323,555 research outputs found
Hiilihappoanhydraasit II, IX ja XII ruokatorven ja duodenumin sairauksissa
No full textAbstractInflammatory and neoplastic diseases of the esophagus and duodenum cause a significant burden to healthcare and economies worldwide. Their etiology is multifactorial, but precursor lesions and risk factors are identifiable.Gastroesophageal reflux disease (GERD) is exceedingly common in western countries and causes the most medical health care expenses of all gastrointestinal diseases. GERD is the main risk factor for esophageal adenocarcinoma (EAC)––it can complicate into Barrett’s esophagus (BE) and further into esophageal adenocarcinoma. EAC has a poor overall prognosis still today, despite evolving management. High-quality prognostic biomarkers for EAC and progression of BE into cancer are lacking. Unlike esophageal diseases, nonampullary duodenal adenomas and adenocarcinoma (DAC) are rare neoplasias, although their incidence is slowly rising. In these rare diseases, the molecular pathological profiling is still incomplete, and the range of applicable prognostic biomarkers is very limited.Carbonic anhydrases (CA) are highly active, pH-controlling enzymes of the body. They participate in various physiological processes, but their primary function is to preserve optimal intra- and extracellular pH conditions in normal tissues. In cancer, CAII, CAIX, and CAXII seem to contribute to the development of malignant pH arrangement. The malignant pH gradient––slightly alkaline intracellular pH and extracellular acidosis––is in many ways critical to cancer progression, by benefiting cancer cell abilities to grow, migrate, invade, and metastasize.This study’s aim was to investigate the immunohistochemical expression patterns and potential roles of CAII, CAIX, and CAXII in the predisposing, premalignant and malignant conditions of distal esophagus and nonampullary duodenum. CA expression was evaluated in normal esophagus, GERD, Barrett’s esophagus, esophageal adenocarcinoma, normal duodenum, nonampullary duodenal adenomas and duodenal adenocarcinoma. The patient cohorts were studied for clinicopathological parameters, including age, sex, severity of esophagitis or tumor characteristics, and survival. Our results show that the CA expression increases significantly in GERD. In Barrett’s metaplasia and EAC the isoenzymes had characteristic expression profiles. CAII and CAIX were only faintly expressed in EAC, low CAII being significantly associated with metastatic disease. However, none of the isoenzymes seemed to serve as potential biomarkers of any type for Barrett’s esophagus nor EAC. In normal duodenum, the expression patterns were distinct for each isoenzyme. CAII and CAIX may be useful in the recognition of dysplastic epithelium in duodenum. In DAC, low expression of CAII is potentially associated with poor differentiation, whereas high CAIX levels may be associated with lack of nodal spread.In conclusion, CAs seem to have a role in the mucosal response to pH-related injury of esophagus. CAII and CAIX expressions may associate with clinicopathological prognostic factors of EAC and DAC.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Nortunen, M., Väkiparta, N., Parkkila, S., Saarnio, J., Huhta, H., & Karttunen, T. J. (2021). Carbonic anhydrases II, IX, and XII in reflux esophagitis. Digestive Diseases and Sciences. https://doi.org/10.1007/s10620-021-06985-5Self-archived versionNortunen, M., Huhta, H., Helminen, O., Parkkila, S., Kauppila, J. H., Karttunen, T. J., & Saarnio, J. (2018). Carbonic anhydrases II, IX, and XII in Barrett’s esophagus and adenocarcinoma. Virchows Archiv, 473(5), 567–575. https://doi.org/10.1007/s00428-018-2424-zNortunen, M., Parkkila, S., Saarnio, J., Huhta, H., & Karttunen, T. J. (2021). Carbonic anhydrases II and IX in non-ampullary duodenal adenomas and adenocarcinoma. Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 69(11), 677–690. https://doi.org/10.1369/00221554211050133TiivistelmäRuokatorven ja pohjukaissuolen tulehdukselliset sairaudet ja kasvaimet aiheuttavat merkittäviä kustannuksia ja kuormittavat terveydenhuoltoa kaikkialla maailmassa. Näiden sairauksien etiologia on monitekijäinen, mutta hoidettavia esiasteita ja riskitekijöitä on tunnistettu ja niiden tutkiminen on potilaan hoidon ja ennusteen kannalta tärkeää.Ruokatorven refluksitauti on yleistynyt pitkään maailmanlaajuisesti. Sen hoito aiheuttaa nykyään suurimmat lääkehoidolliset kustannukset kaikista ruuansulatuskanavan sairauksista. Refluksitauti on myös ruokatorven adenokarsinooman merkittävin riskitekijä — Barrettin ruokatorvi on refluksitaudin komplikaatio ja ruokatorven adenokarsinooman esiaste. Ruokatorven adenokarsinooman ennuste on edelleen huono. Biomerkkiaineita ruokatorvisyövän ennusteen ja Barrettin ruokatorven muuntumisriskin selventämiseksi on etsitty pitkään, mutta käyttökelpoisia merkkiaineita ei ole juurikaan kliinisessä käytössä. Ei-ampullaarisen pohjukaissuolen adenoomat ja adenokarsinooma ovat sen sijaan hyvin harvinaisia kasvaimia. Tämän vuoksi niiden molekyylipatologisten ennustetekijöiden ja biomerkkiaineiden määritystyö on vielä epätäydellistä verrattuna yleisempiin syöpätyyppeihin.Hiilihappoanhydraasit (CA) ovat korkean aktiviteetin entsyymejä, jotka kontrolloivat pH:n muutoksia elimistössä. Ne osallistuvat lukuisiin kehon fysiologisiin prosesseihin, mutta niiden pääasiallinen tehtävä on säilyttää optimaaliset pH-olosuhteet soluissa ja niiden ulkopuolella. Syöpäsoluissa CAII, IX ja XII kuitenkin näyttävät olevan osallisina nk. pahanlaatuisen pH-gradientin syntymisessä. Tässä suhteessa niiden liiallinen tai liian vähäinen toiminta vaikuttaa olevan hyödyllistä syöpäsoluille.