41,524 research outputs found
On mod p local-global compatibility for unramified GL_3
No full textLet be a CM number field and a place of lying over a place of that splits in . If \rbar:G_F\rightarrow \GL_n(\Fpbar) is a global Galois representation automorphic with respect to a definite unitary group over then there is a naturally associated \GL_n(F_w)-representation H^0(\rbar) over \Fpbar constructed using mod automorphic forms, and it is hoped that H^0(\rbar) will correspond to \rGFw under a conjectural mod local Langlands correspondence. The goal of the thesis is to study how to recover the data of \rGFw from in certain cases.
Assume that is unramified and . Under certain technical hypotheses on , we give an explicit recipe to find all the data of \rGFw inside the \GL_3(F_w)-action on H^0(\rbar) when \rGFw is maximally nonsplit, Fontaine-Laffaille, generic, and has a unique Serre weight. This generalizes work of Herzig, Le and Morra who found analogous results when F_w=\Qp as well as work of Breuil and Diamond in the case of unramified \GL_2.Ph.D
A 2 h periodic variation in the low-mass X-ray binary Ser X-1
No full textSpectroscopy of the low-mass X-ray binary Ser X-1 using the Gran Telescopio Canarias have revealed a ?2 h periodic variability that is present in the three strongest emission lines. We tentatively interpret this variability as due to orbital motion, making it the first indication of the orbital period of Ser X-1. Together with the fact that the emission lines are remarkably narrow, but still resolved, we show that a main-sequence K dwarf together with a canonical 1.4 M? neutron star gives a good description of the system. In this scenario, the most likely place for the emission lines to arise is the accretion disc, instead of a localized region in the binary (such as the irradiated surface or the stream-impact point), and their narrowness is due instead to the low inclination (?10°) of Ser X-1
Uusi ravintoaineiden toimitusjärjestelmä ruokahalun säätelemiseksi
No full textAbstractObesity is a global health concern and a well-known major risk factor for several diseases including type 2 diabetes mellitus (T2DM). Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is secreted from enteroendocrine L-cells in the distal ileum and colon in response to food ingestion. GLP-1 plays a crucial role in appetite regulation via the gut-brain axis, unfortunately it has a very short half-life. GLP-1 analogs have been used in the treatment of obesity and T2DM, but side effects and the cost of the treatment are limiting their broad use. Nutrients, such as fatty acids, can stimulate GLP-1 secretion by activating receptors on L-cells. However, L-cells are mainly located in the distal part of the gastrointestinal (GI) tract, which poses challenges for the nutrients to reach their site of action, with regard to their therapeutic use. Hence, a novel system for the delivery of nutritional compounds to the distal intestine could stimulate endogenous GLP-1 release in a sustained manner and thus prolong food intake inhibition. α-Linolenic acid (αLA) and porous silicon (PSi) particles were selected as a model nutrient and carrier, respectively. This thesis examined the biodegradation and safety of several types of PSi particles, the in vitro characterization of αLA loaded thermally hydrocarbonized PSi (THCPSi) particles, and their effects on the plasma GLP-1 level and food intake of mice.In study I, different surface types of PSi particles were subcutaneously injected into mice with biodegradation and biocompatibility being examined. The surface chemistry of PSi particles significantly affected the biodegradation rate.In study II, release kinetics of αLA loaded THCPSi particles and their effects on GLP-1 secretion from enteroendocrine cells were studied. αLA was released from the particles by diffusion, and αLA loaded THCPSi increased in vitro GLP-1 secretion in a dose-dependent manner.In study III, the effects of orally administered αLA loaded THCPSi on the plasma GLP-1 levels and food intake of mice were examined. αLA loaded THCPSi particles significantly increased and prolonged the plasma GLP-1 levels, and their anorexigenic effect was observed approximately 5 hours after oral dosing in mice.In conclusion, nutrient-loaded THCPSi particles could serve as a novel treatment method for obesity, suppressing appetite by stimulating endogenous release of gastrointestinal hormones.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Kovalainen, M., Kamakura, R., Riikonen, J., Finnilä, M., Nissinen, T., Rantanen, J., Niemelä, M., Perämäki, P., Mäkinen, M., Herzig, K.-H., & Lehto, V.-P. (2018). Biodegradation of inorganic drug delivery systems in subcutaneous conditions. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 122, 113–125. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2017.10.014Self-archived versionKamakura, R., Kovalainen, M., Riikonen, J., Nissinen, T., Shere Raza, G., Walkowiak, J., Lehto, V.-P., & Herzig, K.-H. (2019). Inorganic mesoporous particles for controlled α-linolenic acid delivery to stimulate GLP-1 secretion in vitro. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 144, 132–138. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2019.09.009Self-archived versionKamakura, R., Raza, G. S., Mäkilä, E., Riikonen, J., Kovalainen, M., Ueta, Y., Lehto, V.-P., Salonen, J., & Herzig, K.