Browsing by study line "Metabolic disorders"
Now showing items 1-6 of 6
-
(2021)Maailmanlaajuisesti noin 30-50% väestöstä kantaa alkoholiin liittymättömälle rasvamaksataudille (NAFLD) altistavaa PNPLA3-geenin I148M varianttia. Geenivariantin omaavilla yksilöillä triglyseridien retentio maksasoluihin voimistuu ja riski sairastua maksakirroosiin ja maksasolusyöpään kasvaa. Toisin kuin metaboliseen oireyhtymään assosioituvassa NAFLD:issa, geenivariantin aiheuttama maksan rasvoittuminen ei johda insuliiniresistenssiin, ja sen onkin osoitettu suojaavan kantajaansa sydän- ja verisuonisairauksilta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli vertailla leimattujen monityydyttymättömien rasvahappojen (PUFA) ja tyydyttyneiden rasvahappojen (SFA) metaboliaa eri PNPLA3-genotyyppejä edustavissa ihmisissä (in vivo) ja soluissa (in vitro). In vitro-kokeissa käytimme solumalleina ihmisen epidermoidikarsinoomasta eristetyn A431-solulinjan soluja, jotka ekspressoivat luontaisesti PNPLA3-geeniä (PNPLA3-WT). Muokkasimme CRISPR-Cas9-genomieditointimenetelmän avulla villityypin A431-soluista homotsygootin I148M (PNPLA3-KI) ja homotsygootin poistogeenisen (PNPLA3-KO) solulinjan, ja käytimme CLICK-chemistry-menetelmää tutkiaksemme varhaisen aikapisteen rasvahappometaboliaa PNPLA3-KI/KO/WT-soluissa. Havaitsimme homotsygootin I148M-geenivariantin omaavien yksilöiden VLDL-hiukkasten sisältämien triglyseridien PUFA-pitoisuuden laskevan sekä paaston että syömisen jälkeen verrattuna I148I homotsygootteihin. Lisäksi PUFA/SFA-suhde oli VLDL-triglyserideissä matalampi kuin vastaavissa kylomikroni-prekursoreissa I148M homotsygooteilla. In vitro-kokeissa havaitsimme PUFA:n kertyvän triasyyliglyseroleihin SFA:ta tehokkaammin PNPLA3-KI- ja PNPLA3-KO-soluissa ja fosfatidyylikoliinien (PC) vähenevän verrattuna villityypin soluihin. Erityisesti PUFA-rikkaat diasyyliglyserolit akkumuloituivat PNPLA3-KI- ja PNPLA3-KO-soluihin lipolyyttisissä olosuhteissa. Vastaavasti ihmisen maksasoluissa PUFA-rikkaat triglyseridit kertyivät ja PC:t vähenivät homotsygooteilla I148M-kantajilla verrattuna I148I homotsygootteihin. Näiden tulosten perusteella PNPLA3-I148M näyttää olevan geenitoiminnan hävittävä loss-of-function mutaatio, jossa PNPLA3-aktiivisuuden menetys heikentää diasyyliglyserolien hydrolyysiä/transasylaatiota johtaen PUFA:n kertymiseen neutraalilipideihin maksasoluissa. Tässä suhteessa PNPLA3-NAFLD poikkeaa niin sanotusta metabolisesta NAFLD:sta, jossa maksaan kertyy tyypillisesti SFA:ta sisältävää rasvaa. Löydöksemme saattavat osaltaan selittää, miksi rasvamaksasta huolimatta PNPLA3-NAFLD ei altista metaboliselle oireyhtymälle.
