Abstract Hodgkin lymphoma (HL) is among a heterogeneous group of lymphomas. Over 80% of all patients can be cured with chemo- and radiotherapy. HL has become a model to study long-term effects of radio- and chemotherapy, because of the excellent prognosis. There are a significant number of patients who suffer or die because of the treatment-related long-term toxicity. The aim of this work was to discover new possible biological factors to predict poor prognosis and offer new aspects to individualize patient treatment in a convenient manner in HL. The retrospective study involved HL patients uniformly treated in 1997–2015. Immunohistochemistry was used to determine the expression of various biological markers, including oxidative stress markers 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) and nitrotyrosine and the antioxidant enzymes manganese superoxide dismutase (MnSOD) as well as peroxiredoxins (Prx II, Prx III, Prx V, Prx VI) in HL patient samples. Using immunohistochemistry, we also evaluated expression of hypoxia-inducible factors (HIF-1α, HIF-2α), prolyl hydroxylase domain enzymes (PHD1, PHD2, PHD3), the epigenetic regulator lysine (K)-specific demethylase 4 (KDM4A, KDM4B, KDM4D) as well as sirtuins (SIRT1, SIRT4, SIRT6), the DNA-repair proteins Human Rap1 interacting factor 1 (Rif1) and O6-alkylguanine DNA alkyltransferase (MGMT) from representative classical Hodgkin lymphoma (cHL) patient samples. Low-level expression of 8-OHdG was associated with poorer relapse-free survival (RFS) in advanced-stage HL and a high extent of MnSOD predicted early relapse in the whole HL cohort. Strong expression of PHD1, KDM4B and KDM4D predicted dismal RFS in radiotherapy-treated cHL patients. The results also showed that strong expression of HIF-1α, SIRT6 and Rif1, and SIRT6 together with Rif1, were associated with prolonged RFS, especially in advanced-stage radiotherapy-treated cHL patients. In multivariate analysis, PHD1, MnSOD, 8-OHdG and Rif1 separately and together with SIRT6 were statistically significant predictors of RFS. The results reflect the significance of the studied biomarkers in HL, especially in radiotherapy-treated patients. This might be beneficial when individualizing treatment strategies, avoiding overtreatment and controlling long-term treatment-related toxicity. Further research, however, is needed to confirm these preliminary findings. / Tiivistelmä Hodgkinin lymfooma (engl. HL) kuuluu heterogeeniseen imukudossyöpien eli lymfoomen ryhmään. Yli 80 % lymfoomapotilaista voidaan parantaa solunsalpaaja- ja sädehoidon avulla. Hyvän ennusteen takia HL- tutkimuksen tärkeä painopiste on säde- ja solunsalpaajahoidon pitkän ajan haittavaikutukset. Huomattava määrä potilaista kärsii tai jopa kuolee hoitoon liittyvistä pitkäaikaishaitoista johtuen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli löytää uusia mahdollisia biologisia tekijöitä, jotka ennakoisivat taudin huonoa ennustetta ja samalla antaa uusia näkökulmia HL potilaiden hoidon yksilöllistämiseen. Tämä retrospektiivinen tutkimus käsitti vuosina 1997-2015 samanlaisesti hoidettuja Hodgkinin lymfooma -potilaita. Immunohistokemiallisilla värjäyksillä määritettiin biologisten merkkiaineiden, mukaan lukien oksidatiivisen stressin markkereiden 8- hydroksideoksiguanosiinin (8-OHdG) ja nitrotyrosiinin, sekä antioksidanttientsyymien mangaanisuperoksidi-dismutaasin (MnSOD) sekä peroksiredoksiinien (Prx II, Prx III, Prx V, Prx VI) ilmentymistä HL -potilasnäytteissä. Määrittelimme myös immunohistokemiallisilla värjäyksillä epigeneettisten säätelijöiden lysiinin spesifisen demetylaasientsyymin 4 (KDM4A, KDM4B, KDM4D) sekä sirtuiinien (SIRT1, SIRT4, SIRT6), hypoksiaa indusoivien tekijöiden (HIF-1α, HIF-2α), prolyylihydroksylaasientsyymien (PHD1, PHD2, PHD3) ja DNA:ta korjaavien proteiinien Rap1 vaikuttuvan tekijä 1 (Rif1) ja O6-metyyliguaniini-DNA metyylitransferaasin (MGMT) ilmentymistä edustavissa klassista Hodgkinin lymfoomaa sairastavien potilaiden (engl. cHL) näytteissä. Heikko 8-OHdG värjäytyminen ennusti ennenaikaista taudin uusiutumaa levinneessä HL:ssa ja korkea MnSOD ilmaantuvuus ennusti ennenaikaista taudin uusiutumaa koko HL -ryhmässä. Sädehoidetuilla cHL potilailla voimakas PHD1, KDM4B ja KDM4D värjäytyminen ennusti ennenaikaista taudin uusiutumaa. Tulokset osoittivat myös, että erityisesti sädehoidetuilla levinneen taudin cHL potilailla voimakas HIF-1α, SIRT6, Rif1 ja SIRT6 yhdessä Rif1:n kanssa oli yhteydessä pidentyneeseen uusiutumavapaaseen aikaan. Monimuuttuja-analyysissä PHD1, MnSOD, 8-OHdG ja Rif1 itsenäisenä ja yhdessä SIRT6 kanssa ennustivat tilastollisesti merkitsevästi taudin ennenaikaista uusiutumaa. Tulokset osoittavat näiden eri biomarkkereiden merkittävyyden HL:ssä, erityisesti sädehoitoa saaneilla potilailla. Tuloksista voi olla hyötyä, kun hoitokäytäntöjä yksilöidään, mikä voisi helpottaa välttämään liiallista hoitoa ja hallitsemaan pitkäaikaisiin hoitoihin liittyviä haittoja. Näiden alustavien havaintojen vahvistamiseksi tarvitaan kuitenkin lisätutkimuksia.

