The Dual Role of HIF Hydroxylase PHD3 in Cancer Cell Survival

Most advanced tumours face periods of reduced oxygen availability i.e. hypoxia. During these periods tumour cells undergo adaptive changes enabling their survival under adverse conditions. In cancer hypoxia-induced cellular changes cause tumour progression, hinder cancer treatment and are indicative of poor prognosis. Within cells the main regulator of hypoxic responses is the hypoxia-inducible factor (HIF). HIF governs the expression of over a hundred hypoxia-inducible genes that regulate a number of cellular functions such as angiogenesis, glucose metabolism and cell migration. Therefore the activity of HIF must be tightly governed. HIF is regulated by a family of prolyl hydroxylase enzymes, PHDs, which mark HIF for destruction in normoxia. Under hypoxic conditions PHDs lose much of their enzymatic activity as they need molecular oxygen as a cofactor. Out of the three PHDs (PHD1, 2 and 3) PHD2 has been considered to be the main HIF-1 regulator in normoxic conditions. PHD3 on the other hand shows the most robust induction in response to oxygen deprivation and it has been implied as the main HIF-1 regulator under prolonged hypoxia. SQSTM1/p62 (p62) is an adaptor protein that functions through its binding motifs to bring together proteins in order to regulate signal transduction. In non-stressed situations p62 levels are kept low but its expression has been reported to be upregulated in many cancers. It has a definitive role as an autophagy receptor and as such it serves a key function in cancer cell survival decisions. In my thesis work I evaluated the significance of PHD3 in cancer cell and tumour biology. My results revealed that PHD3 has a dual role in cancer cell fate. First, I demonstrated that PHD3 forms subcellular protein aggregates in oxygenated carcinoma cells and that this aggregation promotes apoptosis induction in a subset of cancer cells. In these aggregates an adaptor protein SQSTM1/p62 interacts with PHD3 and in so doing regulates PHD3 expression. SQSTM1/p62 expression is needed to keep PHD3 levels low in normoxic conditions. Its levels rapidly decrease in response to hypoxia allowing PHD3 protein levels to be upregulated and the protein to be diffusely expressed throughout the cell. The interaction between PHD3 and SQSTM1/p62 limits the ability of PHD3 to function on its hydroxylation target protein HIF-1alpha. Second, the results indicate that when PHD3 is upregulated under hypoxia it protects cancer cells by allowing cell cycle to proceed from G1 to S-phase. My data demonstrates that PHD3 may either cause cell death or protect the cells depending on its expression pattern and the oxygen availability of tumours.Siirretty Doriast

Stability condition for the drive bunch in a collinear wakefield accelerator

The beam breakup instability of the drive bunch in the structure-based collinear wakefield accel- erator is considered and a stabilizing method is proposed. The method includes using the specially designed beam focusing channel, applying the energy chirp along the electron bunch, and keeping energy chirp constant during the drive bunch deceleration. A stability condition is derived that defines the limit on the accelerating field for the witness bunch.Comment: 10 pages, 6 figure

Prolyl Hydroxylase PHD3 Enhances the Hypoxic Survival and G1 to S Transition of Carcinoma Cells

Hypoxia restricts cell proliferation and cell cycle progression at the G1/S interface but at least a subpopulation of carcinoma cells can escape the restriction. In carcinoma hypoxia may in fact select for cells with enhanced hypoxic survival and increased aggressiveness. The cellular oxygen sensors HIF proline hydroxylases (PHDs) adapt the cellular functions to lowered environmental oxygen tension. PHD3 isoform has shown the strongest hypoxic upregulation among the family members. We detected a strong PHD3 mRNA expression in tumors of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). The PHD3 expression associated with expression of hypoxic marker gene. Using siRNA in cell lines derived from HNSCC we show that specific inhibition of PHD3 expression in carcinoma cells caused reduced cell survival in hypoxia. The loss of PHD3, but not that of PHD2, led to marked cell number reduction. Although caspase-3 was activated at early hypoxia no induction of apoptosis was detected. However, hypoxic PHD3 inhibition caused a block in cell cycle progression. Cell population in G1 phase was increased and the population in S phase reduced demonstrating a block in G1 to S transition under PHD3 inhibition. In line with this, the level of hyperphosphorylated retinoblastoma protein Rb was reduced by PHD3 knock-down in hypoxia. PHD3 loss led to increase in cyclin-dependent kinase inhibitor p27 expression but not that of p21 or p16. The data demonstrated that increased PHD3 expression under hypoxia enhances cell cycle progression and survival of carcinoma cells

