DATA WAREHOUSING IN A GLOBAL METAL INDUSTRIAL COMPANY

Työn tavoittena oli selvittää, miten tietovarastointi voi tukea yrityksessä tapahtuvaa päätöksentekoa. Tietovarastokomponenttien ja –prosessien kuvauksen jälkeen on käsitelty tietovarastoprojektin eri vaiheita. Esitettyä teoriaa sovellettiin käytäntöön globaalissa metalliteollisuusyrityksessä, jossa tietovarastointikonseptia testattiin. Testauksen perusteella arvioitiin olemassa olevan tiedon tilaa sekä kahden käytetyn ohjelmiston toimivuutta tietovarastoinnissa. Yrityksen operatiivisten järjestelmien tiedon laadun todettiin olevan tutkituilta osin epäyhtenäistä ja puutteellista. Siksi tiedon suora yrityslaajuinen hyödyntäminen luotettavien ja hyvälaatuisten raporttien luonnissa on vaikeaa. Lisäksi eri yksiköiden välillä havaittiin epäyhtenäisyyttä käytettyjen liiketoiminnan käsitteiden sekä järjestelmien käyttötapojen suhteen. Testauksessa käytetyt ohjelmistot suoriutuivat perustietovarastoinnista hyvin, vaikkakin joitain rajoituksia ja erikoisuuksia ilmenikin. Työtä voidaan pitää ennen varsinaista tietovarastoprojektia tehtävänä esitutkimuksena. Jatkotoimenpiteinä ehdotetaan testauksen jatkamista nykyisillä työkaluilla kohdistaen tavoitteet konkreettisiin tuloksiin. Tiedon laadun tärkeyttä tulee korostaa koko organisaatiossa ja olemassa olevan tiedon laatua pitää parantaa tulevaisuudessa.

Use of preclinical and early clinical data for dose selection of a selective estrogen receptor modulator toremifene in treatment of breast cancer

In development of human medicines, it is important to predict early and accurately enough the disease and patient population to be treated as well as the effective and safe dose range of the studied medicine. This is pursued by using preclinical research models, clinical pharmacology and early clinical studies with small sample sizes. When successful, this enables effective development of medicines and reduces unnecessary exposure of healthy subjects and patients to ineffectice or harmfull doses of experimental compounds. Toremifene is a selective estrogen receptor modulator (SERM) used for treatment of breast cancer. Its development was initiated in 1980s when selection of treatment indications and doses were based on research in cell and animal models and on noncomparative clinical studies including small number of patients. Since the early development phase, the treatment indication, the patient population and the dose range were confirmed in large comparative clinical studies in patients. Based on the currently available large and long term clinical study data the aim of this study was to investigate how the early phase studies were able to predict the treatment indication, patient population and the dose range of the SERM. As a conclusion and based on the estrogen receptor mediated mechanism of action early studies were able to predict the treatment indication, target patient population and a dose range to be studied in confirmatory clinical studies. However, comparative clinical studies are needed to optimize dose selection of the SERM in treatment of breast cancer.

Data Consistency by a Metadata Management Solution

This thesis consists of three main theoretical themes: quality of data, success of information systems, and metadata in data warehousing. Loosely defined, metadata is descriptive data about data, and, in this thesis, master data means reference data about customers, products etc. The objective of the thesis is to contribute to an implementation of a metadata management solution for an industrial enterprise. The metadata system incorporates a repository, integration, delivery and access tools, as well as semantic rules and procedures for master data maintenance. It targets to improve maintenance processes and quality of hierarchical master data in the case company’s informational systems. That should bring benefits to whole organization in improved information quality, especially in cross-system data consistency, and in more efficient and effective data management processes. As the result of this thesis, the requirements for the metadata management solution in case were compiled, and the success of the new information system and the implementation project was evaluated.