-H. (2022). Colonic delivery of α‐linolenic acid by an advanced nutrient delivery system prolongs glucagon‐like peptide‐1 secretion and inhibits food intake in mice. Molecular Nutrition & Food Research, 66(4), 2100978. https://doi.org/10.1002/mnfr.202100978Self-archived versionTiivistelmäLihavuus on maailmanlaajuinen terveysongelma ja useiden sairauksien, kuten tyypin 2 diabeteksen (T2DM), riskitekijä. Glukagoninkaltaista peptidiä (GPL-1) eritetään enteroendokriinisistä L-soluista distaalisessa ileumissa ja paksusuolessa vasteena syömiselle. GLP-1:llä on tärkeä merkitys suoli-aivoakselin välityksellä tapahtuvalle ruokahalun säätelylle, vaikka sen puoliintumisaika on erittäin lyhyt. GLP-1:n analogeja on käytetty lihavuuden ja T2DM:n hoidossa, mutta niiden kustannukset ja sivuvaikutukset ovat esteenä laajemmalle käytölle. Ravintoaineet, kuten rasvahapot, stimuloivat GLP-1:n eritystä aktivoimalla L-solujen reseptoreita. L-solut sijaitsevat pääasiassa ruoansulatuskanavan distaalisessa osassa, minkä vuoksi annostellut ravintoaineet eivät pääse vaikutusalueelleen. Ravintoaineiden kuljetus suoliston distaaliseen osaan uudenlaisella kuljetusjärjestelmällä voisi stimuloida pitkäkestoisesti GLP-1:n vapautumista estäen ruoanottoa. Tässä tutkimuksessa kantajana käytettiin huokoista pii-partikkelia (PSi) ja esimerkkiravintoaineena α-linoleenihappoa (αLA). Väitöskirjassa tutkittiin PSi-partikkeleiden biohajoamista ja turvallisuutta, karakterisoitiin αLA:lla pakattuja termaalisesti hydrokarbonisoituja PSi (THCPSi) -partikkeleita ja tutkittiin niiden vaikutuksia plasman GLP-1-tasoon ja ruoanottoon hiirillä.Tutkimuksessa I erilaisen pintarakenteen omaavia PSi-partikkeleita injektoitiin ihonalaisesti hiiriin ja tutkittiin partikkeleiden biohajoavuutta ja -kompatibiliteettiä. PSi:n pintakemia vaikutti merkitsevästi biohajoamisen nopeuteen.Tutkimuksessa II tutkittiin αLA:n vapautumisen kinetiikkaa THCPSi-partikkeleista ja niiden vaikutuksia GLP-1:n eritykseen enteroendokriinisistä soluista. αLA vapautui partikkeleista diffuusiolla ja αLA:lla pakatut THCPSi:t lisäsivät in vitro annosriippuvaisesti GLP-1:n eritystä.Tutkimuksessa III tutkittiin oraalisesti annostellun αLA:lla pakatun THCPSi:n vaikutuksia plasman GLP-1 tasoon ja ruoanottoon hiirillä. αLA:lla pakatut THCPSi-partikkelit nostivat merkitsevästi ja pitkäkestoisesti GLP-1:n tasoja ja pakattujen partikkelien anoreksigeeninen vaikutus tuli esille viisi tuntia oraalisen annostelun jälkeen.Väitöskirjatutkimuksen tulokset osoittavat, että THPCSi-partikkelit vähentävät ruokahalua endogeenisten mahasuolikanavan hormonien stimulaation välittämänä ja edustavat uutta lupaavaa hoitomuotoa lihavuuden hoitoon.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Kovalainen, M., Kamakura, R., Riikonen, J., Finnilä, M., Nissinen, T., Rantanen, J., Niemelä, M., Perämäki, P., Mäkinen, M., Herzig, K.-H., & Lehto, V.-P. (2018). Biodegradation of inorganic drug delivery systems in subcutaneous conditions. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 122, 113–125. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2017.10.014Rinnakkaistallennettu versioKamakura, R., Kovalainen, M., Riikonen, J., Nissinen, T., Shere Raza, G., Walkowiak, J., Lehto, V.-P., & Herzig, K.-H. (2019). Inorganic mesoporous particles for controlled α-linolenic acid delivery to stimulate GLP-1 secretion in vitro. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 144, 132–138. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2019.09.009Rinnakkaistallennettu versioKamakura, R., Raza, G. S., Mäkilä, E., Riikonen, J., Kovalainen, M., Ueta, Y., Lehto, V.-P., Salonen, J., & Herzig, K.-H. (2022). Colonic delivery of α‐linolenic acid by an advanced nutrient delivery system prolongs glucagon‐like peptide‐1 secretion and inhibits food intake in mice. Molecular Nutrition & Food Research, 66(4), 2100978. https://doi.org/10.1002/mnfr.202100978Rinnakkaistallennettu versioAcademic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Programme Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F101 of the Faculty of Biochemistry and Molecular Medicine (Aapistie 7), on 20 May 2022, at 12 noonAbstract
Obesity is a global health concern and a well-known major risk factor for several diseases including type 2 diabetes mellitus (T2DM). Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) is secreted from enteroendocrine L-cells in the distal ileum and colon in response to food ingestion. GLP-1 plays a crucial role in appetite regulation via the gut-brain axis, unfortunately it has a very short half-life. GLP-1 analogs have been used in the treatment of obesity and T2DM, but side effects and the cost of the treatment are limiting their broad use. Nutrients, such as fatty acids, can stimulate GLP-1 secretion by activating receptors on L-cells. However, L-cells are mainly located in the distal part of the gastrointestinal (GI) tract, which poses challenges for the nutrients to reach their site of action, with regard to their therapeutic use. Hence, a novel system for the delivery of nutritional compounds to the distal intestine could stimulate endogenous GLP-1 release in a sustained manner and thus prolong food intake inhibition. α-Linolenic acid (αLA) and porous silicon (PSi) particles were selected as a model nutrient and carrier, respectively. This thesis examined the biodegradation and safety of several types of PSi particles, the in vitro characterization of αLA loaded thermally hydrocarbonized PSi (THCPSi) particles, and their effects on the plasma GLP-1 level and food intake of mice.
