▼ Työssä tutkittiin rasvahappojen kerrostumista itämerennorpan (Phoca hispida botnica) traanissa ja tämän merkitystä rasvahappokoostumukseen perustuvassa ravintokohteiden arvioinnissa. Vertaamalla sisätraanin rasvahappokoostumusta plasman ja maksan rasvahappokoostumuksiin pyrittiin selvittämään siirtyvätkö jotkut tietyt ravinnon rasvahapot toisia tehokkaammin traanin sisäosiin, eli heijastelevatko jotkut sisätraanin rasvahapoista ravinnon rasvahappokoostumusta toisia paremmin. Itämerennorpan traanin eri kerrosten rasvahappokoostumusta verrattiin myös sen tärkeimmän ravintokalan, Itämeren silakan rasvahappokoostumukseen, jotta nähtäisiin minkä kerroksen koostumus muistuttaa eniten ravinnon rasvahappokoostumusta. Vertailun vuoksi työssä tutkittiin myös makeassa vedessä elävän saimaannorpan (Phoca hispida saimensis) traanin ja maksan rasvahappokoostumuksia. Lisäksi määritettiin plasma- ja maksanäytteiden kuljettaman tai lyhytaikaisesti varastoiman varastorasvan määrät. Tutkimuksessa käytettiin Perämerellä ammutuista itämerennorpista kerättyjä traani-, maksa- ja plasmanäytteitä, sekä kuolleina löydetyistä saimaannorpista kerättyjä traani- ja maksanäytteitä. Kudosnäytteiden rasvahappokoostumusten määritys tehtiin analysoimalla niistä valmistettuja rasvahappojen metyyliesteriseoksia kaasukromatografisesti (GC). Lipidiluokkakoostumukset puolestaan määritettiin korkean erotuskyvyn ohutlevykromatografialla (HPTLC). Analyysien tuloksia käsiteltiin tilastollisesti pääkomponenttianalyysin (PCA) ja sen tuloksia ohjatusti luokittelevan menetelmän (SIMCA) avulla, regressioanalyysillä, sekä laskemalla koostumusten euklidisia etäisyyksiä eri näytteiden välillä. Jokaisen yksilön traanille luotiin vertikaalinen rasvahappoprofiili toisiaan nahasta lihakseen seuraavien osanäytteiden rasvahappokoostumuksen perusteella. Itämerennorpan traanin kerrostuneisuutta tutkittiin nyt ensimmäistä kertaa ja sen havaittiin olevan rakenteeltaan kerrostunut, kuten on havaittu myös aiemmin tutkituilla kahdella norpan alalajilla. Aiemmista tutkimustuloksista poiketen keskitraani ei kuitenkaan eronnut rasvahappokoostumukseltaan merkitsevästi muista traanikerroksista. Sisä- ja ulkotraanin väliset rasvahappokoostumuksen erot olivat sen sijaan merkitseviä. Traanikerroksista sisätraani muistutti eniten itämerennorpan tärkeän saalislajin, silakan, rasvahappokoostumusta. Itämerennorpan kudosten rasvahappokoostumus erosi selvästi saimaannorpan kudosten rasvahappokoostumuksista. Näiden kahden alalajin ulkotraanit kuitenkin muistuttivat toisiaan rasvahappokoostumukseltaan sisätraaneja enemmän, mikä viittaa siihen, että niiden ulkotraanin koostumusta säätelevät samankaltaiset lämmönsäätelyyn liittyvät geneettisesti määräytyvät tekijät. Rasvahappokoostumusten alalajikohtaisista eroista huolimatta traanin rasvahappojen kerrostumistapa oli samanlainen molemmilla tutkituista alalajeista. Traanin vertikaaliset rasvahappoprofiilit olivat kuitenkin hyvin yksilöllisiä. Useiden rasvahappojen suhteelliset määrät plasmassa ja sisätraanissa korreloivat tilastollisesti…

