Abstract Basement membranes (BM) underlie epithelia and endothelia and surround many tissues. In cutaneous BM epithelial cells are attached to the stroma via multiprotein complexes called hemidesmosomes (HD). Collagen XVII and integrin α6β4 are components of HD and they bind to laminin 332, a component of anchoring filaments, extracellularly. The main interest of this study is the function of collagen XVII and its interactions with these proteins. What is known about the function of collagen XVII is mostly derived from its role as an adhesive component in cutaneous HD. Here we demonstrate for the first time that collagen XVII is expressed by podocytes in the human and murine glomerulus and that mutant mice lacking collagen XVII in addition to small size, blisters and diffuse hair loss, also have deficient glomerular development and a high mortality rate. We also show for the first time at the protein level that collagen XVII is expressed, and probably has a functional interaction with laminin 332, in normal colon epithelia. We demonstrate that collagen XVII is expressed by the invasive cells of human colorectal carcinoma (CRC) samples and its immunostaining is increased in metastasis in CRC. The higher proportion of collagen XVII positive tumor cells correlates with decreased disease-free survival and cancer-specific survival times and we also suggest a functional interaction between collagen XVII and laminin 332 in CRC. Previous studies have suggested that collagen XVII participates in keratinocyte migration by affecting the correlation of HD disassembly and assembly, its expression is increased in squamous cell carcinoma (SCC) and it may have a role in cell adhesion and migration in SCC carcinogenesis. Here we demonstrate upregulated collagen XVII, integrin β4 and laminin γ2 expression in actinic keratosis, Bowen’s disease and SCC. The expression of collagen XVII was increased with a high degree of variation, especially in samples taken from areas where SCC is particularly invasive. We also demonstrate in the SCC-25 cell line that lack of collagen XVII or integrin β4 severely disrupts the adhesion, migration and invasivity of these cells. Taken together, in this study we show that collagen XVII is needed for normal glomerular development, is expressed in normal colon epithelia and participates in CRC and SCC carcinogenesis together with laminin 332 and integrin β4. / Tiivistelmä Tyvikalvot sijaitsevat epiteelin ja endoteelin alla ja ympäröivät monia kudoksia. Ihon tyvikalvossa epiteelisoluja alla olevaan verinahkaan kiinnittää rakenne, jota kutsutaan hemidesmosomiksi (HD). Kollageeni XVII ja integriin α6β4 ovat HD:n rakenneproteiineja. Ne kiinnittyvät solun ulkopuolella laminiin 332 nimiseen proteiiniin, joka muodostaa ankkurifilamentit. Kollageeni XVII ilmentyminen ja toiminta yhdessä näiden kahden proteiinin kanssa on tämän tutkimuksen keskeisin kohde. Valtaosa tutkimuksista, jotka käsittelevät kollageeni XVII:ää, koskevat sen toimintaa ihon keratinosyyteissä. Tässä tutkimuksessa osoitimme ensi kertaa, että hiiren ja ihmisen munuaiskerästen podosyyttisolut ilmentävät kollageeni XVII. Geenimanipuloidut hiiret, joilta kollageeni XVII oli poistettu, olivat pieniä, kehittivät rakkuloita ja karvattomuutta, niillä oli korkea kuolleisuus ja niiden munuaiskerästen kehitys oli häiriintynyt. Kollageeni XVII esiintymistä proteiinitasolla, sekä mahdollista toiminnallista yhteyttä laminiin 332:een, ei aiemmin ole osoitettu paksusuolen epiteelissä. Havaitsimme, että paksu- ja peräsuolen adenokarsinooman (CRC) invasiivinen solukko ilmentää kollageeni XVII:ää, kollageeni XVII esiintyminen on merkittävän voimakasta CRC:n metastasoinnin yhteydessä ja lisääntynyt kollageeni XVII esiintyminen lyhentää syöpävapaata aikaa ja heikentää syöpäspesifistä selviytymistä. Myös CRC:ssä kollageeni XVII toiminta voi liittyä laminiini 332:een. Aiempien tutkimusten mukaan kollageeni XVII osallistuu keratinosyyttien migratioon vaikuttamalla toimivien HD:ien määrään. Sen määrän on havaittu olevan korkeampi okasolusyövässä (SCC) ja sen on ehdotettu osallistuvan syöpäsolujen adheesioon ja migraatioon SCC:n kehittyessä. Me osoitimme kohonneen kollageeni XVII, integriini β4 ja laminiini γ2 ilmenemisen aktiinisessa keratoosissa, Bowenin taudissa sekä SCC:ssä. Kollageeni XVII määrä oli korkea, mutta vaihteli paljon, sekä hiiren että ihmisen invasiivisilla SCC alueilla. Havaitsimme myös SCC-25 solulinjalla, että kollageeni XVII tai integriini β4 puutos häiritsee vakavasti solujen adheesiota, migraatiota ja invaasiota. Yhteenvetona tässä työssä osoitimme, että kollageeni XVII:ää tarvitaan munuaiskerästen kehittymisessä, sitä esiintyy paksusuolen epiteelissä, ja että kollageeni XVII osallistuu CRC:n ja SCC:n kehittymiseen yhdessä integriini β4:n ja laminiini 332:n kanssa.