In study I, different surface types of PSi particles were subcutaneously injected into mice with biodegradation and biocompatibility being examined. The surface chemistry of PSi particles significantly affected the biodegradation rate.
In study II, release kinetics of αLA loaded THCPSi particles and their effects on GLP-1 secretion from enteroendocrine cells were studied. αLA was released from the particles by diffusion, and αLA loaded THCPSi increased in vitro GLP-1 secretion in a dose-dependent manner.
In study III, the effects of orally administered αLA loaded THCPSi on the plasma GLP-1 levels and food intake of mice were examined. αLA loaded THCPSi particles significantly increased and prolonged the plasma GLP-1 levels, and their anorexigenic effect was observed approximately 5 hours after oral dosing in mice.
In conclusion, nutrient-loaded THCPSi particles could serve as a novel treatment method for obesity, suppressing appetite by stimulating endogenous release of gastrointestinal hormones.Tiivistelmä
Lihavuus on maailmanlaajuinen terveysongelma ja useiden sairauksien, kuten tyypin 2 diabeteksen (T2DM), riskitekijä. Glukagoninkaltaista peptidiä (GPL-1) eritetään enteroendokriinisistä L-soluista distaalisessa ileumissa ja paksusuolessa vasteena syömiselle. GLP-1:llä on tärkeä merkitys suoli-aivoakselin välityksellä tapahtuvalle ruokahalun säätelylle, vaikka sen puoliintumisaika on erittäin lyhyt. GLP-1:n analogeja on käytetty lihavuuden ja T2DM:n hoidossa, mutta niiden kustannukset ja sivuvaikutukset ovat esteenä laajemmalle käytölle. Ravintoaineet, kuten rasvahapot, stimuloivat GLP-1:n eritystä aktivoimalla L-solujen reseptoreita. L-solut sijaitsevat pääasiassa ruoansulatuskanavan distaalisessa osassa, minkä vuoksi annostellut ravintoaineet eivät pääse vaikutusalueelleen. Ravintoaineiden kuljetus suoliston distaaliseen osaan uudenlaisella kuljetusjärjestelmällä voisi stimuloida pitkäkestoisesti GLP-1:n vapautumista estäen ruoanottoa. Tässä tutkimuksessa kantajana käytettiin huokoista pii-partikkelia (PSi) ja esimerkkiravintoaineena α-linoleenihappoa (αLA). Väitöskirjassa tutkittiin PSi-partikkeleiden biohajoamista ja turvallisuutta, karakterisoitiin αLA:lla pakattuja termaalisesti hydrokarbonisoituja PSi (THCPSi) -partikkeleita ja tutkittiin niiden vaikutuksia plasman GLP-1-tasoon ja ruoanottoon hiirillä.
Tutkimuksessa I erilaisen pintarakenteen omaavia PSi-partikkeleita injektoitiin ihonalaisesti hiiriin ja tutkittiin partikkeleiden biohajoavuutta ja -kompatibiliteettiä. PSi:n pintakemia vaikutti merkitsevästi biohajoamisen nopeuteen.
Tutkimuksessa II tutkittiin αLA:n vapautumisen kinetiikkaa THCPSi-partikkeleista ja niiden vaikutuksia GLP-1:n eritykseen enteroendokriinisistä soluista. αLA vapautui partikkeleista diffuusiolla ja αLA:lla pakatut THCPSi:t lisäsivät in vitro annosriippuvaisesti GLP-1:n eritystä.
Tutkimuksessa III tutkittiin oraalisesti annostellun αLA:lla pakatun THCPSi:n vaikutuksia plasman GLP-1 tasoon ja ruoanottoon hiirillä. αLA:lla pakatut THCPSi-partikkelit nostivat merkitsevästi ja pitkäkestoisesti GLP-1:n tasoja ja pakattujen partikkelien anoreksigeeninen vaikutus tuli esille viisi tuntia oraalisen annostelun jälkeen.
Väitöskirjatutkimuksen tulokset osoittavat, että THPCSi-partikkelit vähentävät ruokahalua endogeenisten mahasuolikanavan hormonien stimulaation välittämänä ja edustavat uutta lupaavaa hoitomuotoa lihavuuden hoitoon
Near-field analysis of surface electromagnetic waves in the bandgap region of a polymeric grating written on a one-dimensional photonic crystal
Full text linkThe spatial distribution of surface electromagnetic waves on a one-dimensional photonic crystal with a polymeric grating on top is mapped using a multiheterodyne scanning near-field optical microscope. The grating opens a bandgap. At the band edges, a stationary field formed by two surface waves with opposite propagation constants and almost identical amplitudes is produced. Field intensity maxima are localized to the grating peaks or grooves, depending on the wavelength. Far from the bandgap, we identify surface waves coupled via either the 0 or the −1 order of the grating. The corresponding phase profiles indicate that these waves propagate in opposite directions
Molekulaariset muutokset aineenvaihdunnan kausivaihtelussa
No full textAbstractSeasonal animal species utilize various adaptive mechanisms to survive in different environments and conditions. This thesis work examines metabolic regulation in two animal models with seasonal adaptations. The raccoon dog is a canid species originating from East Asia that has also been introduced to Europe and is rapidly dispersing. Genetic changes that have enabled the adaptation to new environments were evaluated by comparing the transcriptome profiles of raccoon dogs from the original habitation areas in South Korea and Japan to the more recent introduction area in Finland. The results revealed novel aspects on the history of the raccoon dog and on the genes that might have aided in the diversification process. During the cold winter