Abstract In pathologies of the ascending aorta or in congenital heart defects, circulation may be temporarily halted during surgical intervention. This is achieved by operating under deep hypothermic circulatory arrest or under hypothermia combined with isolated perfusion techniques. For deep hypothermic circulatory arrest (DHCA), the patient is cooled below 18°C using an extracorporeal heart-lung machine, and circulation and breathing are stopped. The advantage of hypothermia is that it decreases oxygen and glucose consumption and provides the surgeons the time required to repair complex heart defects. However, there is still a relatively high risk of neurological complications that can affect the quality of life of patients and their families. One of the methods to mitigate ischaemia-reperfusion injury is remote ischaemic preconditioning. In this work, the neuroprotective mechanisms of remote ischaemic preconditioning (RIPC) were studied in acute and surviving chronic animal models. In study I, we used an acute model, and studied the effects of RIPC in cerebral microcirculation using an intravital microscope and samples analysed by transmission electron microscope. In study II, a chronic model was used to evaluate whether the effects of remote ischaemic preconditioning can be seen in the markers of oxidative stress or in redox-regulating enzymes. Study III was conducted to supplement the findings of study II, considering the markers of oxidative stress. Findings in all studies were consistent with one another. Study I showed the effect of remote ischaemic preconditioning on leukocyte activation and adhesion to cerebrocortical vessels in piglets after prolonged DHCA. Additionally, cellular preservation of endoplasmic reticulum was present in transmission electron microscope analysis of the central nervous system. In studies II and III, the remote ischaemic preconditioning lowered markers of ischaemia-reperfusion-related oxidative stress. In study III the remote ischemic preconditioning lowered oxidative stress already during cardiopulmonary bypass. / Tiivistelmä Hoidettaessa nousevan aortan sairauksia ja synnynnäisiä sydänvikoja verenkierto voidaan tilapäisesti pysäyttää kirurgisten toimenpiteiden ajaksi. Tämä saavutetaan jäähdyttämällä elimistö verenkierron pysäytyksen ajaksi tai jäähdytettynä isoloitujen perfuusiotekniikoiden avulla. Potilas jäähdytetään alle 18 °C lämpötilaan käyttäen kehonulkoista sydän-keuhkokonetta, minkä jälkeen verenkierto ja hengitys voidaan väliaikaisesti pysäyttää. Elimistön viilentäminen vähentää hapen ja glukoosin kulutusta ja antaa kirurgeille aikaa korjata monimutkaisia sydänsairauksia. Verenkierron pysäytyksestä ja palauttamisesta voi ilmaantua keskushermostoon iskemia-reperfuusiovaurioita, mitkä vaikuttavat potilaiden ja heidän läheistensä elämänlaatuun. Esialtistava raajaiskemia on yksi tutkituista menetelmistä lieventää iskemia-reperfuusiovauriota. Tässä työssä esialtistavan raajaiskemian hermostoa suojaavia mekanismeja tutkittiin akuutilla ja kroonisilla koe-eläinmalleilla. Tutkimuksessa I tutkimme esialtistavan raajaiskemian vaikutuksia aivojen mikroverenkiertoon kuvaamalla aivojen pintaverisuonia mikroskoopilla, ja hermosoluihin käyttäen läpäisyelektronimikroskooppia. Tutkimuksessa II kroonisella mallilla tutkittiin voiko esialtistavan raajaiskemian vaikutuksia nähdä oksidatiivisen stressin määrässä tai hapetus-pelkistys reaktioita säätelevissä entsyymeissä. Kolmas tutkimus tehtiin toisen tutkimuksen päätelmien täydentämiseksi mitaten oksidatiivista stressiä. Kaikkien osatöiden löydökset olivat keskenään johdonmukaisia. Ensimmäisessä osatyössä esialtistava raajaiskemia vaikutti leukosyyttiaktivaatioon ja leukosyyttien tarttumiseen aivojen pintaverisuoniin pidennetyn hypotermisen verenkierron seisautuksen jälkeen. Myös hermosolujen sisäisten soluelinten säilyminen näkyi läpäisyelektronimikroskoopilla raajaiskemiaryhmällä. Tutkimuksissa II ja III esialtistava raajaiskemian todettiin alentavan iskemia-reperfuusion aiheuttamaa oksidatiivista stressiä, jonka todettiin tapahtuvan/alkavan jo sydän-keuhkokoneen käytön aikana tutkimuksen III perusteella.

Abstract Skin is the largest organ in our body protecting us from ultraviolet radiation and xenobiotics. UV-radiation is a common cause of squamocellular carcinoma and melanoma of the skin that cause morbidity and mortality world wide. Reactive oxygen species are constantly formed by, for example, cellular respiration and UV-radiation, and they can readily react with virtually any macromolecule within cell structures causing damage to DNA, proteins and lipids. Oxidative stress (OS) is a homeostatic process that is dysregulated in cancer cells to their benefit. Nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) is the main regulator of antioxidant response and it has been shown to be upregulated in various cancers enabling their survival and growth. By using immunohistochemistry we studied the change and prognostic significance of OS markers in melanoma from paraffin embedded patient samples. Nrf2 expression is increased in melanoma, associating with deeper invasion and a worse melanoma-specific outcome. In addition, epithelial-to-mesenchymal transition markers Slug, Twist and Zeb1 showed altered expression levels in relation to invasion and metastasis associating also with Nrf2. With the help of target inhibition molecules Vemurafenib and MEK-inhibitor CI-1040, In vitro study showed that BRAF- and NRAS-mutations might activate Nrf2. Furthermore, Nrf2-regulated antioxidant enzyme peroxiredoxin I showed decreased expression in malignant melanomas and metastases compared to benign naevi. Intriguing findings were made from the surrounding structures of melanomas e.g. loss of expression of an oxidative lesion marker 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine in adjacent endothelial cells associated with worse melanoma-specific survival. Changes in the expression of adhesion molecules claudins 1-5 and 7 were studied in the