Abstract Pulmonary adenocarcinoma is the most common and most heterogeneous form of lung cancer, and its histological and biological diversity is well recognized. On its publication in 2011, the IASLC/ATS/ERS lung adenocarcinoma classification drew attention to the prognostic value of adenocarcinoma subtypes, and it has been anticipated to provide a novel architecture based grading system. The prognostic role of other tumor-associated features in lung adenocarcinoma is less established. MUC1 overexpression has been demonstrated in many carcinomas, and in lung adenocarcinoma, depolarized MUC1 expression has been associated with poor outcome. The role of MUC4 in lung cancer, however, is somewhat conflicting. Moreover, there is no published data on either MUC1 or MUC4 expression with regard to the different subtypes of lung adenocarcinoma. This study aimed to investigate the correlation between the IASLC/ATS/ERS classification, prognosis, and clinical characteristics in a series of 112 surgically resected lung adenocarcinoma patients. The analysis of tumor architecture aimed also at the discovery of new morphological biomarkers for lung cancer. Additionally, the study focused on the expression of MUC1, MUC4, and EGFR in lung adenocarcinoma, evaluating their relationship with tumor architecture, patient outcome, and smoking. The study applied the methods of light microscopy, immunohistochemistry, and cell culture with experimental cigarette smoke exposure combined with real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR) and immunoelectron microscopy. The study demonstrated that the prognostic value of the current adenocarcinoma classification is not limited to predominant growth patterns as a more favorable clinical outcome was associated with minor lepidic pattern. Significant associations were observed between adenocarcinoma subtypes and smoking history. Classic histological features of malignancy correlated with tumor architecture and survival, further confirming the prognostic value of semiquantitative growth pattern analysis and identifying potential prognostic biomarkers such as mitotic activity and tumor necrosis. Depolarized MUC1 expression correlated with histology and patient outcome, and moreover, with smoking both in vivo and in vitro, suggesting a pathogenetic relationship between cigarette smoke exposure and MUC1 in lung adenocarcinoma. / Tiivistelmä Keuhkon adenokarsinooma on maailmanlaajuisesti yleisin ja monella tapaa monimuotoisin keuhkosyöpätyyppi. Vuonna 2011 uusi kansainvälinen keuhkosyöpäluokitus nosti esille adenokarsinooman histologisten alatyyppien ennustemerkityksen, ja luokituksen on odotettu muodostavan pohjan uudelle kasvutapoihin perustuvalle gradeerausmenetelmälle. Kasvaimen muiden histopatologisten piirteiden ennusteellinen merkitys keuhkon adenokarsinoomassa on vähemmän tunnettu. MUC1-proteiinin yli-ilmentymistä on kuvattu monissa karsinoomatyypeissä, ja keuhkon adenokarsinoomassa MUC1:n poikkeava eli depolarisoitunut ilmentyminen on liitetty huonoon ennusteeseen. MUC4:n merkitys keuhkosyövässä on puolestaan ristiriitainen. Toisaalta MUC1- tai MUC4-ilmentymistä ei ole tutkittu tarkemmin keuhkon adenokarsinooman eri alatyypeissä. Väitöskirjatutkimuksessa pyrittiin selvittämään uuden adenokarsinoomaluokituksen yhteyttä ennusteeseen ja muihin kliinisiin muuttujiin aineistossa, joka käsitti 112 Oulun yliopistosairaalassa leikkaushoidettua keuhkon adenokarsinoomapotilasta. Kasvainten histopatologisten ominaispiirteiden kartoittamisen toivottiin tuovan ilmi myös uusia morfologisia ennustetekijöitä. Lisäksi tutkimus keskittyi MUC1-, MUC4- ja EGFR-proteiinien ilmentymiseen keuhkon adenokarsinoomassa, arvioiden niiden suhdetta kasvaimen histologiaan, potilaiden ennusteeseen ja