Ajankohtaista

Väitös: 16.2.2018 Verenkierron mikroRNAt viestivät terveydentilasta ja suorituskyvystä (Kangas)

Alkamisaika: perjantai 16. helmikuuta 2018, 12.00

Päättymisaika: perjantai 16. helmikuuta 2018, 15.00

Paikka: Seminaarinmäki, S212

Reeta Kangas
Reeta Kangas, kuva: Ossi Partia
FM Reeta Kankaan gerontologian ja kansanterveyden väitöskirjan ”Aging and microRNA messaging: Associations with systemic estrogen levels and physical performance” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori Carolyn M. Klinge (University of Louisville), USA ja kustoksena akatemiatutkija Eija Laakkonen (Jyväskylän yliopisto). Väitös on englanninkielinen.

Perimän ja ympäristötekijöiden lisäksi geenien toimintaa ohjaavat monet pienmolekyylit kuten mikroRNAt. Verestä mitatut mikroRNAt kertovat elimistön eri kudoksissa tapahtuneesta geenien säätelystä ja sen muutoksista. MikroRNAt reagoivat fysiologisiin ja patologisiin kuormituksiin ja välittävät viestejä kudosten välillä.

Kangas mittasi tutkimuksessaan eri-ikäisten terveiden naisten ja miesten veren mikroRNA-tasoja. Kangas selvitti niiden yhteyksiä ikään, hormonikorvaushoidon käyttöön, suorituskykyyn ja terveydentilaan. Terveydentilan indikaattoreina käytettiin tulehdustekijöitä, rasva- ja sokeriarvoja sekä kehonkoostumusta.

Eri-ikäisten mikroRNA-tasot poikkeavat toisistaan

Kangas osoitti, että eri-ikäisten tutkittavien veren mikroRNA-tasoissa on eroja. Lisäksi ne olivat yhteydessä veren naissukupuolihormoni estradiolin pitoisuuteen, kehonkoostumukseen ja muihin terveysindikaattoreihin. Ikääntyvillä miesurheilijoilla havaittiin mikroRNA-tasojen olevan yhteydessä nopeus- ja voimaominaisuuksiin.

-Ikääntymistä siivittävät aineenvaihdunnalliset muutokset, jotka johtuvat osin fyysisen aktiivisuuden laskusta sekä erityisesti naisilla myös hormonaalisista seikoista. Miehillä muutokset ovat tasaisempia, mutta naisilla ne kulminoituvat vaihdevuosiin, minkä vuoksi tätä ajanjaksoa on tärkeää tutkia, Kangas toteaa.

Pienmolekyyleissä on potentiaalia tulevaisuuden diagnostiikkaan

Kangas käytti tutkimuksessaan perinteisiä mittausmenetelmiä, mutta pääsi myös kehittämään uutta näytteiden käsittely- ja analyysimenetelmää. Menetelmällä selvitettiin verenkierrossa kulkeutuvien kudosperäisten pallomaisten eksosomien mikroRNA-sisältöä.

-Nykyteknologian ansiosta verestä voidaan mitata lähes mitä vain. Usein tutkittavat molekyylit ovat herkkiä reagoimaan pieniinkin kehon sisä- tai ulkopuolelta tuleviin ärsykkeisiin, minkä vuoksi on tärkeää keskittyä siihen keneltä, milloin ja miten mitataan, Kangas selittää.

-Eksosomien sisällä kulkevat mikroRNAt ovat hyvässä suojassa ja pääsevät hyvin todennäköisesti määränpäähänsä, eli vaikuttamaan kohdekudoksen solujen toimintaan.

Tutkimuksessa havaitut mikroRNA-tasoerot herättävät lisäkysymyksiä siitä, mitä erot elimistön toiminnan kannalta tarkoittavat.

