 26 (SD 7) years. Incidences of three common MSK disorders (knee pain, lumbar radiating pain, and lumbago pain) during the last month were inquired by a questionnaire. Binary logistic regression was used to examine the associations between the MSK outcomes and explanatory PA variables (PA times at different intensity levels, standing, and sedentary times). Age, education, smoking, BMI, and maximal oxygen uptake were controlled for in the models. Results PA and sedentary times were not significantly associated with the incidence of perceived MSK pain during the last month, except for lumbago pain. For lumbar radiating pain, the odd ratio (OR) was 1.02 (95% CI 0.96 to 1.09), and for knee pain, the OR was 1.02 (95%CI 0.96 to 1.08). Lumbago pain was more probable if the relative time spent in light PA increased, even after adjusting for potential confounding factors, including moderate-to-vigorous physical activity. However, the OR was yet small, only 1.07 (95% CI 1.02 – 1.14). Conclusions The lack of significant and clinically meaningful associations between device-measured PA and common MSK disorders observed in by young adult men was surprising and requires further confirmation.

The early life gut microbiota plays a major role in establishing neonatal immunity and child’s long-term health. However, relatively little is still known about the role of individual bacteria as most studies so far have focused on characterizing the diversity and the individual and temporal variations of the infant gut microbiome. The genus Bacteroides is of particular interest since its abundance is remarkably decreased in infants born via C-section, and relatively little is known about the genomic and phenotypic characteristics of early Bacteroides colonizers despite their anticipated role in the increased morbidity following C-section birth. This thesis aims to contribute to the isolation and characterization of Bacteroides strains from infant and mother stool samples from the Health and Early Life Microbiota (HELMi) cohort study using culture-based and metagenomic approaches. Gram-negative bacteria were isolated from stool samples of 9-week-old infants and identified by Sanger sequencing. In total, seven isolates identified as unique species of Bacteroides, isolated from infant samples or previously from mother samples in late pregnancy, were then characterized for their potential to activate innate immunity in vitro by using HEK-Blue™ hTLR2-hTLR6 reporter cells either as live cells or filtered culture media. Whole genome shotgun sequenced stool metagenomes obtained from 88 infants during the first year of life were leveraged as well. A computational pipeline able to scale to the large size of the dataset was developed to obtain metagenome assembled genomes (MAGs) from the metagenomes. MAGs obtained from Bacteroides species were further taxonomically and functionally annotated. Among the seven Bacteroides spp. isolated from HELMi mother and infant samples, the majority were able to activate the TLR2/6 receptor in vitro. The isolates varied in their potential to activate the receptor via their cell surface molecules and substances they excreted to the culture media. In addition, over 2500 MAGs could be retrieved from the infant metagenomes, of which 18 belonged to Bacteroides spp. Based on predicted open reading frames, majority of the identified proteins of these MAGs were involved in housekeeping functions. Most of predicted proteins involved in cellular metabolism were, however, related to carbohydrate metabolism, amino acid metabolism, and glycan metabolism, stressing the role of Bacteroides spp. in the gut as important and versatile carbohydrate consumers. The results indicate that the Bacteroides spp. colonizing infant gut have an immunologically and metabolically active role. Further work is needed to characterize the molecules responsible for the TLR2/6 activation as well as the nature of the downstream immune responses elicited by the isolated Bacteroides spp.