Abstract Billions of reared fish are released to the wild to compensate e.g. for the loss of natural populations. However, the efficiency of the releases is low. It has been proposed that one of the factors affecting the low survival rate of reared fish is their low swimming capacity. The molecular, metabolic and structural characters of muscle fiber define the swimming capacity of fish. Swimming capacity is related to the ecological competence of the fish, including the ability to complete long migrations and catch pray. One of the aims of the current study is to compare the properties of muscles of reared and wild salmon. The second aim of the study is to alter the muscular parameters of reared fish closer to those of wild fish by means of training. The muscular differences between wild, reared and trained fish are analyzed with immunological, histochemical and electron microscopic methods. The main focus is on the dihydropyridine and ryanodine receptors. These receptors are involved for example in the initiation, force and velocity of muscle contraction. According to the results, the level of receptors is higher in the muscles of wild as compared to reared fish. The aerobic ATP production capacity is also higher in the wild fish. However, with training both the level of receptors and oxidative capacity of reared fish increase. Moreover, the swimming capacity is enhanced in trained fish, and there is a connection between the level of receptors and swimming capacity of fish. Training also affects the migration pattern of fish which starts to resemble more that of wild fish. In conclusion, the results of the current study show that the performance of fish as a whole depends on functional parameters at cellular level. For the first time, it is shown that the level of receptors involved in muscular contraction is low in muscles of reared fish. However, the muscular properties are not definite. It is now shown that with training, both the muscular and migration parameters of reared fish approach those of wild fish. This will most probably increase the survival probability of trained, reared fish in the future. / Tiivistelmä Kalojen kasvatus ja istutus takaisin luontoon on yksi tärkeimmistä keinoista säädellä ja palauttaa kalakantoja vesistöihin. Maailmanlaajuisesti puhutaan miljardien kalojen istutusmääristä vuosittain. On kuitenkin hyvin tunnettu tosiasia, että kasvatetut kalat eivät selviä luonnossa yhtä hyvin kuin villit lajikumppaninsa. On arvioitu, että vain alle 5 % istutetuista kaloista selviää lisääntymisikään asti hengissä. Eräs tekijä, joka voi vaikuttaa kalojen selviytymiseen, on kalojen lihaskunto. Kasvatettujen kalojen uintikyvyn on todettu olevan heikko villeihin lajikumppaneihin verrattuna. Luonnossa kaloilta kuitenkin vaaditaan suurta uintikykyä esim. saalistukseen, pedoilta pakenemiseen ja vaellukseen. Eräs tämän työn päätavoitteista on määrittää, miten kasvatettujen ja villien kalojen lihasten molekulaariset, aineenvaihdunnalliset ja rakenteelliset ominaisuudet poikkeavat toisistaan, jotta voidaan arvioida mitkä solutason tekijät vaikuttavat kalojen uintikykyyn ja sitä kautta selviytymiseen. Toisaalta kasvatettujen kalojen lihasten toiminnallisten tekijöiden tasoja pyritään nostamaan harjoittelun avulla lähemmäksi villien vastaavaa ja täten vaikuttamaan kasvatettujen kalojen uintikykyyn ja sitä kautta lopulta selviytymiseen. Työssä lihasten ominaisuuksia analysoidaan immunologisin, histokemiallisin ja elektronimikroskooppisin menetelmin. Tutkimuksissa keskitytään erityisesti dihydropyridiini- ja ryanodiinireseptorien suhteellisiin määriin. Nämä reseptorit