Business Intelligence -järjestelmä päätöksentekijöiden tukena asiantuntijayrityksessä

Työn tarkoituksena oli kartoittaa ja tehdä esiselvitys Business Intelligencen(BI) mahdollisuuksista tiedon hallinnassa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka yritys voi tietotekniikan avulla paremmin hyödyntää operatiivisten järjestelmien tuottamia tietoja päätöksenteon tukena. Työssä sovellettiin konstruktiivista tutkimusotetta. Business Intelligence -teknologiaan tutustuttiin aluksi kirjallisuuden avulla. Ongelmaa lähestyttiin selvittämällä kohdeyrityksen tiedonhallinnan nykytila ja siihen liittyvät ongelmat. Käyttäjävaatimukset selvitettiin strukturoidulla kyselytutkimuksella. Lisäksi työn empiriaosuudessa tutustuttiin kahteen Business Intelligence -toteutukseen ja arvioitiin teknologian kypsyyttä suhteessa asiakasvaatimuksiin. Tiedonhallinnalta toivottiin joustavuutta ja helppokäyttöisyyttä.Erityisesti tutkimuksessa esiin nousi se, että tiedon jakeluun tarvitaan monipuolisempia vaihtoehtoja. Käyttäjät olivat valmiita hyödyntämään uusia BI-ominaisuuksia varsin laajalti. Haastavinta tutkimuksessa oli liiketoiminnan ymmärtäminen. Suurimmat BI-teknologian puutteet havaittiin loppukäyttäjän sovelluksissa. Tietovarastointiprosessiin liittyvä teknologia todettiin toimivaksi.

Tietovarastokantaa käyttävän inventaariraportin kehittäminen osaksi integroitua tietojärjestelmää, case-tutkimus

Työn tavoitteena oli kehittää uuteen integroituun tietojärjestelmään luotettava raportti, joka korvaa olemassaolevan inventaariraportin sekä taulukkolaskentaohjelmassa manuaalisesti tehtävän varaston arvostuksen. Tutkimuksen taustalla on Stora Enson Imatran tehtaille perustettu inventaariraportin kehittämisprojekti. Tutkimus on vahvasti empiriaan pohjautuva tapaustutkimus ja se seuraa toiminta-analyyttista tutkimusotetta. Työssä keskityttiin tarkastelemaan integroituja tietojärjestelmiä ja tietovarastoja sekä tähän ympäristöön luotavaa raportin kehittämisprosessia. Työssä huomioitiin käyttäjänäkökulma ja analysoitiin erityisesti raportin luotettavuutta varmistava testausvaihe. Kehittämistyön tuloksena Fenixin inventaariraportoinnin alle muodostui kolme erillistä raporttia: inventaariraportti valinnan mukaan, joka voidaan ajaa määrittäin tai arvoittain, inventaarin hinnoitteluraportti sekä inventaarikorjausraportti. Naista inventaarimääräraportti tulee korvaamaan vanhan inventaariraportin ja yhdessä näiden raporttien avulla saavutetaan työlle asetetut tavoitteet.

Tietovaraston tietojen laatu ja arvo

Tutkielman tarkoituksena on tutkia case -organisaationa toimivan Tiehallinnon kahden tietovaraston, kuntotietorekisterin ja tiesääjärjestelmän tietojen laatua ja arvoa sekä selvittää, mitkä ominaisuudet näihin vaikuttavat ja miten nämä koetaan tällä hetkellä. Näiden ominaisuuksien tunnistaminen auttaa organisaatiota parantamaan tietovarastoidensa tietojen laatua, joka taas lisää niistä saatavaa arvoa. Tutkimus- ja tiedonkeruumenetelminä käytetään kvalitatiivista teemahaastattelua sekä kvantitatiivista web-pohjaista kyselylomaketta. Tutkimuksessa saatiin kuva kohdeorganisaation tietovarastojen tietojen koetusta laadusta ja arvosta ja siitä mistä nämä koostuvat. Tietovaraston tietojen laatuun ja arvoon vaikuttivat selvästi eri laatuominaisuudet. Tietovarastoilla on laatuominaisuuksia, joita käyttäjät pitävät tärkeinä ja joiden he kokevat korkealaatuisina tuottavan heille hyötyä. Tietovaraston käyttäjien työtehtävät, odotukset ja tarpeet määrittävät koetun laadun tason. Tietovaraston tietojen arvo muodostuu käyttäjän kokeman hyödyn ja laadun perusteella. Tietovaraston tietojen laatuominaisuuksiin, kuten esimerkiksi käytettävyyteen, virheettömyyteen ja saatavuuteen pystytään vaikuttamaan, koska nämä ovat kiinteästi tietovaraston tekniseen toteutukseen liittyviä tekijöitä. Tietovarastojen tietojen hyötyyn ja sen kautta koettuun arvoon ei pystytä suoraan vaikuttamaan, muuten kuin laatuominaisuuksia parantamalla.