▼ 

Abstract Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC-1α) and AMP-activated protein kinase (AMPK) are major factors regulating energy homeostasis. In this study, we aimed to investigate how energy flux affects several hepatic functions mediated by these factors. We define a novel role of PGC-1α and AMPK as modulators of the immune system in the liver. We show that PGC-1α is involved in the regulation of a cluster of genes related to the immune system, most importantly Interleukin 1 receptor antagonist (IL1Rn). Since PGC-1α is responsive to energetic stress associated with fasting or physical exercise, the same stimuli promote IL1Rn in hepatocytes. We identify AMPK as an independent inducer of IL1Rn and hypothesise that it could account for the anti-inflammatory effect of the antidiabetic drug metformin. We also demonstrate that metformin reduces expression of Sirtuin 3 (SIRT3) in hepatocytes and promotes acetylation of mitochondrial protein. We suggest that this mechanism, in spite of increased mitochondrial biogenesis, contributes to reduced ATP synthesis in metformin-treated samples. In addition, we demonstrate that Pregnane X receptor (PXR) is induced in the liver during fasting and by PGC-1α in hepatocytes. Furthermore, we describe a negative regulatory mechanism involving SIRT1, activated by pyruvate and interfering with PXR signaling. We show that SIRT1 attenuates PGC-1α-mediated co-activation of PXR and its target genes, i.e. Cyp3a11, with possible implications for drug and xenobiotic metabolism. In conclusion, we demonstrate how energetic stress affects various hepatic functions mediated by PGC-1α and AMPK. Moreover, we describe SIRT1 and metformin as factors capable of modulating this response.

Tiivistelmä Peroksisomiproliferaattori-aktivoituvan reseptori gamman koaktivaattori 1α (PGC-1α) ja AMP:n aktivoima proteiinikinaasi (AMPK) ovat keskeisiä energiametabolian säätelijöitä. Tässä tutkimuksessa oli tavoitteena selvittää kuinka energiataso vaikuttaa useisiin, näiden tekijöiden säätelemiin maksan toimintoihin. Osoitamme että PGC-1α ja AMPK tekijöillä on ennestään tuntematon merkitys immuunijärjestelmän säätelyssä maksassa. Näytämme myös, että PGC-1α säätelee joukkoa geenejä, joiden tehtävä liittyy immuunijärjestelmään, tärkeimpänä Interleukiini 1 reseptori antagonistia (IL1Rn). Paastoon ja fyysiseen aktiivisuuteen liittyvä energiastressi aktivoi PGC-1α:aa ja näiden samojen stimuluksien havaittiin lisäävän myös IL1Rn tasoa hepatosyyteissä. Havaitsimme AMPK:n olevan itsenäinen IL1Rn indusori ja hypoteesimme mukaan tämä voi välittää diabeteslääkkeenä käytettävän metformiinin anti-inflammatorisia vaikutuksia. Osoitamme myös, että metformiini alentaa Sirtuiini (SIRT) 3:n ekspressiota maksasoluissa ja lisää mitokondriaalisten proteiinien asetylaatiota. Uskomme tämän mekanismin, huolimatta lisääntyneestä mitokondrioiden biogeneesistä, myötävaikuttavan vähentyneeseen ATP synteesiin metformiinikäsitellyissä näytteissä. Lisäksi osoitamme, että paasto ja PGC-1α indusoivat Pregnaani X…

Advisors/Committee Members: Hakkola, J. (Jukka), Pelkonen, O. (Olavi).

▼ 

Abstract Vitamin D deficiency, i.e., low circulating 25-hydroxyvitamin D (25(OH)D) level, has been consistently associated with the prevalence of metabolic diseases, including types 1 and 2 diabetes. However, the causal link between low vitamin D and metabolic disturbances remains uncertain. In the present thesis, I report novel findings indicating that vitamin D metabolism is under strict control by the metabolic state. Specifically, obesity represses the expression of cytochrome P450 (CYP) 2R1, the major vitamin D 25-hydroxylase responsible for the first bioactivation step in both mice and humans. Interestingly, in humans, weight loss induced by gastric bypass surgery increased CYP2R1 expression in the white adipose tissue. In mouse liver, Cyp2r1 and vitamin D bioactivation was suppressed by fasting, and both type 1 and type 2 diabetes. This may consequently cause low plasma 25(OH)D levels. On the other hand, fasting induced expression of the vitamin D catabolic enzyme CYP24A1 in the kidney. Mechanistically, we discovered that Cyp2r1 and vitamin D bioactivation are repressed by molecular pathways activated physiologically by fasting or pathologically in diabetes, namely, the peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1-α and estrogen-related receptor α (PGC-1α-ERRα), and the glucocorticoid receptor pathways. Moreover, the PGC-1α-ERRα pathway is crucial for mediating the Cyp24a1 induction by fasting in the kidney. In the current thesis, we uncover a molecular mechanism for the vitamin D deficiency observed in diabetic patients and reveal a novel negative feedback mechanism controlling the crosstalk between energy homeostasis and the vitamin D pathway. Importantly, our data propose that vitamin D deficiency is a consequence, and not the cause of diabetes.

