Abstract Leptin is a hormone secreted by adipose tissue. It is involved in the regulation of appetite and energy expenditure. Leptin binds to its receptor (LEPR) that is expressed in the central nervous system as well as in other tissues including adipocytes and endothelial cells. Plasma leptin level reflects the amount of adipose tissue and previously, it has been shown to be associated with the risk for coronary artery disease. Two LEPR polymorphisms, Lys109Arg and Gln223Arg, have been extensively studied and they have been associated with several risk factors of atherosclerosis. Earlier studies have also shown that the risk for developing atherosclerosis and various other diseases might already be determined during the fetal period or immediately after birth. It seems that intrauterine undernourishment might cause changes on epigenetic level and result in alterations in gene expression. It has been suggested that the impaired fetal growth could affect plasma leptin level and leptin messenger RNA expression from adipose tissue. Long-term fructose consumption has also been shown to result in leptin resistance. Recently, leptin has been observed to be associated with autophagy. Autophagy has been demonstrated to act in several interesting processes such as fat storage in adipocytes and liver. Autophagy and the leptin system might also regulate each another. The aim of this thesis was to investigate the association of LEPR polymorphisms with thickness of the wall of carotid artery as well as with fatal and nonfatal cardiovascular disease events. In addition, we aimed to clarify the effects of fetal undernourishment and fructose consumption on the leptin system and autophagy. We were also interested in studying the role of the leptin system and autophagy in elevated triglycerides and liver fat accumulation seen as a result of high-fructose diet. In our studies, we observed that LEPR polymorphisms, Lys109Arg and Gln223Arg, are associated with intima-media thickness of carotid artery. Moreover, 19-year follow-up study showed that 109Arg homozygotes display lower incidence of cardiovascular events and lower total mortality. In our animal experiments, we were able to detect that fructose diet affects both LEPR isoform and autophagy gene expression. It seems that these changes might partly explain the mechanism behind the rise in blood triglyceride levels and liver fat accumulation caused by fructose diet. In conclusion, the results of this study clarify the role of leptin receptor in cardiovascular diseases. In addition, they offer new information especially about the effects of fructose diet on the leptin system, the dysfunction of which might predispose to the development of diseases. / Tiivistelmä Leptiini on rasvakudoksen tuottama hormoni. Se osallistuu ruokahalun ja energiankulutuksen säätelyyn. Leptiini sitoutuu reseptoriinsa (LEPR), joita on sekä keskushermostossa että muissakin kudoksissa, myös adiposyyteissä ja endoteelisoluissa. Plasman leptiinitaso heijastaa rasvakudoksen määrää ja sen on aiemmin osoitettu olevan yhteydessä sepelvaltimotaudin riskiin. Erityisesti kahta LEPR:n polymorfiaa, Lys109Arg ja Gln223Arg, on tutkittu aiemmin ja niiden on osoitettu olevan yhteydessä useisiin ateroskleroosin riskitekijöihin. Aiemmat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että ateroskleroosiin ja useisiin muihin sairauksiin sairastumisen riski voi osittain määräytyä jo sikiöaikana tai varhain syntymänjälkeisen kehityksen aikana. Vaikuttaa siltä, että sikiöaikainen aliravitsemus voi aikaansaada muutoksia epigeneettisellä tasolla ja aiheuttaa näin muutoksia geeniekspressiossa. On ehdotettu, että sikiön heikentynyt kasvu vaikuttaisi plasman leptiinitasoon ja rasvakudoksen leptiinin lähetti-RNA:n ilmentymiseen. Pitkäaikaisen fruktoosinkulutuksen on myös osoitettu aiheuttavan leptiiniresistenssiä. Hiljattain leptiinin on havaittu olevan yhteydessä myös autofagiaan. Autofagian on osoitettu vaikuttavan useisiin kiinnostaviin prosesseihin, kuten rasvan varastoitumiseen adiposyytteihin sekä maksaan. Autofagia ja leptiinijärjestelmä mahdollisesti myös säätelevät toisiaan. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia LEPR-polymorfioiden yhteyttä kaulavaltimon seinämän paksuuteen sekä sydän- ja verisuonitautitapahtumiin ja kuolleisuuteen. Pyrimme lisäksi selvittämään sikiöaikaisen aliravitsemuksen ja fruktoosin käytön vaikutusta leptiinijärjestelmään sekä autofagiaan ja olimme kiinnostuneita tutkimaan näiden osuutta fruktoosin kulutuksen seurauksena nähtävien metabolisten muutosten, kuten kohonneiden triglyseridien sekä maksan rasvoittumisen, synnyssä. Tutkimuksessamme havaittiin yhteys LEPR polymorfioiden Lys109Arg ja Gln223Arg sekä kaulavaltimon paksuuden välillä. Lisäksi 19-vuoden seurantatutkimus osoitti 109Arg-homotsygotian liittyvän pienentyneeseen sydän- ja verisuonitapahtumien ilmaantuvuuteen sekä matalampaan kokonaiskuolleisuuteen. Eläinmallissamme havaitsimme sekä LEPR-muotojen että autofagiageenien ilmentymisen muuttuneen fruktoosidieetin vaikutuksesta. Vaikuttaa siltä, että nämä muutokset voisivat osaltaan selittää esimerkiksi fruktoosiruokavalion aiheuttaman veren triglyseriditasojen nousun sekä maksan rasvoittumisen rotilla. Tutkimuksen tulokset selventävät leptiinireseptorin roolia sydän- ja verisuonitautien taustalla. Lisäksi ne tarjoavat uutta tietoa erityisesti fruktoosinkulutuksen vaikutuksesta leptiinijärjestelmään, jonka häiriöt altistavat sairauksien kehittymiselle.

