Abstract Bone is a highly vascularized tissue which enables a close interaction between blood vessels and osteoid complexes, including osteoblasts and osteoclasts. Iatrogenic bone loss, caused by a surgical intervention or trauma, disrupts circulation in the bone and leads to hypoxia and even necrosis of the adjacent bone. The mechanisms of the bone tissue healing process by regeneration are highly specific. The most common and predictable way to manage a large-sized skull bone defect has traditionally been using the patient’s own bone tissue graft. The problem with the method is damage and pain of the donor site caused by the operation and healing problems. In paediatric patients, there is a limited availability of adequate autologous bone grafts. For this reason, efforts have been made to develop substitute materials in order to avoid the need for large bone grafts. Autologous stem cells have proven to be promising targets for the development of bone substitutes for cranio-maxillofacial bone defects. The main objective of this study was to examine, by using an experimental animal model, differences in the healing of critical-sized calvarial bone defects, similar to cranioplasty, induced with different types of autogenous bone grafts and with adipose tissue- or bone marrow-derived stem cells grown in two commonly used biomaterials, tricalcium phosphate and bioglass. We also investigated the effect of tissue adhesive, fibrin glue, on the healing process of bone defects. The effect of the stimulating growth factor proteins BMP-2, BMP-7 and VEGF on tissue transplants and ossification was also studied. The results of this study support the previously reported findings of accelerated bone graft resorption associated with autologous bone graft use. In particular, the use of fibrin tissue glue in combination with autologous particulated bone grafts reduced the formation of new bone in calvarial lesions. During the initial healing of calvarial bone defects, tricalcium phosphate granules proved to be more effective than solid bioactive glass scaffolds. Furthermore, in combination with adipose-derived stem cells, tricalcium phosphate showed better bone regeneration than the same cells in combination with a bioactive glass scaffold. Combining bone marrow-derived stem cells with biomaterial did not increase bone formation in calvarial critical-sized defects. In this study, there was no evidence of the positive effect of growth factors on cranial bone healing. / Tiivistelmä Luu on runsaasti verisuonitettua kudosta, ja se mahdollistaa tiiviin vuorovaikutuksen verisuonten ja luun rakenteen perusyksikön, osteonin, sekä toiminnallisten solujen osteoblastien ja osteoklastien välillä. Kirurgisen toimenpiteen tai trauman aiheuttama luun vaurio häiritsee luun verenkiertoa ja johtaa hapenpuutteeseen ja jopa nekroosiin vaurioituneessa luun osassa. Luukudoksen paranemisen ja uudistumisen mekanismit ovat pitkälle erilaistuneita ja ne tunnetaan erittäin hyvin. Yleisin ja ennusteeltaan luotettavin tapa korjata laajoja kallon luukudoksen puutoksia on perinteisesti ollut potilaan oman luukudossiirteen käyttö. Menetelmän ongelmana on siirteen luovutuskohdan vaurio ja kipu sekä paranemiseen liittyvät ongelmat. Erityisesti lapsipotilailla on haasteena riittävän siirreluumäärän rajoitettu saatavuus. Tästä syystä on pyritty kehittämään korvaavia materiaaleja, jotta vältettäisiin suuriin luusiirteisiin liittyviä ongelmia. Autologiset kantasolut ovat osoittautuneet lupaaviksi kehitettäessä luuta korvaavia hoitomuotoja kallon luupuutosten hoitoon. Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli tutkia kokeellisen eläinmallin avulla laajojen, kallokirurgiassa aiheutuvia luupuutoksia vastaavien vaurioalueiden paranemista. Tutkimuksessa testattiin erityyppisiä autogeenisiä luusiirteitä ja rasvakudos- tai luuydinperäisiä kantasoluja, joita kasvatettiin kahden biomateriaalin, trikalsiumfosfaatin ja bioaktiivisen lasin pinnoilla. Tutkimuksessa selvitettiin myös fibriinikudosliiman vaikutusta omakudosluusiirteen paranemiseen. Kudoskasvutekijäproteiinien BMP-2, BMP-7 ja VEGF stimuloivaa vaikutusta kudossiirteiden toimintaan ja luutumiseen selvitettiin myös. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat aiemmin raportoituja havaintoja autologisen luusiirrännäisen käyttöön liittyvästä nopeasta resorptiosta. Erityisesti fibriinikudosliiman käytön yhdessä autologisten pienipartikkelisten luusiirteiden kanssa havaittiin heikentävän uuden luun muodostumista kallon luupuutoksissa. Kallon luupuutosten alkuvaiheen paranemisessa rakeinen trikalsiumfosfaatti osoittautui tehokkaammaksi kuin kiinteä säikeinen bioaktiivinen lasi. Samoin rasvakudosperäisten kantasolujen yhdistäminen trikalsiumfosfaattiin lisäsi merkittävästi luun muodostumista verrattuna samaan yhdistelmään bioaktiivisen lasin kanssa. Luuydinperäisiä kantasoluja yhdistettäessä vastaavaa ei voitu tässä tutkimuksessa todeta. Tutkimuksessa kasvutekijöiden käytöllä ei havaittu olevan positiivista vaikutusta kallonluiden paranemiseen.

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 Venous malformations (VMs) are localized defects in vascular morphogenesis which can seriously impede or even threaten the patient’s life. VMs are characterized by enlarged, torturous vein-like channels lined by unevenly distributed smooth muscle cells. A large number of mutations in the endothelial TIE2 receptor tyrosine kinase have been found from more than half of the lesions screened, thus providing a common genetic cause. TIE2 has a crucial role in vascular development, remodeling and quiescence. However, the molecular and cellular abnormalities caused by TIE2-mutations in endothelial cells and how they relate to VM formation have been unknown. The aim of this study was to examine how VM-specific mutations affect the molecular characteristics of TIE2-receptor downstream signaling and cellular functions. Because no effective treatment has been available for VMs, a better understanding of the molecular basis of their pathology should enable the development of more potent and non-invasive treatments as well as provide a better understanding of vascular morphogenesis in general. The results demonstrate that the TIE2-VM forms have both common and specific effects on TIE2 and the endothelial cells (ECs) expressing them. Mutation-induced TIE2 autoactivation leading to loss of normal EC monolayer organization due to extracellular matrix (ECM) fibronectin deficiency was found to be a common change. This was shown to occur through chronic activation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway, which also caused activation of the proteolytic plasminogen system. Also, most mutations altered TIE2 trafficking and angiopoietin ligand regulated TIE2 functions, albeit through different mechanisms. Using RNA-screening we showed that the most common sporadic TIE2-VM mutation dysregulates genes affecting vascular development, cell migration and ECM remodeling. PDGFB, a major attractant of vascular mural cells, was found to be strongly attenuated due to chronic activation of Akt, which also increases EC survival, by the TIE2 mutant receptors. To conclude, the results in this thesis reveal genetic, molecular and cellular alterations which may potentiate VM formation. This data provides new information on the pathological mechanisms behind abnormal