Tiivistelmä D-vitamiinin puutteen eli veren matalan 25-hydroksi-D-vitamiinin (25(OH)D) pitoisuuden on havaittu toistuvasti assosioituvan metabolisten sairauksien, kuten tyypin 1 ja 2 diabeteksen, ilmenemiseen. Tästä huolimatta D-vitamiinin puutteen ja metabolisten häiriöiden välinen kausaalinen yhteys on epävarma. Tässä väitöskirjatyössä raportoimme uusia löydöksiä, jotka osoittavat elimistön metabolisen tilan tehokkaasti säätelevän D-vitamiinin aineenvaihduntaa. Tarkemmin ottaen lihavuus repressoi sytokromi P450 (CYP) 2R1:ta, D-vitamiinin tärkeintä 25-hydroksylaasia ja ensimmäistä bioaktivaatiovaihetta sekä hiirissä että ihmisissä. Mielenkiintoinen havainto oli, että ihmisillä mahalaukun ohitusleikkaukseen liittyvä painonlasku sai aikaan CYP2R1:n ilmenemisen nousun valkeassa rasvakudoksessa. Hiiren maksassa sekä tyypin 1 ja 2 diabetes että paastoaminen vähensivät Cyp2r1:n ilmentymistä ja D-vitamiinin bioaktivaatiota. Tämä voi johtaa plasman 25(OH)D pitoisuuden alentumiseen. Toisaalta paastoaminen indusoi D-vitamiinin kataboliaentsyymiä, CYP24A1, munuaisessa. Mekanistisella tasolla havaitsimme, että Cyp2r1 ilmentymistä ja D-vitamiinin bioaktivaatiota estävät sellaiset molekylaariset säätelytiet, jotka aktivoituvat…

Advisors/Committee Members: Hakkola, J. (Jukka).

▼ 

Idiosynkrasialla ymmärretään yllättävän voimakasta ja odottamattoman tyyppistä, terveydelle haitallista lääkeainereaktiota. Lääkkeen haitalliset ja toksiset vaikutukset näkyvät yleensä maksassa, joka vastaa elimistön vierasainemetaboliasta. Maksavauriot ja tulehdukset voivat mahdollisesti lisätä herkkyyttä saada haitallinen lääkeainereaktio. Tässä työssä päähuomio on kiinnitetty bakteerien endotoksiinien rooliin herkistäjänä. Endotoksiinit indusoivat maksan Kuppferin solujen sytokiinien, kuten tuumorinekroosifaktorin ja interleukiinien tuotantoa. Nämä tulehduksen välittäjäaineet voivat vaurioittaa maksaa. Kun elimistö altistuu toistuvasti pienille määrille endotoksiinia, saattaa syntyä endotoksiinitoleranssi. Tällöin elimistö ei reagoi enää endotoksiiniin yhtä voimakkaasti kuin ensimmäisellä kerralla. Endotoksiinitoleranssin hyödyntäminen tulevaisuuden lääketieteessä voi auttaa vähentämään esimerkiksi leikkauksien, palovammojen ja traumojen yhteydessä helposti syntyviä sekundäärisiä tulehdusreaktioita ja mahdollisesti jopa endotoksiinishokkia. Työn tarkoituksena oli määritellä sellaiset endotoksiiniannokset ja -annosajat, jotka saisivat aikaan rotilla TNF-α:n ja IL-1:n mRNA-ekspression kasvun ja lievän maksavaurion. Maksavaurion mahdollista syntymistä analysoitiin seerumin ASAT- ja ALAT-pitoisuuksista, jotka kuvaavat hyvin maksasolujen vaurioitumista. Kokeissa käytettiin 38 koe-eläinrottaa, joita tutkittiin 3 kpl:een ryhmissä. Lopetukset suoritettiin eri aikapisteissä vuorokauden aikana. Lisäksi pyrittiin saamaan aikaan endotoksiinitoleranssi pienillä, toistuvilla endotoksiiniannoksilla. Annoksella 1 mg/kg saavutettiin noin kymmenkertainen nousu TNF- α:n ja IL-1:n pitoisuuksissa, mikä vastasi haluttua. ASAT- ja ALAT-pitoisuudet nousivat 24h kohdalla, mikä voi indikoida mahdollista maksavauriota. Endotoksiinitoleranssin aikaansaamiseksi käytetty 0,5 mg/kg annos osoittautui liian suureksi eikä selkeää toleranssia syntynyt.