tupakointihistoriaan. Tutkimusmenetelminä käytettiin valomikroskopiaa, immunohistokemiaa sekä kokeellista tupakka-altistusta soluviljelymallissa yhdistettynä kvantitatiiviseen reaaliaikaiseen käänteistranskriptiopolymeraasiketjureaktio-tekniikkaan (RT-qPCR) ja immunoelektronimikroskopiaan. Tutkimus osoitti, ettei nykyisen adenokarsinoomaluokituksen ennustearvo rajoitu hallitseviin kasvutapoihin, vaan myös väistyvä lepidinen kasvutapa vaikutti ennusteeseen suotuisasti. Keuhkon adenokarsinooman alatyyppien ja tupakoinnin välillä todettiin merkittävä yhteys. Pahanlaatuisten kasvainten klassiset histologiset piirteet liittyivät adenokarsinooman kasvutapoihin ja ennusteeseen korostaen semikvantitatiivisen kasvutapa-analyysin ennustemerkitystä ja tarjoten myös mahdollisia uusia ennustetekijöitä. Depolarisoituneen MUC1:n ilmentyminen liittyi histologiaan, ennusteeseen ja erityisesti tupakka-altistukseen sekä in vivo että in vitro. Tämä löydös viittaa mahdolliseen patogeneettiseen yhteyteen tupakoinnin ja MUC1:n välillä.

Abstract In the Western world, colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers and causes of cancer deaths. It is estimated that up to a third of CRCs represent a recently defined subtype, serrated adenocarcinoma (SAC), which develops via the serrated pathway and differs from conventional cancer by molecular, histological, and clinicopathological characteristics. The oncogenic mutation of BRAF V600E is characteristic to the serrated pathway lesions, and VE1 is a novel antibody that has been reported to recognize this mutated BRAF protein. In these studies, two independent cohorts of CRCs and a cohort of 922 colorectal polyps (545 patients) consecutively removed in Oulu University Hospital were utilized to study potential immunohistochemical markers (annexin A10 and VE1) as markers for the serrated pathway lesions, to investigate the presence of ectopic crypt foci (ECF) in different colorectal polyps and CRCs, and to study the network of determinants and the clinical impact of tumor necrosis with special regard to SAC. VE1 immunohistochemistry was found a sensitive and accurate method in the detection of BRAF V600E mutation with potential applications in the recognition of the BRAF V600E-mutated SACs. Annexin A10 immunohistochemistry was indicated to be a marker with high specificity for the serrated pathway lesions. ECF were found to be frequently encountered in addition to traditional serrated adenomas also in the tubular, tubulovillous and villous adenomas. Tumor necrosis in CRC was associated with high tumor stage and inversely associated with the serrated histology. High tumor necrosis percentage correlated with poor survival in CRC independently of other clinicopathological factors. In conclusion, these studies add to the knowledge of the molecular and histological features of SAC and its precursors. The results suggest that VE1 and ANXA10 immunohistochemistry may help in the recognition of the serrated pathway lesions. ECF can be found in other colorectal polyps in addition to traditional serrated adenomas. Tumor necrosis represents a relevant histomorphological prognostic indicator in CRC. / Tiivistelmä Paksu-peräsuolisyöpä on yksi yleisimmistä syövistä länsimaissa. Arviolta kolmasosaa kaikista paksu-peräsuolisyövistä edustava sahalaitainen adenokarsinooma eroaa tavallisesta adenokarsinoomasta molekulaaristen muutostensa sekä histologisten ja kliinispatologisten piirteidensä perusteella. BRAF-onkogeenin V600E-mutaatiota tavataan vain paksu-peräsuolisyövän sahalaitaisen kehittymisreitin muutoksissa ja VE1-immunohistokemian on todettu tunnistavan tämän mutatoituneen BRAF-proteiinin. Tutkimuksessa käytettiin kahta itsenäistä paksu-peräsuolisyöpäaineistoa sekä polyyppiaineistoa, joka käsitti 922 Oulun yliopistollisessa sairaalassa peräkkäisissä kolonoskopioissa poistettua paksu-peräsuolen polyyppia (545 potilasta). Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kahden immunohistokemiallisen merkkiaineen (VE1 ja annexin A10) spesifisyyttä sahalaitaiselle adenokarsinoomalle ja sen esiastemuutoksille, ektooppisten kryptafokusten esiintymistä paksu-peräsuolen polyypeissa sekä kasvaimen nekroosiin yhteydessä olevia tekijöitä ja nekroosin ennustevaikutusta. VE1-immunohistokemia oli sekä sensitiivinen että spesifinen BRAF V600E-mutaation toteamisessa, minkä vuoksi sitä voidaan käyttää BRAF V600E-mutatoituneiden sahalaitaisten adenokarsinoomien tunnistamisessa. Annexin A10-immunohistokemia osoittautui spesifiseksi sahalaitaisen kehittymisreitin muutosten toteamissa. Ektooppisia kryptafokuksia havaittiin traditionaalisen sahalaita-adenooman lisäksi myös tubulaarisissa, tubulovillooseissa ja villooseissa adenoomissa. Kasvaimen nekroosi oli vähäisempää sahalaitaisessa adenokarsinoomassa sekä matalan levinneisyysasteen kasvaimissa. Runsas nekroosin määrä oli kasvaimen levinneisyydestä riippumatta yhteydessä huonompaan ennusteeseen. Tutkimus lisää tietoa sahalaitaisesta adenokarsinoomasta ja sen esiastemuutoksista. Tulokset osoittavat, että VE1 ja annexin A10 -immuno¬histokemia auttaa sahalaitaisen kehittymisreitin muutosten tunnistamisessa; ektooppisia kryptafokuksia voidaan nähdä traditionaalisten sahalaita-adenoomien lisäksi myös muissa paksu-peräsuolen polyypeissa; lisäksi todettiin, että kasvaimen nekroosin määrällä on vaikutusta paksu-peräsuolisyövän ennusteen arvioinnissa.

Abstract Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the most aggressive cancers, the 5-year survival rate being less than 5%. At the time of diagnosis, 90% of PDACs extend beyond the pancreas and distant metastases are often present. Due to aggressive growth, local expansion and early appearance of metastasis, primary PDAC tumours are local enough for curative surgical resection in only 10–20% of the cases. Adjuvant chemotherapy is indicated in these curative-treated cases, with slight improvement in survival. PDAC is considered to represent a heterogeneous group of biologically and prognostically different malignancies. Characterization of these subgroups is essential and there is an urgent need for more accurate biomarkers and targeted treatments in PDAC. In the current work, we immunohistochemically investigated the expression levels and prognostic values of oxidative stress markers (8-OHdG, Keap1, Prx I, II, III, V and VI), epigenetic histone modifiers (KDM4A, KDM4B, KDM4D and SIRT1–4), and cell-cycle regulators (p16, Rb, CDK4) and DNA-repair enzymes (FEN1 and MGMT) in the cohort of surgically treated PDAC patients. We found that Keap1 expression was associated with better pancreatic cancer-specific survival. Expression of antioxidative peroxiredoxins I, III, V and VI was also connected with a more favourable tumour characteristics and Prx I and VI showed prognostic value. When considering the biology of PDAC, we noticed that pivotal epigenetic regulation also occurred in exocrine pancreatic tissue adjacent to resection margins. Overexpression of the cell-cycle regulator CDK4 and the DNA-repair enzyme FEN1 in the whole population, and elevated expression level of MGMT in the most high-risk patients were connected with worse prognosis. The results of the study can be utilized in the future when individualized therapies are being designed for PDAC patients. Due to occurrence of the epigenetic regulation also in exocrine pancreatic tissue adjacent to resection margins, it could be evaluated in future for routine diagnostics and treatment optimization. The potential role of MGMT in the development of PDAC chemoresistance should be studied in the future. / Tiivistelmä