Abstract Resistin was discovered in the year 2000. In the mouse, it was reported to be produced by adipocytes and to be linked with insulin resistance and obesity. Human resistin has been shown to be produced by leucocytes but the literature contains contradictory results on its association with obesity and type 2 diabetes. Aim of this study was to clarify the role of resistin in the human context especially in type 2 diabetes and atherosclerosis. The first study examined the possible association of human resistin gene variants with type 2 diabetes. The studied three variants were not associated with type 2 diabetes though they were demonstrated in the second study to be associated with the plasma resistin concentration. However, two gene variants were associated with the prevalence of cerebrovascular disease in subjects with type 2 diabetes. In the third work, the association of the plasma resistin level with the risk factors of atherosclerosis and early atherosclerosis measured with carotid artery intima-media thickness (IMT) were studied. Plasma resistin level was not associated with IMT independently from the known risk factors of atherosclerosis. However, resistin was associated with inflammatory markers highly sensitive CRP and the number of leucocytes whereas insulin resistance did not associate with resistin. In the fourth study, resistin expression in different leucocytes and its modulation, as well as the effect of resistin on monocyte adhesion to endothelium were evaluated. The novel discovery was that resistin is expressed in all the main leucocyte lineages, with monocytes and neutrophils exhibiting the highest relative mRNA and protein levels of resistin. Resistin expression was up-regulated by pro-inflammatory factors in the cells of both innate and adaptive immunity. The present results demonstrating that resistin increases adhesion and expression of some adhesion molecules support the hypothesis that resistin may be involved in the development of atherosclerosis. The above results indicate that resistin is widely produced by leucocytes and therefore may participate in inflammatory processes. Since it may be considered as an inflammatory cytokine, resistin may also influence the development of atherosclerosis. In the future, resistin could possibly be used as a marker of inflammation. / Tiivistelmä Vereen erittyvä uusi hormoni, resistiini, löydettiin vuonna 2000. Hiirellä resistiinin on havaittu erittyvän rasvasoluista ja sen on arveltu toimivan linkkinä lihavuuden ja insuliiniresistenssin välillä. Ihmisellä resistiinin tehtävä on toistaiseksi huomattavasti epäselvempi ja toisin kuin hiirellä ihmisen resistiinin korkein ilmentymistaso on valkosoluissa. Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli selvittää ihmisen resistiinin toimintaa ja erityisesti sen liittymäkohtia tyypin 2 diabetekseen ja ateroskleroosiin. Ensimmäisessä osatyössä on selvitetty resistiini-geenin nukleotidimuuntelun yhteyttä tyypin 2 diabetekseen ja siihen liittyviin tekijöihin diabetespotilasaineistossa. Resistiinin geenimuuntelu ei tulosten perusteella ole yhteydessä tyypin 2 diabetekseen, vaikka sillä näyttääkin olevan vaikutusta plasman resistiini-pitoisuuteen, mikä havaittiin toisessa osatyössä. Geenimuuntelulla oli havaittavissa yhteyttä aivovaltimosairauteen. Kolmannessa osatyössä plasman resistiinipitoisuuden yhteyttä valtimonkovettumatautiin ja sen riskitekijöihin tutkittiin Pohjois-Pohjanmaalta kerätyssä aineistossa (n = 525). Plasman resistiinipitoisuudella ei havaittu itsenäistä yhteyttä kaulavaltimonseinämänpaksuuteen, joka kuvastaa alkuvaiheen valtimokovettumataudin tasoa. Tulehdukselliset merkit kuten veren valkosolujen määrä ja plasman CRP-pitoisuus liittyivät suurentuneeseen plasman resistiinipitoisuuteen mutta insuliiniresistenssimuuttujat eivät. Neljännessä osatyössä tutkittiin resistiinin ilmentymistä. Resistiinin havaittiin ilmentyvän kaikissa keskeisissä valkosolutyypeissä ja lisäksi tulehdustekijät lisäsivät sen tuottoa. Erityisesti neutrofiileissä ja monosyyteissä resistiinin ilmentymistasot olivat korkeita. Endoteelisoluilla selvitettiin resistiinin vaikutuksia ateroskleroosiin liittyviin muutoksiin. Resistiini lisäsi monosyyttien kiinnittymistä endoteelisoluihin, mikä on tyypillinen ilmiö varhaiselle ateroskleroosille. Tämän työn tulosten perusteella ihmisen resistiinillä ei ole merkittävää yhteyttä insuliiniresistenssiin ja tyypin 2 diabetekseen. Sen sijaan havainto resistiinin ilmentymisestä useammissa valkosolutyypeissä, kuin mitä aikaisemmin on raportoitu, ja yhteys tulehdustekijöihin osoittaa, että ihmisen resistiinin toiminta liittyy tulehdustiloihin. Resistiini aiheuttaa myös endoteelisoluissa samanlaisia ateroskleroosille altistavia muutoksia kuin muutkin tulehdustekijät. Tulevaisuudessa plasman resistiini-pitoisuutta voidaan mahdollisesti käyttää tulehdustilojen arvioinnissa.

Abstract Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease and infections potentially contribute to its pathogenesis. Oxidation of LDL (low-density lipoprotein) is a key event in atherogenesis. Lipid peroxidation produces reactive aldehydes such as malondialdehyde (MDA) and MDA-acetaldehyde that form immunogenic adducts on for example LDL particles. This thesis investigated natural IgM antibodies that recognize MDA and MDA-acetaldehyde adducts and bind, through molecular mimicry, to epitopes on oral pathogenic bacteria. In the first study, the induction of cross-reactive IgM antibodies binding to MDA adducts was investigated in mice immunized with periodontopathogen Porphyromonas gingivalis. The effect of immunization on the development of atherosclerosis was analyzed after a high fat diet. Immunization of mice with killed P. gingivalis elevated IgM levels to MDA adducts and reduced atherosclerosis. Mouse monoclonal IgM to MDA modified LDL recognized epitopes on P. gingivalis that were identified as gingipain protease enzyme of this bacterium. The presence of IgM with similar specificity was also demonstrated in human sera. In the second study the effect of immunization with MDA modified LDL in conferring protection against pathogen-accelerated atherosclerosis was investigated. Mice were immunized with MDA modified LDL before challenge with live P. gingivalis. The extent of atherosclerosis after a high fat diet was reduced in immunized mice compared to control groups. Immunized mice had elevated IgM and IgG levels to MDA modified LDL compared to controls. The third study investigated antibody recognition of MDA-acetaldehyde adducts in umbilical cord blood plasma of preterm and full-term newborns. Natural IgM to MDA-acetaldehyde adducts was enriched in umbilical cord blood plasma compared to maternal levels even in preterm neonates. This thesis highlighted the importance of immune recognition of MDA adducts by natural IgM antibodies, and demonstrated that pathogenic bacteria and MDA derived structures are recognized by natural IgM throughout the lifespan. These natural IgM are proposed to modulate