Idiosyncratic drug reaction denotes a non-immunological hypersensitivity to a substance unrelated to drug toxicity. Idiosyncratic drug reactions occur rarely and unpredictably amongst drug users. Endotoxins (lipopolysaccharides) are a part of the outer membrane of the cell wall of Gram-negative bacteria. Endotoxins may cause fever, leukopenia, and shock depending on the bacterial species and the health of the infected person. Usually endotoxins first insult the liver, a key detoxication organ in the host. Endotoxins can provoke Kuppfer cells to release pro-inflammatory cytokines, such as tumour necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin-1 (IL-1), which can lead to systemic inflammatory response and damage liver. Inflammation and liver damage can sensitize to idiosyncratic drug reactions. Endotoxin tolerance is defined as a reduced responsiveness to a lipopolysaccharide (LPS) challenge following the first encounter with endotoxin. Endotoxin tolerance is associated with a reduction of tumor necrosis factor alpha and interleukin-1 production in response to LPS. Endotoxin tolerance…

▼ 

Tämä syventävien opintojen tutkielma sisältää kirjallisuuskatsauksen ja tutkimusosan. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään SDH:n ominaisuuksia, viitearvoja ja säilyvyyttä sekä aktiivisuuden muutoksia erilaisissa patologisissa tiloissa. Tutkimusosassa esitetään aluksi säilytyksen ja narkoosin vaikutus SDH-aktiivisuuteen. Seerumin säilytys huoneenlämmössä laski SDH:a selvästi 24 tunnissa (0,05<p<0,10) kun taas jääkaapissa aktiivisuus säilyi muuttumattomana vähintään 24 tuntia. Narkoosi nosti SDH-aktiivisuutta vain lievästi eikä nousu ollut tilastollisesti merkitsevä. Tutkimuksen varsinaisena tarkoituksena oli selvittää SDH:n määrittämisen hyödyllisyyttä ähkyhevosilla. Kolmestatoista ähkyhevosesta yhdeksän hoidettiin konservatiivisesti. Niiden SDH-tasot eivät poikenneet tilastollisesti merkitsevästi terveiden hevosten SDH-aktiivisuuksista. Operaatioon joutuneiden ähkyhevosten tulonäytteiden SDH-taso poikkesi terveiden hevosten arvoista (0,05 < p < 0,10). Leikkauksen jälkeen otetuissa verinäytteissä ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja normaali hevosiin verrattuna. Suuret erot ähkyhevosten SDH-aktiivisuudessa johtuvat todennäköisesti suolistovaurioiden eri vakavuusasteesta ja laajuudesta sekä verenkiertoon päässeen endotoksiinin määrästä. Yhteistä kahdelletoista ähkyhevoselle oli SDH-arvojenlasku normaalitasolle 1 - 3 vuorokaudessa ähkynparanemisen myötä.

Vain tiivistelmä. Koko työ lainattavissa Viikin tiedekirjastosta.