season, the raccoon dog can enter a state of winter lethargy, characterized by reduced activity and modest body temperature reduction. The role of thermoregulation in the energy homeostasis was evaluated, and our results demonstrated a lack of BAT and UCP1-dependent thermogenesis in the adult raccoon dog, indicating resilience to cold weather. The reindeer is a semi-domesticated ruminant species that spends the winter actively ranging and foraging for food sources. The transcriptome profiles were compared along with metabolic and thermoregulatory markers from reindeer populations in Finland and Siberia at different seasons. Our results identified candidate genes involved in the immune response, fat deposition, and energy metabolism as well as the potential for UCP1-dependent thermogenesis in the adipose tissues, which have likely contributed to the adaptation to arctic environments. Raccoon dogs prepare for winter by seasonal hyperphagia and can survive long periods of fasting relying on the accumulated adipose tissues. These opposite conditions were studied, and the results revealed that the studied key central and peripheral regulatory peptides and plasma metabolic profiles remained similar after autumnal fattening and winter fasting. Also, no inflammatory response characteristic of human obesity was induced by the autumnal fattening. The adaptive changes in the physiology and metabolism make seasonally adaptive animal species promising targets for further studies on the mechanisms regulating metabolism and on the roles of adipose tissue.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Schulz, I. E., Wietlisbach, X. A., Niiranen, L., Sakthikumar, S., Galimberti, M., Freedman, A. H., Berglund, J., Laine, V. N., Molak, M., Saeki, M., Hasan, S., Kimura, J., Eo, K. Y., Kauhala, K., Webster, M. T., Walkowiak, J., Saarela, S., Koepfli, K.-P., Thomassen, H. A., ... Thalmann, O. (2022). Deep divergence and corresponding adaptive evolution of Asian raccoon dogs (Nyctereutes procyonoides). Manuscript in preparation.Niiranen, L., Mäkelä, K. A., Mutt, S. J., Viitanen, R., Kaisanlahti, A., Vicente, D., Noponen, T., Autio, A., Roivainen, A., Nuutila, P., Saarela, S., & Herzig, K.-H. (2021). Role of brown and beige adipose tissues in seasonal adaptation in the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides). International Journal of Molecular Sciences, 22(17), 9623. https://doi.org/10.3390/ijms22179623Self-archived versionWeldenegodguad, M., Pokharel, K., Niiranen, L., Soppela, P., Ammosov, I., Honkatukia, M., Lindeberg, H., Peippo, J., Reilas, T., Mazzullo, N., Mäkelä, K. A., Nyman, T., Tervahauta, A., Herzig, K.-H., Stammler, F., & Kantanen, J. (2021). Adipose gene expression profiles reveal insights into the adaptation of northern Eurasian semi-domestic reindeer (Rangifer tarandus). Communications Biology, 4(1), 1170. https://doi.org/10.1038/s42003-021-02703-zSelf-archived versionNiiranen, L., Mäkelä, K. A., Dona, A., Krumsiek, J., Karhu, T., Mäkinen, M. J., Thalmann, O., Saarela, S., & Herzig, K.-H. (2021). Seasonal regulation of metabolism: The effect of wintertime fasting and autumnal fattening on key central regulators of metabolism and the metabolic profile of the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides). International Journal of Molecular Sciences, 22(9), 4965. https://doi.org/10.3390/ijms22094965Self-archived versionTiivistelmäVuodenaikaisvaihteluille altistuvat eläimet hyödyntävät erilaisia sopeutumismekanismeja selviytyäkseen vaativissa olosuhteissa. Tässä väitöskirjatutkimuksessa tarkasteltiin aineenvaihdunnan säätelyä kahdessa eläinmallissa, jotka altistuvat suurille vuodenaikaisvaihteluille. Supikoira on Itä-Aasiasta kotoisin oleva eläinlaji, jota esiintyy laajasti vieraslajina myös Euroopassa. Uusiin ympäristöihin sopeuttavia geneettisiä muutoksia arvioitiin vertaamalla alkuperäisten elinalueiden Etelä-Korean ja Japanin supikoirien, sekä Suomen supikoirien transkriptomi-profiileja. Tutkimuksesta saatiin uutta tietoa supikoiran historiasta ja geeneistä, jotka ovat mahdollisesti edistäneet uusiin ympäristöihin sopeutumista. Kylmän talvikauden aikana supikoiran tiedetään kykenevän kevyeen horrostilaan, jolloin aktiivisuus ja kehon lämpötila laskevat vain vähän. Tarkastelimme myös lämmönsäätelyn roolia supikoiralla ja havaitsimme, että aikuisilla supikoirilla ei ole lämpöä tuottavaa UCP1-riippuvaista ruskeaa rasvakudosta tai beigeä rasvaa. Poro on puolikesytetty märehtijä, joka viettää talven aktiivisesti liikkuen ja etsien ravintoa. Vertasimme Suomen ja Siperian poropopulaatioiden transkriptomi-profiileja sekä aineenvaihduntaan ja lämmönsäätelyyn vaikuttavia tekijöitä eri vuodenaikoina. Tutkimuksessa havaitsimme porojen rasvakudoksella olevan potentiaalia UCP1-riippuvaiseen lämmöntuotantoon sekä useita ehdokasgeenejä, jotka liittyvät immuunivasteeseen, rasvan kertymiseen ja energia-aineenvaihdunnan säätelyyn. Näiden tekijöiden vaihtelu vuodenaikojen välillä on voinut edistää poron sopeutumista arktisiin ympäristöihin. Supikoirat valmistautuvat talveen hyperfagian avulla ja selviävät pitkiäkin paastojaksoja kertyneen rasvakudoksen turvin. Näiden kahden ääri-ilmiön vaikutusta tutkittiin ravinnonoton ja aineenvaihdunnan säätelyssä supikoiralla. Tulosten mukaan analysoidut keskushermoston- ja perifeeriset säätelypeptidit sekä plasman aineenvaihduntaprofiilit pysyivät tasapainossa syksyn lihomiskauden ja talven paastojakson jälkeen. Syksyn lihomiskausi ei myöskään aiheuttanut ihmisen liikalihavuudelle ominaista tulehdusreaktiota. Vuodenaikaisvaihteluille altistuvien eläinlajien fysiologisten sopeutumien tutkiminen voi tuoda arvokasta lisätietoa aineenvaihdunnan säätelymekanismeista ja rasvakudoksen tehtävistä.