osallistuvat lihasten supistumisen aikaansaatiin ja niiden määrä korreloi positiivisesti lihasten voiman ja supistumisnopeuden kanssa. Tulosten mukaan villien kalojen lihaksissa on huomattavasti enemmän reseptoreita verrattuna kasvatettujen kalojen lihaksiin. Myös aerobinen ATP:n tuottokapasiteetti on villeillä kaloilla huomattavasti tehokkaampaa. Harjoittelun jälkeen kasvatettujen kalojen lihasten reseptorimäärät ja aerobinen kapasiteetti kuitenkin kasvavat lähemmäksi villien vastaavaa. Lisäksi lihasten reseptorimäärä ja uintikapasiteetti näyttävät korreloivan keskenään. Harjoittelun seurauksena kasvatettujen kalojen vaellusnopeus, eräs kalojen selviytymiseen vaikuttavista tekijöistä, muistuttaa myös enemmän villien vastaavaa. Yhteenvetona voidaan sanoa, että kalojen koko suorituskyky riippuu lihasten solutason mekanismien tehokkuudesta. Tässä työssä todettiin ensimmäistä kertaa, että kasvatettujen kalojen lihaksissa niiden reseptoreiden määrät, jotka liittyvät itse lihassupistuksen tehokkuuteen, ovat huomattavasti alemmat kuin villeillä. Lihasten toiminnalliset ominaisuudet eivät kuitenkaan ole muuttumattomia vakioita. Tulosten perusteella harjoitettujen kalojen sekä lihas- että vaellusominaisuudet lähestyvät villien vastaavaa. Tämä harjoittelun jälkeinen muutos lisää todennäköisesti kasvatettujen kalojen selviytymismahdollisuuksia.

Abstract Lymphomas are a group of more than 70 different malignancies arising from lymphoid tissues and diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common subtype of lymphoma. More than 70% of DLBCL patients can be cured with modern therapy, but some patients still die of the disease. The recognition of patients with adverse prognosis, justifying deviation from standard treatment and risking severe side effects, is problematic. The aim of this study was to identify potential biological factors for the prediction of poor treatment response and central nervous system (CNS) relapse in DLBCL patients. The study included 263 lymphoma patients. 205 patients had a DLBCL, and 37 of these represented primary CNS lymphoma (PCNSL). Immunohistochemistry was used to determine the expression of oxidative stress markers 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) and nitrotyrosine, as well as antioxidant enzymes manganese superoxide dismutase (MnSOD), thioredoxin (Trx) and gamma cysteine ligase (GCL) from samples representing reactive lymphoid tissue and B-cell derived lymphomas. From DLBCL samples staining was also conducted for cell cycle regulating proteins p16, p53, p21 and p27 and chemokine receptors CXCR4, CXCR5 and CCR7. Immunoelectron microscopy (IEM) for CXCR4 and CXCR5, and their ligands CXCL12 and CXCL13 was performed on additional samples from reactive lymphoid tissue, nodal DLBCL, secondary CNS lymphoma and PCNSL. Factors associated with adverse prognosis included expression of nitrotyrosine, Trx and GCL. A prognostic score reflecting the degree of cell cycle dysregulation within each patient’s tumour identified 3 distinct prognostic groups among DLBCL patients. High cytoplasmic CXCR5 expression was associated with CNS involvement, whereas nuclear CXCR4 expression correlated with nodal disease. These results demonstrate the considerable biological heterogeneity seen within DLBCL, but further research is needed to confirm them. High antioxidant activity and the accumulation of damage to cell cycle regulating pathways separated patient groups with a poor prognosis that might benefit from new types of treatment. Chemokine receptor expression seems to play a role in the CNS tropism of DLBCL, and, if confirmed, could in