▼ Jopa 40% sokeritautipotilaista ajautuu munuaisten vajaatoimintaan ja joutuu dialyysihoitoon elämänsä aikana. Potilaat, joilla on sokeritaudin aiheuttama loppuvaiheen munuaistauti ovat suurin ja nopeimmin kasvava yksittäinen dialyysihoitoa vaativa potilasryhmä. Jatkuva peritoneaalidialyysihoito (CAPD) on yleisesti käytetty hoitomuoto sokeritautipotilailla. Valtimonkovettumataudin kehittyminen on merkittävä ongelma tässä potilasryhmässä. Heistä yli puolet kuolee valtimonkovettumataudin komplikaatioiden vuoksi. Insuliinin annostelun vatsaonteloon uskotaan olevan luonnollisin käytössä oleva tapa korvata puuttuva haiman insuliinin eritys. CAPD-hoitoa varten asetetaan vatsaonteloon johtava kanyyli, jonka kautta voidaan antaa myös insuliinia. Vatsaontelon sisäinen insuliinihoito onkin yleisesti käytetty sokeritautia sairastavilla CAPD-potilailla. Sokeritautipotilailla, joilla ei ole munuaistautia, on tutkittu paljon ihonalaisen ja vatsaontelonsisäisen insuliinipumppuhoidon aiheuttamia aineenvaihdunnan eroja. Sen sijaan munuaisen vajaatoimintaa sairastavilla sokeritautipotilailla vatsaonteloon annetun tai ihonalaisen insuliinihoidon eroja on tutkittu hyvin vähän CAPD-hoidon aikana. Tässä tutkimuksessa verrattiin ihonalaisen ja vatsaonteloon annetun insuliinin aiheuttamia aineenvaihdunnan muutoksia 26 diabetespotilaalla CAPD-hoidon aikana. Erityisen huomion kohteina olivat sokeritasapaino, insuliiniherkkyys, rasva-aineenvaihdunta ja maksan rasvoittuminen. Vatsaonteloon annostellun insuliinin aikana plasman keskimääräinen sokeripitoisuus, insuliiniherkkyys ja plasman insuliinipitoisuus olivat matalampia kuin ihonalaisen insuliinihoidon aikana. Väestöpohjaisissa tutkimuksissa vastaavat muutokset ovat vähentäneet sairastuvuutta ja kuolleisuutta. Vatsaonteloon annetun insuliinihoidon aikana LDL/HDL-kolesterolisuhde lisääntyi ja seerumin HDL-kolesterolipitoisuus väheni verrattuna ihonalaiseen annosteluun. Havaitut rasva-aineenvaihdunnan muutokset voivat osittain liittyä lisääntyneeseen sydän- ja verisuonisairastuvuuteen ja kuolleisuuteen. Siirryttäessä ihonalaisesta vatsaonteloon annettuun insuliinihoitoon havaittiin plasman leptiinipitoisuuden ja painon lasku, jotka ovat mahdollisesti edullisia muutoksia, sillä niillä ei näytä olevan yhteyttä huonoon ravitsemustilaan. Edellä mainittujen aineenvaihdunnan muutoksien syynä voi olla vatsaontelonsisäisen insuliinin tehokas, suora vaikutus maksaan ja toisaalta matalampi plasman insuliinipitoisuus verrattuna ihonalaiseen insuliiniin. Vatsaontelonsisäisen insuliinin aiheuttaman maksan kapselinalaisen rasvakertymän merkitys potilaan ennusteen kannalta on epäselvä. Tämän tutkimuksen perusteella sekä ihonalainen että vatsaontelonsisäinen insuliinihoito sopii käytettäväksi peritoneaalidialyysihoidon aikana. Vatsaontelonsisäinen insuliini vaikuttaa kuitenkin ihonalaista insuliinia paremmalta hoitomuodolta.; Up to 40% of diabetic patients are faced with nephropathy and renal failure leading to dialysis treatment after decades of diabetes mellitus. Diabetic patients with end-stage renal…

▼ 

Abstract Hematopoietic cells, i.e., erythrocytes, platelets and white blood cells, differentiate from hematopoietic stem cells in a process that is similar in vertebrates. Hematopoiesis is regulated by molecules expressed by both the hematopoietic stem and progenitor cells and the surrounding microenvironments. Knowledge of these molecules is important since many of the genes involved in normal hematopoiesis are mutated in leukemia. Furthermore, this information can be utilized in more efficient isolation and expansion of hematopoietic cells in vitro. However, these molecules are not yet sufficiently characterized. Transmembrane immunoglobulin and mucin domain (TIM) genes form a known family of immunoregulators. In mammals, TIM-4 is expressed by antigen presenting cells, while TIM-1, TIM-2 and TIM-3 are expressed by T cells, in which they regulate differentiation of TH cells. The role of TIM molecules in hematopoiesis has not yet been investigated. The aim of this thesis work was to identify and analyze novel molecules involved in embryonic hematopoiesis using chicken and mouse as model organisms. This was carried out by generating a cDNA library of hematopoietic stem and progenitor cells from embryonic chicken para-aortic region. Both previously known and novel candidate genes were identified from the library. Among them, we found homologs to tim genes. Their expression and role in hematopoiesis was studied further. TIM-2 expression was shown to be tightly governed during B cell development. It is expressed by common lymphoid progenitors and highly proliferative large-pro and large pre-B cells during both fetal liver and adult bone marrow hematopoiesis. In mouse, tim-4 expression was restricted to fetal liver CD45+F4/80+ cells. Furthermore, two distinct populations were identified: F4/80hiTIM-4hi and F4/80loTIM-4lo. The results suggest that the F4/80hiTIM-4hi cells are yolk sac-derived macrophages and the F4/80loTIM-4lo cells myeloid progenitors. This work shows for the first time that TIM family molecules are expressed during hematopoiesis. TIM-2- and TIM-4 are expressed by specific cell types during hematopoietic cell development, and in the future they may be utilized as markers in isolation of hematopoietic progenitor cells.

