Diversity of GABAergic Cell Types in the Developing Mouse Interpeduncular Nucleus

Erilaisten hermosolujen kirjo luo perustan aivojen toiminnalle. Hermosolujen erilaisten osapopulaatioiden kehitys sekä hermosolujen erityisominaisuudet keskushermostossa ovat vielä osittain epäselviä. Näiden kehitysbiologisten asioiden ymmärtäminen voisi edistää aivorungon tumakkeiden solutyyppien rakenteen ja toiminnan kartoitusta. Aiemmat työt ovat osoittaneet, että pieni alue aivojen takaosassa (rV2) tuottaa sekä eksitatorisia (glutamatergisiä) että inhibitorisia (GABAergisiä) hermosoluja, jotka liittyvät aivorungon monoaminergisiin tumakkeisiin (Lahti et al., 2016). Tässä maisterintutkielman tutkimusprojektissa tutkittiin Gsc2-transkriptiofaktoria ilmentävää hermosolujen osapopulaatiota aivorungon interpedunkulaarisessa tumakkessa. Tutkimusprojekti pohjautuu aikaisempiin tuloksiin yksittäisten solujen mRNA-sekvensoinnissa E13.5 ikäisillä hiirillä. Aiemman tutkimuksen sekvensointitulosten perusteella Gsc2:a ilmentävät hermosolut ovat GABAergisiä interneuroneita ja ovat lähtöisin rV2-osasta rombomeeri 1 alueelta taka-aivoista. Tässä projektissa tutkittiin myös Sall3transkriptiofaktorin ja Gsc2-transkriptiofaktorin yhtenäistä alueellista ilmentymistä hiirisikiöiden aivorungon kehityksen aikana. Ennalta mainittujen lisäksi tutkimuksessa tutkittiin myös Notch-signaloinnin roolia solun välittäjäaineidentiteetin valitsemisessa GABAergisen ja glutamatergisen solutyypin välillä rV2-alueen hermosolujen kantasoluissa. Aiemman tutkimuksen sekvensointitulosten validointi suoritettiin tutkimuksessa käyttäen immunohistokemiallisia ja in situ hybridisaatio -menetelmiä E12.5 ja E15.5 ikäisillä hiiren sikiöillä. Tutkimusprojektin tulokset tukevat aiemman tutkimuksen tuloksia Gsc2:a ilmentävien solujen alkuperästä rombomeeri 1 alueelta ja lisäksi osoittivat näiden kyseisten hermosolujen olevan tyypiltään GABAergisiä soluja. Sall3 ja Gsc2 -transkriptiofaktoreiden yhteistä ilmentymistä rV2-alueella tai interpedunkulaarisessa tumakkeessa ei voida tässä tutkimuksessa saatujen tulosten perusteella todentaa. Lisäksi tutkimuksessa saatujen tulosten mukaan Notch-signaalin estäminen rV2-alueella vähensi GABAergisten hermosolujen erilaistumista samalla alueella. Tutkimuksen tuloksiin viitaten voidaan todeta, että Notch-proteiini vaikuttaa GABA-välittäjäaineen valitsemiseen hiirten aivorungon hermosolujen kehityksen aikana. Tutkimuksessa saadut tulokset osoittavat myös, että Gsc2 voisi toimia rombomeeri 1 alueelta syntyvien GABAergisten interneuronien sekä interpedunkulaarisen tumakkeen takaosan hermosolujen merkkigeeninä. Lisäksi Notch-signaloinnista saadut tulokset voivat auttaa erilaisten mekanismien löytämisessä hermosolujen välittäjäaineidentiteettiin liittyen. Jatkotutkimusta ajatellen aikapisteitä ja GABA- sekä glutamatergisiä merkkigeenejä tulisi lisätä tutkimuksessa saatujen tulosten tukemiseksi.The diversity of different neuronal types lays the foundation for different functions in the brain. The development of different subpopulations and special features of neurons in the central nervous system are still partly unknown. Finding answers to these developmental issues could help in the process of characterisation of cell types and mapping of neuronal networks between the brainstem nuclei in the brain. Previous studies have shown that a ventrolateral neuroepithelial domain in the anterior hindbrain, rV2, produces excitatory (glutamatergic) and inhibitory (GABAergic) neurons, which are related to monoaminergic nuclei in the brainstem (Lahti et al., 2016). In this master’s thesis project, the development of a subpopulation of neurons expressing Gsc2 transcription factor in the interpeduncular nucleus was studied. This project was based on single-cell RNA sequencing results conducted in E13.5 mice. Predicted by single-cell RNA sequencing results, Gsc2 expressing cells are GABAergic interneurons and originate from the rV2 domain of the rhombomere 1 region in the hindbrain. Co-expression pattern with another transcription factor Sall3 with Gsc2 during development was also addressed in the study. Furthermore, the role of Notch signalling in the binary cell fate decision between GABAergic and the glutamatergic fate of rV2 neurons was investigated. Validation of single-cell RNA sequencing results was performed using in situ hybridisation and immunohistochemistry methods with mice embryos at the age of E12.5 and E15.5. This study verified previously shown origin of Gsc2 expressing cells to the rhombomere 1 region and in addition, showed that Gsc2 expressing cells are GABAergic. Co-expression pattern of Gsc2 with Sall3 neither in the rV2 domain nor in the interpeduncular nucleus was seen in our results. In the rV2 domain, the depletion of Notch signalling decreased the expression of differentiating GABAergic neurons. This indicates that Notch has a role in GABAergic neurotransmitter identity during the development of brainstem neurons in mice. Based on our results, Gsc2 could be used as a lineage marker for GABAergic interneurons originating from the rhombomere 1 region and as a marker for a subpopulation of the interpeduncular nucleus. Furthermore, results from the role of Notch signalling could help in discovering the mechanisms related to the determination of neurotransmitter identity in rV2 neurons. Further investigations, in different developmental time points and with additional markers, are needed to verify these results