progression of cutaneous squamous cell carcinomas and preneoplastic lesions. Change in claudin composition can alter epidermal permeability and cell polarity. Efficiency of oncological treatment modalities is frequently based on oxidative stress damage. Nrf2-inhibition could offer the means to increase the sensitivity of cancerous tissue to oxidative insults and hinder proliferative and survival signalling. Later research should focus on the relation of Nrf2 with other signalling and observations made from the tumour microenvironment. / Tiivistelmä Iho on elimistön suurin elin, ja se suojaa meitä auringon ultravioletti (UV)-säteilyltä ja muilta ulkoisilta tekijöiltä. UV-säteily on yhteinen etiologinen tekijä ihon levyepiteelikarsinoomalle ja melanoomalle, jotka aiheuttavat maailmanlaatuisesti paljon sairastavuutta ja kuolleisuutta. Reaktiivisia happiradikaaleja muodostuu esimerkiksi soluhengityksestä ja UV-säteilystä, ja ne voivat reagoida minkä tahansa makromolekyylin kanssa aiheuttaen vaurioita solun perimäainekseen, proteiineihin ja lipidirakenteisiin. Oksidatiivisen stressin (OS) säätely on tärkeä homeostaattinen prosessi, joka vinoutuu syöpäsolujen hyödyksi. Nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) on antioksidanttivasteen pääsäätelytekijä, ja sen ilmentyminen on lisääntynyt useissa syövissä lisäten syöpäsolun selviytymistä ja kasvua. Tutkimme potilasaineiston ja immunohistokemian avulla OS:n merkkiaineiden muutoksia melanoomassa ja niiden merkitsevyyttä taudin ennusteelle. Nrf2:n ilmentyminen on lisääntynyt melanoomassa liittyen syvempään invaasioon ja huonompaan tautispesifiseen ennusteeseen. Lisäksi epiteliaali-mesenkymaalitransition merkkiaineiden, Slug, Twist ja Zeb1 ekspression muutoksia havaittiin syvyyskasvun ja metastasoinnin yhteydessä assosioituen myös Nrf2 ilmentymiseen. In vitro- tutkimus osoitti spesifisten inhibiittoreiden avulla, että BRAF- ja NRAS-mutaatiot saattavat aktivoida Nrf2 melanoomassa. Myös Nrf2:n säätelemän entsyymin peroksiredoksiini I:n ilmentyminen on vähentynyt melanoomassa ja metastaaseissa verrattuna hyvänlaatuisiin pigmenttiluomiin. Merkittäviä muutoksia havaittiin myös melanoomaa ympäröivistä rakenteista, esimerkiksi OS:n vauriomarkkerin 8-hydroksi-2’-deoksiguanosiinin vähentynyt ilmentyminen endoteelisoluissa liittyi huonompaan tautispesifiseen ennusteeseen. Lisäksi tutkimme soluväliliitosproteiinien klaudiinien 1–5 sekä 7 ilmentymistä levyepiteelikarsinoomissa ja niiden esiasteissa. Klaudiinien muutokset voivat vaikuttaa ihon permeabiliteettiin ja solujen polarisaatioon. Onkologisten hoitomuotojen teho perustuu usein happiradikaalien aiheuttamiin vaurioihin. Nrf2-inhibitio voisi tarjota keinon lisätä syöpäkudoksen herkkyyttä näille vaurioille sekä estää syöpäsolun selviytymissignalointia. Tulevat tutkimukset tulisivat keskittyä Nrf2 signaloinnin ja muun solusignaloinnin välisiin suhteisiin sekä havaintoihin kasvaimen mikroympäristön muutoksista.

Abstract The potential health effects of employee control over working times are poorly known in the field of work stress research. In this study, worktime control was hypothesized to buffer against stress by promoting successful combination of a full-time job with non-work demands and by enabling the work to be done at times of optimal resources. The participants were from the 10-Town Study, an ongoing longitudinal cohort study exploring employee health in ten Finnish towns. The survey responses on worktime control and health (baseline survey in 1997: n = 6442, 67%; follow-up survey in 2000–01: n = 32299, 67%) were linked to registered sickness absences from the employers' records. Employee worktime control covered the perceived possibilities to influence the starting and ending times of a workday, the breaks, handling private matters during the workday, the scheduling of shifts, vacations and days off, and the taking of unpaid leaves, each of which was rated on a 1–5 scale. In the follow-up survey, influence on the length of the workday was also assessed. After a factor analysis, the subdimensions of control over daily working hours and control over days off were focused. It turned out that low worktime control predicted poor subjective health, psychological distress, and medically certified sickness absences for women. For men, low worktime control was not associated with subjective health, but predicted medically certified sickness absences for those with dependent children or employed in manual occupations. With respect to work stress, the men and women suffering from job strain or effort-reward imbalance had less medically certified sickness absences if they at least had control over their working times. The men and women with long domestic and total working hours and long commuting hours gained most from high worktime control in that their medically certified sickness absences were reduced. Vulnerability to long domestic and total working hours in terms of such absences was seen among both men and women, but there were few men working long domestic hours. Long paid working hours as such were not associated with sickness absences. In sum, high worktime control appeared to buffer against health problems and to promote a successful integration of domestic responsibilities with a full-time job. The findings expand the focus of work stress research and emphasize the importance of taking conditions at home into account when analysing employee health. / Tiivistelmä Työaikojen hallinnan merkitys terveydelle tunnetaan työstressitutkimuksen alalla huonosti. Tässä väitöskirjatyössä oletettiin, että työaikojen hallinta voisi vähentää stressiä ja edistää terveyttä helpottamalla kokopäivätyön ja kotona tehtävän työn yhteensovittamista sekä mahdollistamalla työn tekemisen parhaiden voimavarojen vallitessa. Tutkimus toteutui osana Työterveyslaitoksen Kunta10 -tutkimusta, joka seuraa kymmenen suomalaisen kaupungin henkilöstön työolojen ja terveyden kehittymistä. Koettua työaikojen hallintaa ja terveyttä koskevat kyselyvastaukset (alkukysely v. 1997: n = 6442, 67 %; seurantakysely vv. 2000–01: n = 32299, 67 %) linkitettiin palkanmaksurekistereistä saatuihin sairauspoissaolotietoihin. Työaikojen hallinnan mittari sisälsi alkukyselyssä 5-luokkaisella asteikolla vastaajien kokemat vaikutusmahdollisuudet työpäivän alkamis- ja päättymisajankohtiin, taukoihin, yksityisasioiden hoitamiseen työpäivän kuluessa, työvuoroihin, lomien ja vapaapäivien ajankohtiin sekä palkattomien vapaiden pitämiseen. Seurantakyselyssä kartoitettiin myös vaikutusmahdollisuudet työpäivän pituuteen. Summamuuttujan faktorianalyysin jälkeen arvioitiin erikseen päivittäisten työaikojen hallintaa sekä loma-aikojen hallintaa. Tuloksissa huono työaikojen hallinta ennusti naisilla huonoksi koettua terveyttä, psyykkistä rasittuneisuutta sekä lääkärintodistusta vaativia yli kolmen päivän mittaisia sairauspoissaoloja. Miehillä huono työaikojen hallinta ei vaikuttanut itsearvioituun terveyteen, mutta ennusti lääkärintodistusta vaativia sairauspoissaoloja, jos heillä oli lapsia kotona tai jos he tekivät ruumiillista työtä. Hyvä työaikojen hallinta vähensi työstressiin liittyviä sairauspoissaoloja. Stressiä kuvattiin työn kovien vaatimusten ja huonon hallinnan yhdistelmällä sekä koettujen ponnistelujen ja palkkioiden epäsuhdalla. Eri elämänalueilla tehtyihin työtunteihin suhteutettuna hyvä työaikojen hallinta vähensi sairauspoissaoloja erityisesti niillä naisilla ja miehillä, joilla oli paljon kotityötunteja, työmatkatunteja tai totaalityötunteja. Sairauspoissaoloilla mitattuna naiset ja miehet olivat yhtä haavoittuvia pitkille kotityö- työmatka- ja totaalityötunneille, mutta miehillä pitkät kotityötunnit olivat harvinaisia. Pitkät palkkatyötunnit sinänsä eivät lisänneet sairauslomia. Tutkimus tuo työstressikirjallisuuteen vallitsevia malleja täydentävää tietoa työn ulkopuolisten tekijöiden merkityksestä työntekijöiden terveydelle. Tulokset kannustavat edistämään työntekijöiden mahdollisuuksia työaikojensa hallintaan sekä terveyden edistämisen että kokopäivätyön ja muun elämän menestyksellisen yhdistämisen näkökulmista.

Abstract Changes in climate will impose abiotic stress on plant species, and eventually affect their distributional range. This is a particular challenge especially to tree species with long generation times and slow rates of evolution. In the boreal zone, most of these species also hold high economic value. The aim of the study was to enhance understanding of the abiotic stress coping strategies of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in its vulnerable early growth phase. In particular, the study evaluates the role of polyamine (PA) metabolism of Scots pine under abiotic stress. Polyamines (PAs) are small, ubiquitous nitrogenous compounds involved in fundamental biological processes of plants such as growth, organogenesis, embryogenesis and abiotic and biotic stress defence. The effects of different water availabilities and spring frost temperatures on shoots and roots of young seedlings were investigated in two growth chamber experiments. Proembryogenic liquid cell culture system was established and used as a controllable platform. Effects of polyethylene glycol (PEG) induced osmotic stress was investigated at the cellular level in liquid cultures. Responses to treatments were evaluated by quantifying changes in the expression of PA metabolism, stress, cell death and cell division -related genes, metabolite concentrations, as well as stress-induced physiology and morphology. The results revealed that PA metabolism is tissue specific and strictly regulated. Drought stress induced the accumulation of putrescine (Put) in photosynthesizing tissues, whereas the prime response to spring frost was a reorganization of root growth. Generally, drought and osmotic stress decreased the expression of PA catabolizing genes, leading to consistent PA levels in tissues even under severe stress. To conclude, PAs have a protective role in maintaining the growth and development of pine tissues subjected to abiotic stress. / Tiivistelmä Ilmastonmuutos vaikuttaa eri kasvilajien levinneisyyteen. Nopeasti muuttuva ilmasto on haaste erityisesti metsäpuulajeille, jotka pitkän sukupolvenvälin takia kehittyvät evolutiivisesti hitaasti. Erilaisten ympäristötekijöiden aiheuttamien puolustusaineenvaihdunnan muutosten tunteminen metsäpuilla on tulevaisuuden kannalta myös taloudellisesti tärkeää. Työn tavoitteena oli selvittää millainen merkitys polyamiineilla on metsämännyn (Pinus sylvestris L.) abioottisessa stressivasteessa. Polyamiinit (PAt) ovat pienimolekyylisiä typpiyhdisteitä, joiden tiedetään olevan mukana solujen perusaineenvaihdunnassa, kasvien kasvussa ja kehityksessä ja stressivasteissa. Tutkimus koostuu kolmesta kokeesta, joissa selvitettiin PA aineenvaihduntaa osana männyn taimien ja erilaistumattomien somaattisista alkioista peräisin olevien soluviljelmien stressivasteita. Kahdessa kokeellisessa tutkimuksessa männyn sirkkataimia altistettiin erilaisille kasvualustan vesipitoisuuksille ja keväthallan lämpötilaolosuhteille. Kolmannessa kokeessa PA aineenvaihdunnan reagointia osmoottiseen stressiin tutkittiin erilaistumattomissa somaattisissa epäkypsissä männyn alkiosta peräisin olevissa solukoissa kontrolloidussa nesteviljely-ympäristössä. Tutkimuksessa tarkastelin PA aineenvaihduntaa säätelevien geenien ilmenemistä ja PA pitoisuuksien muutoksia suhteessa kasvuun, kehitykseen ja stressissä indusoituvien geenien ilmenemiseen. Tulokset osoittavat, että PA aineenvaihdunta on tiukasti säädeltyä erilaisissa solukoissa. Taimien yhteyttävät solukot kerryttivät putreskiinia (Put) kuivuudessa. Ensimmäiset vasteet keväthallaolosuhteisiin havaittiin muutoksena juurten kasvun säätelyssä. Sekä kuivuus että osmoottinen stressi laskevat PA hajottavien geenien ilmenemistä, mikä on metsämännyn tapa ylläpitää tasaiset PA pitoisuudet solukoissa stressitekijöistä huolimatta. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että PA aineenvaihdunta on tärkeä metsämännyn kasvun ja kehityksen kannalta.