vascular morphogenesis and should assist the development of new molecular treatment strategies for VM patients. / Tiivistelmä Laskimoepämuodostumat ovat paikallisia verisuoniston kehityksen häiriöitä. Riippuen niiden koosta ja anatomisesta sijainnista ne voivat aiheuttaa merkittävää haittaa. Epämuodostumat koostuvat laajentuneista, laskimonkaltaisista verisuonista, joissa sileiden lihassolujen kerros on puutteellisesti järjestäytynyt. Yli puolessa tutkituista laskimoepämuodostumista havaitaan mutaatioita verisuonten sisäpinnan endoteelisoluissa ilmenevässä TIE2 reseptorityrosiinikinaasissa, joka säätelee verisuonten kehitystä, muokkausta ja fysiologista toimintaa. TIE2-mutaatioiden aiheuttamia molekyyli- ja solutason muutoksia tai niiden yhteyttä epämuodostumien syntyyn ei ole aikaisemmin tunnettu. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten laskimoepämuodostumista löydetyt mutaatiot vaikuttavat TIE2-reseptorin toimintaan molekyyli- ja solutasolla sekä TIE2-reseptorista alkavaan solunsisäiseen viestintään. Koska pysyvää hoitomuotoa laskimoepämuodostumille ei tunneta, voisi tieto niiden taustalla olevista patologisista mekanismeista edesauttaa parempien, ei-kajoavien hoitomuotojen kehittämisessä ja antaa myös yleisesti uutta tietoa verisuoniston kehityksestä. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että mutaatiot vaikuttavat TIE2-reseptoriin ja sitä ilmentäviin endoteelisoluihin mutaatioille yhteisillä sekä mutaatiokohtaisilla tavoilla. Mutaatioille tyypillinen TIE2-reseptorin ligandista riippumaton aktivaatio aiheutti aktivaation nousun myös TIE2:sta alavirtaan olevissa viestinvälittäjissä. Tämä puolestaan johti fibronektiini-proteiinin häviämiseen soluväliaineesta, sileitä lihassoluja säätelevän PDGFB-kasvutekijän ilmenemisen laskuun ja solujen ohjelmoidun solukuoleman vähenemiseen. Useimmat tutkitut mutaatiot muuttivat myös TIE2-reseptorin sijaintia soluissa häiriten TIE2:n angiopoietiini-ligandien säätelemiä toimintoja usean eri mekanismin kautta. Transkriptomin laajuiset RNA-tutkimukset osoittivat monien verisuonten kehitykseen, solujen liikkumiseen ja soluväliaineen muokkaukseen liittyvien geenien ilmentymisen muuttuneen. Lopputuloksena tutkimus paljasti geeni-, molekyyli-, ja solutason muutoksia, jotka saattavat vaikuttaa laskimoepämuodostumien syntyyn. Tulokset antavat lisätietoa sairautta aiheuttavista mekanismeista verisuoniston kehityksen häiriöiden taustalla ja ovat hyödyksi kehitettäessä uusia lääkkeitä laskimoepämuodostumien molekulaarisia hoitoja varten.

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.

Abstract Mediators of epithelial permeability, angiogenesis and invasion may serve as prognostic indicators and targets for therapies in esophageal cancer (EC). The expressions of claudins, hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α), vascular endothelial growth factor-A (VEGF), nitric oxide synthases (iNOS, eNOS, nNOS) and toll-like receptor 9 (TLR9) were evaluated by immunohistochemistry in EC. The results were compared with clinicopathological variables, tumor proliferation and apoptosis. All of the claudins were expressed in most of the cancers. Esophageal adenocarcinomas (EAC) displayed more often increased claudin 3 and 5 expression than esophageal squamous cell carcinomas (ESCC). Loss of claudin 3 expression associated with distant metastases in EC and a tendency in this direction was also observed for claudin 4. Cancers with stronger claudin 4 expression showed increased apoptosis in both EAC and ESCC. HIF-1α was present in most of the ECs and like iNOS more often in ESCC than in EAC. Strong HIF-1α expression tended to associate with positive VEGF immunostaining. In