-
(2024)Long Covid (LC), also known as post-acute sequelae SARS-CoV2 infection (PASC), describes the long-term effects experienced by 10-20% of people after the acute phase of SARS-CoV2 infection. As a multisystemic morbidity, their symptoms vary widely from mild (such as olfactory loss) to severe (such as heart palpitation). The population affected by LC is also highly heterogenous, making it really challenging to understand the underlying mechanisms of LC. However, in the post-pandemic era, LC presents a rising public health challenge that should be better understood for effective therapeutic management. Dysregulation of immune system, leading to chronic inflammation, is one of the proposed causes for LC. Specifically, we hypothesize that accelerated immunosenescence and inflammaging is associated to LC. Immunosenescence is the decline in immune system with age or during cases of chronic inflammation while inflammaging describes a state of low-grade chronic inflammation that may occur even without infection and both phenomena increase the risk for age-associated diseases. In this thesis, a 37-colour panel targeting immunosenescence and inflammaging was designed and optimized for deep immunophenotyping of peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Blood samples were collected from a cross-sectional cohort comprising LC sufferers and their age- and gender-matched controls who have recovered from COVID-19 fully without LC. In addition, CD3 positive cells were enriched from PBMC for T-cell receptor excision circle (TREC) assay to evaluate thymic output. Analysis revealed similar T cell and monocyte profiles for both groups. However, when analysed by gender and age, the frequencies of certain T cell populations showed significant differences. Although the statistical significances of the results here are limited by the small sample size, it is a pilot run for proof of concept and has also provided some insight and suggestion for the remaining samples in the cohort. Further experiments would be required before definitive conclusion can be drawn from this study.
-
(2021)Respirometry is a polarographic method that provides insights into mitochondrial respiratory capacity – specifically to electron transport chain (ETC) complexes I to V –, mitochondrial integrity and energy metabolism. The limitation of the respiratory measurements has been that it requires freshly isolated mitochondria or tissue sample. Long-term preservation of mitochondrial function in frozen samples has been a considerable challenge, since the membrane integrity of the mitochondria is lost during the freezing process. Thus, samples do not display coupled respiration. However, previous studies have found that despite coupled respiration is impaired the individual ETC complexes and the ability of ETC supercomplexes to consume oxygen are not destroyed due to freezing and thawing. On the basis of this knowledge, recently published article presented a novel protocol that overcomes the damages caused by freeze-thaw cycles. The protocol also enables respiration measurement of ETC complexes I-IV by using Seahorse XF96 Extracellular flux analyzer. In this MSc thesis I modified and optimized the aforementioned protocol for Oroboros O2k high- resolution respirometry using frozen skeletal muscle samples. In addition, this study provides an optimized sample preparation protocol for frozen muscle samples and respiration measurement. The new method broadens the possibilities within mitochondrial respiration studies since Oroboros O2k high-resolution respirometry records results with high sensitivity without limiting the number of substrates used. The possibility to use frozen samples reduces research costs, simplifies logistics and enables retrospective studies with previously stored frozen tissue samples. I also utilized the optimized respiration measurement protocol to study metabolic effects of combined gene therapy in skeletal muscle. This gene therapy mimics the positive effects of exercise by inducing skeletal muscle growth and angiogenesis. The mimicking effect was induced by systemic delivery of adeno-associated viral vectors encoding pro-myostatin and VEGF-B. In previous studies inhibition of myostatin has been connected to compromised oxidative capacity and vascular rarefaction. In contrast, VEGF-B has demonstrated to induce angiogenesis in several tissues. Thus, my hypothesis was that combination gene therapy would result in better mitochondrial function than pro-myostatin alone. Results from this study indicate that moderate inhibition of myostatin signaling by pro-myostatin using rAAV vectors could provide enhancements in ETC function when it is induced independently or combined with rAAV-VEGF-B. This result lays a solid foundation for future research and could provide a new therapeutic option against muscle loss and related metabolic diseases.