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää CAII, IX ja XII:n immunohistokemiallinen ilmentyminen ja potentiaalinen merkitys ruokatorven ja pohjukaissuolen syövissä sekä niille altistavissa muutoksissa. Hiilihappoanhydraasien ilmentyminen määritettiin normaalissa ruokatorvessa, refluksitaudissa, Barrettin ruokatorvessa, ruokatorven adenokarsinoomassa, normaalissa pohjukaissuolessa, ei-ampullaarisen pohjukaissuolen adenoomissa ja pohjukaissuolen adenokarsinoomassa. Tutkimuskohorttien potilaista kerättiin kliinispatologiset tiedot. Tuloksemme osoittavat, että kaikkien tutkittujen hiilihappoanhydraasien ilmentyminen lisääntyi merkitsevästi refluksitaudissa ja niillä on todennäköisesti merkitystä ruokatorven epiteelisolujen suojautumisessa happoaltistukselta. Barrettin ruokatorvessa ja ruokatorven adenokarsinoomassa hiilihappoanhydraasien ilmentyminen oli tunnusomaista kullekin isoentsyymille. CAII ja CAIX ilmentyivät heikosti ja CAXII erittäin heikosti ruokatorven adenokarsinoomassa siten, että ainoastaan matala CAII taso assosioitui merkitsevästi etäpesäkkeisen taudin kanssa. Minkään tutkitun hiilihappoanhydraasin ilmentyminen ei vaikuttanut ennusteeseen ruokatorven syövässä eivätkä ne tulostemme perusteella sovellu biomerkkiaineiksi tai hoidon kohteiksi ruokatorven adenokarsinoomassa tai esiastemuutoksissa. Normaalissa pohjukaissuolessa CAII ja CAIX ilmentyivät tyypillisillä tavoilla, CAXII ei ilmentynyt lainkaan. Pohjukaissuolen adenoomissa sekä CAII, että CAIX saattavat soveltua dysplasiadiagnostiikkaan. Pohjukaissuolen syövässä heikosti ilmentyvä CAII on potentiaalinen huonon erilaistumisen merkkiaine ja voimakkaasti ilmentyvä CAIX saattaa viitata tautimuotoon, jolla on pienempi taipumus lähettää etäpesäkkeitä imusolmukkeisiin.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Nortunen, M., Väkiparta, N., Parkkila, S., Saarnio, J., Huhta, H., & Karttunen, T. J. (2021). Carbonic anhydrases II, IX, and XII in reflux esophagitis. Digestive Diseases and Sciences. https://doi.org/10.1007/s10620-021-06985-5Rinnakkaistallennettu versioNortunen, M., Huhta, H., Helminen, O., Parkkila, S., Kauppila, J. H., Karttunen, T. J., & Saarnio, J. (2018). Carbonic anhydrases II, IX, and XII in Barrett’s esophagus and adenocarcinoma. Virchows Archiv, 473(5), 567–575. https://doi.org/10.1007/s00428-018-2424-zNortunen, M., Parkkila, S., Saarnio, J., Huhta, H., & Karttunen, T. J. (2021). Carbonic anhydrases II and IX in non-ampullary duodenal adenomas and adenocarcinoma. Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 69(11), 677–690. https://doi.org/10.1369/00221554211050133Academic 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 1 of Oulu University Hospital (Kajaanintie 50), on 3 December 2021, at 12 noonAbstract
Inflammatory and neoplastic diseases of the esophagus and duodenum cause a significant burden to healthcare and economies worldwide. Their etiology is multifactorial, but precursor lesions and risk factors are identifiable.
Gastroesophageal reflux disease (GERD) is exceedingly common in western countries and causes the most medical health care expenses of all gastrointestinal diseases. GERD is the main risk factor for esophageal adenocarcinoma (EAC)––it can complicate into Barrett’s esophagus (BE) and further into esophageal adenocarcinoma. EAC has a poor overall prognosis still today, despite evolving management. High-quality prognostic biomarkers for EAC and progression of BE into cancer are lacking. Unlike esophageal diseases, nonampullary duodenal adenomas and adenocarcinoma (DAC) are rare neoplasias, although their incidence is slowly rising. In these rare diseases, the molecular pathological profiling is still incomplete, and the range of applicable prognostic biomarkers is very limited.
Carbonic anhydrases (CA) are highly active, pH-controlling enzymes of the body. They participate in various physiological processes, but their primary function is to preserve optimal intra- and extracellular pH conditions in normal tissues. In cancer, CAII, CAIX, and CAXII seem to contribute to the development of malignant pH arrangement. The malignant pH gradient––slightly alkaline intracellular pH and extracellular acidosis––is in many ways critical to cancer progression, by benefiting cancer cell abilities to grow, migrate, invade, and metastasize.
This study’s aim was to investigate the immunohistochemical expression patterns and potential roles of CAII, CAIX, and CAXII in the predisposing, premalignant and malignant conditions of distal esophagus and nonampullary duodenum. CA expression was evaluated in normal esophagus, GERD, Barrett’s esophagus, esophageal adenocarcinoma, normal duodenum, nonampullary duodenal adenomas and duodenal adenocarcinoma. The patient cohorts were studied for clinicopathological parameters, including age, sex, severity of esophagitis or tumor characteristics, and survival. Our results show that the CA expression increases significantly in GERD. In Barrett’s metaplasia and EAC the isoenzymes had characteristic expression profiles. CAII and CAIX were only faintly expressed in EAC, low CAII being significantly associated with metastatic disease. However, none of the isoenzymes seemed to serve as potential biomarkers of any type for Barrett’s esophagus nor EAC. In normal duodenum, the expression patterns were distinct for each isoenzyme. CAII and CAIX may be useful in the recognition of dysplastic epithelium in duodenum. In DAC, low expression of CAII is potentially associated with poor differentiation, whereas high CAIX levels may be associated with lack of nodal spread.