the future contribute to more effective targeting of CNS prophylactic therapies. / Tiivistelmä Lymfoomat ovat yli 70 erilaisen maligniteetin muodostama ryhmä imukudoksen syöpiä, ja diffuusi suurisoluinen B-solulymfooma (engl. DLBCL) on yleisin lymfoomatyyppi. Yli 70 prosenttia DLBCL-potilaista pystytään parantamaan nykyaikaisilla hoidoilla, mutta osa potilaista kuolee edelleen tautiin. Nämä potilaat tarvitsisivat tehokkaampia hoitoja vakavien haittavaikutusten riskistä huolimatta, mutta huonon ennusteen potilaiden tunnistaminen etukäteen on vaikeaa. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää biologisia tekijöitä DLBCL-potilaiden hoitovasteen ja taudin keskushermostossa (engl. CNS) uusiutumisen ennustamiseen. Aineisto sisältää 263 lymfoomapotilasta. 205 potilaalla on DLBCL, ja 37:llä näistä primaari aivolymfooma (PCNSL). Immunohistokemiallisilla värjäyksillä määritettiin oksidatiivisen stressin markkereiden 8-hydroksideoksiguanosiinin (8-OHdG) ja nitrotyrosiinin, sekä antioksidanttientsyymien mangaanisuperoksidi-dismutaasin (MnSOD), tioredoksiinin (Trx) ja gammakysteiiniligaasin (GCL) ilmentyminen reaktiivista imukudosta sekä B-soluperäisiä lymfoomia edustavissa näytteissä. DLBCL-näytteistä määritettiin lisäksi solusykliä säätelevien proteiinien p16, p53, p21 ja p27 sekä kemokiinireseptorien CXCR4, CXCR5 ja CCR7 ilmentyminen. Lisäksi reaktiivista imukudosta, imusolmuke-DLBCL:aa, sekundaarista CNS-lymfoomaa ja PCNSL:aa edustavista näytteistä määritettiin immunoelektronimikroskooppisesti reseptorien CXCR4 ja CXCR5 sekä ligandien CXCL12 ja CXCL13 ilmentyminen. Tulosten mukaan voimakas nitrotyrosiini-, Trx- ja GCL-positiivisuus ovat yhteydessä huonoon ennusteeseen. Solusyklin säätelyhäiriön vaikeusastetta kuvaava ennusteellinen pisteytys jaotteli DLBCL-potilaat kolmeen ennusteelliseen ryhmään. Runsas sytoplasminen CXCR5-positiivisuus oli yhteydessä CNS-tautiin, kun taas tumapositiivisuus CXCR4:lle korreloi imusolmuketautiin. Tutkimustulokset kuvaavat DLBCL:n merkittävää biologista heterogeenisyyttä, mutta tulosten varmistamiseksi tarvitaan lisää tutkimuksia. Korkea antioksidanttiaktiivisuus ja solusyklin säätelyhäiriöiden kasautuminen erottivat huonoennusteisia potilasryhmiä, jotka voisivat hyötyä uudenlaisista hoidoista. Kemokiinireseptorien ilmentyminen vaikuttaisi olevan yhteydessä DLBCL:n CNS-hakuisuuteen, ja tulosten varmistuessa ekspressioprofiilien analysointia voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää ennaltaehkäisevien hoitojen tehokkaammassa kohdentamisessa.

Abstract Endometrial carcinoma is the most common gynegologic malignancy in developed countries. Due to early symptoms, including abnormal uterine bleeding, endometrial cancer is often diagnosed at an early stage and in that case usually has a good prognosis and high cure rates. However, the nature of the disease is heterogeneous. During the last decades, the improvement in survival rates among endometrial cancer patients has not been significant, suggesting that the traditional clinicopathological factors may be inadequate to identify patients with high-risk disease. Furthermore, aggressive adjuvant treatments can be costly and very toxic. Therefore, better prognostic markers associated with biological aggressiveness of endometrial carcinoma are needed to identify the patients with high-risk disease, and to be able to select the treatment more individually. Gelatinases (MMP-2 and MMP-9) and their tissue inhibitors (TIMP-1 and TIMP-2) have been found to play a role in tumor progression. In the present work, the expression and prognostic value of MMP-2, MMP-9, TIMP-1 and TIMP-2 were