-
(2021)Personer med typ 1-diabetes har en ökad risk att insjukna i en akut hjärtinfarkt. Studiens mål är att undersöka prognosen efter första hjärtinfarkten vid typ 1-diabetes samt att utreda hur olika diabetesrelaterade och hjärtinfarktrelaterade faktorer påverkar prognosen. Studien består av 132 personer som deltog i nationella FinnDiane-studien mellan åren 1995– 2011 och insjuknade i sin första hjärtinfarkt under uppföljningstiden. Information om hjärtinfarkten och diabetesrelaterade faktorer samlades från sjukjournaler. För bedömning av prognosen erhölls information om tidpunkt för eventuell död från Statistikcentralen. Under medianuppföljningstiden om 2,5 (0,0–7,2) år efter hjärtinfarkten dog 91 (68,9 %) av personerna i studien. I studien hade personer med kronisk njursjukdom den sämsta överlevnadsprognosen efter hjärtinfarkten och ju sämre njurfunktionen var, desto sämre blev prognosen. Personer med diabetesnefropati hade också en klart sämre prognos, speciellt om de var i dialysvård. De personer till vilka subakuta revaskularisering gjordes hade en betydligt bättre prognos medan akuta vården inte påverkade prognosen. I vår studie påverkade inte ålder, kön, durationen av diabetes, tidigare medicinering, lipidprofilen eller blodsockerbalansen prognosen. Resultaten i vår studie tyder på att för att förhindra hög mortalitet bland de personer som insjuknar i hjärtinfarkt måste vi förebygga utvecklingen av kronisk njursjukdom vid typ 1- diabetes. (197 ord)
-
(2024)Tyypin 2 diabetes on maailmanlaajuinen terveyshaaste, joka ilmenee heikentyneenä insuliinin tuotantona ja insuliiniresistenssinä, joista seuraa suurentunut verenglukoosipitoisuus. Insuliiniresistenssi voi johtua insuliinista riippuvaisen fosfoinositidi-3-kinaasi (PI3K)/Akt signalointireitin aktiivisuuden heikkenemisestä ja siitä seuraavasta glukoosinoton vähenemisestä. Src-homologi 2 domeenin sisältävä inositoli 5-fosfataasi 2 (SHIP2) vaimentaa PI3K/Akt signalointia hydrolysoimalla fosfatidyyli-inositoli trisfosfaatin (PIP3) fostatidyyli-inositoli bisfosfaatiksi (PIP2). Adenosiini monofosfaatin aktivoima proteiinikinaasi (AMPK) puolestaan aktivoi glukoosinottoa insuliinista riippumattomasti. Uusien tutkimusyhdisteiden #118 ja #120 on osoitettu lisäävän glukoosinottoa sekä insuliinistimulaation jälkeen että ilman sitä L6 myosyyteissä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää yhdisteiden #118 ja #120 vaikutusmekanismeja tutkimalla niiden vaikutuksia PI3K/Akt- ja AMPK-signalointireitteihin. Lisäksi selvitettiin, että sitoutuivatko nämä yhdisteet suoraan SHIP2:een ja AMPK:hon. Akt:n ja AMPK:n aktiivisuutta (fosforylaatiota) mitattiin kvantitatiivisella immunoblottausmenetelmällä yhdisteiden #118 ja #120 käsittelyn jälkeen L6 myosyyteissä. Samalla menetelmällä tutkittiin myös, vaikuttivatko yhdisteet solujen SHIP2-ilmentymistasoon. Proteiinien lämpöstabilisuutta soluissa mittaavalla menetelmällä (Cellular Thermal Shift Assay, CETSA) tutkittiin, sitoutuvatko yhdisteet #118 ja #120 suoraan SHIP2:een ja AMPK:hon. Yhdiste #118 lisäsi AMPK:n fosforylaation 1,79-kertaiseksi ja #120 1,61-kertaiseksi, mutta vain #118 lisäsi Akt:n fosforylaation 1,4-kertaiseksi. Solujen käsittely yhdisteillä ei vaikuttanut SHIP2-ilmentymistasoon normaaleissa tai seerumivapaissa kasvatusolosuhteissa. Yhdiste #118 ei sitoutunut suoraan SHIP2:een tai AMPK:hon. Pieni ero sulamislämpötilassa (0,6 ℃) viittasi siihen, että #120 mahdollisesti sitoutuu AMPK:hon. Nämä tulokset viittaavat siihen, että yhdisteiden suorat sitoutumiskohteet todennäköisesti sijaitsevat PI3K/Akt- ja AMPK-signalointireittien ylävirrassa. Yhteenvetona voidaan todeta, että AMPK-signalointireitin aktivoituminen osoittaa, että #118- ja #120-käsittelyiden aiheuttama lisääntynyt glukoosinotto tapahtuu insuliinista riippumattoman AMPK-signalointireitin kautta. Tulevaisuuden tutkimuksissa voitaisiin keskittyä #118 ja #120:n suorien sitoutumiskohteiden tunnistamiseen proteomitasolla selvittääksemme yhdisteiden mahdolliset vaikutuskohteet ylävirtaan AMPK:sta.