In conclusion, CAs seem to have a role in the mucosal response to pH-related injury of esophagus. CAII and CAIX expressions may associate with clinicopathological prognostic factors of EAC and DAC.Tiivistelmä
Ruokatorven ja pohjukaissuolen tulehdukselliset sairaudet ja kasvaimet aiheuttavat merkittäviä kustannuksia ja kuormittavat terveydenhuoltoa kaikkialla maailmassa. Näiden sairauksien etiologia on monitekijäinen, mutta hoidettavia esiasteita ja riskitekijöitä on tunnistettu ja niiden tutkiminen on potilaan hoidon ja ennusteen kannalta tärkeää.
Ruokatorven refluksitauti on yleistynyt pitkään maailmanlaajuisesti. Sen hoito aiheuttaa nykyään suurimmat lääkehoidolliset kustannukset kaikista ruuansulatuskanavan sairauksista. Refluksitauti on myös ruokatorven adenokarsinooman merkittävin riskitekijä — Barrettin ruokatorvi on refluksitaudin komplikaatio ja ruokatorven adenokarsinooman esiaste. Ruokatorven adenokarsinooman ennuste on edelleen huono. Biomerkkiaineita ruokatorvisyövän ennusteen ja Barrettin ruokatorven muuntumisriskin selventämiseksi on etsitty pitkään, mutta käyttökelpoisia merkkiaineita ei ole juurikaan kliinisessä käytössä. Ei-ampullaarisen pohjukaissuolen adenoomat ja adenokarsinooma ovat sen sijaan hyvin harvinaisia kasvaimia. Tämän vuoksi niiden molekyylipatologisten ennustetekijöiden ja biomerkkiaineiden määritystyö on vielä epätäydellistä verrattuna yleisempiin syöpätyyppeihin.
Hiilihappoanhydraasit (CA) ovat korkean aktiviteetin entsyymejä, jotka kontrolloivat pH:n muutoksia elimistössä. Ne osallistuvat lukuisiin kehon fysiologisiin prosesseihin, mutta niiden pääasiallinen tehtävä on säilyttää optimaaliset pH-olosuhteet soluissa ja niiden ulkopuolella. Syöpäsoluissa CAII, IX ja XII kuitenkin näyttävät olevan osallisina nk. pahanlaatuisen pH-gradientin syntymisessä. Tässä suhteessa niiden liiallinen tai liian vähäinen toiminta vaikuttaa olevan hyödyllistä syöpäsoluille.
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää CAII, IX ja XII:n immunohistokemiallinen ilmentyminen ja potentiaalinen merkitys ruokatorven ja pohjukaissuolen syövissä sekä niille altistavissa muutoksissa. Hiilihappoanhydraasien ilmentyminen määritettiin normaalissa ruokatorvessa, refluksitaudissa, Barrettin ruokatorvessa, ruokatorven adenokarsinoomassa, normaalissa pohjukaissuolessa, ei-ampullaarisen pohjukaissuolen adenoomissa ja pohjukaissuolen adenokarsinoomassa. Tutkimuskohorttien potilaista kerättiin kliinispatologiset tiedot. Tuloksemme osoittavat, että kaikkien tutkittujen hiilihappoanhydraasien ilmentyminen lisääntyi merkitsevästi refluksitaudissa ja niillä on todennäköisesti merkitystä ruokatorven epiteelisolujen suojautumisessa happoaltistukselta. Barrettin ruokatorvessa ja ruokatorven adenokarsinoomassa hiilihappoanhydraasien ilmentyminen oli tunnusomaista kullekin isoentsyymille. CAII ja CAIX ilmentyivät heikosti ja CAXII erittäin heikosti ruokatorven adenokarsinoomassa siten, että ainoastaan matala CAII taso assosioitui merkitsevästi etäpesäkkeisen taudin kanssa. Minkään tutkitun hiilihappoanhydraasin ilmentyminen ei vaikuttanut ennusteeseen ruokatorven syövässä eivätkä ne tulostemme perusteella sovellu biomerkkiaineiksi tai hoidon kohteiksi ruokatorven adenokarsinoomassa tai esiastemuutoksissa. Normaalissa pohjukaissuolessa CAII ja CAIX ilmentyivät tyypillisillä tavoilla, CAXII ei ilmentynyt lainkaan. Pohjukaissuolen adenoomissa sekä CAII, että CAIX saattavat soveltua dysplasiadiagnostiikkaan. Pohjukaissuolen syövässä heikosti ilmentyvä CAII on potentiaalinen huonon erilaistumisen merkkiaine ja voimakkaasti ilmentyvä CAIX saattaa viitata tautimuotoon, jolla on pienempi taipumus lähettää etäpesäkkeitä imusolmukkeisiin
Anoikisresistenssin mallintaminen ja histopatologinen tunnistaminen kolorektaalisyövässä
No full textAbstractColorectal carcinoma (CRC) is an important cause of cancer-associated deaths. About 30–50% of CRCs show KRAS or BRAF mutation. In many cancers, anoikis, i.e. apoptosis induced by loss of extracellular matrix (ECM) contact, is disturbed. Anoikis resistance is essential for the formation of metastases, and since anoikis resistance assessment is based on in vitro cell cultures, the prognostic value of anoikis resistance is largely unknown. We aimed to identify the histopathological features indicating anoikis resistance in CRC and analyze their prognostic value. The roles of BRAF and KRAS mutations and survivin in anoikis resistance were analyzed and 3-D cell culture was used to model the histopathology of anoikis resistant (AR) structures.The two cohorts of CRC cases used in the study consisted of 62 (series 1) and 137 patients (series 2). Immunohistochemistry for ECM proteins enabled identification of tumor cells with and without ECM contact, and in both populations, apoptosis was determined with staining for caspase-cleaved keratin 18. Based on absence of ECM contact and decreased apoptosis rate, we identified micropapillary (MIP), cribriform and solid structures to represent the putative AR populations. High areal density of AR structures associated independently with short survival and was an independent prognostic factor. MIPs showed lower survivin expression, proliferation and apoptosis rates than non-MIP cells, and low apoptosis rate was associated with poor prognosis in stage I and II cases. For 3-D in vitro model of AR structures, we transfected Caco-2 cells with mutated KRAS or BRAF genes; both induced anoikis resistance as measured with Annexin V test in suspension culture. In 3-D cultures, native Caco-2 cells formed polarized cysts. In contrast, mutated cell lines formed partially filled cysts or solid structures, and inverted polarity in KRAS mutant cells.In conclusion, it is possible to identify putative AR structures by conventional histopathology and their number is associated with poor prognosis. MIPs represent a distinct subpopulation of CRC cells with features of quiescence. KRAS and BRAF mutations induce anoikis resistance in Caco-2 cells. In 3-D cultures, oncogenes KRAS and BRAF induce solid structures and cell piling, with structural resemblance to putative AR structures observed by histopathology. The mutated Caco-2 cells thus serve as a model to study the manifestation of anoikis resistance as a distinct histological feature with oncological significance.