Haiman duktaalinen adenokarsinooma (PDAC) on yksi aggressiivisimmista syöpäsairauksista. Viiden vuoden elossaoloennuste on vain lähellä 5 prosenttia. Diagnoosihetkellä 90% haiman adenokarsinoomista yltää haiman ulkopuolelle ja usein kasvain on jo lähettänyt etäpesäkkeitä. Kasvutaipumuksen sekä metastasoinnin takia kuratiivinen kirurginen hoito on mahdollista vain 10–20% tapauksista. Liitännäissolunsalpaajahoito on aiheellista näissä kuratiivistavoitteisesti hoidetuissa tapauksissa. Kuitenkin vaikutus kokonaiselossaoloaikaan on melko vähäinen. Uusimman tutkimustiedon valossa PDAC:aa pidetäänkin heterogeenisenä ryhmänä biologisesti ja ennusteellisesti erilaisia tautiryhmiä. Näiden tautiryhmien tunteminen ja tunnistaminen riittävän tarkkojen merkkiaineiden avulla olisi ensiarvoisen tärkeää, jotta hoitoja voitaisiin kohdentaa niistä hyötyville potilaille. Väitöskirjatutkimuksessa selvitimme immunohistokemiallisin menetelmin oksidatiivisen stressin merkkiaineiden (8-OHdG, Keap1, Prx I, II, III, V ja VI), epigeneettisten histonimodifikaattorien (KDM4A, KDM4B, KDM4D ja SIRT1–4) sekä solusyklin säätelijöiden (p16, Rb, CDK4) ja DNA-korjausentsyymien (FEN1 ja MGMT) ilmentymistä ja ennusteellista arvoa kirurgisesti hoidetuilla PDAC-potilailla. Tutkimuksessamme totesimme, että kasvainkudoksen Keap1-ilmentymä yhdistyi parempiennusteiseen taudinkuvaan. Antioksidatiivisten peroksiredoksiinien I, III, V ja VI ilmentyminen yhdistyi niin ikään suotuisampaan kasvaimen fenotyyppiin ja Prx I ja VI osoittivat ennusteellista arvoa. Havaitsimme lisäksi, että PDAC:n biologiaan keskeistesti vaikuttavaa epigeneettistä säätelyä tapahtuu myös malignin haimakudoksen viereisessä eksokriinisessä haimakudoksessa. Solusyklin säätelijä CDK4:n ja DNA-korjausentsyymi FEN1:n voimakas ilmentyminen koko tutkimuspopulaatiossa sekä kohonnut MGMT:n ilmentyminen korkeimman riskin potilailla yhdistyivät huonompaan taudin ennusteeseen. Väitöskirjatyön tutkimustuloksia voidaan tulevaisuudessa hyödyntää, kun tutkitaan yksilöllisiä hoitomuotoja PDAC-potilailla. Koska epigeneettistä säätelyä tapahtuu myös syövän viereisessä eksokriinisessa haimakudoksessa, voidaan tulevaisuudessa tämän kudoksen arviointia mahdollisesti käyttää rutiinisti diagnostiikassa sekä hoidon optimoinnissa. MGMT:n mahdollinen rooli PDAC:n kemoresistenssin kehittymisessä tulisi tulevaisuudessa selvittää.

Abstract Incidence of esophageal adenocarcinoma is rising rapidly in Western countries. The main risk factor for esophageal adenocarcinoma is Barrett’s esophagus. Barrett’s esophagus results from long-term gastroesophageal reflux disease. The gastrointestinal tract is colonized by bacteria, fungi and viruses forming the alimentary tract microbiome. Microbiome transformation is involved in pathogenesis of alimentary tract cancer and also in the development of Barrett’s metaplasia. Toll-like receptors (TLR) are molecules of the innate immune system and they are involved in bacterial and viral recognition and regulation of immune functions in the host and cancer cells. This thesis examined the effect of alimentary tract microbiome and cancer- on the function of TLRs in normal gastrointestinal epithelial cells. An additional focus of the thesis was also to assess the carcinogenetic effect of TLRs 1–9 in Barrett’s esophagus metaplasia – dysplasia – carcinoma sequence. Study material consisted of: a patient cohort, organ donors, conventional and germ-free mice. TLRs are expressed also in a “microbe-free” gut. There were significant differences in all TLRs between small- and large intestine of conventional mice and in humans. In germ-free mice that difference was not observed. Normal tissue sampled adjacent to the tumors of cancer patients can be used as controls in immunohistochemical TLR studies