Abstract To date, plant endophytic bacteria have mainly been studied in roots of crop plants. However, shoot-associated endophytes are less diverse than root-associated ones. Hence, endophytic bacteria of plant shoots evolved different traits, than root colonizers, especially with types of host tissues infected and patterns of growth and development. This study found Methylobacterium extorquens colonized pine seedlings similarly to stem-colonizing rhizobia of other plants. M. extorquens DSM13060 was isolated from meristematic cells in shoot tip cultures of Scots pine (Pinus sylvestris L.). M. extorquens infected the plant stem through epidermis or stomatal apertures, forming infection pockets in the root and stem epidermis, or cortex. Post-infection, thread-like infection structures passed through the endoderm, invading vascular tissues. This led to systemic colonization of above and below ground-parts, observed in in vitro grown Scots pine. A novel mechanism enabling development of endophyte-host symbiosis is discovered within the M. extorquens – Scots pine model. This mechanism involves ability of M. extorquens to produce polyhydroxybutyrates (PHB) to protect itself from host-induced oxidative stress during infection. Upon initial colonization on the host surface, M. extorquens DSM13060 consumes methanol as a carbon source, using it to biosynthesize PHB. PHB are then degraded, upon host infection, by PHB depolymerases (PhaZ) to yield methyl-esterified 3-hydroxybutyrate oligomers. These oligomers have substantial antioxidant activity towards host-induced oxidative stress, enabling the bacterium to bypass host defenses and colonize further tissues. The bacteria can also store PHBs for future protection. The capacity for PHB production and, thus, protection from oxidative stress, is discovered in a wide taxonomic range of bacteria. This study also shows meristematic endophytes are important in growth and development of their hosts. Unlike many bacterial root endophytes, M. extorquens DSM13060 does not induce plant growth through hormones. However, this bacterium can colonize the interior of living host cells, where it aggregates around the nucleus of the host plant. M. extorquens DSM13060 genome encodes nucleomodulins, eukaryotic-like transcription factors, which may intervene in host transcription and metabolism. / Tiivistelmä Kasvin sisällä elävien endofyyttisten bakteerien tutkimus on perinteisesti keskittynyt viljelykasveihin ja niiden juuristoon. Kasvien maanpäällisissä versoissa elävät endofyytit eroavat merkittävästi juuriston bakteereista lajirikkauden suhteen. Versoissa eläville bakteereille on todennäköisesti kehittynyt erilaisia sopeumia kuin juuriston endofyyttilajeille. Endofyyttinen Methylobacterium extorquens DSM13060 elää männyn silmujen kasvusolukossa lisäten isäntäkasvin kasvua. Tässä tutkimuksessa M. extorquens –bakteerin todettiin siirtyvän männyn taimiin samoja mekanismeja käyttäen kuin Rhizobium –suvun typensitojabakteerit. Metylobakteeri tunkeutui isäntäkasviin aktiivisesti soluseinien läpi tai varren ilmarakojen kautta muodostaen mikropesäkkeitä juuren ja varren pinnoille, sekä infektiotaskuja kuorisolukkoon. Bakteeri eteni infektiolankojen avulla endodermin ohi johtosolukoihin, mikä mahdollisti bakteerin siirtymisen muualle taimeen. M. extorquens käytti kasvin pinnalla runsaana olevaa metanolia hiilenlähteenään, varastoiden sen solujen sisäiseksi polyhydroksibutyraatti (PHB) polymeeriksi. Infektion myöhemmissä vaiheissa bakteeri hajotti varastoidun polymeerin PHB-depolymeraasientsyymien (PhaZ) avulla lyhyiksi rasvahappoketjuiksi. Nämä metyloidut 3-hydroksibutyraatin oligomeerit suojasivat bakteeria isäntäkasvin puolustuksen tuottamilta happiradikaaleilta mahdollistaen infektion etenemisen. Tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella endofyytin solunsisäinen energiavarasto, PHB, toimii pelkistävänä varastona ympäristön hapettavaa stressiä vastaan. Löytö osoitti uudenlaisen antioksidatiivisen puolustumekanismin, joka on levinnyt laajalle bakteerikunnassa ja liittyy yleisesti bakteerien kykyyn sietää vaikeita olosuhteita. Toisin kuin useat juurissa elävät bakteeriendofyytit, M. extorquens ei lisää isäntäkasvin kasvua tuottamalla kasvihormoneja. Bakteeri kykenee elämään männyn elävien solujen sisällä tumien läheisyydessä. M. extorquens DSM13060 genomi sisältääkin useita geenejä, jotka koodaavat nukleomoduliineja, eukaryoottisolujen säätylytekijöiden kaltaisia entsyymejä, joiden avulla bakteeri todennäköisesti vaikuttaa isäntäkasvin aineenvaihduntaan. Vastaavaa vaikutusmekanismia ei ole aikaisemmin kuvattu endofyyteillä. Tutkimus korostaa aiemmin tuntemattomien meristemaattisten bakteeriendofyyttien merkitystä isäntäkasvin kasvussa ja erilaistumisessa.