the development of chronic inflammatory diseases such as atherosclerosis and periodontitis. / Tiivistelmä Valtimonkovettumatautiin, eli ateroskleroosiin, liittyy matala-asteinen tulehdustila, ja myös infektiot vaikuttavat taudin ilmentymiseen. LDL:n (low-density lipoprotein) hapettuminen on merkittävä valtimonkovettumataudin syntyä edistävä reaktio. Lipidiperoksidaatio tuottaa reaktiivisia aldehydejä, kuten malonidialdehydiä (MDA) ja MDA-asetaldehydiä, jotka muodostavat immuunijärjestelmän tunnistamia rakenteita esimerkiksi LDL-partikkeleihin. Väitöskirjassa tutkittiin luonnollisia IgM-vasta-aineita, jotka tunnistavat MDA- ja MDA-asetaldehydirakenteita, ja jotka rakenteiden samankaltaisuuden takia sitoutuvat myös parodontiittipatogeenien epitooppeihin. Ensimmäisessä työssä MDA-rakenteisiin sitoutuvien IgM-vasta-aineiden ristireaktiota tutkittiin hiirillä, jotka immunisoitiin Porphyromonas gingivalis parodontiittipatogeenillä. Hiirten immunisoiminen inaktivoidulla P. gingivalis bakteerilla lisäsi IgM-vasta-ainetasoja MDA-rakenteita vastaan ja vähensi valtimonkovettumatautia. MDA-LDL:ään sitoutuva hiiren monoklonaalinen IgM-vasta-aine sitoutui P. gingivalis bakteerin proteiineihin, joiden tunnistettiin olevan osia tämän bakteerin gingipain proteaasientsyymistä. Myös ihmisen seerumista osoitettiin IgM-vasta-aineita, joilla oli samantyyppinen sitoutumisspesifisyys. Toisessa työssä tutkittiin MDA-LDL-immunisaation suojaavaa vaikutusta infektion kiihdyttämän valtimonkovettumataudin synnyssä. Hiiret immunisoitiin MDA-LDL:llä ennen infektiota elävällä P. gingivalis bakteerilla. Valtimonkovettumatauti väheni immunisoiduilla hiirillä rasvaruokinnan jälkeen verrattuna kontrolliryhmiin. Immunisoiduilla hiirillä IgM- ja IgG-vasta-ainetasot MDA-LDL:ää vastaan olivat kohonneet verrattuna kontrolliryhmiin. Kolmannessa työssä tutkittiin, tunnistavatko ennenaikaisten ja täysiaikaisten vastasyntyneiden luonnolliset vasta-aineet MDA-asetaldehydirakenteita. IgM-vasta-aineita MDA-asetaldehydirakenteisiin esiintyi jo ennenaikaisesti syntyneiden napaverinäytteissä. MDA-asetaldehydiin sitoutuvien IgM-vasta-aineiden määrä vastasyntyneillä oli korkeampi verrattuna äiteihin. MDA-rakenteet ovat yksi tärkeä kohde immuunijärjestelmän luonnollisille IgM-vasta-aineille, jotka tunnistavat myös taudinaiheuttajabakteereja. Näillä vasta-aineilla voi olla vaikutusta kroonisten tulehdustautien, kuten valtimonkovettumataudin ja parodontiitin syntymekanismeissa.

Abstract Oxygen is vital for human survival. To ensure its sufficient supply, the body has an intricate system, which involves the circulatory, respiratory and neuroendocrine systems. When oxygen is lacking, a state of hypoxia occurs, and adaptive changes in gene expression increase oxygen delivery to promote survival. The key regulator of the transcriptional hypoxia response is hypoxia-inducible factor (HIF) which targets over 1000 genes. The HIF prolyl 4-hydroxylases (HIF-P4Hs) govern the stability of HIF in an oxygen-dependent fashion. In our studies we investigated whether activation of the hypoxia response through inhibition of either of two distinct HIF-P4Hs, HIF-P4H-2 or P4H-TM would reduce atherosclerosis in mice. We found that inhibition of HIF-P4H-2 led to reductions in numbers of atherosclerotic plaques, and levels of serum cholesterol and inflammation in white adipose tissue and aortic plaques. In addition, HIF-P4H-2 deficient mice had elevated levels of modified LDL-targeting, atheroprotective circulating autoantibodies. The P4H-TM knockout mice also had reduced numbers of atherosclerotic plaques and increased levels of atheroprotective autoantibodies in their sera, but in contrast to the HIF-P4H-2 deficient mice, they also showed a reduction in serum triglyceride levels. To determine how hypoxia alters maternal glucose and lipid metabolism in pregnancy, we studied pregnant mice that were predisposed to a hypoxic condition (15% ambient O2). We found that they had enhanced glucose metabolism due to reduced insulin resistance and an increased flux of glucose to maternal tissues. The hypoxic dams also failed to gain weight and store adipose tissue in the anabolic phase to the same extent as normoxic control dams. These results implicate HIF-P4H inhibition as a novel therapeutic mechanism for atherosclerosis, and suggest that the small molecule HIF-P4H inhibitors currently in clinical trials for renal anemia may have further possible therapeutic applications. In addition, greater understanding of the changes in maternal metabolism that underly reduced fetal growth in hypoxic conditions, and the development of targeted interventions may allow the preservation of fetal growth in cases of maternal hypoxia. / Tiivistelmä Happi on ihmiselle elintärkeää. Tämän vuoksi meille on kehittynyt pitkälle jalostunut verenkierto-, hengitys- ja neuroendokriininen järjestelmä sekä sellaisten geenien ilmentymisen muutoksia, jotka joko lisäävät hapen kuljetusta tai auttavat selviytymään hypoksisissa oloissa, jotta taataan riittävä hapen saanti. Hapen puutteessa hypoksiavaste, jonka tärkein säätelijä on hypoksiassa indusoituva transkriptiotekijä (HIF), aktivoituu. HIF:lla on yli 1000 kohdegeeniä joiden kautta sen vaikutukset välittyvät. HIF-prolyyli-4-hydroksylaasit (HIF-P4H:t) säätelevät HIF:n stabiilisuutta hapesta riippuvaisesti. Tutkimuksessamme selvitimme, vähentääkö hypoksiavasteen aktivointi HIF-P4H-2:n tai P4H-TM:n inhibition kautta ateroskleroosia hiirillä. Tuloksena oli, että HIF-P4H-2:n inhibitio vähensi ateroskleroottisia plakkeja, seerumin kolesterolia ja inflammaatiota valkoisessa rasvakudoksessa sekä plakeissa. Lisäksi hiirillä, joilta puuttui HIF-P4H-2, oli lisääntynyt määrä ateroskleroosilta suojaavia muokattua LDL:ää sitovia autovasta-aineita seerumissa. P4H-TM-poistogeenisillä hiirillä todettiin vastaavasti vähemmän ateroskleroottisia plakkeja ja lisääntynyt määrä ateroskleroosilta suojaavia autovasta-aineita seerumissa. Poiketen HIF-P4H-2-puutteisista hiiristä, niillä oli matalammat seerumin triglyseridi-tasot. Tutkimme raskaina olevia hiiriä, jotka altistimme hypoksisille olosuhteille (15% O2), jotta pystyisimme määrittämään, kuinka hypoksia vaikuttaa äidin sokeri- ja rasva-aineenvaihduntaan. Hypoksiassa raskaana olevilla hiirillä todettiin tehostunut sokeriaineenvaihdunta, joka oli seurausta alentuneesta insuliiniresistenssistä sekä lisääntyneestä sokerin sisäänotosta äidin kudoksiin. Hypoksiassa eivät raskaana olevien hiirten paino eivätkä rasvavarastot lisääntyneet samassa suhteessa normoksiassa raskaana olevien hiirten kanssa. Nämä tulokset tarjoavat uusia mahdollisuuksia HIF-P4H-inhibition käyttämiseen terapeuttisena vaihtoehtona ateroskleroosin hoidossa ja ehkäisemisessä. Kliinisissä kokeissa munuaisperäisen anemian hoidossa olevat HIF-P4H-estäjät voisivat näin ollen saada lisää indikaatioita. Lisäksi korkean ilmanalan aiheuttaman pienipainoisuuden takana olevien aineenvaihdunnan muutoksien ymmärtäminen voi mahdollistaa sikiön kasvun turvaamisen spesifein interventioin.