Hypoxia-inducible factor (HIF)-prolyl hydroxylase 3 (PHD3) maintains high HIF2A mRNA levels in clear cell renal cell carcinoma

Most clear cell renal cell carcinomas (ccRCCs) have inactivation of the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein (pVHL), resulting in the accumulation of hypoxia-inducible factor -subunits (HIF-) and their downstream targets. HIF-2 expression is particularly high in ccRCC and is associated with increased ccRCC growth and aggressiveness. In the canonical HIF signaling pathway, HIF-prolyl hydroxylase 3 (PHD3) suppresses HIF-2 protein by post-translational hydroxylation under sufficient oxygen availability. Here, using immunoblotting and immunofluorescence staining, qRT-PCR, and siRNA-mediated gene silencing, we show that unlike in the canonical pathway, PHD3 silencing in ccRCC cells leads to down-regulation of HIF-2 protein and mRNA. Depletion of other PHD family members had no effect on HIF-2 expression, and PHD3 knockdown in non-RCC cells resulted in the expected increase in HIF-2 protein expression. Accordingly, PHD3 knockdown decreased HIF-2 target gene expression in ccRCC cells and expression was restored upon forced HIF-2 expression. The effect of PHD3 depletion was pinpointed to HIF2A mRNA stability. In line with these in vitro results, a strong positive correlation of PHD3 and HIF2A mRNA expression in ccRCC tumors was detected. Our results suggest that in contrast to the known negative regulation of HIF-2 in most cell types, high PHD3 expression in ccRCC cells maintains elevated HIF-2 expression and that of its target genes, which may enhance kidney cancer aggressiveness

PROX1 is a transcriptional regulator of MMP14

The transcription factor PROX1 is essential for development and cell fate specification. Its function in cancer is context-dependent since PROX1 has been shown to play both oncogenic and tumour suppressive roles. Here, we show that PROX1 suppresses the transcription of MMP14, a metalloprotease involved in angiogenesis and cancer invasion, by binding and suppressing the activity of MMP14 promoter. Prox1 deletion in murine dermal lymphatic vessels in vivo and in human LECs increased MMP14 expression. In a hepatocellular carcinoma cell line expressing high endogenous levels of PROX1, its silencing increased both MMP14 expression and MMP14-dependent invasion in 3D. Moreover, PROX1 ectopic expression reduced the MMP14-dependent 3D invasiveness of breast cancer cells and angiogenic sprouting of blood endothelial cells in conjunction with MMP14 suppression. Our study uncovers a new transcriptional regulatory mechanism of cancer cell invasion and endothelial cell specification.Peer reviewe

Toimintakykymittariston kokoaminen Pirkanmaan ammattikorkeakoulun hyvinvointiklinikan tekonivelleikattujen allasryhmille