Tehdasmittausten varastointi moniulotteisella tietomallilla

Tietovarastoissa moniulotteinen tietomalli on tehokkain tapa esittää tietoa päätöksentekijöille. Sen toimivuus on hyväksi havaittu monissa eri liiketoimintaympäristöissä. Tehdasympäristöissä on tuhansia mittalaitteita, joista jokainen mittaa uniikkia valmistusprosessiin liittyvää piirrettä. Tässä työssä kehitettiin tietovarasto tehdasmittausten varastointiin käyttäen moniulotteista tietomallia. Havaittiin, että moniulotteisella mallilla tehdasmittaukset voidaan tallentaa joustavalla tavalla ja esittää käyttäjälle mielekkäässä muodossa. Moniulotteinen malli antaa myös erinomaiset keinot tiedon ryhmittelyyn ja vertailuun. Sillä ei kuitenkaan saada vastaavanlaisia hyötyjä kuin klassisissa kaupanalan tietovarastointi esimerkeissä, koska eri mittaukset ovat keskenään hyvin erilaisia. Vaikka mittaukset eivät olekaan aina vertailtavissa tai summattavissa keskenään, saadaan ne moniulotteisella mallilla tallennettua ja luokiteltua loogisesti siten, että käyttäjän on helppo löytää tarvitsemansa tieto. Lisäksi yleisesti tunnettu ja paljon käytetty tietovaraston suunnittelumalli takaa sen, että markkinoilta on saatavissa työkaluja tietovaraston käyttöön. Tietokannan toteutus tehtiin vapaasti levitettävän MySQLtiedonhallintajärjestelmän avulla. Sitä ei ole suunniteltu pääasiassa tietovarastokäyttöön, mutta halpa lisenssi ja hyvä skaalautuvuus tekevät siitä mielenkiintoisen vaihtoehdon. Sitä onkin käytetty luultua enemmän tietovarastoinnissa ja myös monien nimekkäiden organisaatioiden toimesta. Myös tässä työssä todettiin, että MySQL tarjoaa riittävät välineet tietovaraston kehittämiseen.

Vähittäiskaupan tavarantoimittaja-arviointi -tapaustutkimus

Organisaatio tarvitsee työkaluja toimittajien suorituskyvyn mittaukseen ja kehittämiseen. Ilman systemaattista mittaamista ja arviointia ostajat eivät tiedä kuinka hyvin toimittajat suoriutuvat velvoitteistaan. Tutkielman tavoit-teena oli analysoida vähittäiskaupan tavarantoimittajien arviointiprosessia keskittyen päivittäistavarakaupan toimialaan ja tavarantoimittajiin sekä luoda toimittajien arviointiin pilottiraportti. Tutkielma on tehty päivittäistavarakaupan kohdeyrityksen toimeksiannosta. Tutkielman teoreettinen aineisto pohjautuu aikaisempaan kirjallisuuteen ja tutkimukseen. Tutkielman empiiriseen osaan aineistoa kerättiin kohdeyrityksen henkilöstön haastatteluilla sekä osallistuvan havainnoinnin avulla. Lisäksi tutkija perehtyi kohdeyrityksessä käytössä olevaan tietovarastointi-sovellukseen. Kirjallisen aineiston avulla rakennettu tutkimuksen teoreettinen osa perustuu aikaisempaan tutkimukseen. Empiirinen osa muodostuu neljästä teemahaastattelusta, jotka suoritettiin kohdeyrityksessä. Haastattelujen tarkoituksena oli rakentaa tutkijalle kuva kohdeyrityksen tavarantoimittaja-arvioinnin nykytilasta. Tutkielmassa havainnollistettiin yksinkertainen raportointimalli yhden tavararyhmän arviointiin ja arviointitiedon analysointiin. Raportointimallilla havainnollistetaan tavarantoimittaja-arviointidatan käyttöä toimittaja-arvioinnissa. Jatkossa on olennaista keskittyä systemaattisen raportoinnin edelleen kehittämiseen ja arviointitiedon hyväksikäyttöön neuvotteluissa toimittajan kanssa. Lisäksi toimittajien luokittelu tavararyhmien sisällä on tärkeää jotta arvioinnissa voidaan keskittyä kaikista tärkeimpiin toimittajiin.