in gastrointestinal cancer Clinical data indicate that TLRs linearly increase toward dysplasia in Barrett’s esophagus. High cytoplasmic and nuclear TLR4 expression and TLR1 and 8 nuclear immunoreactivity in esophageal adenocarcinoma are associated with metastatic disease and poor prognosis. Based on our results, bacteria seem to downregulate TLR expression of the intestine. TLRs 1–9 apparently have a role in malignant progression of Barrett’s dysplasia. TLR1, TLR4 and TLR8 may represent a novel therapeutic target in esophageal adenocarcinoma. / Tiivistelmä Ruokatorven adenokarsinooma on länsimaissa nopeasti yleistyvä syöpätyyppi. Tämän syöpätyypin tärkein riskitekijä on Barrettin ruokatorvi, joka kehittyy pitkään jatkuneen gastroesofageaalisen refluksitaudin pohjalta. Ruuansulatuskanavassa on suuri määrä bakteereja, sieniä ja viruksia, jotka muodostavat yhdessä ruuansulatuskanavan mikrobiomin. Normaalin mikrobiomin muutokset ovat yhteydessä usean eri ruuansulatuskanavan syövän patogeneesiin ja myös Barrettin ruokatorven muodostumiseen. Tollin kaltaiset reseptorit ovat luontaisen immuniteetin molekyylejä, jotka osallistuvat bakteerien ja virusten tunnistukseen ja sääntelevät immuunivastetta sekä normaalitilanteessa että syövissä. Väitöskirjassa tutkitaan ruuansulatuskanavan mikrobiomin ja syövän vaikutuksia normaalien epiteelisolujen TLR:ien toimintaan. Lisäksi selvitetään TLR:ien karsinogeneettisiä vaikutuksia Barrettin ruokatorven metaplasia- dysplasia -adenokarsinoomasekvenssissä. Tutkimusmateriaalina käytetään potilaskohortista ja elinluovutuksista peräisin olevia potilasnäytteitä sekä normaalien ja bakteerittomien hiirien näytteitä. Tuloksemme osoittavat, että TLR:t ilmentyvät myös bakteerittomassa ruuansulatuskanavassa, ja TLR:en ilmentyminen oli merkittävästi voimakkaampaa ohutsuolessa kuin paksusuolessa normaaleilla hiirillä ja ihmisillä. Tätä eroa ei havaittu bakteerittomilla hiirillä. Ruuansulatuskanavan syöpien viereistä ja sen altistamaa tervettä kudosta voidaan käyttää terveenä kontrollina immunohistokemiallisissa TLR- tutkimuksissa. Kliinisessä aineistossa TLR:ien ilmentyminen kasvaa lineaarisesti kohti dysplasiaa Barrettin ruokatorvessa. TLR4:n korkea ilmentyminen solulimassa ja tumassa sekä TLR8:n ilmentyminen tumassa ovat yhteydessä metastaattiseen tautiin ja huonoon ennusteeseen. Tulosten perusteella bakteerit näyttävät heikentävän TLR:ien toimintaa suolistossa. Lisäksi kaikilla tutkituilla TLR:illä (1–9) näyttää olevan osuutta Barrettin dysplasian etenemisessä kohti syöpää. TLR1, TLR4 ja TLR8 ovat mahdollisia terapeuttisia kohteita ruokatorven adenokarsinoomassa.

Abstract Colorectal cancer is the third most common cancer in the developed countries. Originally, development of CRC was thought to proceed by a sequence of steps known as an adenoma-carcinoma sequence. At present CRC is recognized as a disease developing through diverse pathways. Serrated adenocarcinoma represents an endpoint of tumors developing from serrated pathway. This thesis focuses on studying the molecular alterations in serrated adenocarcinoma. Microsatellite instability, hypermethylation of promoter region in DNA repair genes hMLH1 and MGMT, frequency of KRAS and BRAF mutations and mutation spectrum of PTCH1 was determined in serrated adenocarcinomas (n=42) and compared to non-serrated adenocarcinomas (n=75). MSI, particularly low level of MSI (p=0.02) and methylation of both hMLH1 and MGMT promoters (p=0.004, p=0.026) were found to be more prevalent for serrated CRC. BRAF mutation was frequent and specific to serrated adenocarcinomas (p&lt;0.001) and KRAS mutations were more frequent in serrated adenocarcinomas than in non-serrated cancers (p=0.002). A significant association between BRAF mutation, hMLH1 and MGMT methylation and