MYB gene expression in GIST cancer cell lines

This thesis concentrates on the meaning of MYB gene expression in GIST aka gastrointestinal stromal tumour cancer cells. The thesis is a part of larger research of GIST tumours in the research group of Heikki Joensuu. The goal was to study the effects of the drug imatinib and the effect of MYB specific small interfering RNA in selected GIST 882 and 48 cell lines. Gene expression and the effect of selected components were studied in both protein and RNA level. MYB gene is estimated to be strongly linked to other genes in GIST for example to KIT gene. The aim off revealing the meaning of genes linked to GISTs was to bring new information and point of view of the tumour origins to light. The knowledge of the origins of GISTs is important especially in the development of new and more effective treatments. This study is based on earlier RNA sequencing results of MYB gene expression in GIST cancer cells. Expression of MYB, the effect of imatinib and the effect of MYB specific siRNA were studied primarily on protein level. For studying the protein level expression, SDS-page western blotting was used. On the RNA level same gene was studied using quantitative TaqMan method of Real-Time PCR. Used GIST cell lines were cultured and maintained throughout the study. Imatinib drug was added to the cells or the cells were transfected with MYB siRNA. The study was conducted with imatinib in 24 hour and 48 hour time points and with siRNAs in 48 hour time point. Parallel samples were studied from the cells in either duplicates or triplicates. Gained results were compared to cultured non-treated or cultured placebo transfected cells. Results indicate that GIST cells express MYB gene. Moreover, results indicate that in GIST cell line 882 imatinib and MYB siRNA diminish the signal of MYB on protein and on RNA level noticeably. Fading of the signal was seen on western blot pictures as a clear diminish of formed line and on qPCR results as a numeral drop. Because of the small amount of samples, the results from this study are more suggestive than final. Granted, results do give subject for further studies in the field of meaning of MYB gene in GIST cells.Opinnäytetyössä tutkittiin MYB-geenin ilmentymisen merkitystä GIST-syöpäsoluissa eli gastrointestinaalisen stroomatuumorin soluissa. Opinnäytetyö on osa Heikki Joensuun tutkimusryhmän GIST-kasvaimiin liittyvää laajempaa tutkimusta. Tavoitteena oli tutkia imatinib-lääkkeen sekä MYB small interfering RNA:n vaikutusta valituissa GIST 882- ja 48-solulinjoissa. Geenin ilmentymistä ja valittujen komponenttien vaikutusta tutkittiin proteiini- ja RNA-tasolla. MYB-geenin arvioitiin olevan voimakkaasti linkittynyt GIST-kasvaimissa oleviin muihin geeneihin kuten esimerkiksi KIT-geeniin. GIST-kasvaimiin liittyvien geenien merkityksen selvittämisen tavoitteena on tuoda uutta tietoa ja näkökulmaa kasvaimien alkuperästä. GIST-kasvaimien alkuperän selvitys on olennaista etenkin uusien ja tehokkaampien hoitomuotojen kehityksessä. Tutkimus pohjautuu aiempiin RNA-sekvensaatiosta saatuihin tuloksiin MYB-geenin ilmentymisestä GIST-syöpäsoluissa. MYB:in ekspressoitumista, imatinibin vaikutusta ja MYB siRNA:n vaikutusta tutkittiin työssä lähtökohtaisesti proteiinitasolla. Proteiinitasolla tutkimisessa käytettiin SDS-PAGE western blotting menetelmää. RNA-tasolla samaa geeniä tutkittiin kvantitatiivisella Real-Time PCR:n TaqMan -menetelmällä. Käytettyjä GIST-solulinjoja viljeltiin ja ylläpidettiin koko työskentelyn ajan. Kasvatusmediaan lisättiin imatinib-lääkettä tai vastaavasti transfektoitiin solut MYB siRNA:lla. Tutkimus suoritettiin imatinibilla 24 ja 48 tunnin aikapisteissä sekä siRNA transfektiolla 48 tunnin aikapisteessä. Soluista tutkittiin rinnakkaisia näytteitä joko duplikaatteina tai triplikaatteina. Saatuja tuloksia verrattiin viljeltyihin hoitamattomiin kontrollisoluihin tai placebolla transfektoituihin soluihin. Saadut tulokset osoittivat, että GIST-soluissa ilmentyy MYB-geeniä. Tulokset osoittivat myös, että GIST882-linjassa imatinib ja MYB siRNA alensivat MYB-geenin signaalia prote-iinitasolla sekä RNA-tasolla havaittavasti. Signaalin vaimeneminen nähtiin western blot-kuvissa selkeänä muodostuneen linjan häivenemisellä ja qPCR-tuloksissa numeraalisena pudotuksena. Pienen otannan vuoksi tutkimuksen tulokset ovat luonteeltaan suuntaa antavia, mutta antavat kuitenkin aihetta jatkotutkimuksiin MYB-geenin merkityksestä GIST-soluissa