Vaatimusmäärittelykäytäntöjen sovellettavuus talousohjauksen vaatimuksia kartoitettaessa

Vaatimusten määrittelyn tarkoitus on kartoittaa tietojärjestelmän käyttäjien työtehtäviä ja niihin liittyviä järjestelmän toiminnallisia ja ei-toiminnallisia vaatimuksia. Todellinen asiakasnäkökulma tulee esille yrityksen itse käynnistämässä vaatimusten määrittelyssä. Nykytilan selvittäminen ja kriittisten toimintojen havaitseminen käynnistävät kohdeyksikössä käytävän keskinäisen keskustelun, mikä on edellytyksenä järjestelmävaatimusten havaitsemiseen. Tämän työn teoriaosuudessa lähestytään eri näkökulmia vaatimustenmäärittelyyn. Tämän jälkeen esitellään muutamia asiakasyritykselle sopivia määrittelymenetelmiä, joita voidaan hyödyntää valmisohjelmistohankeen määrittelyssä. Työssä esitetään myös toiminnanohjaukseen ja tietovarastointiin tarkoitettujen järjestelmien tapaa kerätä taloudellista informaatiota ja luoda raportteja johdolle päätöksenteon tueksi. Työn empiirisessä osassa selvitetään mitkä ovat Lappeenrannan Energia Oy:n asettamat liiketoiminnalliset tarpeet ja vaatimukset uudelle talousohjauksen tietojärjestelmälle.

Development of tender information process by business intelligence in a global company unit

The purpose of this Thesis was to study what is the present situation of Business Intelligence of the company unit. This means how efficiently unit uses possibilities of modern information management systems. The aim was to resolve how operative informa-tion management of unit’s tender process could be improved by modern information technology applications. This makes it possible that tender processes could be faster and more efficiency. At the beginning it was essential to acquaint oneself with written literature of Business Intelligence. Based on Business Intelligence theory is was relatively easy but challenging to search and discern how tender business could be improved by methods of Busi-ness Intelligence. The empirical phase of this study was executed as qualitative research method. This phase includes theme and natural interviews on the company. Problems and challenges of tender process were clarified in a part an empirical phase. Group of challenges were founded when studying information management of company unit. Based on theory and interviews, group of improvements were listed which company could possible do in the future when developing its operative processes.

Transgenic mice overexpressing neuropeptide Y: An experimental model of metabolic and cardiovascular diseases

Neuropeptide Y (NPY) is an abundant neurotransmitter in the brain and sympathetic nervous system (SNS). Hypothalamic NPY is known to be a key player in food intake and energy expenditure. NPY’s role in cardiovascular regulation has also been shown. In humans, a Leucine 7 to Proline 7 single nucleotide polymorphism (p.L7P) in the signal peptide of the NPY gene has been associated with traits of metabolic syndrome. The p.L7P subjects also show increased stress-related release of NPY, which suggests that more NPY is produced and released from SNS. The main objective of this study was to create a novel mouse model with noradrenergic cell-targeted overexpression of NPY, and to characterize the metabolic and vascular phenotype of this model. The mouse model was named OE-NPY^DBH mouse. Overexpression of NPY in SNS and brain noradrenergic neurons led to increased adiposity without significant weight gain or increased food intake. The mice showed lipid accumulation in the liver at young age, which together with adiposity led to impaired glucose tolerance and hyperinsulinemia with age. The mice displayed stress-related increased mean arterial blood pressure, increased plasma levels of catecholamines and enhanced SNS activity measured by GDP binding activity to brown adipose tissue mitochondria. Sexual dimorphism in NPY secretion pattern in response to stress was also seen. In an experimental model of vascular injury, the OE-NPY^DBH mice developed more pronounced neointima formation compared with wildtype controls. These results together with the clinical data indicate that NPY in noradrenergic cells plays an important role in the pathogenesis of metabolic syndrome and related diseases. Furthermore, new insights on the role of the extrahypothalamic NPY in the process have been obtained. The OE-NPY^DBH model provides an important tool for further stress and metabolic syndrome-related studies.

