Molecular studies on LIM-domain protein CRP1

Various intrinsic and external factors are constantly attacking the cells causing damage to DNA and to other cellular structures. Cells in turn have evolved with different kinds of mechanisms to protect against the attacks and to repair the damage. Ultraviolet radiation (UVR) is one of the major environmental genotoxic carcinogens that causes inflammation, mutations, immunosuppression, accelerated aging of the skin and skin cancers. Epidermis is the outermost layer of the skin consisting mostly of keratinocytes, whose primary function is to protect the skin against e.g. UV radiation. LIM domain proteins are a group of proteins involved in regulation of cell growth, damage signalling, cell fate determination and signal transduction. Despite their two zinc fingers, LIM domains do not bind to DNA, but rather mediate protein-protein interactions and function as modular protein binding interfaces. We initially identified CSRP1 as UVR-regulated transcript by using expression profiling. Here we have further studied the regulation and function of CRP1, a representative of cysteine rich protein- family consisting of two LIM domains. We find that CRP1 is increased by UVR in primary human keratinocytes and in normal human skin fibroblasts. Ectopic expression of CRP1 protected the cells against UVR and provided a survival advantage, whereas silencing of CRP1 rendered the cells more photosensitive. Actinic keratosis is a premalignant lesion of skin caused by excess exposure to sunlight and sunburn, which may lead to formation of squamous cell carcinoma. The expression of CRP1 was increased in basal keratinocytes of Actinic keratosis patient specimens suggesting that CRP1 may be increased by constant exposure to UVR and may provide survival advantage for the cells also in vivo. In squamous cell carcinoma, CRP1 was only expressed in the fibroblasts surrounding the tumour. Moreover, we found that ectopic expression of CRP1 suppresses cell proliferation. Transforming growth factor beta (TGFbeta) is a multifunctional cytokine that regulates several functions in cell including growth, apoptosis and differentiation, and plays important roles in pathological disorders like cancer and fibrosis. We found that TGFbeta-signalling pathway regulates CRP1 at protein, but not at transcriptional level. The increase was mediated both through Smad and non-Smad signalling pathways involving MAPK/p38. Furthermore, we found that TGFbeta-mediated increase in CRP1 was associated with myofibroblast differentiation, and that CRP1 was significantly more expressed in idiopathic pulmonary fibrosis as compared to normal lung specimens. Since cell contractility is a distinct feature of myofibroblasts, and CRP1 is associated with actin cytoskeleton, we studied the role of CRP1 in cell contractility. CRP1 was found to localize to stress fibres that mediate contractility and to mediate myofibroblast contraction. These studies identify CRP1 as a stress responsive and cytokine regulated cytoskeletal protein that participates in pathological processes involved in fibrotic diseases and cancer.

Phylogeography and demographic history of Lacerta lepida in the Iberian Peninsula

The Iberian Peninsula is recognized as an important refugial area for species survival and diversification during the climatic cycles of the Quaternary. Recent phylogeographic studies have revealed Iberia as a complex of multiple refugia. However, most of these studies have focused either on species with narrow distributions within the region or species groups that, although widely distributed, generally have a genetic structure that relates to pre-Quaternary cladogenetic events. In this study we undertake a detailed phylogeographic analysis of the lizard species, Lacerta lepida, whose distribution encompasses the entire Iberian Peninsula. We attempt to identify refugial areas, recolonization routes, zones of secondary contact and date demographic events within this species. Results support the existence of 6 evolutionary lineages (phylogroups) with a strong association between genetic variation and geography, suggesting a history of allopatric divergence in different refugia. Diversification within phylogroups is concordant with the onset of the Pleistocene climatic oscillations. The southern regions of several phylogroups show a high incidence of ancestral alleles in contrast with high incidence of recently derived alleles in northern regions. All phylogroups show signs of recent demographic and spatial expansions. We have further identified several zones of secondary contact, with divergent mitochondrial haplotypes occurring in narrow zones of sympatry. The concordant patterns of spatial and demographic expansions detected within phylogroups, together with the high incidence of ancestral haplotypes in southern regions of several phylogroups, suggests a pattern of contraction of populations into southern refugia during adverse climatic conditions from which subsequent northern expansions occurred. This study supports the emergent pattern of multiple refugia within Iberia but adds to it by identifying a pattern of refugia coincident with the southern distribution limits of individual evolutionary lineages. These areas are important in terms of long-term species persistence and therefore important areas for conservation.