Abstract Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer-associated death in women in Finland. Although ovarian cancer is relatively common, the precise mechanism of its development is still unknown. Additionally, it appears that the modes of pathogenesis differ depending on histotype. Although the initial response to platinum-based chemotherapy is usually good, the majority of ovarian cancer patients relapse and develop platinum resistance. This is a major problem in the treatment of ovarian cancer. Reactive oxygen species (ROS) are metabolites of oxygen. They are continuously formed in normal cells as a by-product of aerobic respiration and they play an important role in normal cell functions. Oxidative stress occurs when ROS formation overrides the antioxidative defence system. Oxidative stress is associated with carcinogenesis. A small proportion of cancer cells are stem cells that survive initial chemotherapy. These cells are suspected of being associated with the development of platinum resistance. To evaluate the significance of oxidative stress in ovarian cancer we examined ROS-derived damage and antioxidant regulators in benign and borderline ovarian tumours and ovarian cancer samples by immunohistochemistry and analysis of serum samples. The existence of cancer stem cell markers was also assessed in ovarian cancer samples. The expression levels of various markers were compared with clinicopathological parameters. Our results confirm that oxidative stress (8-hydroxydeoxyguanosine) exists in benign tumours and antioxidant enzymes, such as peroxiredoxins and thioredoxin are widely expressed in benign and borderline tumours. Oxidative stress was associated with poor survival, higher stage and platinum resistance in ovarian cancer. Oxidative stress markers were more strongly expressed in certain histotypes of ovarian cancer, such as serous and endometrioid type. Cancer stem cell markers were found in ovarian cancer and they were associated with the development of platinum resistance. These observations are beneficial in understanding the pathobiology of ovarian cancer and help in the design of new treatment options. / Tiivistelmä Munasarjasyöpä on yksi merkittävistä syöpäkuolleisuuden aiheuttajista naisilla Suomessa. Se on kohtalaisen yleinen, mutta sen perimmäinen syntymismekanismi on vielä epäselvä. Lisäksi näyttää siltä, että eri histologioilla syntymekanismit poikkeavat toisistaan. Vaikka yleensä platinapohjaisella solunsalpaajahoidolla saadaan hyvä vaste, suurimmalla osalla hoidetuista potilaista tauti uusii ja kehittyy vastustuskyky platinapohjaisille solunsalpaajille. Tämä on suuri ongelma munasarjasyövän hoidossa. Vapaat radikaalit ovat hapen johdannaisia. Niitä muodostuu jatkuvasti soluissa soluhengityksen sivutuotteena, ja niillä on tärkeä merkitys normaaleissa solun toiminnoissa. Jos vapaiden radikaalien tuotanto ylittää antioksidatiivisen puolustusjärjestelmän, syntyy oksidatiivinen stressitilanne. Oksidatiivisen stressin on todettu olevan yhteydessä useiden syöpien syntymiseen. Osaa syövän soluista kutsutaan kantasoluiksi. Nämä solut voivat selvitä solunsalpaajahoidoista ja niiden epäillään olevan yhteydessä vastustuskyvyn kehittymisessä platinapohjaisia sytostaatteja kohtaan. Tutkimuksessamme arvioimme oksidatiivisen stressin merkitystä munasarjakasvaimissa. Tutkimme vapaiden radikaalien aiheuttamia vaurioita ja antioksidatiivisia säätelijöitä hyvänlaatuisissa, rajalaatuisissa sekä munasarjasyöpä kasvaimissa immunohistokemiallisesti ja seeruminäytteistä. Lisäksi selvitimme syövän kantasolumerkkiaineiden esiintymistä munasarjasyövässä. Tutkittujen merkkiaineiden pitoisuuksia verrattiin kliinisiin potilastietoihin. Tutkimustuloksemme mukaan oksidatiivista stressiä (8-hydroxydeoxyguanosine) esiintyi jo hyvänlaatuisissa kasvaimissa. Myös antioksidatiiviset entsyymit, kuten peroksiredoksiinit ja tioredoksiini, esiintyivät jo hyvänlaatuisissa ja rajalaatuisissa kasvaimissa. Oksidatiivinen stressi oli yhteydessä huonompaan tautiennusteeseen ja platinakohtaisen vastustuskyvyn kehittymiseen. Oksidatiivista stressiä oli enemmän seroosissa ja endometrioidissa munasarjasyöpätyypissä. Syövän kantasolumerkkiaineita esiintyi munasarjasyövässä, ja ne olivat yhteydessä huonontuneeseen hoitovasteeseen platinapohjaisille solunsalpaajille. Tulokset auttavat ymmärtämään munasarjasyövän syntymekanismeja ja suunnittelemaan uusia hoitovaihtoehtoja erityyppisissä munasarjasyövissä.

Abstract Ovarian cancer is the leading cause of death from gynaecological cancers in the Western world. Ovarian cancer comprises of tumours with distinct behaviour and individually different responses to chemotherapy, even within the same histology. Unfortunately, there are no molecular markers in clinical use to either distinguish between patients with better and worse prognosis or to predict individual chemosensitivity. The comprehension of the molecular effects of chemotherapeutic drugs is a prerequisite for finding predictive molecular factors for chemoresponse and prognosis. Some proteins in molecular pathways contributing to DNA damage response, angiogenesis and oxidative stress have been implicated in ovarian cancer prognosis. In this study, the responses in p53 pathway and among angiogenesis-related factors to chemotherapeutic drugs were analysed in ovarian cancer cell lines. In OVCAR-3 cells with mutated p53, cisplatin but not docetaxel induced p14ARF, an important regulator of p53, at mRNA and protein level. Cisplatin also significantly increased the mRNA expression of angiogenesis-related factors TSP-1, BMP-4, ET-1 and PlGF-2 while an equivalent dose of docetaxel had only minor effects. In clinical ovarian carcinomas, the expression of BMP-4, TSP-1 and CD105 as well as the marker of oxidative stress derived DNA damage, 8-OHdG, and peroxiredoxin antioxidants were analysed by immunohistochemistry. High expression of BMP-4 and cytoplasmic peroxiredoxin IV were associated with better prognosis, while high 8-OHdG expression associated with shorter survival. Explant cultures of fresh ovarian tumour tissue were used for the evaluation of individual responses of p53 and Hdm2 after in vitro treatments of the explant cultures by carboplatin or docetaxel. Major differences between the individual tumours were found, especially in the responses of p53 to carboplatin. The results of this study suggest, that BMP-4, 8-OHdG and peroxiredoxin IV may serve as prognostic markers in ovarian cancer. The differences shown in the molecular responses to platinum and taxane drugs may have value in tailoring individual chemotherapy. Also, fresh ovarian cancer tissue explant culture is worth further studies as a predictive method for analysing individual tumour responses for chemotherapeutic agents. / Tiivistelmä Munasarjasyöpä on suurinta kuolleisuutta aiheuttava gynekologinen syöpä läntisessä maailmassa. Munasarjakasvaimet eroavat toisistaan niin käyttäytymiseltään kuin yksilölliseltä