Role of human hydroxysteroid (17beta) dehydrogenase type 1 (HSD17B1) in steroid-dependent diseases in females –novel indications for HSD17B1 inhibitors. Phenotypic analysis of transgenic mice overexpressing human HSD17B1.

Hormone-dependent diseases, e.g. cancers, rank high in mortality in the modern world, and thus, there is an urgent need for new drugs to treat these diseases. Although the diseases are clearly hormone-dependent, changes in circulating hormone concentrations do not explain all the pathological processes observed in the diseased tissues. A more inclusive explanation is provided by intracrinology – a regulation of hormone concentrations at the target tissue level. This is mediated by the expression of a pattern of steroid-activating and -inactivating enzymes in steroid target tissues, thus enabling a concentration gradient between the blood circulation and the tissue. Hydroxysteroid (17beta) dehydrogenases (HSD17Bs) form a family of enzymes that catalyze the conversion between low active 17-ketosteroids and highly active 17beta-hydroxysteroids. HSD17B1 converts low active estrogen (E1) to highly active estradiol (E2) with high catalytic efficiency, and altered HSD17B1 expression has been associated with several hormone-dependent diseases, including breast cancer, endometriosis, endometrial hyperplasia and cancer, and ovarian epithelial cancer. Because of its putative role in E2 biosynthesis in ovaries and peripheral target tissues, HSD17B1 is considered to be a promising drug target for estrogen-dependent diseases. A few studies have indicated that the enzyme also has androgenic activity, but they have been ignored. In the present study, transgenic mice overexpressing human HSD17B1 (HSD17B1TG mice) were used to study the effects of the enzyme in vivo. Firstly, the substrate specificity of human HSD17B1 was determined in vivo. The results indicated that human HSD17B1 has significant androgenic activity in female mice in vivo, which resulted in increased fetal testosterone concentration and female disorder of sexual development appearing as masculinized phenotype (increased anogenital distance, lack of nipples, lack of vaginal opening, combination of vagina with urethra, enlarged Wolffian duct remnants in the mesovarium and enlarged female prostate). Fetal androgen exposure has been linked to polycystic ovary syndrome (PCOS) and metabolic syndrome during adulthood in experimental animals and humans, but the genes involved in PCOS are largely unknown. A putative mechanism to accumulate androgens during fetal life by HSD17B1 overexpression was shown in the present study. Furthermore, as a result of prenatal androgen exposure locally in the ovaries, HSD17B1TG females developed ovarian benign serous cystadenomas in adulthood. These benign lesions are precursors of low-grade ovarian serous tumors. Ovarian cancer ranks fifth in mortality of all female cancers in Finland, and most of the ovarian cancers arise from the surface epithelium. The formation of the lesions was prevented by prenatal antiandrogen treatment and by transplanting wild type (WT) ovaries prepubertally into HSD17B1TG females. The results obtained in our non-clinical TG mouse model, together with a literature analysis, suggest that HSD17B1 has a role in ovarian epithelial carcinogenesis, and especially in the development of serous tumors. The role of androgens in ovarian carcinogenesis is considered controversial, but the present study provides further evidence for the androgen hypothesis. Moreover, it directly links HSD17B1-induced prenatal androgen exposure to ovarian epithelial carcinogenesis in mice. As expected, significant estrogenic activity was also detected for human HSD17B1. HSD17B1TG mice had enhanced peripheral conversion of E1 to E2 in a variety of target tissues, including the uterus. Furthermore, this activity was significantly decreased by treatments with specific HSD17B1 inhibitors. As a result, several estrogen-dependent disorders were found in HSD17B1TG females. Here we report that HSD17B1TG mice invariably developed endometrial hyperplasia and failed to ovulate in adulthood. As in humans, endometrial hyperplasia in HSD17B1TG females was reversible upon ovulation induction, triggering a rise in circulating progesterone levels, and in response to exogenous progestins. Remarkably, treatment with a HSD17B1 inhibitor failed to restore ovulation, yet completely reversed the hyperplastic morphology of epithelial cells in the glandular compartment. We also demonstrate that HSD17B1 is expressed in normal human endometrium, hyperplasia, and cancer. Collectively, our non-clinical data and literature analysis suggest that HSD17B1 inhibition could be one of several possible approaches to decrease endometrial estrogen production in endometrial hyperplasia and cancer. HSD17B1 expression has been found in bones of humans and rats. The non-clinical data in the present study suggest that human HSD17B1 is likely to have an important role in the regulation of bone formation, strength and length during reproductive years in female mice. Bone density in HSD17B1TG females was highly increased in femurs, but in lesser amounts also in tibias. Especially the tibia growth plate, but not other regions of bone, was susceptible to respond to HSD17B1 inhibition by increasing bone length, whereas the inhibitors did not affect bone density. Therefore, HSD17B1 inhibitors could be safer than aromatase inhibitors in regard to bone in the treatment of breast cancer and endometriosis. Furthermore, diseases related to improper growth, are a promising new indication for HSD17B1 inhibitors.