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Patankar, M., Väyrynen, S., Tuomisto, A., Mäkinen, M., Eskelinen, S., & Karttunen T. J. (2018). Micropapillary structures in colorectal cancer: An anoikis-resistant subpopulation. Anticancer Research, 38, 2915-2921. https://doi.org/10.21873/anticanres.12539Patankar, M., Mattila, T., Väyrynen, J. P., Klintrup, K., Mäkelä, J., Tuomisto, A., … Karttunen, T. J. (2019). Histopathological assessment of anoikis resistance in colorectal carcinoma: Abundance of putative anoikis resistant subpopulations indicate poor prognosis. Manuscript in preparation.Patankar, M., Eskelinen, S., Tuomisto, A., Mäkinen, M., & Karttunen, T. J. (2019). KRAS and BRAF mutations induce anoikis resistance in Caco-2 cells and characteristic 3D phenotypes in Caco-2 cells. Molecular Medicine Reports, 20, 4634-4644. https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10693Self-archived versionTiivistelmäPaksu- ja peräsuolisyöpä on yleinen syöpäkuoleman aiheuttaja. KRAS- tai BRAF-geenien mutaatio todetaan 30–50 prosentissa suolisyövistä. Anoikis tarkoittaa apoptoosia, jonka käynnistää solun irtoaminen soluväliaineesta. Anoikisresistenssi on etäpesäkkeen synnyn edellytys. Anoikisresistenssiä voidaan todeta vain soluviljelyssä, joten sen merkitystä syövässä in vivo ei ole aiemmin arvioitu. Tässä työssä pyrittiin tunnistamaan anoikisresistenssiin viittaavat muutokset histopatologisista suolisyöpänäytteistä ja selvittämään niiden vaikutusta potilaan ennusteeseen. Lisäksi tutkittiin BRAF- ja KRAS-mutaatioiden yhteyttä anoikisresistenssiin ja mallinnettiin anoikisresistenttejä (AR) rakenteita kolmiulotteisessa soluviljelmässä.Potilasaineisto koostui 199 suolisyöpäpotilaasta. Kudosleikkeistä värjättiin soluväliaineen komponentteja sekä määritettiin apoptoottiset ja jakautuvat solut (M30- ja Ki-67-värjäykset). AR-solupopulaatioiden tunnistamisessa käytettiin kriteereinä soluväliainekontaktin puuttumista ja vähentynyttä apoptoositiheyttä. AR-populaatioiksi osoittautuivat mikropapillaariset (MIP), seulamaiset ja solidit rakenteet. Näiden rakenteiden korkea kokonaisesiintyvyys osoittautui itsenäiseksi huonon ennusteen tekijäksi. MIP-rakenteissa surviviinin ilmentyminen ja apoptoosi- ja proliferaatiotiheys olivat vähentyneet muihin kasvainsoluihin verrattuna. Lisäksi apoptoottisten solujen pieni määrä MIP-rakenteissa liittyi huonoon ennusteeseen paikallisessa syövässä. Mallinnusta varten Caco-2 solut transfektoitiin mutatoiduilla KRAS- tai BRAF-geeneillä. Onkogeenien transfektion todettiin indusoivan anoikisresistenssiä. Kolmiulotteisessa soluviljelyssä polarisoituneet Caco-2 solut muodostivat säännöllisiä rauhasmaisia rakenteita. Onkogeeneillä transfektoidut solut muodostivat puolestaan osittain tai kokonaan täyttyneitä rakenteita ja KRAS-transfektio aiheutti solujen polariteetin kääntymistä.Havainnot osoittavat, että anoikisresistenssiä edustavat rakenteet voidaan tunnistaa kudosleikkeestä ja niiden runsas määrä viittaa huonoon ennusteeseen. MIP-rakenteissa todettiin lepotilan (quiescence) piirteitä. KRAS- ja BRAF-mutaatiot aiheuttavat Caco-2 soluissa anoikisresistenssiä. Kolmiulotteisissa soluviljelmissä onkogeenien vaikutus näkyy solujen pinoutumisena, mikä muistuttaa syöpäkudosnäytteissä todettuja AR-rakenteita. Tulosten perusteella modifioituja Caco-2 soluja voidaan hyödyntää anoikisresistenssin mallintamiseen ja tarkempien mekanismien tutkimiseen.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Patankar, M., Väyrynen, S., Tuomisto, A., Mäkinen, M., Eskelinen, S., & Karttunen T. J. (2018). Micropapillary structures in colorectal cancer: An anoikis-resistant subpopulation. Anticancer Research, 38, 2915-2921. https://doi.org/10.21873/anticanres.12539Patankar, M., Mattila, T., Väyrynen, J. P., Klintrup, K., Mäkelä, J., Tuomisto, A., … Karttunen, T. J. (2019). Histopathological assessment of anoikis resistance in colorectal carcinoma: Abundance of putative anoikis resistant subpopulations indicate poor prognosis. Manuscript in preparation.Patankar, M., Eskelinen, S., Tuomisto, A., Mäkinen, M., & Karttunen, T. J. (2019). KRAS and BRAF mutations induce anoikis resistance in Caco-2 cells and characteristic 3D phenotypes in Caco-2 cells. Molecular Medicine Reports, 20, 4634-4644. https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10693Rinnakkaistallennettu versioAcademic 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 P117 (Aapistie 5B), on 13 Decamber 2019, at 12 noonAbstract
Colorectal carcinoma (CRC) is an important cause of cancer-associated deaths. About 30–50% of CRCs show KRAS or BRAF mutation. In many cancers, anoikis, i.e. apoptosis induced by loss of extracellular matrix (ECM) contact, is disturbed. Anoikis resistance is essential for the formation of metastases, and since anoikis resistance assessment is based on in vitro cell cultures, the prognostic value of anoikis resistance is largely unknown. We aimed to identify the histopathological features indicating anoikis resistance in CRC and analyze their prognostic value. The roles of BRAF and KRAS mutations and survivin in anoikis resistance were analyzed and 3-D cell culture was used to model the histopathology of anoikis resistant (AR) structures.