Abstract Atherosclerosis is the major cause of cardiovascular diseases and the leading cause of death globally. Atherosclerosis is a complex, chronic disease characterized by lipid accumulation and inflammation within the intima layer of vessel wall. Novel biomarkers and therapeutics are still being sought to provide both better diagnosis and treatment. Ghrelin represents an attractive target for studies into atherosclerosis. Ghrelin is a gastric peptide hormone, which has multiple functions, including regulation of appetite and energy metabolism. Emerging evidence suggests that it may also have a role in the cardiovascular and immune systems. The aim of the present study was to explore the role of ghrelin in atherosclerosis. The specific aims were 1) to investigate the association between the plasma ghrelin level and early atherosclerosis as determined by carotid artery intima media thickness (IMT) in a large (n =  1024) cross-sectional population-based study of middle-aged subjects, 2) to measure the associations between plasma ghrelin levels and already established risk factors of atherosclerosis in human subjects, 3) to assess the effects of ghrelin on atherogenesis in vitro by analyzing monocyte adhesion to endothelial cells, oxidized low density lipoprotein (LDL) binding and acetylated LDL uptake using macrophages, and 4) to study the influence of ghrelin on atherosclerosis using ghrelin vaccination in a mouse model of atherosclerosis. Plasma total ghrelin levels were positively associated with carotid IMT in male subjects. Association studies demonstrated plasma ghrelin levels to be negatively associated with total and LDL cholesterol, and triglyceride concentrations as well as with body mass index (BMI), and positively assocated with high density lipoprotein (HDL) cholesterol concentration in postmenopausal women and in a population-based study. In addition, estrogen increased plasma acylated ghrelin levels in postmenopausal women. Cell culture studies demonstrated that ghrelin could increase the binding of oxidized LDL and monocytes to endothelial cells. Interestingly, when endothelial cells were stimulated with tumor necrosis factor α (TNFα), then ghrelin prevented monocyte adhesion. The study with LDL receptor knockout mice, revealed that ghrelin vaccination could increase plasma ghrelin levels but had no effects on the development of atherosclerosis. However, the plasma MCP-1 level decreased in mice immunized with ghrelin vaccine. In conclusion, these studies suggest that ghrelin has modulatory functions in the vascular system and atherogenesis though the effect may not be as dominant as that of the known traditional risk factors. Whether this effect of ghrelin is positive or negative in atherogenesis will be clarified in further studies. / Tiivistelmä Sydän- ja verisuonitaudit ovat suurin kuolinsyy niin Suomessa kuin useimmissa länsimaissakin. Näiden sairauksien taustalla on yleensä valtimonkovettumatauti eli ateroskleroosi, joka voi kliinisesti ilmentyä mm. sepelvaltimotautina, aivoveritulppana ja laskimotautina. Ateroskleroosissa tulehdussoluja ja kolesterolia kertyy verisuonen seinämään muodostaen ahtauman eli ateroomaplakin valtimoon. Valtimonkovettumataudin riskitekijäitä tunnetaan jo hyvin, mutta uusia tautia ennustavia merkkiaineita sekä hoitomuotoja tarvitaan yhä. Greliini on mahalaukusta eritettävä peptidihormoni, joka osallistuu elimistössä mm. ruokahalun, energiametabolian, tulehdustekijöiden sekä sydän- ja verenkiertoelimistön toiminnan säätelyyn. Tämän työn tavoitteena oli tutkia greliinin yhteyttä ihmisen valtimonkovettumatautiin. Tutkimus toteutettiin käyttämällä kahta eri potilasaineistoa, soluviljelykokeita sekä valtimonkovettumataudin hiirimallia. Laajassa väestöpohjaisessa potilasaineistossa tutkittiin veren greliinipitoisuuden yhteyttä kaulavaltimon seinämän paksuuteen, jota pidetään valtimonkovettumista kuvaavana tekijänä. Veren greliinipitoisuuden yhteyttä valtimonkovettumataudin tunnettuihin riskitekijöihin tutkittiin myös laajassa potilasaineistossa sekä vaihdevuosi-ikäisillä naisilla, joille annettiin estrogeenikorvaushoitoa. Solukokeilla selvitettiin greliinin vaikutusta tärkeisiin valtimonkovettumataudin syntyvaiheisiin käyttäen monosyytti-, endoteelisolu- sekä makrofaagi-soluviljelmiä. Greliinin vaikutusta ateroskleroosiin in vivo selvitettiin rokottamalla LDL-reseptoripuutteiset hiiret greliini-rokotteella. Tutkimuksessa havaittiin yhteys veren korkean greliinipitoisuuden ja kaulavaltimon seinämän paksuuden välillä miehillä laajassa potilasaineistossa (n =  1024). Tulosta tukivat soluilla tehdyt kokeet, joissa greliini lisäsi hapettuneen LDL:n sitoutumista makrofaageihin sekä monosyyttien tarttumista endoteelisolujen pinnalle. Greliinin vaikutukset monosyyttien tarttumiseen endoteelisolujen pinnalle olivat päinvastaiset silloin, kun endoteelisolut käsiteltiin tulehdusta stimuloivalla tekijällä. Matalat veren greliinipitoisuudet olivat myös yhteydessä korkeisiin LDL-kolesteroli- ja triglyseriditasoihin sekä painoindeksiin ja matalaan HDL-kolesterolitasoon potilasaineistoissa. Estrogeeni nosti veren greliinipitoisuutta vaihdevuosi-ikäisillä naisilla. Greliinirokote ei vaikuttanut ateroskleroosin kehittymiseen hiirimallissa. Tutkimustulosten perusteella greliinillä näyttäisi osallistuvan valtimonkovettumataudin kehitykseen, vaikkakin sen vaikutus on pienempi kuin aiemmin tunnetuilla taudin riskitekijöillä.