sytostaattihoitovasteeltaan, jopa sama histologisen tyypin sisällä. Kliinisessä käytössä ei valitettavasti ole sellaisia molekulaarisia merkkiaineita, jotka erottaisivat toisistaan paremman ja huonomman ennusteen kasvaimet tai ennustaisivat yksilöllistä solunsalpaajaherkkyyttä. Hoitovastetta ja potilaan prognoosia ennustavien merkkiaineiden löytämisen edellytys on kemoterapian molekyylitason vaikutusten ymmärtäminen. DNA vaurion tunnistamiseen, angiogeneesiin ja oksidatiiviseen stressiin liittyvien vaikutusreittien joillakin proteiineilla on ehdotettu olevan ennusteellista merkitystä munasarjasyövässä. Tässä väitöskirjatyössä analysoitiin munasarjasyöpäsoluja käyttäen p53 vaikutusreitin ja eräiden angiogeneesiin liittyvien tekijöiden vasteita sytostaateille. Mutatoitunutta p53 proteiinia kantavissa OVCAR-3 soluissa sisplatiini, toisin kuin dosetakseli, indusoi p53 proteiinin tärkeää säätelijää, p14ARF:a sekä mRNA- että proteiinitasolla. Sisplatiini lisäsi merkittävästi myös usean angiogeneesiin liittyvän tekijän (TSP-1, BMP-4, ET-1 ja PlGF-2) mRNA:ta. Dosetakselin vaikutukset vastaavalla annoksella olivat vähäiset. Kliinisissä munasarjasyövissä BMP-4, TSP-1 ja CD105 sekä oksidatiivisen stressin aiheuttaman DNA-vaurion merkkiaineen, 8-OHdG:n sekä peroksiredoksiiniantioksidanttien ilmeneminen analysoitiin immunohistokemiallisesti. BMP-4:n ja sytoplasmisen peroksiredoksiini IV:n vahva ilmentyminen liittyivät parempaan ennusteeseen, kun taas 8-OHdG:n vahva ilmentyminen liittyi huonompaan elinajan ennusteeseen. Tuoreen munasarjasyöpäkudoksen eksplanttiviljelyn avulla selvitettiin p53 ja Hdm2 proteiinien vasteita syöpäkudoksen karboplatiini- tai dosetakseli-käsittelyille. Selkeitä yksilökohtaisia eroja havaittiin erityisesti karboplatiinin aiheuttamissa p53 vasteissa niin eri potilaiden kuin eri histologisten kasvaintyyppien välillä. Tämän väitöskirjatutkimuksen tulokset antavat viitteitä BMP-4:n, 8-OHdG:n ja peroksiredoksiinin mahdollisesta ennusteellisesta merkityksestä munasarjasyövässä. Erot platinayhdisteiden ja taksaanien välillä saattavat osoittautua merkittäviksi yksilöllisiä syövän hoitoja räätälöitäessä. Tuoreen munasarjasyöpäkudoksen eksplanttiviljelyn mahdollisuuksia yksilöllisten kasvainten hoitovasteiden ennustamisessa kannattaa selvittää jatkotutkimuksin.

Abstract The aim of this study was to follow 8 to 36- month old children's communicative development and its' associations with social-emotional skills (the Brief Infant Toddler Social-Emotional Assessment, BITSEA) and behavioural problems. This study is the first study using the Finnish version of the BITSEA. A total of 50 children participated in the Oulu region (first phases at year 2006 and 2007). At the age of 8 months (at year 2006, n =  31), child participants were grouped into two conditions: 1) children possibly needing support for deficiencies in communicative and interaction skills and 2) children without noted areas of need of support in communicative and interaction skills. Through random sampling, three groups were formed and included children from both the above mentioned conditions. The groups met fortnightly for five months for a directed song-play session (enrichment intervention). The sample size was increased at year 2007 (n =  19) and follow-up questionnaires were sent to all of the participating families (N =  50) at the child's age of 18, 24 and 36 months. The sample during the year 2007 did not receive any intervention. Results suggest, that the children's communicative and social-emotional development may be linked to each other. Children who scored higher in the assessments in communicative skills were also more successful on assessments measuring social interaction and social-emotional competence. Children with better communication skills demonstrated higher scores after enrichment-intervention. Scores on the BITSEA demonstrated an association with other indicators of children's development employed in the study suggesting the utility of the BITSEA as a follow-up assessment in Finnish sample. Mothers, who rated high maternal stress (measured at the child's age of 8 months) also rated higher levels of social-emotional and behavioural problems in their children, especially when a child was 18 months. This effect appeared to decrease over time. Results indicate the clinical importance of directly measuring not only a child's linguistic and social-emotional development, but also including assessment of a child's immediate environment, such as parents and siblings. / Tiivistelmä Tutkimuksen tarkoituksena oli seurata 8-36 kuukauden ikäisten lasten kielellistä kehitystä ja sen yhteyttä sosioemotionaaliseen kehitykseen (Brief Infant Toddler Social-Emotional Assessment, BITSEA-lomake) sekä käyttäytymisen ongelmiin. Tämä oli ensimmäinen tutkimus Suomessa, jossa käytettiin BITSEAn suomenkielistä versiota. Tutkimukseen osallistui 50 perhettä (aloitus vuosina 2006 ja 2007) Oulun alueelta. Kahdeksan kuukauden iässä täytettyjen lomakkeiden perusteella (vuonna 2006, n =  31) lapset luokiteltiin vuorovaikutus- ja kommunikaatiotaitojen mukaan kahteen joukkoon: 1) Vuorovaikutus- ja kommunikaatiotaitojen tukea mahdollisesti tarvitsevat lapset ja 2) Lapset, joilla ei todennäköisesti ollut tuen tarvetta vuorovaikutus- ja kommunikaatiotaidoissa. Satunnaisotannalla muodostettiin kolme pienryhmää (rikastuttamisryhmät), joihin kuului sekä mahdollista tukea tarvitsevia että tukea tarvitsemattomia lapsia. Ryhmät kokoontuivat joka toinen viikko viiden kuukauden ajan ohjattuun laulu-leikkituokioon. Tutkimusta laajennettiin syksyllä 2007 (n =  19) ja kaikille tutkimukseen osallistuneille perheille (N = 50) lähetettiin seurantalomakkeita, jotka vanhempien tuli täyttää lapsen ollessa 18, 24 ja 36 kuukauden ikäinen. Vuoden 2007 otoksen perheille ei tarjottu perheinterventiota. Tutkimuksessa kävi ilmi, että lapset, jotka saivat korkeat pisteet sosioemotionaalista kompetenssia kuvaavissa kartoituksissa, menestyivät paremmin myös vuorovaikutus- ja kommunikaatiotaitoja kuvaavissa arvioinneissa. Lapset, joilla oli jo ennestään korkeammat pisteet vuorovaikutus- ja kommunikaatiotaitoja kuvaavissa lomakkeissa, näyttivät saavan korkeammat pisteet myös intervention jälkeen. Tutkimuksessa tuli esiin, että BITSEA -lomake korreloi hyvin muiden lasten kehityksen seurannassa käytettyjen mittareiden kanssa ja soveltuu siten hyvin tutkimuslomakkeeksi suomalaisessakin aineistossa. Lisäksi äidit, jotka arvioivat stressitasonsa korkealle (lapsen ollessa kahdeksan kuukauden ikäinen), arvioivat myöhemmin myös korkeampia pisteitä lasten sosioemotionaalisten ja käyttäytymisen ongelmien kyselylomakkeissa lapsen ollessa 18 kuukauden ikäinen. Tämä vaikutus kuitenkin väheni lapsen kasvaessa. Tutkimustulokset osoittavat, että perhe- ja neuvolatyössä on lapsen kehityksen kannalta tärkeää huomioida myös hänen kasvuympäristönsä; vanhempien hyvinvointi ja sisarusten määrä vaikuttavat lapsen kielelliseen ja sosioemotionaaliseen kehitykseen.