Tietovaraston uudelleensuunnittelu ja toteuttaminen

Tietovarastointi on yleistynyt yritysten raportoinnin tietolähteenä. Tietovarastojen avulla voidaan kehittää monipuolisia raportointiratkaisuja. Datamäärän ja käyttäjämäärän kasvu sekä raporttien monipuolistuminen aiheuttavat suorituskykyhaasteita. Tässä työssä käydään läpi tietovaraston uudelleensuunnittelu suorituskykyhaasteisiin keskittyen. Työn tavoitteena oli sekä tietovaraston käytön että ylläpidon tehostaminen. Työvaiheina olivat arkkitehtuurin kehittäminen, faktan ja dimensioiden optimointi, ETL-prosessin tehostaminen, paikallisvarastojen rakentaminen sekä osioinnin, indeksien ja aggregaatiosummien tehokkaampi hyödyntäminen. Tavoitteen toteutumista mitattiin toistamalla työn eri vaiheissa suorituskykytestejä. Tuloksena saavutettiin merkittävä suorituskyvyn parantuminen erityisesti työn aikana luoduissa paikallisvarastoissa. Tietovarastoon tehtävien kyselyiden ja hallintatoimenpiteiden kesto pieneni yleisesti noin kolmannekseen. Erillisiin käyttötarkoituksiin räätälöityihin paikallisvarastoihin tehtävien kyselyjen kesto pieneni noin kymmenykseen tai parhaassa tapauksessa jopa sadasosaan