Abstract Cardiovascular diseases (CVD), and especially atherosclerotic vascular diseases (ASVD), are the largest cause of morbidity and premature death worldwide. Coronary heart disease (CHD) and cerebrovascular disease (stroke) are common and severe manifestations of ASVD. Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease and lipoprotein metabolism disorder. If the regulation of inflammatory process is disturbed, the systemic release of pro-inflammatory mediators, including matrix metalloproteinases (MMPs), may lead to a low-grade systemic inflammation, which is a risk factor for CVDs. MMPs are enzymes that are responsible for the degradation of the extracellular matrix (ECM) during growth and tissue renewal but also in many pathological conditions. These ECM degrading proteases and their regulators play an important role in atherogenesis and subsequent plaque rupture, leading to acute cardiovascular manifestations. The pivotal role of MMPs in atherosclerosis has raised interest in the development of drug therapies targeting these proteases. Doxycycline has inhibitory effects on some MMPs in addition to its antimicrobial properties. The main objective of this thesis project was to investigate the potential of these inflammatory mediators as biomarkers, risk factors, and therapeutic targets in CVD. The special focus was on MMP-8 and its main regulator, tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP)-1. The results of this study show that a high serum MMP-8 concentration indicates an acute cardiac condition and predicts a future CVD event. In addition to MMP-8, MMP-7 is a potential biomarker for incident CVD. The balance between these MMPs and their tissue inhibitor may indicate vulnerability to plaque rupture. Measurement of serum MMP-8 concentration is reliable, anti-invasive and inexpensive and can be done in hospital settings. We also show that regular-dose doxycycline decreases the systemic inflammatory burden in patients with earlier myocardial infarction and is a promising anti-inflammatory therapy in the prevention of CVDs with relatively minor side effects. In conclusion, MMP-8 and TIMP-1 can be considered inflammatory risk markers of CVD events and death, and they can be utilized both for diagnostic and screening purposes. The inhibition of MMP-8 by doxycycline may reduce the systemic inflammatory burden in patients with myocardial infarction. / Tiivistelmä Sydän- ja verisuonisairaudet, erityisesti ateroskleroottiset valtimosairaudet, ovat maailman yleisin sairastuvuuden ja ennenaikaisen kuoleman syy. Sepelvaltimotauti ja aivohaveri ovat ateroskleroottisen valtimosairauden yleisiä ja vakavia ilmenemismuotoja. Ateroskleroosi on krooninen tulehduksellinen sairaus ja lipoproteiiniaineenvaihdunnan häiriö. Jos tulehdustapahtuma häiriintyy, elimistöön vapautuvat tulehdusvälittäjäaineet, kuten matriksin metalloproteinaasit (MMP), voivat aiheuttaa elimistön matala-asteisen tulehduksen, joka on sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijä. MMP:t ovat entsyymejä, jotka pilkkovat solunväliainetta kasvun ja kudosten uusiutumisen mutta myös monien tautitilojen yhteydessä. Nämä soluväliainetta hajottavat proteaasit ja niiden säätelijät ovat tärkeässä roolissa ateroskleroottisen plakin muodostumisessa ja repeämisessä, joka johtaa äkillisiin sydäntautitapahtumiin. Matriksin metalloproteinaasien keskeinen rooli ateroskleroosissa on herättänyt kiinnostusta niihin kohdistuvan lääkehoidon kehittämiseen. Doksisykliinillä on joidenkin MMP-entsyymien toimintaa estävä vaikutus antimikrobiaalisten ominaisuuksiensa lisäksi. Tämän väitöskirjatutkimuksen päätavoitteena oli tutkia näiden tulehdusvälittäjäaineiden mahdollisuuksia biomarkkereina, riskitekijöinä ja lääkehoidon kohteena sydän- ja verisuonisairauksissa. Erityinen kiinnostuksen kohde oli MMP-8 ja sen pääsäätelijä ja kudosestäjä, tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (TIMP)-1. Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että seerumin korkea MMP 8 pitoisuus viittaa akuuttiin sydäntautiin ja ennakoi tulevaa sydäntautitapahtumaa. MMP-8:n lisäksi MMP-7 on lupaava sydäntapahtuman biomarkkeri. Näiden matriksin metalloproteinaasien ja niiden kudossäätelijä TIMP-1:n välinen tasapaino voi liittyä ateroskleroottisen plakin haurauteen. Seerumin MMP-8:n mittaus on luotettavaa, kajoamatonta ja edullista, ja mahdollista toteuttaa myös sairaalaolosuhteissa. Näytämme myös, että doksisykliini vähentää elimistön tulehdustaakkaa sydäninfarktin sairastaneilla potilailla ja että se on sydäntautien ehkäisyssä lupaava anti-inflammatorinen lääke, jolla on suhteellisen vähän sivuvaikutuksia. Johtopäätöksenä on, että MMP-8:aa ja TIMP-1:tä voidaan pitää lupaavina sydän- ja verisuonitautien sekä kuoleman biomarkkereina sekä diagnostiikka- että seulontakäytössä. Lisäksi tutkimustulokset osoittavat, että MMP-8:n esto doksisykliinillä voi vähentää elimistön tulehdustaakkaa sydänkohtauksen sairastaneilla potilailla.