The two cohorts of CRC cases used in the study consisted of 62 (series 1) and 137 patients (series 2). Immunohistochemistry for ECM proteins enabled identification of tumor cells with and without ECM contact, and in both populations, apoptosis was determined with staining for caspase-cleaved keratin 18. Based on absence of ECM contact and decreased apoptosis rate, we identified micropapillary (MIP), cribriform and solid structures to represent the putative AR populations. High areal density of AR structures associated independently with short survival and was an independent prognostic factor. MIPs showed lower survivin expression, proliferation and apoptosis rates than non-MIP cells, and low apoptosis rate was associated with poor prognosis in stage I and II cases. For 3-D in vitro model of AR structures, we transfected Caco-2 cells with mutated KRAS or BRAF genes; both induced anoikis resistance as measured with Annexin V test in suspension culture. In 3-D cultures, native Caco-2 cells formed polarized cysts. In contrast, mutated cell lines formed partially filled cysts or solid structures, and inverted polarity in KRAS mutant cells.
In conclusion, it is possible to identify putative AR structures by conventional histopathology and their number is associated with poor prognosis. MIPs represent a distinct subpopulation of CRC cells with features of quiescence. KRAS and BRAF mutations induce anoikis resistance in Caco-2 cells. In 3-D cultures, oncogenes KRAS and BRAF induce solid structures and cell piling, with structural resemblance to putative AR structures observed by histopathology. The mutated Caco-2 cells thus serve as a model to study the manifestation of anoikis resistance as a distinct histological feature with oncological significance.Tiivistelmä
Paksu- ja peräsuolisyöpä on yleinen syöpäkuoleman aiheuttaja. KRAS- tai BRAF-geenien mutaatio todetaan 30–50 prosentissa suolisyövistä. Anoikis tarkoittaa apoptoosia, jonka käynnistää solun irtoaminen soluväliaineesta. Anoikisresistenssi on etäpesäkkeen synnyn edellytys. Anoikisresistenssiä voidaan todeta vain soluviljelyssä, joten sen merkitystä syövässä in vivo ei ole aiemmin arvioitu. Tässä työssä pyrittiin tunnistamaan anoikisresistenssiin viittaavat muutokset histopatologisista suolisyöpänäytteistä ja selvittämään niiden vaikutusta potilaan ennusteeseen. Lisäksi tutkittiin BRAF- ja KRAS-mutaatioiden yhteyttä anoikisresistenssiin ja mallinnettiin anoikisresistenttejä (AR) rakenteita kolmiulotteisessa soluviljelmässä.
Potilasaineisto koostui 199 suolisyöpäpotilaasta. Kudosleikkeistä värjättiin soluväliaineen komponentteja sekä määritettiin apoptoottiset ja jakautuvat solut (M30- ja Ki-67-värjäykset). AR-solupopulaatioiden tunnistamisessa käytettiin kriteereinä soluväliainekontaktin puuttumista ja vähentynyttä apoptoositiheyttä. AR-populaatioiksi osoittautuivat mikropapillaariset (MIP), seulamaiset ja solidit rakenteet. Näiden rakenteiden korkea kokonaisesiintyvyys osoittautui itsenäiseksi huonon ennusteen tekijäksi. MIP-rakenteissa surviviinin ilmentyminen ja apoptoosi- ja proliferaatiotiheys olivat vähentyneet muihin kasvainsoluihin verrattuna. Lisäksi apoptoottisten solujen pieni määrä MIP-rakenteissa liittyi huonoon ennusteeseen paikallisessa syövässä. Mallinnusta varten Caco-2 solut transfektoitiin mutatoiduilla KRAS- tai BRAF-geeneillä. Onkogeenien transfektion todettiin indusoivan anoikisresistenssiä. Kolmiulotteisessa soluviljelyssä polarisoituneet Caco-2 solut muodostivat säännöllisiä rauhasmaisia rakenteita. Onkogeeneillä transfektoidut solut muodostivat puolestaan osittain tai kokonaan täyttyneitä rakenteita ja KRAS-transfektio aiheutti solujen polariteetin kääntymistä.
