Abstract The delta opioid receptor (δOR) is a member of the G protein-coupled receptor family. This transmembrane receptor has an important role in the regulation of pain. The OPRD1 gene that encodes the human δOR (hδOR) contains at least 11 single-nucleotide polymorphisms (SNPs). The only nonsynonymous SNP resides in the amino-terminal (N-terminal) domain of the receptor and it replaces Phe at position 27 with Cys, thus introducing an unpaired Cys residue on the extracellular surface of the receptor. The Cys27 variant has been shown to have an allelic frequency of about 10% in Caucasian populations. The polymorphic site is flanked by two putative N-glycosylation sites at Asn18 and Asn33. In this study, the folding, maturation and trafficking of hδOR was assessed using the hδORPhe27 and hδORCys27 variants and the N-glycosylation deficient forms of the latter as models in a heterologous expression system. The effects of N-glycosylation and the unpaired Cys-residue were studied with various biochemical, pharmacological and cell biological methods. In addition, protein-protein interactions of the intracellular hδOR precursors were assessed. The hδORCys27 and hδORPhe27 variants differed significantly in their subcellular localization and maturation efficiency. The newly synthesized hδORCys27 was found to accumulate in the endoplasmic reticulum (ER) prior to its ER-associated degradation in proteasomes. Although a slow maturation rate was characteristic for both variants, only the hδORCys27 had poor maturation efficiency. The cell surface expression of hδORCys27 was further decreased because the constitutive internalization of this receptor was enhanced compared to hδORPhe27. N-linked glycosylation was not required for hδOR function or ligand binding, but was important for the expression of the correctly folded receptor species at the cell surface. The mutant non-N-glycosylated receptor was shown to traffic to the cell surface with enhanced kinetics, but some of the plasma membrane receptors were in a nonnative conformation. Also, the overall levels of the non-N-glycosylated hδORCys27 were decreased as the receptor was efficiently internalized for lysosomal degradation in a constitutive fashion. The hδORCys27 and hδORPhe27 precursors were found to interact with several ER localized proteins, such as calnexin (CNX), protein disulfide isomerase (PDI) and ERp72. The receptors also associated with the sarco(endo)plasmic reticulum calcium ATPase 2b (SERCA2b), which was shown to occur during translocation of the receptor to the ER membrane or immediately thereafter. The interaction was not receptor N-glycan dependent and the normal functional activity of SERCA2b was shown to be required for proper cell surface expression of hδOR. / Tiivistelmä δ-opioidireseptori kuuluu G-proteiinikytkentäisiin reseptoreihin, ja sillä on tärkeä rooli kivun säätelyssä. Ihmisen δ-opioidireseptoria koodaavassa OPRD1 geenissä on havaittu ainakin 11 yhden nukleotidin polymorfiaa. Vain yksi tunnetuista polymorfioista aiheuttaa muutoksen proteiinin aminohapposekvenssiin. Se sijaitsee reseptorin aminoterminaalisessa osassa ja se muuttaa fenyylialaniinin (Phe) kohdassa 27 kysteiiniksi (Cys), joka on pariton. Cys27-variantin yleisyys eurooppalaisessa väestössä on noin 10 %. Polymorfisen kohdan molemmilla puolilla on N-glykosylaatiokohdat asparagiineissa Asn18 ja Asn33. Tämän työn tavoitteena oli tutkia δ-opioidireseptorin laskostumista, maturaatiota ja kuljetusta heterologisessa solumallissa käyttämällä Phe27- ja Cys27-variantteja sekä Cys27-variantin N-glykosyloimatonta mutanttia. Cys27-polymorfian ja N-glykosylaation vaikutuksia tutkittiin useilla biokemiallisilla, farmakologisilla sekä solubiologisilla menetelmillä. Lisäksi työssä tutkittiin solunsisäisen δ-opioidireseptorin esiasteen vuorovaikutusta muiden proteiinien kanssa. Phe27- ja Cys27-varianttien sijainti solun sisällä ja maturaatiotehokkuus eroavat toisistaan merkittävästi. Vastasyntetisoitu Cys27-variantti kerääntyy endoplasmakalvostoon, josta se ohjautuu proteasomihajoitukseen. Molemmat variantit kulkeutuvat solun pintaan hitaasti. Cys27-variantin prosessointi on huomattavasti tehottomampaa ja sen määrää solun pinnalla vähentää myös lisääntynyt ohjaaminen solunsisäiseen lysosomihajotukseen. N-glykosylaatiolla ei havaittu olevan vaikutusta reseptorin toimintaan tai ligandin sitomiseen, mutta sillä on tärkeä merkitys oikein laskostuneiden reseptorien kuljetukselle solun pinnalle, koska osa pintaan päässeistä N-glykosyloimattomista reseptoreista on muodossa, johon reseptorispesifinen ligandi ei sitoudu. Vaikka mutanttireseptori kulkeutuukin solun pintaan nopeammin, sen määrä solun pinnalla on alhaisempi, koska mutanttireseptori ohjataan huomattavan nopeasti solun pinnalta lysosomihajotukseen. Phe27- ja Cys27-varianttien havaittiin olevan myös vuorovaikutuksessa eräiden endosomaalisen kalvoston proteiinien kanssa, kuten kalneksiinin, proteiinidisulfidi-isomeraasin ja ERp72-proteiinin. Kumpikin reseptori havaittiin yhteisessä rakenteessa sarko(endo)plasmakalvoston kalsium-ATPaasi 2b -pumpun (SERCA2b) kanssa N-glykosylaatiosta riippumattomalla tavalla. Nämä proteiiniryhmät muodostuvat, kun reseptori liitetään synteesin aikana endoplasmakalvostoon tai heti sen jälkeen. Vuorovaikutus toiminnallisen SERCA2b:n kanssa havaittiin tärkeäksi toimintakykyisen δ-opioidireseptorin esiintymiselle solun pinnassa.