Tavoitteenamme oli kehittää Pirkanmaan ammattikorkeakoulun Hyvinvointiklinikan tekonivelryhmien tuloksellisuuden ja vaikuttavuuden arviointia. Tarkoituksenamme oli koota tekonivelleikattujen toimintakykyä mittaava mittaristo olemassa olevista testeistä. Mittaristo on tarkoitettu Hyvinvointiklinikalla toimivien fysioterapeuttien ja fysioterapeuttiopiskelijoiden työkaluksi. Kokoamamme mittariston mittaustulosten myötä Hyvinvointiklinikalla työskentelevät opiskelijat saavat suuntaa allasharjoitteiden suunnitteluun ja kykenevät spesifimmin tarkentamaan harjoittelun tavoitteita. Työssämme toteutimme toiminnallisen opinnäytetyön menetelmiä ja sovelsimme niitä myös kirjallisessa raportissamme. Teoreettisena taustana työlle selvitimme toimintakyvyn, mittaamisen sekä tekonivelleikkauksen käsitteet, joiden kautta lähdimme kokoamaan perusteluja työllemme. Opinnäyteprosessimme päätyttyä annoimme valmiin mittariston Pirkanmaan ammattikorkeakoulun Hyvinvointiklinikan käyttöön. Mittaristo on selkeästi kohdennettu Hyvinvointiklinikan tekonivelleikattujen allasryhmille ja se palvelee heidän kehittymisen seuraamista. Mittariston käyttöönoton myötä tekonivelleikattujen allasryhmien toimintakyvyn palautumisen seuranta alkoi. Jatkossa mittariston laadunvalvonnasta ja käytännön toteutuksesta vastaa Hyvinvointiklinikan henkilökunta. Työstämme nousee esille mahdollisia opinnäytetyöaiheita. Esimerkiksi mittauksista saatujen tulosten arviointi ja seuranta vaativat jatkossa analysointia.The aim of this study was to develop the evaluation of profitability and impressiveness in Welfare clinic of Pirkanmaa University of Applied Scienses. The purpose of this thesis was to gather test battery that measures the functional ability of the endoprothesis surgery patients. The patients are participating pool therapy once a week at the Welfare clinic. The test battery is intended for the use of physiotherapists and physiotherapy students working at the Welfare clinic. By using the test battery the students get more information for the planning and are able to specify goals of the pool exercises. To gather the test battery we used already existing tests and remoulded them to our use. The method of this study was functional. The data was collected from the literature. We started becoming acquainted with the subject by getting familiar with the theoretical background of the keywords. After finishing the project we gave the complete directions of the test battery to the Welfare clinic. It has clearly been specified to the needs of the endoprothesis surgery patients and to evaluate the effects of pool exercises. By using the test battery Welfare clinic took its first step in follow-up of functional ability of endoprothesis surgery pool groups. In the future quality management and practical details are in the hands of the employees of Welfare clinic. Further studies on the subject could involve further developing of groups and analysing the material collected from the test battery

Turvapaikanhakijasta seurakuntalaiseksi : Suomen evankelis-luterilaisen kirkon pappien kokemuksia ja näkemyksiä turvapaikanhakijan hengellisen ja käytännöllisen avun tarpeista

Tämän opinnäytetyön tehtävänä on tutkia Suomen evankelis-luterilaisen kirkon pappien kokemuksia ja näkemyksiä kristinuskosta kiinnostuneista turvapaikanhakijoista. Tutkimustehtävä vastaa kahteen kysymykseen: 1) Millaisia käytännönavun tarpeita on ilmennyt työntekijän kohdatessa kristityksi kääntymisestä kiinnostuneita turvapaikanhakijoita? 2) Millaista hengellistä tukea työntekijä tarjoaa kääntyneelle turvapaikanhakijalle. Tutkimuksessa on käytetty laadullista sisällönanalyysi menetelmää. Aineisto koostuu 9 henkilökohtaisesta teemahaastattelusta. Koska aineiston otanta on pieni, tutkimuksen tulokset eivät ole yleispäteviä. Haastattelut pyrkivät tuomaan esille pappien omia kokemuksia kristinuskosta kiinnostuneista turvapaikanhakijoista. Tutkimusaineisto pyrkii kuvaamaan millaisia käytännön apuja ja hengellisiä tarpeita otetaan huomioon, kun turvapaikanhakija kiinnostuu kristinuskosta ja haluaa liittyä kirkkoon. Tutkimuskysymyksinä oli 1) Millaisia käytännön avuntarpeita on ilmennyt työntekijän kohdatessa kristityksi kääntymisestä kiinnostuneita turvapaikanhakijoita? 2) Millaista hengellistä tukea työntekijä on tarjonnut kristityksi kääntyneille turvapaikanhakijoille? Tutkimusaineisto kerättiin talvella 2021. Aineisto litteroitiin ja analysoitiin. Teemoja olivat työntekijän motivaatio, kohtaaminen, kasteopetus ja turvapaikkaprosessi. Etsin yhtäläisyyksiä, aiemman tutkimusten ja haastatteluiden välillä. Tutkimus vastasi hyvin esitettyihin tutkimuskysymyksiin. Keskeisimmäksi tulokseksi nousi kokonaisvaltainen kohtaaminen, islamilaisen kulttuurin huomioiminen, turvapaikkaprosessissa myötäeläminen ja turvapaikanhakijoiden tukeminen. Turvapaikanhakijoiden parissa tehtävä työ painottuu kasteopetukseen, turvapaikkaprosessin tukemiseen, oikeuksien puolustamiseen, seurakuntaan integroimiseen ja kohtaamiseen yksilönä. Liittyessään kirkkoon turvapaikanhakija menettää usein perheensä ja sukunsa. Seurakunnassa muodostuu turvapaikanhakijoille tärkeä yhteisö. Turvapaikanhakijoiden parissa tehtävä työ on myös monille papeille ihmettelyn ja ilon aihe, mutta samalla raskas ja turhauttava liittyen turvapaikkaprosessiin ja Maahanmuuttoviraston epäilyksiin uskon aitoudesta