Sydämen hypertrofian ja kroonisen vajaatoiminnan farmakologinen hoito

Sydämen krooninen vajaatoiminta on merkittävä maailmanlaajuinen ongelma. Se on erilaisten sydän- ja verisuonisairauksien aiheuttama monimuotoinen oireyhtymä. Sydämen vasemman kammion hypertrofia eli sydämen seinämien paksuuntuminen on yksi keskeinen tekijä, joka voi olla sydämen vajaatoiminnan taustalla. Kohonnut verenpaine on yleisin syy, joka johtaa sydänlihaksen paksuuntumiseen. Tämä johtaa sydämen pumppaustoiminnan häiriintymiseen, erilaisten neurohormonaalisten mekanismien aktivaatioon ja edelleen sydämen vajaatoimintaan. Sydämen vajaatoiminnan neurohormonaalisista mekanismeista tärkeimmät ovat reniini-angiotensiini-aldosteroni-järjestelmän ja sympaattisen hermoston aktivaatio, sydämen rakenteiden uudelleenmuovautuminen, sydänlihassolujen apoptoosi ja systeeminen tulehdustila. Sydämen hypertrofiaa ja sen syntymistä pyritään estämään kohonneen verenpaineen lääkehoidolla. Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmällä on keskeinen merkitys sydämen vajaatoiminnassa. Sydämen vajaatoiminnan ennusteeseen vaikuttavista lääkeaineista angiotensiinikonvertasin estäjät (ACEestäjät) ovat säilyttäneet johtoasemansa jo vuosikymmenten ajan. Angiotensiinireseptoreiden salpaajien (AT1-salpaajien) odotettiin syrjäyttävän ACE-estäjät sydämen vajaatoiminnan hoidossa, mutta toistaiseksi niitä pidetään vain vaihtoehtoisina lääkkeinä. Sympaattisen hermoston aktivaatiota vähentävät β-salpaajat ovat vakiinnuttaneet asemansa toiseksi tärkeimpänä lääkeryhmänä. Diureetit ovat paljon käytetty lääkeaineryhmä sydämen vajaatoiminnan hoidossa, mutta niistä ainoastaan aldosteroniantagonisteilla on tutkitusti ennustetta parantavaa vaikutusta. Kroonisen vajaatoiminnan hoidossa käytetään edelleen myös digoksiinia. Tulevaisuudessa sydämen vajaatoiminnan ennusteeseen vaikuttavia lääkeaineita voivat olla reniinin estäjät, neutraaliendopeptidaasin estäjät, vasopressiinin antagonistit tai inflammatroisiin sytokiineihin vaikuttavat molekyylit. Erikoistyön kokeellisessa osiossa tarkoituksena oli tutkia sydämen hypertrofian kehittymistä vatsa-aortta kuristetuilla rotilla ja kalsiumherkistäjä levosimendaanin sekä AT1-salpaaja valsartaanin vaikutuksia hypertrofian kehittymiseen. Kokeellisessa osiossa arvioitiin myös sydämen hypertrofian ja vajaatoiminnan jyrsijämallina käytetyn vatsa-aortan kuristuksen (koarktaation) toimivuutta ja vaikutuksia ultraäänen avulla määritettyihin kardiovaskulaarisiin parametreihin. Vatsa-aortta kuristettiin munuaisvaltimoiden yläpuolelta. Kuristus saa aikaan verenpaineen kohoamisen ja sydämen työtaakan lisääntymisen. Pitkittyessään tila johtaa sydänlihaksen hypertrofiaan ja vajaatoimintaan. 64 eläintä jaettiin ryhmiin, siten että jokaiseen ryhmään tuli kahdeksan eläintä. Ryhmistä kolmelle annettiin lääkeaineena levosimendaania kolmella eri päiväannoksella (0,01 mg/kg; 0,10 mg/kg; 1,00 mg/kg) ja kolmelle valsartaania kolmella eri päiväannoksella (0,10 mg/kg; 1,00 mg/kg; 10,00 mg/kg) juomaveden mukana. Lääkitys aloitettiin leikkauksen jälkeen ja jatkettiin kahdeksan viikon ajan. Kardiovaskulaariset parametrit, kuten isovolumetrinen relaksaatioaika (IVRT), vasemman kammion läpimitta systolessa ja diastolessa sekä seinämäpaksuudet, ejektiofraktio (EF), supistuvuusosuus (FS), minuuttitilavuus (CO) ja iskutilavuus (SV) määritettiin kahdeksan viikon kuluttua leikkauksesta ultraäänitutkimuksen avulla. Lisäksi määritettiin eläinten sydämen paino suhteessa ruumiin painoon. Tuloksia verrattiin ilman lääkehoitoa olleeseen koarktaatioryhmään. Eläinmallin toimivuutta arvioitiin vertaamalla koarktaatioryhmän tuloksia sham-operoidun ryhmän tuloksiin. Levosimendaanilla havaittiin työssä sydämen systolista toimintaa parantava vaikutus. Tämä näkyi tendenssinä parantaa ejektiofraktioita ja vasemman kammion supistuvuusosuuksia. Sydämen diastoliseen toimintaan ei kummallakaan lääkeaineella ollut merkittävää vaikutusta. Diastolista toimintaa arvioitiin isovolumetrisen relaksaatioajan muutoksilla. Sydämen hypertrofian kehittymiseen ei kummallakaan lääkeaineella ollut merkittävää vaikutusta. Eläinmallin todettiin mallintavan hyvin sydämen hypetrofiaa ihmisellä, mutta ei niinkään sydämen vajaatoimintaa.