Abstract The atherosclerotic plaques develop with the adhesion of inflammatory cells and lipids onto the innermost layer of the vessel. They may eventually occlude the vessel impairing blood flow. A severe complication is the rupture of a plaque resulting in the formation of a thrombus that can cause myocardial infarction or stroke. Though a large number of risk factors for atherosclerosis have been identified, the pathogenesis of atherosclerosis is far from unravelled. The aim of the present work was to study both traditional as well as potential novel risk factors of atherosclerosis. The first study examined the relationship between IGF-I concentrations and carotid artery atherosclerosis and its metabolic risk factors. Low IGF-I concentrations were associated with several cardiovascular risk factors. A positive association was observed between IGF-I concentrations and carotid artery intima-media thickness in women. The results suggest that IGF-I may be involved in the pathogenesis of atherosclerosis. Interestingly, the effect may manifest differentially in men and women. The second study focused upon the effects of obesity and weight loss on liver gene expression. A global decrease in gene expression was observed. The down-regulated genes included genes involved in the ubiquitin cycle, which may point to a reduction in oxidative stress due to the hypocaloric diet. The down-regulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma cofactor 1 alpha (PGC-1α) may be related to improved insulin sensitivity. Several novel genes not previously linked to obesity and weight loss were also discovered. In the third and fourth studies, the developmental origins of atherosclerosis hypothesis was studied in a rat model of fetal undernutrition. Unfavourable changes in the obesity-related peptide hormones adiponectin and resistin were observed which could predispose to insulin resistance in later life. In addition, total cholesterol levels were elevated in the undernourished offspring. The gene expression changes in the rat pups suggest that the development of pancreas was affected, which might further contribute to disturbances in insulin and glucose metabolism. / Tiivistelmä Ateroskleroosi eli valtimonkovettumatauti on sairaus, joka saa alkunsa verisuonen sisäseinämään kiinnittyvistä tulehdussoluista ja veren rasvapartikkeleista, joista muodostuu pitkän ajan kuluessa ateroskleroottisia plakkeja. Plakit voivat kasvaessaan heikentää veren virtausta valtimoissa ja pahimmillaan jopa tukkia suonen kokonaan. Mikäli plakki repeää, voi muodostua verihyytymä joka sydämessä aiheuttaa sydäninfarktin ja aivoissa aivoinfarktin. Vaikka useita ateroskleroosille altistavia tekijöitä tunnetaan, taudin syntymekanismit ovat vielä suurelta osin selvittämättä. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia sekä ateroskleroosin perinteisiä että mahdollisia uusia riskitekijöitä. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin insuliininkaltaisen kasvutekijä I:n (IGF-I) yhteyttä kaulavaltimon ateroskleroosiin sekä perinteisiin ateroskleroosin riskitekijöihin. Matalat IGF-I pitoisuudet liittyivät moniin ateroskleroosin riskitekijöihin. Naisissa korkeammat IGF-I pitoisuudet kuitenkin yhdistyivät paksumpaan kaulavaltimoon, mikä viittaa ateroskleroosiin. Tulosten perusteella IGF-I saattaa liittyä ateroskleroosin kehitykseen ja mahdollisesti sen vaikutukset ilmenevät naisissa ja miehissa eri tavoin. Toisessa osatyössä tutkittiin maksan geenien ilmentymistä lihavuudessa ja laihdutusjakson jälkeen. Laihduttaneessa ryhmässä 142:n geenin ilmentyminen oli vähentynyt ja vain yhden lisääntynyt suhteessa kontrolliryhmään. Ubikitiini-syklin geenien ilmentymisen väheneminen voi viitata vähentyneeseen oksidatiiviseen stressiin elimistössä dieetin seurauksena. Muun muassa diabetekseen liittyvän geenin, peroxisome proliferator-activated receptor gamma cofactor 1 alpha, väheneminen puolestaan voi liittyä parantuneeseen insuliiniherkkyyteen laihduttaneissa. Lisäksi tässä työssä tuli esiin monia uusia, mielenkiintoisia geenejä, joita ei aiemmin ole yhdistetty lihavuuteen tai ateroskleroosiin. Kolmannessa ja neljännessä osatyössä selvitettiin ns. Barkerin hypoteesia, eli sitä, voisiko sairastumisalttius määräytyä jo sikiökauden ja varhaiskehityksen aikana. Rottakokeemme osoittivat, että sikiöaikaisen aliravitsemuksen seurauksena kolesteroliarvot olivat korkeammat ja että lihavuuteen liittyvien peptidihormonien, adiponektiinin ja resistiinin, pitoisuuksissa oli tapahtunut epäsuotuisia muutoksia, jotka voivat altistaa insuliiniresistenssille Tulokset viittasivat myös siihen, että aliravitsemus oli mahdollisesti vaikuttanut haiman kehitykseen, mikä voi myös osaltaan vaikuttaa mm. insuliini- ja sokeriaineenvaihduntaan. Tämänkaltaiset muutokset saattavat altistaa ateroskleroosille myöhemmällä iällä.

Abstract Blood pressure is usually measured on a clinic visit as a momentary value. It can also be defined as a continuum based on several repeated measurements. Ambulatory blood pressure measurement (ABPM) is a method of repeated BP measurements targeted to evaluate the circadian blood pressure (BP). Nondipping, i.e., the lack of reduction of BP during the night, has been shown to associate with cardiovascular endpoints. The aim of this study was to investigate the association between 24-hour ABPM and cardio-metabolic confounders in a cross-sectional, population-based study design. Particular attention was paid to the nondipping phenomenon. Adiponectin, a hormone secreted by the adipose tissue, has vasoprotective and anti-inflammatory effects. Reduced adiponectin level has been associated with hypertension. In this study adiponectin level was inversely associated with daytime systolic BP, but showed no association with nondipping. Hypertension is one component of metabolic syndrome (MS). MS has been associated with nondipping. The association between ABPM and metabolic abnormalities was studied in subjects without known hypertension or type 2 diabetes. Subjects with impaired glucose metabolism were more likely to belong to the group of nondippers. Fatty liver is considered as the hepatic manifestation of MS. A significantly higher prevalence of fatty liver has been seen in hypertensives compared to normotensive controls, elevating their risk for cardiovascular morbidity. The association between ABPM characteristics and fatty liver was evaluated in the present study. Significantly higher systolic ABPM levels were seen in subjects with fatty liver, but no association with nondipping existed. The kidney vasculature is prone to injury under a high continuous circadian BP load and lacking nighttime drop. This may lead to diminished glomerular filtration rate. Our study showed a significant independent association between renal function and the dipping status. Reduction in renal function was associated with increased risk of nondipping pattern. Carotid intima-media thickness (cIMT), the surrogate marker of early atherosclerosis, has been associated with blunted nocturnal BP drop. The association between cIMT and dipping status was explored. Nondipping pattern was associated with increased cIMT. In conclusion, ABPM specifies the information of