assessed in endometrial carcinoma. The patient material consisted of a total of 266 women diagnosed with primary endometrial carcinoma. The tissue expression of immunoreactive proteins was examined in paraffin-embedded tumor sections by immunohistochemical staining using specific antibodies, and the pretreatment serum levels of the proteins were quantitatively measured by ELISA. Tissue MMP-2 expression associated with a worsened prognosis, whereas tissue TIMP-2 overexpression was an indicator of a favorable outcome. Furthermore, we observed a combination of strong MMP-2 and weak TIMP-2 tissue expression to identify a group of women at high risk of adverse outcome in endometrial carcinoma. Patients with negative MMP-2 immunostaining had the best prognosis, regardless of TIMP-2 staining result. In serum measurements, high preoperative TIMP-1 concentration was a prognostic indicator of unfavorable outcome. These results indicate that tissue MMP-2 and TIMP-2 as well as circulating TIMP-1 may be prognostic markers in endometrial carcinoma. Of these, tissue MMP-2 seems to be the most potent prognostic marker. Studies with larger patient materials are needed to further explore the value of these enzymes in clinical practice in endometrial cancer. / Tiivistelmä Kohdunrungon syöpä on yleisin gynekologinen maligniteetti kehittyneissä maissa. Varhaisten oireiden, kuten poikkeavan verisen vuodon, vuoksi kohdunrungon syöpä havaitaan usein varhaisessa vaiheessa, jolloin sen ennuste on hyvä. Taudin käyttäytyminen voi kuitenkin olla moninaista. Viime vuosikymmenten aikana kohdunrungon syöpään sairastuneiden ennuste ei ole merkittävästi parantunut. Vaikuttaisi siltä, että perinteiset ennustetekijät eivät ole riittävän tarkkoja ennustamaan syövän taudinkulkua. Lisäksi liitännäishoidot voivat olla kalliita, ja niihin voi liittyä vakavia haittavaikutuksia. Uusien biologisten ennustetekijöiden löytäminen olisi tärkeää, jotta aggressiivista syöpätyyppiä sairastavat potilaat pystyttäisiin tunnistamaan entistä paremmin, ja hoito kyettäisiin räätälöimään yksilöllisemmin taudinkuvaa vastaavasti. Gelatinaasien (MMP-2 ja MMP-9) sekä niiden kudosinhibiittoreiden (TIMP-1 ja TIMP-2) on havaittu osallistuvan syövän etenemiseen. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin MMP-2:n ja MMP-9:n sekä niiden kudosinhibiittoreiden TIMP-1:n ja TIMP-2:n ilmentymistä ja ennusteellista merkitystä kohdunrungon syövässä. Aineisto käsitti yhteensä 266 primaariseen kohdunrungon syöpään sairastunutta naista. Määritysmenetelminä käytettiin sekä immunohistokemiallista värjäystä parafiiniin valettujen kudosnäytteiden osalta että ELISA-määrityksiä ennen hoitoa otettujen seeruminäytteiden osalta. Syöpäkudoksen runsas MMP-2 -proteiinin ilmentyminen liittyi epäsuotuisaan ennusteeseen, kun taas kasvainkudoksen voimakas TIMP-2 -proteiinin ilmentyminen oli hyvän ennusteen merkki. Lisäksi kasvainkudoksen voimakkaan MMP-2- ja heikon TIMP-2 -proteiinien ilmentymisen yhdistelmän havaittiin liittyvän suurempaan syövästä johtuvaan kuolleisuuteen. MMP-2 -negatiivisten potilaiden eloonjäämisennuste oli paras, TIMP-2 -värjäystuloksesta riippumatta. Seerumin korkea TIMP-1 -pitoisuus oli merkittävä huonontuneen ennusteen merkki. Tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että kasvainkudoksessa esiintyvät MMP-2- ja TIMP-2 -proteiinit samoin kuin seerumin TIMP-1 -pitoisuus voivat ennustaa kohdunrungon syövän kliinistä käyttäytymistä. Kasvainkudoksessa esiintyvä MMP-2 -proteiini vaikuttaisi olevan merkittävin ennusteellinen tekijä, mutta tulosten varmistamiseksi tarvitaan lisää tutkimuksia suuremmilla potilasaineistoilla.