ESCC, both strong HIF-1α expression and VEGF positivity tended to associate with increased microvessel density (MVD). In EAC, tumors showing VEGF positivity associated with increased MVD outside the tumor. Patients with strong HIF-1α expression had more often distant metastases than other patients in EC. There was no VEGF expression in normal esophageal mucosa and T3-4 tumors tended to be more often VEGF positive than T1-2 tumors. The expression of TLR9 was more intensive in dysplasia than in normal epithelium and ESCC and abundant TLR9 expression could serve as a marker of squamous cell high grade dysplasia. Intensive TLR9 expression was associated with higher grade tumors and the presence of nodal and distant metastases in ESCC. EC and its progression may be related to increased angiogenesis regulated by VEGF and HIF-1α. In EC, claudin expression varies along with the histology of the tumor. Claudin expression may be associated with apoptosis or proliferation and contribute to tumor behavior. An association was detected between moderate to strong expression of claudin 3 and a high TLR9 histoscore in ESCC. Altered expression of claudin 3 may result to upregulation of endosomal TLR9. TLR9 may serve as a marker for squamous cell dysplasia and ESCC progression. / Tiivistelmä Solukerrosten läpäisevyyttä, verisuonten uudismuodostusta ja kasvainsolujen liikkuvuutta säätelevät tekijät voivat toimia ruokatorvisyövän ennustetekijöinä ja hoidon kohteina. Tässä tutkimuksessa selvitettiin klaudiinien, hypoksia-indusoituvan tekijän 1α (HIF-1α), verisuonen endoteelin kasvutekijän A (VEGF), kolmen typpioksidisyntaasin (iNOS, eNOS ja nNOS) sekä tollin kaltaisen reseptorin 9 (TLR9) ilmentymistä ja merkitystä ruokatorvisyövässä immunohistokemiallisin menetelmin. Tuloksia arvioitiin suhteessa proliferaatioon ja apoptoosiin. Useimmat syöpäkasvaimet ilmensivät jokaista tutkittua klaudiinia. Ruokatorven rauhassyövässä ilmeni levyepiteelisyöpää useammin klaudiineja 3 ja 5. Klaudiinin 3 vähäinen ilmentyminen oli yhteydessä etäpesäkkeiseen tautiin. Sama suuntaus näkyi klaudiinin 4 kohdalla. Apoptoosia todettiin enemmän kasvaimissa, jotka ilmensivät muita enemmän klaudiini 4:ä. Useimmat syöpäkasvaimet ilmensivät HIF-1α:a. Sekä iNOS että HIF-1α ilmentyivät runsaammin levyepiteeli- kuin rauhassyövässä. Tutkimus viittasi yhteyteen voimakkaan HIF-1α:n ilmentymisen ja VEGF:n ilmentymisen välillä. Voimakas HIF-1α:n ilmentyminen ja VEGF:n ilmentyminen vaikuttivat liittyvän ruokatorven levyepiteelisyövän uudissuonituksen lisääntymiseen. Rauhassyövän lisääntynyt uudissuonitus kasvaimen ulkopuolella saattaa liittyä VEGF:n ilmentymiseen. Potilailla, joiden kasvaimissa HIF-1α:n ilmentyminen oli voimakasta, todettiin etäpesäkkeitä muita useammin. VEGF:a ei todettu normaalissa limakalvossa, ja sen ilmentyminen vaikutti olevan yleisempää syvälle kasvavissa kuin pinnallisissa syövissä. TLR9 ilmentyi voimakkaammin levyepiteelin dysplasiassa kuin normaalissa tai kasvainepiteelissä. Huonosti erilaistuvissa ja levinneissä kasvaimissa TLR9 ilmentyi voimakkaammin kuin muissa kasvaimissa. Ruokatorvisyövän synty ja eteneminen voivat liittyä HIF:n ja VEGF:n säätelemään verisuonten uudismuodostukseen. Klaudiinit saattavat vaikuttaa syövän käyttäytymiseen myös apoptoosin ja proliferaation kautta. Tutkimuksessa todettiin yhteys lisääntyneen klaudiinin 3 ilmentymisen ja voimakkaasti ilmentyvän TLR9:n välillä. Muutos klaudiinin 3 ilmentymisessä saattaa lisätä levyepiteelin läpäisevyyttä johtaen TLR9:n aktivoitumiseen. TLR9 voi vaikuttaa ruokatorven levyepiteelin dysplasian ja syövän syntyyn sekä toimia vaikean dysplasian ja aggressiivisen levyepiteelisyövän merkkiaineena.