Characterisation of Human Neutral and Lysosomal alpha-Mannosidases

Neutral alpha-mannosidase and lysosomal MAN2B1 alpha-mannosidase belong to glycoside hydrolase family 38, which contains essential enzymes required for the modification and catabolism of asparagine-linked glycans on proteins. MAN2B1 catalyses lysosomal glycan degradation, while neutral α-mannosidase is most likely involved in the catabolism of cytosolic free oligosaccharides. These mannose containing saccharides are generated during glycosylation or released from misfolded glycoproteins, which are detected by quality control in the endoplasmic reticulum. To characterise the biological function of human neutral α-mannosidase, I cloned the alpha-mannosidase cDNA and recombinantly expressed the enzyme. The purified enzyme trimmed the putative natural substrate Man9GlcNAc to Man5GlcNAc, whereas the reducing end GlcNAc2 limited trimming to Man8GlcNAc2. Neutral α-mannosidase showed highest enzyme activity at neutral pH and was activated by the cations Fe₂+, Co2+ and Mn₂+, Cu2+ in turn had a strong inhibitory effect on alpha-mannosidase activity. Analysis of its intracellular localisation revealed that neutral alpha-mannosidase is cytosolic and colocalises with proteasomes. Further work showed that the overexpression of neutral alpha-mannosidase affected the cytosolic free oligosaccharide content and led to enhanced endoplasmic reticulum associated degradation and underglycosylation of secreted proteins. The second part of the study focused on MAN2B1 and the inherited lysosomal storage disorder α-mannosidosis. In this disorder, deficient MAN2B1 activity is associated with mutations in the MAN2B1 gene. The thesis reports the molecular consequences of 35 alpha-mannosidosis associated mutations, including 29 novel missense mutations. According to experimental analyses, the mutations fall into four groups: Mutations, which prevent transport to lysosomes are accompanied with a lack of proteolytic processing of the enzyme (groups 1 and 3). Although the rest of the mutations (groups 2 and 4) allow transport to lysosomes, the mutated proteins are less efficiently processed to their mature form than is wild type MAN2B1. Analysis of the effect of the mutations on the model structure of human lysosomal alpha-mannosidase provides insights on their structural consequences. Mutations, which affect amino acids important for folding (prolines, glycines, cysteines) or domain interface interactions (arginines), arrest the enzyme in the endoplasmic reticulum. Surface mutations and changes, which do not drastically alter residue volume, are tolerated better. Descriptions of the mutations and clinical data are compiled in an α-mannosidosis database, which will be available for the scientific community. This thesis provides a detailed insight into two ubiquitous human alpha-mannosidases. It demonstrates that neutral alpha-mannosidase is involved in the degradation of cytosolic oligosaccharides and suggests that the regulation of this α-mannosidase is important for maintaining the cellular homeostasis of N-glycosylation and glycan degradation. The study on alpha-mannosidosis associated mutations identifies multiple mechanisms for how these mutations are detrimental for MAN2B1 activity. The α-mannosidosis database will benefit both clinicians and scientific research on lysosomal alpha‑mannosidosis.

Dissecting the molecular mechanisms of breast cancer bone metastasis for therapeutic targeting

Breast cancer that has metastasized to bone is currently an incurable disease, causing significant morbidity and mortality. The aim of this thesis work was to elucidate molecular mechanisms of bone metastasis and thereby gain insights into novel therapeutic approaches. First, we found that L‐serine biosynthesis genes, phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH), phosphoserine aminotransferase 1 (PSAT1) and phosphoserine phosphatase (PSPH), were up‐regulated in highly bone metastatic MDA‐MB‐231(SA) cells as compared with the parental breast cancer cell line. Knockdown of serine biosynthesis inhibited proliferation of MDA‐MB‐231(SA) cells, and L‐serine was essential for the formation of bone resorbing osteoclasts. Clinical data demonstrated that high expression of PHGDH and PSAT1 was associated with decreased relapse‐free and overall survival and with features typical of poor outcome in breast cancer. Second, RNA interference screening pointed out heparan sulfate 6‐O‐sulfotransferase 2 (HS6ST2) as a critical gene for transforming growth factor β (TGF‐β)‐induced interleukin 11 (IL‐11) production in MDA‐MB‐231(SA) cells. Exogenous heparan sulfate glycosaminoglycans heparin and K5‐NSOS also inhibited TGF‐β‐induced IL‐11 production in MDA‐MB‐231(SA) cells. Furthermore, K5‐NSOS decreased osteolytic lesion area and tumor burden in bone in mice. Third, we discovered that the microRNAs miR‐204, ‐211 and ‐379 inhibited IL‐11 expression in MDA‐MB‐231(SA) cells through direct targeting of the IL‐11 mRNA. MiR‐379 also inhibited Smad‐mediated signaling. Gene expression profiling of miR‐204 and ‐379 transfected cells indicated that these microRNAs down‐regulate several bone metastasis‐relevant genes, including prostaglandin‐endoperoxide synthase 2 (PTGS2). Taken together, this study identified three potential treatment strategies for bone metastatic breast cancer: inhibition of serine biosynthesis, heparan sulfate glycosaminoglycans and restoration of miR‐204/‐211/‐379.