Havainnot osoittavat, että anoikisresistenssiä edustavat rakenteet voidaan tunnistaa kudosleikkeestä ja niiden runsas määrä viittaa huonoon ennusteeseen. MIP-rakenteissa todettiin lepotilan (quiescence) piirteitä. KRAS- ja BRAF-mutaatiot aiheuttavat Caco-2 soluissa anoikisresistenssiä. Kolmiulotteisissa soluviljelmissä onkogeenien vaikutus näkyy solujen pinoutumisena, mikä muistuttaa syöpäkudosnäytteissä todettuja AR-rakenteita. Tulosten perusteella modifioituja Caco-2 soluja voidaan hyödyntää anoikisresistenssin mallintamiseen ja tarkempien mekanismien tutkimiseen
Tollin kaltaiset reseptorit 2 ja 4 paksu- ja peräsuolisyövässä
No full textAbstractColorectal cancer (CRC) is the third most common cancer worldwide, and its incidence is increasing. Inflammation associates with the pathogenesis of cancer by several mechanisms. Toll-like receptors (TLRs) mediate and regulate the inflammatory response and their role in cancer progression has been established in many cancers.This study aimed to clarify the roles of TLR2 and TLR4 and their significance in the development, progression, and prognosis of CRC in relation to inflammation in a series of 149 CRC patients operated in Oulu University Hospital (2006–2010).We characterized the tissue expression in CRC tumors and serum levels of TLR2 and TLR4, and the associations of expression patterns with tumor features and the prognosis of cancer. We found downregulation of TLR4 and upregulation of TLR2 in CRC, and low expression of TLR4 in the invasive front of the tumor predicted poor prognosis and metastatic disease. Serum TLR2 levels were inversely associated with systemic inflammation in patients with CRC, and our findings suggested that serum TLR2 levels might depend more on normal colorectal mucosa contributions than on tumor tissue. Also, the mean serum TLR4 levels were lower in patients than in controls.We also found that tumor necrosis in CRC associated with low TLR4 expression in carcinoma epithelium, and low TLR4 expression associated with systemic inflammation. Tumoral TLR2 expression did not correlate with necrosis from systemic inflammation, but low expression of TLR2 in normal mucosa was linked to indicators of systemic inflammation, supporting the concept that the normal colon mucosa may contribute to the regulation of systemic inflammation.In conclusion, TLR2 and TLR4 showed divergent roles in CRC. TLR2 was upregulated and TLR4 downregulated in CRC. Downregulation of TLR4 was related to tumoral necrosis and adverse prognosis. High normal mucosa TLR2 expression associated with high serum TLR2 concentration and signs of lower systemic inflammation.Original papersOriginal papers are not included in the electronic version of the dissertation.Paarnio, K., Väyrynen, S., Klintrup, K., Ohtonen, P., Mäkinen, M. J., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (2017). Divergent expression of bacterial wall sensing Toll-like receptors 2 and 4 in colorectal cancer. World Journal of Gastroenterology, 23(26), 4831–4838. https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i26.4831Self-archived versionPaarnio, K., Tuomisto, A., Väyrynen, S. A., Väyrynen, J. P., Klintrup, K., Ohtonen, P., Mäkinen, M. J., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (2019). Serum TLR2 and TLR4 levels in colorectal cancer and their association with systemic inflammatory markers, tumor characteristics, and disease outcome. APMIS, 127(8), 561–569. https://doi.org/10.1111/apm.12971Self-archived versionPaarnio, K., Väyrynen, J. P., Väyrynen, S. A., Kantola, T., Karhu, T., Tervahartiala, T., Klintrup, K., Sorsa, T., Salo, T., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (in press). TLR2 and TLR4 in colorectal cancer: relationship to tumor necrosis and markers of systemic inflammation. Neoplasma.TiivistelmäPaksu- ja peräsuolisyöpä on maailmanlaajuisesti kolmanneksi yleisin syöpä ja sen ilmaantuvuus on kasvussa. Tulehdus vaikuttaa syövän syntyyn ja kehitykseen useilla mekanismeilla. Kohonnut elimistön tulehdusvaste liittyy huonoon ennusteeseen, mutta paikallinen tulehdus kasvaimen leviämisvyöhykkeessä on yhdistetty parempaan selviytymiseen. Tollin kaltaiset reseptorit (TLR) välittävät ja säätelevät tulehdusvastetta, ja niiden merkitys syövän etenemisessä on osoitettu monessa syövässä.Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää TLR2:n ja TLR4:n rooleja ja merkitystä tulehduksen kannalta paksu- ja peräsuolisyövän kehittymisessä, etenemisessä ja ennusteessa 149:n Oulun yliopistollisessa sairaalassa vuosina 2006–2010 leikatun potilaan aineistossa.Määritimme TLR2:n ja TLR4:n ilmentymistasot syöpäkasvaimissa ja niiden seerumitasot sekä näiden yhteyksiä kasvaimen ominaisuuksiin ja syövän ennusteeseen. TLR4:n ilmentyminen oli vähentynyt ja TLR2:n lisääntynyt kasvaimissa, ja matala TLR4:n ilmentyminen kasvaimen leviämisvyöhykkeessä liittyi huonompaan ennusteeseen ja etäpesäkkeiseen tautiin. TLR2:n seerumitasot korreloivat käänteisesti elimistön tulehdusvasteeseen syöpäpotilailla, ja löydöksemme viittaa siihen, että TLR2:n seerumipitoisuuteen myötävaikuttaa enemmän normaalin paksusuolen limakalvo kuin kasvainkudos. TLR4:n seerumitasot olivat matalammat potilailla verrattuna verrokkeihin.Myös kasvaimen kuolio liittyi matalaan TLR4:n ilmentymiseen kasvaimessa, mikä puolestaan oli yhteydessä elimistön tulehdukseen. Kasvaimen TLR2 ilmentyminen ei liittynyt kasvaimen kuolioon tai tulehdukseen, mutta matala TLR2:n ilmentyminen normaalilla limakalvolla liittyi elimistön tulehdusta kuvaaviin muuttujiin, mikä tukee ajatusta normaalin limakalvon vaikutuksesta elimistön tulehduksen säätelyssä.Yhteenvetona voidaan todeta, että TLR2:n ja TLR4:n roolit paksu- ja peräsuolisyövässä ovat erilaiset: TLR2:n ilmentyminen lisääntyy ja TLR4:n vähenee. TLR4:n ilmentymisen väheneminen liittyy kasvaimen kuolioon ja huonompaan ennusteeseen. Normaalin limakalvon korkea TLR2:n ilmentyminen on yhteydessä korkeaan seerumin TLR2-tasoon ja merkkeihin matalasta elimistön tulehdusasteesta.OsajulkaisutOsajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon.Paarnio, K., Väyrynen, S., Klintrup, K., Ohtonen, P., Mäkinen, M. J., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (2017). Divergent expression of bacterial wall sensing Toll-like receptors 2 and 4 in colorectal cancer. World Journal of Gastroenterology, 23(26), 4831–4838. https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i26.4831Rinnakkaistallennettu versioPaarnio, K., Tuomisto, A., Väyrynen, S. A., Väyrynen, J. P., Klintrup, K., Ohtonen, P., Mäkinen, M. J., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (2019). Serum TLR2 and TLR4 levels in colorectal cancer and their association with systemic inflammatory markers, tumor characteristics, and disease outcome. APMIS, 127(8), 561–569. https://doi.org/10.1111/apm.12971Rinnakkaistallennettu versioPaarnio, K., Väyrynen, J. P., Väyrynen, S. A., Kantola, T., Karhu, T., Tervahartiala, T., Klintrup, K., Sorsa, T., Salo, T., Mäkelä, J., & Karttunen, T. J. (in press). TLR2 and TLR4 in colorectal cancer: relationship to tumor necrosis and markers of systemic inflammation. Neoplasma.Academic 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 1 of Oulu University Hospital (Kajaanintie 50), on 9 December 2022, at 12 noonAbstract
Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer worldwide, and its incidence is increasing. Inflammation associates with the pathogenesis of cancer by several mechanisms. Toll-like receptors (TLRs) mediate and regulate the inflammatory response and their role in cancer progression has been established in many cancers.