circadian and nighttime BP level not achievable with conventional BP measurement. This is especially beneficial in metabolic abnormalities when the risk of cardiovascular morbidity is increased. / Tiivistelmä Väitöstutkimuksessa osoitettiin, että vuorokausiverenpaineen mittauksella eli ambulatorisella verenpaineenmittauksella on erityistä merkitystä sydän- ja verenpainesairastavuutta lisäävien metabolisten häiriöiden yhteydessä. Työssä haluttiin selvittää 24 tunnin aikana mitatun verenpainetason ja puuttuvan yöaikaisen verenpaineenlaskun eli nondipping-ilmiön yhteyttä tunnettuihin metabolisiin riskitekijöihin ja kaulavaltimoseinämän paksuuntumaan. Kyseessä on suomalaiseen, keski-ikäiseen väestöotokseen kohdistunut poikkileikkaustutkimus. Tavallisesti yöaikainen verenpainetaso laskee 10 % tai enemmän päiväaikaiseen verenpainetasoon nähden (dipping). Verenpaineen lasku voi kuitenkin jäädä puutteelliseksi (nondipping). Nondipping-ilmiön on todettu lisäävän sydän- ja verisuonisairastuvuuden riskiä. Kaulavaltimoseinämän paksuuntumaa on pidetty merkkinä varhaisesta valtimosairaudesta ja maksan rasvakertymä katsottu osaksi metabolista oireyhtymää. Metabolisiin häiriöihin sekä munuaistoiminnan häiriöihin liittyy lisääntynyt valtimosairauden riski. Väitöstutkimuksessa vuorokausiverenpaine mitattiin mukana kannettavalla automaattisella verenpaineenmittausmenetelmällä eli ambulatorisella verenpaineenmittauksella. Lisäksi verenpaine mitattiin tavalliseen tapaan vastaanottokäynnin yhteydessä. Maksan rasvaisuutta ja kaulavaltimon seinämäpaksuutta tutkittiin ultraäänilaitteella. Tavanomaisten taustamuuttujien lisäksi kerättiin laboratoriotietoa sokeriaineenvaihdunnasta, munuaissuodoksen määrästä sekä rasvakudoksen erittämän adiponektiinihormonin määrästä. Nondipping-ilmiön todettiin olevan itsenäisesti yhteydessä sokeriaineenvaihdunnan häiriöön, munuaissuodoksen alenemaan ja kaulavaltimon seinämäpaksuuntumaan. Kohonnut päiväaikainen systolinen verenpainetaso oli yhteydessä verisuoniston kannalta epäedulliseen adiponektiinihormonitasoon. Sekä systolinen että diastolinen verenpainetaso oli korkeampi henkilöillä, joilla todettiin maksan rasvoittuma kuin niillä, joilla ei ollut maksan rasvoittumaa. Tutkimus osoitti ambulatorisen verenpaineenmittauksen tuovan merkittävää lisätietoa etenkin sydän- ja verisuonisairastuvuuden riskiä jo sinällään lisäävissä tiloissa, kuten metabolisissa häiriöissä ja munuaistoiminnan alentumassa. Koska metaboliset häiriöt lisääntyvät jatkuvasti, on todennäköistä, että vuorokausiverenpaineen mittaus yleistyy osana valtimosairastavuuden kokonaisriskin arviointia.

Abstract Carbamylation of proteins in vivo occurs by cyanate, non-enzymatically when urea is dissociated, and by myeloperoxidase-catalyzed oxidation from thiocyanate. Carbamylation of low-density lipoprotein is suggested to enhance atherogenesis in patients with with chronic kidney disease and uremia. This thesis study assessed the questions of whether healthy humans or uremic patients under enhanced carbamylation have antibodies recognizing carbamyl-epitopes in plasma, and what is their role in vivo. Also, humoral immune response to carbamyl-LDL immunization and its impact on atherogenesis in LDLR-/- mice was investigated. In this thesis study, plasma antibodies to carbamylated proteins were detected in humans, and IgG antibodies to carbamylated proteins were associated with uremia and smoking, conditions with enhanced carbamylation. The human IgG and IgM antibodies binding to carbamyl-epitopes were associated with oxidation-specific epitopes in plasma. Monoclonal Fab antibodies with characteristics of a natural antibody and ability to bind both carbamyl- and malondialdehyde-derived epitopes were cloned from healthy humans. An investigated Fab antibody was able to bind epitopes found in atherosclerotic lesions and inhibit the uptake of modified LDL by macrophages. Human plasma antibodies and the monoclonal Fab bound to epitopes found on apoptotic cells. Human B-cells secreted antibodies with similar cross-reactive binding properties between carbamyl- and malondialdehyde adducts and apoptotic cells in vitro. Immunization with mouse carbamyl-LDL without adjuvant resulted in specific IgG immune response in LDLR-/- mice, but also a cross-reaction with malondialdehyde-adducts was observed. Carbamyl-LDL immunized mice had enhanced plasma antibody binding to apoptotic cells. Carbamyl-LDL immunization did not affect atherogenesis in mice. This thesis demonstrates that IgG antibodies to carbamyl-epitope might serve as a novel indicator of carbamylation in vivo in uremic patients or smokers. The cross-reactivity between antibodies binding to carbamylated and oxidation-specific epitopes, and apoptotic cells may have a role in explaining the link between enhanced atherogenesis and kidney disease. / Tiivistelmä Proteiinien karbamylaatiota tapahtuu syanaatin vaikutuksesta. Sitä muodostuu urean hajotessa tai myeloperoksidaasin katalysoimana tiosyanaatin hapettuessa. Low-density lipoproteiinin eli LDL:n karbamylaation on esitetty edistävän valtimonkovettumataudin eli ateroskleroosin kehittymistä munuaisten vajaatoimintaa sairastavilla ureemisilla potilailla. Väitöskirjatyössä tutkittiin, onko terveillä ihmisillä ja ureemisilla potilailla karbamyyli-epitooppeja tunnistavia vasta-aineita, ja mikä niiden merkitys on elimistössä. Humoraalista immuunivastetta karbamyyli-LDL-immunisaation jälkeen sekä sen vaikutusta ateroskleroosin kehittymiseen tutkittiin LDL-reseptoripuutteellisilla hiirillä. Tutkimuksessa osoitettiin, että ihmisillä on plasmassa karbamyloituja proteiineja tunnistavia vasta-aineita. IgG-luokan vasta-aineet ovat yhteydessä uremiaan ja tupakointiin, joissa karbamylaatio on lisääntynyt. Karbamyyli- ja hapettuneita epitooppeja tunnistavien plasman IgG- ja IgM-vasta-aineiden välillä havaittiin olevan yhteys. Työssä kloonattiin terveistä ihmisistä monoklonaalisia Fab-vasta-aineita, joilla on luonnollisten vasta-aineiden kaltaisia ominaisuuksia ja kyky sitoutua sekä karbamyyli- että malonidialdehydi-epitooppeihin. Yksi tutkittu Fab-vasta-aine sitoutui valtimonkovettumataudin ateroomissa oleviin epitooppeihin ja esti muuntuneen LDL:n sisäänoton makrofagi-soluihin. Ihmisen plasman vasta-aineet ja monoklonaalinen Fab-vasta-aine sitoutuivat apoptoottisten solujen pinnalla oleviin rakenteisiin. Soluviljelyolosuhteissa ihmisen B-solut tuottivat vasta-aineita, joilla oli samanlaisia ristireaktio-ominaisuuksia karbamyyli- ja malonidialdehydi-epitooppeja sekä apoptoottisia soluja kohtaan. Karbamyyli-LDL-immunisaatio sai aikaan IgG-immuunivasteen hiirillä karbamyyli-LDL:a kohtaan, mutta myös ristireaktio malonidialdehydi-rakenteita sekä apoptoottisia soluja kohtaan havaittiin. Karbamyyli-LDL-immunisaatio ei vaikuttanut ateroskleroosin kehittymiseen hiirillä. Tutkimus osoittaa, että IgG-vasta-aineet karbamyyli-epitooppeja kohtaan voivat olla uudenlainen karbamylaation merkkiaine elimistössä ureemisilla potilailla ja tupakoitsijoilla. Karbamyloituneiden ja hapettuneiden epitooppien sekä apoptoottisten solujen välillä havaituilla vasta-aineiden ristireaktioilla voi olla merkitystä valtimonkovettumataudin etenemiseen munuaisten vajaatoiminnassa.