Tiivistelmä Verisolut eli punasolut, verihiutaleet ja immuunipuolustuksessa tärkeät valkosolut kehittyvät alkion veren kantasoluista prosessissa, joka on kaikissa selkärankaisissa samankaltainen. Veren kanta- ja esisolujen sekä ympäröivän mikroympäristön tuottamat molekyylit säätelevät hematopoieesia eli verisolujen kehitystä. Näiden molekyylien tunteminen on tärkeää, sillä useat normaalia verisolujen kehitystä säätelevät geenit ovat osallisena myös verisyöpien synnyssä. Lisäksi tätä tietoa on mahdollista hyödyntää verisolujen tehokkaammassa eristämisessä ja kasvattamisessa hoitoja varten. Immuunipuolustuksen solut, kuten syöjäsolut eli makrofagit ja T-solut, ilmentävät TIM-molekyylejä (Transmembrane Immunoglobulin and Mucin). Ne toimivat immunologisen vasteen säätelyssä sekä…

Advisors/Committee Members: Vainio, O. (Olli), Uchida, T. (Tatsuya).

▼ 

Abstract The hepatic inducible Cytochrome P450s (CYPs) generally prime xenobiotics for elimination. Murine CYP2A5 and human CYP2A6 share similar xenobiotic substrates and some regulatory features. Recently, they were shown to oxidize bilirubin, a byproduct of heme catabolism and a dose-dependent anti- or pro-oxidant, to biliverdin. In this study, the putative role of the redox-sensitive, cytoprotective transcription factor Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) in the regulation of hepatic Cyp2a5 expression and induction under diverse hepatotoxic conditions and altered heme homeostasis was characterized. The coordination of Cyp2a5 and the Nrf2 target gene Heme oxygenase-1 (Hmox1), which determines bilirubin formation from heme, responses to heavy metals and modulators of heme homeostasis, was studied in cultured wildtype and Nrf2(-/-) mouse primary hepatocytes. Nrf2 was essential for the basal hepatic expression of CYP2A5 in the endoplasmic reticulum (ER) and mitochondria, as well as for its induction by cadmium, lead, methyl mercury and phenethyl isothiocyanate. A functional Nrf2 binding antioxidant response element (ARE) about -2.4 kilobases upstream of the Cyp2a5 transcriptional start site was identified. In contrast to Hmox1, a target of BTB and CNC homology 1 (Bach)-mediated repression via AREs, the regulation of Cyp2a5 did not clearly involve Bach1. Excessive heme induced mainly ER-localized CYP2A5 via Nrf2, which was limited by the Nrf2-independent HMOX1 induction. In heme synthesis blockades, CYP2A5 was enhanced via Nrf2 and additional factors, such as the peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α (PGC-1α). The typical CYP2A5 inducers phenobarbital, dibutyryl-cyclic adenosine monophosphate (db-cAMP) and PGC-1α enhance heme synthesis; CYP2A5 was induced via Nrf2 in acute but not chronic phenobarbital exposure without a clear connection to heme, while the responses to db-cAMP and PGC-1α were sensitized in the absence of Nrf2. This suggests novel crosstalk between Nrf2 and PGC-1α. In this study, Cyp2a5 was identified as a sensitive indicator of hepatic Nrf2 pathway activation that could be used, e.g. for in vitro screening of drug candidate hepatotoxicity. The similar subcellular localization and coordination of CYP2A5 and HMOX1 expression in altered heme metabolism support the postulated role for CYP2A5 in bilirubin homeostasis.