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Schulz, I. E., Wietlisbach, X. A., Niiranen, L., Sakthikumar, S., Galimberti, M., Freedman, A. H., Berglund, J., Laine, V. N., Molak, M., Saeki, M., Hasan, S., Kimura, J., Eo, K. Y., Kauhala, K., Webster, M. T., Walkowiak, J., Saarela, S., Koepfli, K.-P., Thomassen, H. A., ... Thalmann, O. (2022). Deep divergence and corresponding adaptive evolution of Asian raccoon dogs (Nyctereutes procyonoides). Manuscript in preparation.Niiranen, L., Mäkelä, K. A., Mutt, S. J., Viitanen, R., Kaisanlahti, A., Vicente, D., Noponen, T., Autio, A., Roivainen, A., Nuutila, P., Saarela, S., & Herzig, K.-H. (2021). Role of brown and beige adipose tissues in seasonal adaptation in the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides). International Journal of Molecular Sciences, 22(17), 9623. https://doi.org/10.3390/ijms22179623Rinnakkaistallennettu versioWeldenegodguad, M., Pokharel, K., Niiranen, L., Soppela, P., Ammosov, I., Honkatukia, M., Lindeberg, H., Peippo, J., Reilas, T., Mazzullo, N., Mäkelä, K. A., Nyman, T., Tervahauta, A., Herzig, K.-H., Stammler, F., & Kantanen, J. (2021). Adipose gene expression profiles reveal insights into the adaptation of northern Eurasian semi-domestic reindeer (Rangifer tarandus). Communications Biology, 4(1), 1170. https://doi.org/10.1038/s42003-021-02703-zRinnakkaistallennettu versioNiiranen, L., Mäkelä, K. A., Dona, A., Krumsiek, J., Karhu, T., Mäkinen, M. J., Thalmann, O., Saarela, S., & Herzig, K.-H. (2021). Seasonal regulation of metabolism: The effect of wintertime fasting and autumnal fattening on key central regulators of metabolism and the metabolic profile of the raccoon dog (Nyctereutes procyonoides). International Journal of Molecular Sciences, 22(9), 4965. https://doi.org/10.3390/ijms22094965Rinnakkaistallennettu versioAcademic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Programme Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F101 of the Faculty of Biochemistry and Molecular Medicine (Aapistie 7), on 3 June 2022, at 12 noonAbstract
Seasonal animal species utilize various adaptive mechanisms to survive in different environments and conditions. This thesis work examines metabolic regulation in two animal models with seasonal adaptations. The raccoon dog is a canid species originating from East Asia that has also been introduced to Europe and is rapidly dispersing. Genetic changes that have enabled the adaptation to new environments were evaluated by comparing the transcriptome profiles of raccoon dogs from the original habitation areas in South Korea and Japan to the more recent introduction area in Finland. The results revealed novel aspects on the history of the raccoon dog and on the genes that might have aided in the diversification process. During the cold winter season, the raccoon dog can enter a state of winter lethargy, characterized by reduced activity and modest body temperature reduction. The role of thermoregulation in the energy homeostasis was evaluated, and our results demonstrated a lack of BAT and UCP1-dependent thermogenesis in the adult raccoon dog, indicating resilience to cold weather. The reindeer is a semi-domesticated ruminant species that spends the winter actively ranging and foraging for food sources. The transcriptome profiles were compared along with metabolic and thermoregulatory markers from reindeer populations in Finland and Siberia at different seasons. Our results identified candidate genes involved in the immune response, fat deposition, and energy metabolism as well as the potential for UCP1-dependent thermogenesis in the adipose tissues, which have likely contributed to the adaptation to arctic environments. Raccoon dogs prepare for winter by seasonal hyperphagia and can survive long periods of fasting relying on the accumulated adipose tissues. These opposite conditions were studied, and the results revealed that the studied key central and peripheral regulatory peptides and plasma metabolic profiles remained similar after autumnal fattening and winter fasting. Also, no inflammatory response characteristic of human obesity was induced by the autumnal fattening. The adaptive changes in the physiology and metabolism make seasonally adaptive animal species promising targets for further studies on the mechanisms regulating metabolism and on the roles of adipose tissue.Tiivistelmä