Abstract The increasing prevalence of metabolic syndrome and the consequent cardiovascular diseases, including atherosclerotic diseases and type 2 diabetes, are a cause of public concern worldwide. This development has stimulated an active search for novel risk factors and new candidate genes. The hormones regulating energy balance and the polymorphisms associated with them are of special interest as potential risk factors for metabolic syndrome. Ghrelin is a novel peptide hormone from stomach with strong growth hormone releasing activity. It is also able to modify glucose and insulin metabolism, blood pressure levels, cardiac function, adipogenesis and inflammatory processes in experimental conditions. Whether ghrelin and ghrelin gene variations have a role in the development of metabolic syndrome and the associated diseases, is not known. In the present study, the associations between fasting plasma ghrelin concentrations, ghrelin gene mutations (Arg51Gln and Leu72Met), features of metabolic syndrome, type 2 diabetes and carotid artery atherosclerosis were analysed. In addition, the relationship between ghrelin and insulin-like growth factor I (IGF-I) concentrations was studied. The study population consisted of 1045 middle-aged subjects of the hypertensive and the control cohorts of the OPERA project from the City of Oulu, Finland. Low ghrelin concentrations were found to be associated with several components of metabolic syndrome: adiposity, low HDL cholesterol levels, high insulin concentrations and high blood pressure levels. The prevalence of insulin resistance and type 2 diabetes was increased amongst the subjects with low ghrelin concentrations. Out of the individual factors tested, IGF-I concentration was the most significant predictor of ghrelin concentrations. This negative association was strongest in the subjects with insulin resistance and type 2 diabetes, which suggests that changes in ghrelin/IGF-I interactions might be involved in the development of these conditions. The subjects with the Gln51 allele of the ghrelin gene had lower ghrelin concentrations and, consistent with the findings mentioned above, higher prevalence of type 2 diabetes and hypertension compared with the subjects homozygous for the Arg51 allele. No correlation between ghrelin and C-reactive protein concentrations was seen. However, there was a positive association between ghrelin concentrations and carotid artery intima-media thickness. This association was independent of the commonly recognised risk factors of atherosclerosis and was only seen in men, who also had more advanced atherosclerosis than women. These observations call for further studies to clarify the potential causative role of ghrelin in the etiology of metabolic syndrome, type 2 diabetes and atherosclerotic cardiovascular diseases. / Tiivistelmä Metaboliseen oireyhtymään liittyy kohonnut riski sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin kuten tyypin 2 diabetekseen ja sepelvaltimotautiin. Metabolisen oireyhtymän nopea esiintyvyyden kasvu on johtanut aktiiviseen uusien riskitekijöiden etsintään. Erityisen kiinnostuksen kohteena ovat olleet energia-aineenvaihduntaa säätelevät hormonit ja niihin liittyvät polymorfiat. Greliini on ensisijaisesti vatsalaukusta erittyvä hormoni, joka lisää voimakkaasti kasvuhormonin eritystä. Koeolosuhteissa sillä on myös vaikutuksia sokeriaineenvaihduntaan, verenpaineeseen, sydämen toimintaan, rasvakudoksen kehittymiseen ja tulehduksellisiin tapahtumiin, minkä perusteella on syytä epäillä greliinillä olevan osuutta metabolisen oireyhtymän ja siihen liittyvien sairauksien synnyssä. Tässä tutkimuksessa selviteltiin greliinin paastoplasmapitoisuuksien ja greliinipolymorfioiden (Arg51Gln ja Leu72Met) yhteyksiä metabolisen oireyhtymän piirteisiin, tyypin 2 diabetekseen ja kaulavaltimoiden ateroskleroosiin. Lisäksi tutkittiin greliinin ja insuliinin kaltaisen kasvutekijän (IGF-I) pitoisuuksien yhteyksiä. Tutkimusväestö koostui 1045 oululaisesta keski-ikäisestä OPERA tutkimukseen kuuluvasta henkilöstä. Tutkimuksessa matalien greliinipitoisuuksien havaittiin olevan yhteydessä useisiin metabolisen oireyhtymän piirteisiin: lihavuuteen, alhaisiin HDL kolesterolin pitoisuuksiin, korkeisiin insuliinipitoisuuksiin ja kohonneeseen verenpaineeseen. Matala greliinipitoisuus yhdistyi myös tyypin 2 diabeteksen ja verenpainetaudin esiintyvyyteen. Tutkituista tekijöistä IGF-I -pitoisuudet selittivät parhaiten greliinipitoisuuksia. Tämä käänteinen yhteys oli erityisen vahva tyypin 2 diabeetikoilla ja insuliiniresistenteillä henkilöillä viitaten greliinin ja IGF-I:n mahdollisen vuorovaikutukseen liittyvän näiden tilojen kehittymiseen. Lisäksi havaittiin, että greliinigeenin Gln51-alleelia kantavien henkilöiden greliinipitoisuudet olivat alhaiset, ja että he sairastivat enemmän diabetesta ja verenpainetautia kuin henkilöt jotka olivat homotsygootteja Arg51-alleelin suhteen. Greliinipitoisuudet ja C-reaktiivisen proteiinin pitoisuudet eivät korreloineet keskenään. Kaulavaltimon seinämäpaksuus korreloi positiivisesti greliinipitoisuuksien kanssa miehillä riippumatta perinteisistä ateroskleroosin riskitekijöistä. Tutkimustulokset tukevat olettamusta, että greliinillä saattaa olla merkitystä metabolisen oireyhtymän, tyypin 2 diabeteksen ja ateroskleroosin kehittymisessä. Jatkotutkimukset ovat tarpeen tämän yhteyden osoittamiseksi.