Tiivistelmä Vierasaineet stimuloivat maksan Sytokromi P450 (CYP)-entsyymejä, mikä yleensä lisää niiden eliminaatiota. Hiiren CYP2A5 ja ihmisen CYP2A6 ovat lähisukua katalyyttisten ja osin säätelyllisten yhteneväisyyksiensä puolesta. Vastikään niiden osoitettiin katalysoivan hemin hajoamistuotteen, bilirubiinin hapettumista biliverdiiniksi, mikä saattaisi säädellä sen annosriippuvaisia vaikutuksia antioksidanttina ja oksidanttina. Työssä tutkittiin solustressiä aistivan, suojaavan transkriptiotekijän Nrf2 osuutta Cyp2a5-geenin aktivaatiossa maksatoksisissa olosuhteissa ja hemimetabolian muutoksissa. Cyp2a5:n ja…

Advisors/Committee Members: Hakkola, J. (Jukka).

▼ 

Kirjallisuuskatsaus käsittelee sian suolinkaisen (Ascaris suum) elinkiertoa, suolinkaismunan ominaisuuksia, eläimelle kehittyvää immuniteettia ja suolinkaisinfektion diagnosointia. Lisäksi käsitellään mahdollisia keinoja suolinkaisten vähentämiseksi tai hävittämiseksi sikalasta ja sioista. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää vähentääkö koetiloilla lihasikaerien välillä tehty Neopredisan-desinfiointi seuraavan lihasikaerän maksahylkäysten määrää verrattuna kontrollitiloihin tai tilan aikaisempiin hylkäyksiin. Lisäksi tutkittiin oliko desinfioinnilla vaikutusta sikojen päiväkasvuun. Neopredisan on kresoli-pohjainen desinfektioaine, jonka on todettu tehoavan suolinkaismuniin. Kokeen tarkoituksena oli testata Neopredisanin tehoa käytännön olosuhteissa. Tutkimuksessa oli mukana kuusi koetilaa, joilla oli ollut maksahylkäyksiä keskimäärin yli 5 %. Koetiloille valittiin kontrollitilat, joilla oli ollut suunnilleen yhtä paljon maksahylkäyksiä ja joiden kokeeseen tulevat sikaerät teurastettiin samaan aikaan kuin koetilojen koe-erät. Koetiloille tehtiin tilakäynnit lokakuun 2001 ja maaliskuun 2002 välisenä aikana. Sikala tai osasto oli tyhjä ja pesty ja tilakäynnillä suoritettiin sikalan desinfektio. Maksahylkäykset vähenivät ensiksi desinfioiduilla koetiloilla verrattuna tilojen aikaisempiin hylkäyksiin. Viimeisellä koetilalla maksahylkäyksiä oli koe-erässä enemmän kuin koetta edeltävässä erässä. Teoriatiedon mukaan suolinkaismunat eivät juurikaan kehity infektiivisiksi kylmänä vuodenaikana sikalassa. Tällöin siat saavat suolinkaistartunnan pääasiassa edellisten parttioiden jättämistä suolinkaismunista. Keväällä lämpötilan noustessa munat alkavat kehittyä ja kesäaikaan sikojen mukanaan tuomien suolinkaisten tuottamat munat ehtivät kehittyä infektiivisiksi muutamassa kuukaudessa ja näin voivat infektoida saman erän eläimiä. Tutkimustuloksia voidaan tulkita niin, että Neopredisan onnistui tuhoamaan suolinkaismunia sikalassa ja vähensi näin koetilojen maksahylkäyksiä. Viimeksi desinfioitujen tilojen korkeammat maksahylkäykset johtuivat sikojen itsensä mukanaan tuomien suolinkaismunien aiheuttamista tartunnoista. Vaikeuksia tulosten tulkinnassa aiheuttaa kuitenkin se, että maksahylkäysten määrissä on muistakin syistä johtuvia eroja sikaerien välillä. Tässä tutkimuksessa myös osalla kontrollitiloista maksahylkäykset vähenivät koe-erissä. Koe- ja kontrollitilojen koe-erien maksahylkäyksiä verrattaessa ei voi tehdä selkeitä johtopäätöksiä Neopredisanin tehosta. Lisäksi maksahylkäysten määrästä ei voi suoraan päätellä infektiivisten munien määrää sikalassa. Jos lihasiat altistuvat suolinkaisille, ne ehtivät todennäköisesti kehittää teurastukseen mennessä ainakin osittain infektiolta suojaavan immuniteetin. Tällöin suolinkaistoukkien vaellus sian elimistössä estyy ja maksavaurioita ei juurikaan synny, vaikka eläimet altistuisivatkin tartuntakykyisille munille. Desinfektiolla ei havaittu vaikutusta sikojen päiväkasvuun.