OPETTAJAN OPAS - VIISASTEN KIVIKÖ? Tutkimus kuudennen luokan matematiikan opettajan oppaista ja oheismateriaaleista

Tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida kolmen eri kustantajan kuudennen luokan matematiikan opettajan oppaiden vahvuuksia ja heikkouksia valittujen kriteerien avulla. Tutkimus oli osa Hämeenlinnan opettajankoulutuslaitoksella vuonna 2005 aloitettua Matematiikan oppimateriaalin tutkimuksen hanketta. Tutkimuksen aineisto koostui geometria- ja prosenttilaskuosioiden osalta WSOY:n Laskutaito 6:sta, Tammen Matikkamatka 6:sta ja Otavan Tuhattaituri 6:sta. Analysoimme myös opettajan oppaissa olevat lisämonisteet sekä Laskutaito 6:n oheismateriaalit että Matikkamatka 6:n opetuskalvopohjat. Aineistomme koostui yhteensä 2844 tehtävästä. Tutkimuksessa tarkasteltiin, millaisia opettajan oppaiden tehtävät ovat ja miten opettajan oppaat tukevat oppilaan matemaattisen osaamisen piirteiden kehittymistä. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin opettajan oppaita peruskoulun opetussuunnitelman perusteiden 2004 sisältöjen toteuttajana ja konstruktivistisen oppimiskäsityksen heijastajana. Opettajan oppaista ja oheismateriaaleista tutkimme lisäksi, miten ne ottavat huomioon erilaiset oppilaat eriyttävän materiaalinsa kautta. Opettajan oppaiden tehtävien analysoinnissa käytettiin MOT-hankkeessa yhteisesti käytössä ollutta analyysirunkoa, jossa tehtävät luokiteltiin vaikeustason, tehtävän tyypin (suljettu/avoin) ja sen mukaan, olivatko ne sievennys-, tuottamis- vai tunnistamistehtäviä. Lisäsimme itse jälkimmäisiin kategorioihin luokat: mittaamistehtävät ja muut. Tehtävien vaikeustasot olivat seuraavat: 1. Laskutaito/Ymmärtäminen (LY-taso) 2. Ymmärtäminen/Soveltaminen (YS-taso) 3. Soveltaminen/Analyysi (SA-taso) Tutkimusten tulosten mukaan opettajan oppaiden prosenttilaskuosioiden tehtävien vaikeustasoissa oli merkitseviä eroja. Tyypillisin tehtävä kaikissa oppaissa oli kuitenkin LY-tasoinen suljettu tuottamistehtävä. Avoimien tehtävien määrä oli oppaissa erittäin pieni, mutta eniten niitä oli Matikkamatka 6:ssa. Matemaattisen osaamisen piirteistä painottuivat vahvimmin proseduraalinen sujuvuus ja käsitteellinen ymmärtäminen. Tutkimus osoitti, että opettajan oppaat ja niiden lisämonisteet tarjoavat materiaalia eriyttämiseen, vaikka lisämonisteiden tehtävämäärissä oli opettajan oppaiden välillä eroja. Erityisesti Tuhattaituri 6:n lisämonisteiden tehtävämäärä oli vaatimaton. Oppaiden tehtävistä muun muassa Laskutaito 6:n ja Matikkamatka 6:n pohdittavaa-tehtävät sekä Tuhattaituri 6:n pulmakulman tehtävät soveltuvat eriyttäväksi materiaaliksi edistyneemmille oppilaille. Laskutaito 6:n oheismateriaaleista löytyi runsaasti eriyttävää materiaalia sekä lisäharjoitusta tarvitseville oppilaille että edistyneemmille oppilaille. Opettajan oppaat vastasivat melko kattavasti perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden 2004 tavoite- ja sisältönormeja, tosin opettajan oppaiden sisällöissä oli painotuseroja. Opettajan oppaissa oli nähtävissä konstruktivistisen oppimiskäsityksen piirteitä, mutta myös behavioristisia piirteitä oli löydettävissä. Asiasanat: matematiikka, oppimateriaali, eriyttäminen, opetussuunnitelma, oppimiskäsity