This study aimed to clarify the roles of TLR2 and TLR4 and their significance in the development, progression, and prognosis of CRC in relation to inflammation in a series of 149 CRC patients operated in Oulu University Hospital (2006–2010).
We characterized the tissue expression in CRC tumors and serum levels of TLR2 and TLR4, and the associations of expression patterns with tumor features and the prognosis of cancer. We found downregulation of TLR4 and upregulation of TLR2 in CRC, and low expression of TLR4 in the invasive front of the tumor predicted poor prognosis and metastatic disease. Serum TLR2 levels were inversely associated with systemic inflammation in patients with CRC, and our findings suggested that serum TLR2 levels might depend more on normal colorectal mucosa contributions than on tumor tissue. Also, the mean serum TLR4 levels were lower in patients than in controls.
We also found that tumor necrosis in CRC associated with low TLR4 expression in carcinoma epithelium, and low TLR4 expression associated with systemic inflammation. Tumoral TLR2 expression did not correlate with necrosis from systemic inflammation, but low expression of TLR2 in normal mucosa was linked to indicators of systemic inflammation, supporting the concept that the normal colon mucosa may contribute to the regulation of systemic inflammation.
In conclusion, TLR2 and TLR4 showed divergent roles in CRC. TLR2 was upregulated and TLR4 downregulated in CRC. Downregulation of TLR4 was related to tumoral necrosis and adverse prognosis. High normal mucosa TLR2 expression associated with high serum TLR2 concentration and signs of lower systemic inflammation.Tiivistelmä
Paksu- ja peräsuolisyöpä on maailmanlaajuisesti kolmanneksi yleisin syöpä ja sen ilmaantuvuus on kasvussa. Tulehdus vaikuttaa syövän syntyyn ja kehitykseen useilla mekanismeilla. Kohonnut elimistön tulehdusvaste liittyy huonoon ennusteeseen, mutta paikallinen tulehdus kasvaimen leviämisvyöhykkeessä on yhdistetty parempaan selviytymiseen. Tollin kaltaiset reseptorit (TLR) välittävät ja säätelevät tulehdusvastetta, ja niiden merkitys syövän etenemisessä on osoitettu monessa syövässä.
Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää TLR2:n ja TLR4:n rooleja ja merkitystä tulehduksen kannalta paksu- ja peräsuolisyövän kehittymisessä, etenemisessä ja ennusteessa 149:n Oulun yliopistollisessa sairaalassa vuosina 2006–2010 leikatun potilaan aineistossa.
Määritimme TLR2:n ja TLR4:n ilmentymistasot syöpäkasvaimissa ja niiden seerumitasot sekä näiden yhteyksiä kasvaimen ominaisuuksiin ja syövän ennusteeseen. TLR4:n ilmentyminen oli vähentynyt ja TLR2:n lisääntynyt kasvaimissa, ja matala TLR4:n ilmentyminen kasvaimen leviämisvyöhykkeessä liittyi huonompaan ennusteeseen ja etäpesäkkeiseen tautiin. TLR2:n seerumitasot korreloivat käänteisesti elimistön tulehdusvasteeseen syöpäpotilailla, ja löydöksemme viittaa siihen, että TLR2:n seerumipitoisuuteen myötävaikuttaa enemmän normaalin paksusuolen limakalvo kuin kasvainkudos. TLR4:n seerumitasot olivat matalammat potilailla verrattuna verrokkeihin.
Myös kasvaimen kuolio liittyi matalaan TLR4:n ilmentymiseen kasvaimessa, mikä puolestaan oli yhteydessä elimistön tulehdukseen. Kasvaimen TLR2 ilmentyminen ei liittynyt kasvaimen kuolioon tai tulehdukseen, mutta matala TLR2:n ilmentyminen normaalilla limakalvolla liittyi elimistön tulehdusta kuvaaviin muuttujiin, mikä tukee ajatusta normaalin limakalvon vaikutuksesta elimistön tulehduksen säätelyssä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että TLR2:n ja TLR4:n roolit paksu- ja peräsuolisyövässä ovat erilaiset: TLR2:n ilmentyminen lisääntyy ja TLR4:n vähenee. TLR4:n ilmentymisen väheneminen liittyy kasvaimen kuolioon ja huonompaan ennusteeseen. Normaalin limakalvon korkea TLR2:n ilmentyminen on yhteydessä korkeaan seerumin TLR2-tasoon ja merkkeihin matalasta elimistön tulehdusasteesta
Kevennettyjen käytettävyysmenetelmien hyödyllisyys
No full textKarttunen, Mikko
Kevennettyjen käytettävyysmenetelmien hyödyllisyys
Jyväskylä: Jyväskylän yliopisto, 2013, 24 s.
Tietojärjestelmätiede, kandidaatintutkielma
Ohjaaja: Jokinen, Jussi
Informaatioteknologia on kehittynyt lyhyessä ajassa erittäin suureksi ja tärke-äksi teollisuudenalaksi, jonka asiakaskunta on kasvanut lyhyessä ajassa valta-vaksi ja kasvaa edelleen. Tärkeäksi seikaksi on noussut tuotteiden käytettävyys, eli käytön helppous ja miellyttävä käyttökokemus. Laaja käytettävyystutkimus on kuitenkin usein kallista ja aikaa vievää.