Vain tiivistelmä. Koko työ lainattavissa Viikin tiedekirjastosta.

▼ Tuumorispesifinen aldehydidehydrogenaasi, ALDH-3, ilmentyy jyrsijän maksassa karsinogeenialtistuksen jälkeen. ALDH3 kuuluu myös vierasaine-aineenvaihduntaan osallistuvien geenituotteiden ryhmään, joiden ilmentymän säätely välittyy ns. Ah (aryylihiilivety) reseptorin kautta. Esikokeissa on havaittu immunohistokemiallisten menetelmien avulla 3-metyylikolantreenin (3-MC) saavan aikaan ALDH-3-induktion fokaalisesti, yksittäisinä soluina, poiketen muiden geenien alueellisesti homogeenisesta induktiosta. On ajateltavissa, että ALDH-3 toimisi herkkänä preneoplastisena markkerina, ja että hepatokarsinogeneesi saisi alkunsa soluissa, joissa ALDH-3- aktiivisuus on noussut. Glutationitransferaasi-µ on herkin tunnetuista hepatokarsinogeenisistä markkereista. Antiestrogeeninen rintasyöpälääke Tamoksifeeni on voimakas maksakarsinogeeni, joka aiheuttaa GST-µn fokaalista nousua. Tässä tutkimuksessa käytettiin tamoxifenilla käsiteltyjen rottien maksaleikkeitä sen tutkimiseen, voisiko ALDH-3:a käyttää samanlaisena luumerispesifisenä markkerina kuin GST-µ:tä. Näytteistä tutkittiin lähinnä mahdollisia herkkyyseroja ja entsyymien fokalisaatiota samoissa soluissa. Leikkeet toimivat myös GST-µ:n positiivisina kontrolleina immunohistokemiassa. Työssä selvitettiin ALDH-3:n käyttämistä preneoplastisena markkerina. Aldehydidehydrogenaasi-3:n ja GST-µ: alueellista jakaumaa tutkittiin immunohistokemiallisesti eripituisten hepatokarsinogeenialtistusten (3, 7 ja 21 vrk 3 metyylikolantreenilla) jälkeen, sekä ALDH-3:n ja GST-µ:n mahdollista ko-lokalisaatiota. ALDH-3:n aktiivisuutta seurattiin myös spektrofotometrisellä aktiivisuusmäärityksellä. Tamoksifeeni-näytteissä havaittiin tyypilliset fokaaliset GST-µ-muutokset, joiden määrä lisääntyi ja koko kasvoi keskimäärin 12 viikon ryhmästä 36 viikon ryhmään. Havainto Tamoksifeenin indusoimasta ALDH-3 aktiivisuudesta on uusi, mutta ALDH-3:n herkkyys on paljon heikompi kuin GST-µ:n. Kaikki ALDH-3 fokukset ko-lokalisoituvat GST-µ- fokusten kanssa, mutta värjäytyminen on huomattavasti heikompaa. Pidemmän käsittelyn, 36 viikon jälkeen, noin 11% GST-µ-fokuksista löytyi ko-lokalisaatiossa oleva fokus ALDH-3:n kanssa. Näin ollen GST-µ on monin verroin voimakkaampi preneoplastinen markkeri kuin ALDH-3. Samankaltaista aineistoa on saatu myös muista tutkimuksista, l joissa on vertailtu GST-µ:n suhteellista herkkyytä muihin preneoplastisiin markkereihin. GST-µ:n on havaittu olevan herkkä jo hyvin aikaisten muutosten, yksittäistenkin initioituneiden solujen osoittamiseen maksassa (Pitot 1990). 36 viikon käsittelyn Tamoksifeenillä on osoitettu aikaansaavan jo maligneja muutoksia (Hard ym. 1993), mutta tässä tutkimuksissa ei niihin puututtu, koska näytteitä ei värjätty hematoksyliinillä. Tumien värjäytymisen syy jää epäselväksi, mutta se voi liittyä molempien entsyymien aktiivisuuteen erilaisia tumaan oksidatiivista stressiä aiheuttavia peroksideja kohtaan. 3-Metyylikolantreenin aiheuttamiin fokaalisiin muutoksiin ei löytynyt ko-lokalisaatiota GST-µ:n kanssa. Aldehydidehydrogenaasi-3 -induktionkaan luonne ei…