MSI-H phenotype was found in serrated carcinomas. KRAS mutation was seen in association with MSS/MSI-L phenotype; in fact, if serrated adenocarcinoma presents with MSI-L there always seems to be a KRAS mutation as well. Negative immunohistochemical staining of the hMLH1 enzyme was in association with methylation of the gene and proved reliable in the detection of MSI-H phenotype (p&lt;0.0001). Sequencing analysis of the whole coding regions of the PTCH1 gene did not reveal any truncating mutation to explain the previously detected downregulation of the gene in serrated CRCs. In conclusion, serrated adenocarcinomas proved to be an independent, but heterogeneous subtype of CRCs. High combined mutation rate (79–82%) of KRAS and <I>BRAF</I> in serrated adenomas and adenocarcinomas indicates that MAPK activation is a crucial part of the serrated pathway. BRAF mutations are specific for serrated adenocarcinoma, and identify a subset of serrated adenocarcinomas with gene methylation and a tendency for MSI-H. High frequency of KRAS mutations in serrated adenocarcinomas suggests that a significant proportion of KRAS-mutated CRCs originate from serrated precursors. / Tiivistelmä Paksu- ja peräsuolisyöpä eli kolorektaalisyöpä on Suomessa kolmanneksi yleisin syöpätyyppi. Syöpää edeltävien muutosten tunnistaminen on tärkeää, jotta sen ehkäisy ja seuranta olisi tehokasta. Tavallisia adenoomapolyyppeja on pidetty tärkeimpinä kolorektaalisyövän esiastemuutoksina. 2000-luvulla on havaittu, että nk. sahalaitapolyypit edustavat tärkeää osaa esiastemuutoksista, ja näistä kehittyvää syöpää kutsutaan sahalaitaiseksi syöväksi. Sahalaitaisen syövän kehittymismekanismit eroavat huomattavasti tavallisesta kolorektaalisyövästä. Tässä väitöskirjassa keskityttiin tutkimaan sahalaitaiselle syövälle tyypillisiä morfologisia piirteitä sekä geneettisiä muutoksia. Työssä selvitettiin DNA mikrosatelliitti-instabiliteetin sekä DNA korjausgeenien hMLH1 ja MGMT promoottorialueiden hypermetylaation esiintyminen, nk. MAPK –signaalinsiirtoreitin komponenttien, KRAS ja BRAF -geenien, mutaatioiden yleisyys sekä PTCH1 geenin mutaatiokirjo sahalaitaisissa (n=42) ja tavallisissa kolorektaalisyövissä (n=75). DNA:n mikrosatelliitti-instabiliteetti, erityisesti matala-asteisena (MSI-L) (p=0.02) sekä <I>MLH1</I> ja hMGMT -geenien metylaatio (p=0.004, p=0.026) olivat yleisempiä sahalaitaisissa syövissä. <I>BRAF</I> mutaatio oli yleinen sekä spesifinen sahalaitasyöville (p&lt;0.001). Myös KRAS -mutaatiot olivat yleisempiä sahalaitaisissa syövissä (p=0.002). BRAF mutaatio, hMLH1 sekä MGMT metylaatio ja korkea-asteinen mikrosatelliitti-instabiliteetti (MSI-H) esiintyivät hyvin usein yhdessä sahalaitaisissa syövissä. Sahalaitaisissa syövissä KRAS –mutaatiot liittyivät MSI-L fenotyyppiin. hMLH1 geenin ilmentyminen tutkittiin myös immunohistokemiallisesti. Sahalaitaisissa syövissä MLH1 –proteiinin häviäiminen oli yhteydessä metylaatioon ja liittyi spesifisesti MSI-H:n esiintymiseen (p &lt; 0.0001). PTCH1 geenin sekvensointi ei paljastanut proteiinin toimintaa vahingoittavia muutoksia, eikä tuloksen perusteella pystytä selittämään aikaisemmin havaittua geenin ilmentymisen häviämistä sahalaitaisessa syövässä. Tulosten perusteella sahalaitainen syöpä on oma, mutta heterogeeninen kolorektaalisyövän alatyyppi. KRAS ja BRAF –geenien aktivoivien mutaatioiden yleisyys (79–82%) osoittaa, että MAPK -reitin aktivaatio on tärkeää sahalaitaisen syövän kehityksessä. BRAF -mutaatiot ovat spesifisiä sahalaitaisille syöville, ja yhdessä metylaation sekä MSI-H:n kanssa identifioi osan sahalaitasyövistä omaksi ryhmäkseen. <I>KRAS</I> –mutaatioiden yleisyys sahalaitaisissa syövissä antaa aiheen epäillä, että merkittävä osa KRAS –mutaation sisältävistä kolorektaalisyövistä kehittyy sahalaitapolyypeista.