Tämä kirjallisuuskatsauksena toteutettu tutkielma esittelee edullisempaa keven-nettyä käytettävyystestausta ja esittelee lisäksi muun muassa sen taustoja, omi-naisuuksia sekä esimerkkitutkimuksia. Tutkimukseen kerätyn aineiston pohjalta todetaan, että kevennetty käytettävyystestaus on edullinen ja nopea tapa saada paitsi paljon informaatiota tuotteen käytettävyydestä, myös luotettava keino ar-vioida käytettävyyttä.unknown accessibilityei tietoa saavutettavuudest
Diffusive author(s), cohesive author: Analysis of S/N (1994)
No full textThis study indicates the ways in which various aspects of the author(s) are brought forth in Dumb type’s performance art, the S/N production. Previous research has suggested a non-hierarchical organization of Dumb type and the absence of a “privileged author” in Dumb type’s collaborative work, S/N. However, the results that I have investigated from member’s interviews on the creative process of S/N along with my analysis of the recorded images of S/N, indicate a different aspect of the author(s). First, S/N was created through, so to speak, the collective ideas of the members of Dumb type. Further, S/N has at least nine quotations from previous performances, installations, and printed writings, besides the work-in-progress technique. Explicating one of the “author functions” as given by Michel Foucault, each text has plural subjects of the author. However, it has been revealed from members’ interviews that Teiji Furuhashi had a decision-making role in selecting the members’ ideas within the performance. Since then, S/N has had plural subjects of creation; however, Furuhashi is one of the subjects of creation along with the “privileged author.” S/N has plural authors (diffusive authors) yet at the same time, it has a “privileged author,” Teiji Furuhashi (cohesive author)
Model of double-star IPM machines with general mutual inductance relationships between the two three-phase winding sets
No full textThis paper proposes a decoupled d-q model of double-star interior-permanentmagnet (IPM) machines, whose stator consists of two three-phase winding sets displaced by an arbitrary angle. The model is based on the elaboration of the inductance parameters and is obtained by deriving a transformation that diagonalizes the original 6 × 6 stator inductance matrix of the machine. In the derivation of the transformation, the common assumption of the regularity of the mutual inductances between the two three-phase sets is omitted. Thus, the transformation diagonalizes the stator inductance matrix even if the mutual inductances do not have specific symmetry. It is demonstrated that in order to obtain decoupled reference frames in such a case, the transformation depends on the machine parameters. The validity of the machine model is verified by experimental tests with a double-star IPM machine, in which the two threephase winding sets are displaced by 30 electrical degrees
DPPC bilayer after 100 ns
No full text<p>Equilibrated system of 128 DPPC lipids and 3655 water molecules after 100 ns.</p>
<p><strong>Details:</strong> Berger united atom lipids (needs lipid.itp and dppc.itp from Peter Tieleman's web site at <a href="http://moose.bio.ucalgary.ca/">http://moose.bio.ucalgary.ca/</a>). Area per lipid: 0.645 (+/- 0.010) nm<sup>2</sup>.</p>
<p>Also available at: <a href="http://www.softsimu.net/downloads.shtml">http://www.softsimu.net/downloads.shtml</a></p>
<p><strong>References:</strong></p>
<ol>
<li><a href="http://dx.doi.org/10.1016/S0006-3495(03)75094-2">Major artifacts due to truncating electrostatic interactions</a>, Michael Patra, Mikko Karttunen, Marja T. Hyvönen, Emma Falck, Peter Lindqvist, and Ilpo Vattulainen, Biophys. J. 84, 3636-3645 (2003)</li>
<li><a href="http://dx.doi.org/10.1021/jp031281a">Lipid bilayers driven to a wrong lane in molecular dynamics simulations by truncation of long-range electrostatic interactions</a>, Michael Patra, Mikko Karttunen, Marja T. Hyvönen, Emma Falck, and Ilpo Vattulainen, J. Phys. Chem. B 108, 4485-4494 (2004).</li>
</ol>
Decoupled d-q Model of Double-Star Interior Permanent Magnet Synchronous Machines
No full textThis paper describes a d-q transformation to be applied to double-star permanent magnet synchronous machines with interior magnets. The d-q model consists of two d-q reference frames decoupled with respect to each other and applies to a generic angular displacement between the winding sets. The decoupled d-q model simplifies the analysis of the machine behavior and the drive control implementation. Machine parameters are determined by a sequence of finite element (FE) analyses. The effectiveness of the proposed modeling method is verified by a comparison with the results related to measurements on a test machine and FE simulations. It was assumed that the mutual inductances between the two winding sets can be represented with two coefficients. Although such an assumption inevitably leads to inaccuracy in the machine model, the simulation results with the proposed d-q model agree remarkably well with the experimental results and FE simulations
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
No full textThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Asparagine Hydroxylation of the CAD Domain of a HIF Protein
No full textPATENT: M. L. Whitelaw, D. J. Peet, S. Karttunen, J. J. Gorman, D. J. Lando (Assigned to Adelaide Research and Innovation Pty Ltd). US 7435555 (PCT/AU02/01290) filed Sep 18, 2002; published Oct 14, 2008; granted until Sep 18, 2022.A target asparagine residue of HIF 1 alpha and 2 alpha is hydroxylated at high oxygen tension to render HIF as a weak transcription factor. An asparagine hydroxylase hydroxylation motif and binding motif is proposed. A method of screening for agonists or antagonists of an asparagine hydroxylase is also proposed and involves mixing peptides or proteins having the hydroxylation and or the binding motif with asparagine hydroxylase and a candidate agonist or antagonist. The extent of inhibition or enhancement of binding; level of asparagine hydroxylation or transactivation may be measured depending on the nature of the protein or peptide. Additionally altered proteins resistant to hydroxylation are described as are nucleic acids encoding such proteins.Invented by M. L. Whitelaw, D. J. Peet, S. Karttunen, J. J. Gorman, D. J. Lando; Assigned to Adelaide Research and Innovation Pty Ltd; Coleman, Henry D., Sudol, R. Neil and Sapone, William J. agents for inventors.http://www.patentlens.net/patentlens/patent/US_7435555/en
- …