Abstract Background and aims: Growing evidence supports the existence of clinically significant problems in social-emotional/behavioral (SEB) development among infants and toddlers and the importance of early identification of these problems. There is a lack of research on the occurrence and identification of problems in the SEB domain among the Finnish general population of 1 to 2-year-old children. The present study examined these important issues. Given the dearth of earlier research knowledge, particular emphasis was focused on analyzing possible moderating effects of the assessed child’s and informant’s gender on the results. Subjects and methods: Oulu toddler (N = 208, age 18 months), Oulu infant (N = 227, age 12 months), and Oulu Province (N = 1008, age 12 months) samples were collected during 2008–2013 in collaboration with child health centers. Both mothers and fathers completed questionnaires assessing their child´s SEB development (e.g. the Brief Infant-Toddler Social and Emotional Assessment; Briggs-Gowan & Carter, 2006) and the family’s sociodemographic characteristics. Child healthcare nurse (CHCN) worry reports concerning the children’s development and family well-being were also gathered. Main results and conclusions: In parental ratings, girls obtained higher SEB competence scores than boys, whereas boys got higher SEB problem scores than girls, particularly among the toddler sample. Thus, boys may have an elevated risk of parent-reported problem behaviors and delays in SEB competences even before the age of 2 years. Compared to fathers, mothers were prone to rate the toddlers higher in both SEB competences and problems, especially with regard to externalizing behavior problems and problems in boys. Elevated interparental rating differences were associated with relatively elevated maternal parenting stress. Therefore, it is recommended to gather data on young children’s SEB development from both parents when possible and to focus clinical attention on the issue if the parental reports differ significantly. Parents and CHCNs seldom recognized SEB problems and delays in competency as problematical in 1-year-old infants, even in the case of infants who were screened to be in the of-concern range on the age-appropriate measure of SEB development. Thus, further efforts are needed for developing the identification of early problems in SEB development by both parents and preventive child healthcare professionals in Finland. / Tiivistelmä Tausta ja tavoitteet: Kasvava näyttö tukee käsitystä, että kliinisesti merkittäviä sosioemotionaalisen ja käyttäytymisen (SEK) kehityksen ongelmia esiintyy jo vauva- ja taaperoikäisillä ja että näiden ongelmien varhainen tunnistaminen on tärkeää. SEK-kehityksen ongelmien esiintymisestä ja tunnistamisesta 1–2-vuotaiden väestössä Suomessa puuttuu tutkimustietoa. Tämä tutkimus arvioi näitä tärkeitä aiheita. Tutkimuksessa huomioitiin erityisesti sekä tutkittavan lapsen että arvioitsijan sukupuolen mahdollinen moderoiva vaikutus tuloksiin, koska aiempaa tutkimustietoa tästä näkökulmasta on vähän. Tutkittavat ja menetelmät: Oulu taapero (N = 208, ikä 18 kk), Oulu vauva (N = 227, ikä 12 kk) ja Oulun lääni (N = 1008, ikä 12 kk) -aineistot kerättiin vuosina 2008–2013 yhteistyössä lastenneuvoloiden kanssa. Sekä äidit että isät täyttivät lomakkeet, jotka arvioivat lapsen SEK-kehitystä (mm. the Brief Infant-Toddler Social and Emotional Assessment; Briggs-Gowan & Carter, 2006) ja perheen sosiodemografisia taustatekijöitä. Myös terveydenhoitajan raportit lapsen kehitykseen ja perheen hyvinvointiin liittyvistä huolista kerättiin. Päätulokset ja johtopäätökset: Vanhempien arvioimina tytöt saivat korkeampia pistemääriä SEK-taidoissa kuin pojat, kun taas pojat saivat korkeampia pistemääriä SEK-ongelmissa kuin tytöt, etenkin taaperoaineistossa. Pojilla saattaakin olla kohonnut riski vanhempien raportoimille käytösongelmille ja SEK-kehityksen viiveille jopa ennen 2 vuoden ikää. Isiin verrattuina äidit olivat taipuvaisia antamaan korkeampia pisteitä sekä SEK-taito- että -ongelmaosioissa taaperoikäisten aineistossa, etenkin koskien ulospäin suuntautuvia käytösongelmia ja poikien ongelmia. Suurentuneet eroavaisuudet vanhempien antamissa arvioissa olivat yhteydessä suhteellisesti kohonneeseen vanhemmuuden stressiin äideillä. Onkin suositeltavaa kerätä tietoa pienen lapsen SEK-kehityksestä kummaltakin vanhemmalta, jos mahdollista, ja kiinnittää kliinistä huomiota asiaan, jos vanhempien antamat tiedot eriävät merkittävästi. Vanhemmat ja terveydenhoitajat tunnistivat SEK-ongelmia ja taitojen puutteita harvoin huolenaiheiksi 1-vuotiailla, vaikka nämä vauvat olisivat seuloutuneet huolialueelle ikätasoon soveltuvalla SEK-kehityksen mittarilla. Tarvitaankin lisätoimia, jotta vanhemmat ja terveydenhuollon ammattilaiset oppivat paremmin tunnistamaan varhaisia SEK-kehityksen ongelmia Suomessa.