-
(2024)Low-density lipoprotein (LDL) -derived cholesterol is a cell exogenous source of cholesterol that is endocytosed via the LDL receptor (LDLR). Cholesteryl esters (CE) are cleaved from the LDL particles in the lysosomes. Peroxisomes are intracellular organelles with essential roles in fatty acid metabolism. Peroxisomes also serve the unique function of synthesising precursors for plasmalogens. Plasmalogens are glycerophospholipids that contain a vinyl-ether bond, which distinguishes them from other glycerophospholipids. Plasmalogens are present in high amounts in various cellular membrane structures and on average 15-20 % of mammalian membrane phospholipids are plasmalogens. Dynamic membrane contacts for cholesterol transport between the lysosomes and peroxisomes have been indicated. Despite evidence of contact between lysosomal cholesterol metabolism and the peroxisomes, the role of the plasmalogen biosynthesis pathway in how LDL-derived cholesterol is processed remains unclear. Reactive oxygen species (ROS) are oxygen-derived chemical species that contribute to the maintenance of cellular reduction-oxidation (redox) balance. In excessive amounts ROS cause damage to cellular components by lipid peroxidation. The vinyl-ether bond of plasmalogens has been suggested to protect cells from ROS-induced damage by providing an alternative target for ROS. To investigate the role of peroxisomal plasmalogen synthesis in regulating the uptake and esterification of LDL-derived cholesterol, we focused on two peroxisomal enzymes, alkylglycerone-phosphate synthase (AGPS) and fatty acyl- CoA reductase 1 (FAR1). AGPS and FAR1 knockdown (KD) was achieved using short interfering RNA (siRNA). A FAR1 knockout (KO) cell line was generated using single-guide RNA (SgRNA)- plasmids that were transfected into A431 cells. To investigate ROS response associated with LDL treatment in wild-type (WT) and FAR1 KO cells, the CellROX GreenTM fluorescent assay to detect oxidative stress was used. KD of AGPS or FAR1 did not result in abnormal accumulation of free cholesterol (FC) or CE. Additionally, FC and CE content of AGPS-silenced cells in response to lipid-starvation or LDL were measured. The cholesterol content of cells did not change with the KD of AGPS. LDL was found to reduce ROS formation of A431 cells in a likely FAR1-dependant manner. Mean nuclear fluorescence by CellROXTM assay was reduced by ½ in WT cells after 1 h, 3 h or 6 h LDL treatment. FAR1 KO cells only showed a similar halving of mean nuclear fluorescence after 6 h LDL treatment and a smaller but significant decrease after 1 h LDL treatment. In conclusion, this thesis investigates the role of peroxisomal plasmalogen biosynthesis in the processing of LDL-derived cholesterol. This thesis also evaluates how defective plasmalogen biosynthesis affects the ROS response generated by the uptake and processing of LDL-cholesterol. Keywords: Plasmalogen, peroxisome, ether-lipid, cholesterol esterification, ROS, AGPS, FAR1
Now showing items 1-6 of 6