Abstract The purpose of this study was to investigate the quality of displays at radiology departments and healthcare centers, viewing conditions, quality control practices and user experiences of viewing radiological images from displays during 2007. The study aimed to provide guidelines to improving the quality of image viewing from displays and viewing conditions in healthcare. The data was gathered from radiology departments at university hospitals in Finland and healthcare centers in the treatment area of responsibility of the Oulu University Hospital. Display technology, quality control practices and users experiences of viewing were determined using questionnaires. Technical measurements were performed in order to acquire information on displays performance and viewing conditions. In addition, observation was used to evaluate viewing conditions. Almost all displays at radiological departments were applicable for diagnostics. At healthcare centers all displays were inapplicable for diagnostics. Both organization groups had displays using obsolete cathode ray tube technology and these displays did not pass current acceptance criteria. Most radiology departments had viewing conditions which were compatible with existing guidelines, whereas at healthcare centers lighting conditions were too bright for viewing radiological images from displays. Acceptance testing was done only for few of the displays and quality control was not performed regularly. Personnel responsible for quality assurance felt they were provided with inadequate resources for performing display quality control. Clinicians at healthcare centers did not identify the poor performance of displays. Radiologists and clinicians at healthcare centers rarely performed quality assurance for displays. The quality of displays, viewing conditions and the assessment of display performance at healthcare organizations was not at the level required by the existing guidelines. Both the cathode ray tube displays and uncalibrated liquid crystal displays should either be replaced with new ones or calibrated. Lighting and positioning of displays ought to be rearranged in order to diminish reflections. Furthermore, doctors ought to be able to rearrange lighting conditions with ease. More resources ought to be directed to display quality control and different quality control practices should be unified. Both the users and the quality control personnel should also be provided with more training in display quality control. Regular display quality control should be extended to all healthcare organizations. Clinicians working at healthcare centers should be provided with adequate training in the use of image viewing software. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää vuoden 2007 aikana radiologisten yksiköiden ja terveyskeskusten radiologisten kuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, kuvankatseluolosuhteet ja laadunvalvontakäytännöt sekä käyttäjien kokemuksia röntgenkuvien katselusta näytöiltä. Tutkimuksen tavoitteena oli antaa toimenpide-ehdotuksia kuvankatselun ja kuvankatseluolosuhteiden kehittämiseksi terveydenhuollossa. Aineisto muodostui otoksesta viiden yliopistollisen sairaalan radiologisista yksiköistä ja Oulun yliopistollisen sairaalan erityisvastuualueen terveyskeskuksista. Näyttöjen laitekanta, laadunvalvontakäytännöt ja lääkäreiden kokemuksia näyttötyöskentelystä selvitettiin kyselyllä. Mittausten ja havainnoinnin avulla saatiin tietoa näyttöjen suorituskyvystä ja kuvankatselutilojen valaistusolosuhteista. Radiologisten yksiköiden näytöt olivat teknisesti pääosin radiologisista kuvista tehtävään diagnostiikkaan soveltuvia. Terveyskeskuksissa käytettiin näyttöjä, jotka eivät soveltuneet diagnostiikkaan. Molemmissa ryhmissä poistuvaan katodisadeputkitekniikkaan perustuvia näyttöjä oli vielä käytössä, eikä yksikään mitatuista näytöistä saavuttanut hyväksyttävyyskriteereitä kaikkien suorituskyvyn mittaustulosten osalta. Suurimmassa osassa radiologisten yksiköiden työpisteissä huoneen valaistus oli suositusten mukainen, kun taas terveyskeskuksissa huoneiden valaistus oli liian voimakas radiologisten kuvien katseluun käytetyillä näytöillä. Vastaanottotarkastus oli tehty vain pienelle osalle näytöistä ja säännöllistä laadunvalvontaa tehtiin näytöille vähän. Laadunvalvojat kokivat resurssit riittämättömiksi näyttöjen laadunvalvontaan. Terveyskeskuslääkärit eivät itse tunnistaneet näytön huonoa suorituskykyä. Radiologit ja terveyskeskuslääkärit tekivät laadunvalvontaa käyttämilleen näytöille hyvin vähän. Tutkimuksen kohteena olleissa radiologisissa yksiköissä ja terveyskeskuksissa röntgenkuvien katseluun tarkoitettujen näyttöjen laatu, valaistusolosuhteet ja laadunvalvonta eivät vastanneet suosituksia. Katodisädeputkinäytöt ja kalibroimattomat nestekidenäytöt tulisi vaihtaa uusiin tai kalibroida. Valaistusta ja näyttöjen sijoittelua tulisi muuttaa heijastusten vähentämiseksi. Lisäksi lääkärillä tulisi olla mahdollisuus muuttaa valaistusta helposti. Näyttöjen laadunvalvontaan tulisi saada enemmän resursseja, laadunvalvontakäytännöt tulisi yhtenäistää ja käyttäjille sekä laadunvalvojille tulisi antaa lisää koulutusta näyttöjen laadunvalvontaan. Säännöllinen näyttöjen laadunvalvonta tulisi ulottaa kaikkiin terveydenhuollon organisaatioihin. Terveyskeskuslääkäreille tulisi antaa koulutusta kuvankatseluohjelmien käyttöön.