Vuodenaikaisvaihteluille altistuvat eläimet hyödyntävät erilaisia sopeutumismekanismeja selviytyäkseen vaativissa olosuhteissa. Tässä väitöskirjatutkimuksessa tarkasteltiin aineenvaihdunnan säätelyä kahdessa eläinmallissa, jotka altistuvat suurille vuodenaikaisvaihteluille. Supikoira on Itä-Aasiasta kotoisin oleva eläinlaji, jota esiintyy laajasti vieraslajina myös Euroopassa. Uusiin ympäristöihin sopeuttavia geneettisiä muutoksia arvioitiin vertaamalla alkuperäisten elinalueiden Etelä-Korean ja Japanin supikoirien, sekä Suomen supikoirien transkriptomi-profiileja. Tutkimuksesta saatiin uutta tietoa supikoiran historiasta ja geeneistä, jotka ovat mahdollisesti edistäneet uusiin ympäristöihin sopeutumista. Kylmän talvikauden aikana supikoiran tiedetään kykenevän kevyeen horrostilaan, jolloin aktiivisuus ja kehon lämpötila laskevat vain vähän. Tarkastelimme myös lämmönsäätelyn roolia supikoiralla ja havaitsimme, että aikuisilla supikoirilla ei ole lämpöä tuottavaa UCP1-riippuvaista ruskeaa rasvakudosta tai beigeä rasvaa. Poro on puolikesytetty märehtijä, joka viettää talven aktiivisesti liikkuen ja etsien ravintoa. Vertasimme Suomen ja Siperian poropopulaatioiden transkriptomi-profiileja sekä aineenvaihduntaan ja lämmönsäätelyyn vaikuttavia tekijöitä eri vuodenaikoina. Tutkimuksessa havaitsimme porojen rasvakudoksella olevan potentiaalia UCP1-riippuvaiseen lämmöntuotantoon sekä useita ehdokasgeenejä, jotka liittyvät immuunivasteeseen, rasvan kertymiseen ja energia-aineenvaihdunnan säätelyyn. Näiden tekijöiden vaihtelu vuodenaikojen välillä on voinut edistää poron sopeutumista arktisiin ympäristöihin. Supikoirat valmistautuvat talveen hyperfagian avulla ja selviävät pitkiäkin paastojaksoja kertyneen rasvakudoksen turvin. Näiden kahden ääri-ilmiön vaikutusta tutkittiin ravinnonoton ja aineenvaihdunnan säätelyssä supikoiralla. Tulosten mukaan analysoidut keskushermoston- ja perifeeriset säätelypeptidit sekä plasman aineenvaihduntaprofiilit pysyivät tasapainossa syksyn lihomiskauden ja talven paastojakson jälkeen. Syksyn lihomiskausi ei myöskään aiheuttanut ihmisen liikalihavuudelle ominaista tulehdusreaktiota. Vuodenaikaisvaihteluille altistuvien eläinlajien fysiologisten sopeutumien tutkiminen voi tuoda arvokasta lisätietoa aineenvaihdunnan säätelymekanismeista ja rasvakudoksen tehtävistä
D-vitamiini ja metabolinen terveys : Vaikutus adiposyyttien tulehduksen ja insuliiniresistenssin molekyylireitteih
No full textAbstractVitamin D is an essential micronutrient, playing a vital role in the regulation of calcium homeostasis and bone metabolism. In recent years, vitamin D has been increasingly recognized for its regulatory functions in immunomodulation, anti-inflammation, cellular proliferation and differentiation. The pandemic vitamin D deficiency has been associated with an increasing risk for several metabolic diseases. However, the effects of vitamin D deficiency and its supplementation on the underlying molecular mechanisms of these diseases are poorly understood. This thesis focuses on the effect of vitamin D on the regulation of molecular and metabolic signaling pathways involved in adipose tissue inflammation and hepatic insulin resistance.Study I examined the effect of vitamin D on the downregulation of inflammatory signaling pathways in adipose tissue. Vitamin D inhibited the translocation of the transcriptional factor NFκB as well as inhibiting the expression of inflammatory cytokines in human adipocytes differentiated from mesenchymal stromal cells (MSCs) and mature adipocytes isolated from intra-abdominal fat biopsies.In Study II, induction of vitamin D deficiency via a deficient diet impaired systemic glucose homeostasis and insulin sensitivity in lean and obese mice. Subsequent vitamin D re-supplementation restored the insulin sensitivity and ameliorated the hepatic tissue inflammation and oxidative stress in vitamin D deficient lean but not obese mice.In Study III, lower vitamin D levels were associated with a higher incidence of the metabolic syndrome in a cross-sectional cohort of older subjects living at latitude 65° North.In conclusion, vitamin D has an important role in modulating the molecular pathways involved in adipose tissue inflammation and insulin resistance in hepatic tissue. Adequate levels of vitamin D are necessary for the regulation of metabolic pathways to maintain body homeostasis. The generated data provide novel insights into the cellular mechanisms of vitamin D and represent a basis for oral vitamin D supplementation in the prevention of metabolic diseases.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Mutt, S. J., Karhu, T., Lehtonen, S., Lehenkari, P., Carlberg, C., Saarnio, J., … Herzig, K. (2012). Inhibition of cytokine secretion from adipocytes by 1,25-dihydroxyvitamin D 3 via the NF-κB pathway. The FASEB Journal, 26(11), 4400–4407. https://doi.org/10.1096/fj.12-210880Mutt, S. J., Raza, G. S., Mäkinen, M. J., Keinänen-Kiukaanniemi, S., Järvelin, M., & Herzig, K. (2020). Vitamin D Deficiency Induces Insulin Resistance and Re‐Supplementation Attenuates Hepatic Glucose Output via the PI3K-AKT-FOXO1 Mediated Pathway. Molecular Nutrition & Food Research, 64(1), 1900728. https://doi.org/10.1002/mnfr.201900728Self-archived versionMutt, S. J., Jokelainen, J., Sebert, S., Auvinen, J., Järvelin, M.