OPETTAJAN OPAS - VIISASTEN KIVIKÖ? Tutkimus kuudennen luokan matematiikan opettajan oppaista ja oheismateriaaleista

Tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida kolmen eri kustantajan kuudennen luokan matematiikan opettajan oppaiden vahvuuksia ja heikkouksia valittujen kriteerien avulla. Tutkimus oli osa Hämeenlinnan opettajankoulutuslaitoksella vuonna 2005 aloitettua Matematiikan oppimateriaalin tutkimuksen hanketta. Tutkimuksen aineisto koostui geometria- ja prosenttilaskuosioiden osalta WSOY:n Laskutaito 6:sta, Tammen Matikkamatka 6:sta ja Otavan Tuhattaituri 6:sta. Analysoimme myös opettajan oppaissa olevat lisämonisteet sekä Laskutaito 6:n oheismateriaalit että Matikkamatka 6:n opetuskalvopohjat. Aineistomme koostui yhteensä 2844 tehtävästä. Tutkimuksessa tarkasteltiin, millaisia opettajan oppaiden tehtävät ovat ja miten opettajan oppaat tukevat oppilaan matemaattisen osaamisen piirteiden kehittymistä. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin opettajan oppaita peruskoulun opetussuunnitelman perusteiden 2004 sisältöjen toteuttajana ja konstruktivistisen oppimiskäsityksen heijastajana. Opettajan oppaista ja oheismateriaaleista tutkimme lisäksi, miten ne ottavat huomioon erilaiset oppilaat eriyttävän materiaalinsa kautta. Opettajan oppaiden tehtävien analysoinnissa käytettiin MOT-hankkeessa yhteisesti käytössä ollutta analyysirunkoa, jossa tehtävät luokiteltiin vaikeustason, tehtävän tyypin (suljettu/avoin) ja sen mukaan, olivatko ne sievennys-, tuottamis- vai tunnistamistehtäviä. Lisäsimme itse jälkimmäisiin kategorioihin luokat: mittaamistehtävät ja muut. Tehtävien vaikeustasot olivat seuraavat: 1. Laskutaito/Ymmärtäminen (LY-taso) 2. Ymmärtäminen/Soveltaminen (YS-taso) 3. Soveltaminen/Analyysi (SA-taso) Tutkimusten tulosten mukaan opettajan oppaiden prosenttilaskuosioiden tehtävien vaikeustasoissa oli merkitseviä eroja. Tyypillisin tehtävä kaikissa oppaissa oli kuitenkin LY-tasoinen suljettu tuottamistehtävä. Avoimien tehtävien määrä oli oppaissa erittäin pieni, mutta eniten niitä oli Matikkamatka 6:ssa. Matemaattisen osaamisen piirteistä painottuivat vahvimmin proseduraalinen sujuvuus ja käsitteellinen ymmärtäminen. Tutkimus osoitti, että opettajan oppaat ja niiden lisämonisteet tarjoavat materiaalia eriyttämiseen, vaikka lisämonisteiden tehtävämäärissä oli opettajan oppaiden välillä eroja. Erityisesti Tuhattaituri 6:n lisämonisteiden tehtävämäärä oli vaatimaton. Oppaiden tehtävistä muun muassa Laskutaito 6:n ja Matikkamatka 6:n pohdittavaa-tehtävät sekä Tuhattaituri 6:n pulmakulman tehtävät soveltuvat eriyttäväksi materiaaliksi edistyneemmille oppilaille. Laskutaito 6:n oheismateriaaleista löytyi runsaasti eriyttävää materiaalia sekä lisäharjoitusta tarvitseville oppilaille että edistyneemmille oppilaille. Opettajan oppaat vastasivat melko kattavasti perusopetuksen opetussuunnitelman perusteiden 2004 tavoite- ja sisältönormeja, tosin opettajan oppaiden sisällöissä oli painotuseroja. Opettajan oppaissa oli nähtävissä konstruktivistisen oppimiskäsityksen piirteitä, mutta myös behavioristisia piirteitä oli löydettävissä. Asiasanat: matematiikka, oppimateriaali, eriyttäminen, opetussuunnitelma, oppimiskäsity