Large registry-based analysis of genetic predisposition to tuberculosis identifies genetic risk factors at HLA

Tuberculosis is a significant public health concern resulting in the death of over 1 million individuals each year worldwide. While treatment options and vaccines exist, a substantial number of infections still remain untreated or are caused by treatment resistant strains. Therefore, it is important to identify mechanisms that contribute to risk and prognosis of tuberculosis as this may provide tools to understand disease mechanisms and provide novel treatment options for those with severe infection. Our goal was to identify genetic risk factors that contribute to the risk of tuberculosis and to understand biological mechanisms and causality behind the risk of tuberculosis. A total of 1895 individuals in the FinnGen study had International Classification of Diseases-based tuberculosis diagnosis. Genome-wide association study analysis identified genetic variants with statistically significant association with tuberculosis at the human leukocyte antigen (HLA) region (P < 5e-8). Fine mapping of the HLA association provided evidence for one protective haplotype tagged by HLA DQB1*05:01 (P = 1.82E-06, OR = 0.81 [CI 95% 0.74-0.88]), and predisposing alleles tagged by HLA DRB1*13:02 (P = 0.00011, OR = 1.35 [CI 95% 1.16-1.57]). Furthermore, genetic correlation analysis showed association with earlier reported risk factors including smoking (P < 0.05). Mendelian randomization supported smoking as a risk factor for tuberculosis (inverse-variance weighted P < 0.05, OR = 1.83 [CI 95% 1.15-2.93]) with no significant evidence of pleiotropy. Our findings indicate that specific HLA alleles associate with the risk of tuberculosis. In addition, lifestyle risk factors such as smoking contribute to the risk of developing tuberculosis.Peer reviewe

The public health impact of poor sleep on severe COVID-19, influenza and upper respiratory infections

Peer reviewe