-R., Keinänen-Kiukaanniemi, S., & Herzig, K.-H. (2019). Vitamin D Status and Components of Metabolic Syndrome in Older Subjects from Northern Finland (Latitude 65°North). Nutrients, 11(6), 1229. https://doi.org/10.3390/nu11061229Self-archived versionMutt, S. J., Hyppönen, E., Saarnio, J., Järvelin, M.-R., & Herzig, K.-H. (2014). Vitamin D and adipose tissue-more than storage. Frontiers in Physiology, 5. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00228TiivistelmäD-vitamiini on välttämätön mikroravinne, jolla on tärkeä tehtävä kalsiumin homeostaasin ja luun aineenvaihdunnan säätelyssä. Viime vuosina D-vitamiinin on todistettu osallistuvan yhä useampiin säätelytoimintoihin liittyen immuunivasteeseen, tulehduksen torjuntaan sekä solujen jakautumiseen ja erilaistumiseen. Maailmanlaajuisesti yleinen D-vitamiinin puutostila on yhdistetty useiden aineenvaihduntasairauksien kohonneeseen riskiin. D-vitamiinin puutoksen ja D-vitamiinilisän käytön vaikutusta näiden sairauksien molekyylimekanismeihin ei kuitenkaan tunneta vielä tarkemmin. Tämä opinnäytetyö keskittyy D-vitamiinin vaikutukseen rasvakudoksen tulehduksessa ja maksan insuliiniresistenssissä olevien molekyyli- ja metabolisten signalointireittien säätelyssä.Tutkimuksessa I tarkasteltiin D-vitamiinin vaikutusta rasvakudoksen tulehduksellisten signalointireittien hillitsemiseen. D-vitamiini inhiboi transkriptionaalisen tekijän NFκB:n siirtymistä ja tulehduksellisten sytokiinien ilmentymistä ihmisen mesenkymaalisista stroomasoluista (MSC) erilaistetuissa rasvasoluissa sekä sappirakkoleikkausten yhteydessä otetuista rasvanäytteistä eristetyissä kypsissä rasvasoluissa.Tutkimuksessa II havaittiin, että D-vitamiinin puutoksen aiheuttaminen puutteellisen ruokavalion avulla heikensi verenkierron glukoositasapainoa ja insuliiniherkkyyttä sekä hoikilla, että liikalihavilla hiirillä. Sitä vastoin D-vitamiini lisäravinteena palautti insuliiniherkkyyden ja lievitti maksakudoksen tulehdusta sekä oksidatiivista stressiä D-vitamiini puutteellisilla hoikilla hiirillä, mutta ei liikalihavilla hiirillä.Tutkimuksessa III selvisi, että kohortissa matalammat D-vitamiinitasot ovat yhteydessä suurempaan metabolisen oireyhtymän esiintyvyyteen iäkkäämmillä koehenkilöillä, jotka elävät pohjoisella pallonpuoliskolla (65° N).Yhteenvetona voidaan todeta, että D-vitamiinilla on tärkeä säätelevä rooli rasvakudostulehduksen ja insuliiniresistenssin molekyylireittien kontrolloinnissa maksakudoksessa. Riittävät D-vitamiinitasot ovat välttämättömiä aineenvaihduntareittien säätelyssä kehon homeostaasissa. Tutkimuksen tulokset tarjoavat uusia näkökulmia D-vitamiinin roolista solumekanismien säätelyssä ja perustan D-vitamiinilisien käytöstä aineenvaihduntasairauksissa.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Mutt, S. J., Karhu, T., Lehtonen, S., Lehenkari, P., Carlberg, C., Saarnio, J., … Herzig, K. (2012). Inhibition of cytokine secretion from adipocytes by 1,25-dihydroxyvitamin D 3 via the NF-κB pathway. The FASEB Journal, 26(11), 4400–4407. https://doi.org/10.1096/fj.12-210880Mutt, S. J., Raza, G. S., Mäkinen, M. J., Keinänen-Kiukaanniemi, S., Järvelin, M., & Herzig, K. (2020). Vitamin D Deficiency Induces Insulin Resistance and Re‐Supplementation Attenuates Hepatic Glucose Output via the PI3K-AKT-FOXO1 Mediated Pathway. Molecular Nutrition & Food Research, 64(1), 1900728. https://doi.org/10.1002/mnfr.201900728Rinnakkaistallennettu versioMutt, S. J., Jokelainen, J., Sebert, S., Auvinen, J., Järvelin, M.-R., Keinänen-Kiukaanniemi, S., & Herzig, K.-H. (2019). Vitamin D Status and Components of Metabolic Syndrome in Older Subjects from Northern Finland (Latitude 65°North). Nutrients, 11(6), 1229. https://doi.org/10.3390/nu11061229Rinnakkaistallennettu versioMutt, S. J., Hyppönen, E., Saarnio, J., Järvelin, M.-R., & Herzig, K.-H. (2014). Vitamin D and adipose tissue-more than storage. Frontiers in Physiology, 5. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00228Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium F202 of the Faculty of Medicine (Aapistie 5 B), on 12 June 2020, at 3 p.m.Abstract
Vitamin D is an essential micronutrient, playing a vital role in the regulation of calcium homeostasis and bone metabolism. In recent years, vitamin D has been increasingly recognized for its regulatory functions in immunomodulation, anti-inflammation, cellular proliferation and differentiation. The pandemic vitamin D deficiency has been associated with an increasing risk for several metabolic diseases. However, the effects of vitamin D deficiency and its supplementation on the underlying molecular mechanisms of these diseases are poorly understood. This thesis focuses on the effect of vitamin D on the regulation of molecular and metabolic signaling pathways involved in adipose tissue inflammation and hepatic insulin resistance.
Study I examined the effect of vitamin D on the downregulation of inflammatory signaling pathways in adipose tissue. Vitamin D inhibited the translocation of the transcriptional factor NFκB as well as inhibiting the expression of inflammatory cytokines in human adipocytes differentiated from mesenchymal stromal cells (MSCs) and mature adipocytes isolated from intra-abdominal fat biopsies.
In Study II, induction of vitamin D deficiency via a deficient diet impaired systemic glucose homeostasis and insulin sensitivity in lean and obese mice. Subsequent vitamin D re-supplementation restored the insulin sensitivity and ameliorated the hepatic tissue inflammation and oxidative stress in vitamin D deficient lean but not obese mice.
In Study III, lower vitamin D levels were associated with a higher incidence of the metabolic syndrome in a cross-sectional cohort of older subjects living at latitude 65° North.
In conclusion, vitamin D has an important role in modulating the molecular pathways involved in adipose tissue inflammation and insulin resistance in hepatic tissue. Adequate levels of vitamin D are necessary for the regulation of metabolic pathways to maintain body homeostasis. The generated data provide novel insights into the cellular mechanisms of vitamin D and represent a basis for oral vitamin D supplementation in the prevention of metabolic diseases.Tiivistelmä
D-vitamiini on välttämätön mikroravinne, jolla on tärkeä tehtävä kalsiumin homeostaasin ja luun aineenvaihdunnan säätelyssä. Viime vuosina D-vitamiinin on todistettu osallistuvan yhä useampiin säätelytoimintoihin liittyen immuunivasteeseen, tulehduksen torjuntaan sekä solujen jakautumiseen ja erilaistumiseen. Maailmanlaajuisesti yleinen D-vitamiinin puutostila on yhdistetty useiden aineenvaihduntasairauksien kohonneeseen riskiin. D-vitamiinin puutoksen ja D-vitamiinilisän käytön vaikutusta näiden sairauksien molekyylimekanismeihin ei kuitenkaan tunneta vielä tarkemmin. Tämä opinnäytetyö keskittyy D-vitamiinin vaikutukseen rasvakudoksen tulehduksessa ja maksan insuliiniresistenssissä olevien molekyyli- ja metabolisten signalointireittien säätelyssä.
Tutkimuksessa I tarkasteltiin D-vitamiinin vaikutusta rasvakudoksen tulehduksellisten signalointireittien hillitsemiseen. D-vitamiini inhiboi transkriptionaalisen tekijän NFκB:n siirtymistä ja tulehduksellisten sytokiinien ilmentymistä ihmisen mesenkymaalisista stroomasoluista (MSC) erilaistetuissa rasvasoluissa sekä sappirakkoleikkausten yhteydessä otetuista rasvanäytteistä eristetyissä kypsissä rasvasoluissa.
Tutkimuksessa II havaittiin, että D-vitamiinin puutoksen aiheuttaminen puutteellisen ruokavalion avulla heikensi verenkierron glukoositasapainoa ja insuliiniherkkyyttä sekä hoikilla, että liikalihavilla hiirillä. Sitä vastoin D-vitamiini lisäravinteena palautti insuliiniherkkyyden ja lievitti maksakudoksen tulehdusta sekä oksidatiivista stressiä D-vitamiini puutteellisilla hoikilla hiirillä, mutta ei liikalihavilla hiirillä.
Tutkimuksessa III selvisi, että kohortissa matalammat D-vitamiinitasot ovat yhteydessä suurempaan metabolisen oireyhtymän esiintyvyyteen iäkkäämmillä koehenkilöillä, jotka elävät pohjoisella pallonpuoliskolla (65° N).
Yhteenvetona voidaan todeta, että D-vitamiinilla on tärkeä säätelevä rooli rasvakudostulehduksen ja insuliiniresistenssin molekyylireittien kontrolloinnissa maksakudoksessa. Riittävät D-vitamiinitasot ovat välttämättömiä aineenvaihduntareittien säätelyssä kehon homeostaasissa. Tutkimuksen tulokset tarjoavat uusia näkökulmia D-vitamiinin roolista solumekanismien säätelyssä ja perustan D-vitamiinilisien käytöstä aineenvaihduntasairauksissa
Optical properties of microfabricated fully metal coated near-field probes in collection mode
No full textExperimental studies of surface electromagnetic waves propagation in truncated 1D, 1+1D and 1+2D inorganic/organic photonic crystals for gas and bio sensing applications
No full textThermoluminescence dating of a mikveh in Ichenhausen, Germany
No full textA vaulted basement found at the rabbi's residential house which was oriented according to the requirements of a mikveh has created a controversy in the architectural history of the Ichenhausen Synagogue (Germany). The rabbi's residential house is known to have been built in 1781 during the replacement of the old Synagogue that had existed since 1687. However, the architectural documents concerning the residential house did not contain any information about either the presence or the construction of the mikveh in the basement.
Three bricks collected from the northern, eastern and southern walls of the vaulted basement of the rabbi's residence were dated using the thermoluminescence method to find out if the mikveh belongs to the old Synagogue or was built during the construction of the residence.
The archaeological dose was assessed using multi-aliquot regenerative and additive dose techniques using quartz extracted from bricks. The age calculations were based on the assessment of annual dose rate in quartz by taking into account the possible variations of water content in bricks.
The TL dates of the bricks were found to vary between 1797 +/- 11 and 1772 +/- 16 for dry and water saturated environments, respectively. The TL results ruled out the possibility that the walls of the mikveh belong to the former Synagogue
- …