-Näissä pienmolekyyleissä on paljon potentiaalia. Kunhan menetelmät saadaan yhdenmukaistettua ja tuloksia osataan tulkita yhdessä muiden viestimolekyylien kanssa, veren mikroRNAt soveltuvat lisätyökaluiksi fysiologisen tilan ja suorituskyvyn arviointiin. Jatkossa on olennaista selvittää tutkittujen molekyylien tarkka toiminta solu- ja kudostasolla, jotta tiedetään miksi ja mistä ne ovat verenkiertoon kulkeutuneet, Kangas painottaa. Niiden hyödyntäminen myös sairauksien diagnostiikassa, etenemisessä sekä lääkehoitojen tehon seurannassa on tunnistettu.

Lisätietoja:
Reeta Kangas kangasreeta@gmail.com, +358440838689
Viestintäpäällikkö Liisa Harjula, puh. 040 805 4403, viestinta@jyu.fi

Reeta Kangas on kirjoittanut ylioppilaaksi Vaskivuoren lukiosta vuona 2005. Hän valmistui filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopistosta marraskuussa 2012 pääaineenaan solu- ja molekyylibiologia. Kangas on työskennellyt tutkimusassistenttina sekä laboratoriomestarina terveystieteiden laitoksella ja sai helmikuussa 2013 tohtorikoulutettavan työsuhteisen työtehtävän Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisestä tiedekunnasta.

Tutkimusta ovat tukeneet Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellinen tiedekunta, Suomen Kulttuurirahasto, Suomen Urheiluopistosäätiö, Tuki- ja liikuntaelinsairauksien ja biomateriaalien tohtoriohjelma (TBDP), Opetus- ja kulttuuriministeriö ja Suomen Akatemia.

Teos on julkaistu sarjassa Studies in Sport, Physical Education and Health numerona 267, 109 s. Jyväskylä 2018, ISSN 0356-1071, ISBN 978-951-39-7323-0 (nid.), ISBN 978-951-39-7324-7 (PDF). Kirjaa myyvät yliopistokauppa Soppi puh. 040 805 3825 tai myynti@library.jyu.fi ja yliopiston verkkokauppa. Linkki väitöskirjan pdf-versioon: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7324-7

ABSTRACT:

This thesis took an innovative approach, which involved methodological development, to investigate microRNAs as candidate molecules and as genome-wide regulators of age, menopausal status and physical condition in both sexes. The focus was on potential serum microRNAs indicative of age, pre- or postmenopausal status, with or without estrogen-based hormone replacement therapy (HRT), and long-term physical training. MicroRNA associations with adiposity and inflammatory markers were also analyzed.

Three different study designs were used: 1) the SAWEs study comprised healthy postmenopausal monozygotic twin sisters (n=11, 54-62 years) with discordance for HRT and premenopausal women (n=30, 20-40 years) without hormonal contraceptives; 2) the miRBody study comprised non-related postmenopausal women (54-62 years) either on (n=16) or not on HRT (n=17); and 3) the ATHLAS study comprised male masters sprinters in a 10-year follow-up design (n=49, baseline age 40-80 years) and in a cross-sectional design (n=67, 18-90 years). For the explorative microRNA discovery, we set up next generation sequencing method for serum exosome microRNAs, exomiRs, and utilized arrays for freely circulating serum and adipose tissue microRNAs. Selected microRNAs were further validated. MiR-21-5p and -146a-5p were analyzed in both sexes, owing to their hypothesized role in aging, inflammation and exercise response. Sex steroids, inflammatory markers and fat/glucose metabolites were measured.

Profiled microRNA patterns in serum and adipose tissue differed by age and HRT use vs. non-use. Validations revealed age associations for five, and HRT associations for three microRNAs in serum. In addition, seven adipose tissue microRNAs were higher with higher ages. MiR-146a-5p was negatively associated with HRT use in both serum and muscle. In the sprinters, a negative association with age was detected for serum miR-146a-5p and non-linear associations with specific power and speed capacity measures in 10 years for miR-146a-5p and -21-5p.

The depth of the methodologies and human designs used, enabled novel discoveries regarding aging, 17β-estradiol (E2), and physiological (health) status-associated microRNAs. Of them, exomiR-27b-3p and -148a-5p, indicative of higher age, lower serum E2 and poorer adiposity and inflammatory status in women, were the most promising candidates for early markers of worsening metabolism with declining systemic E2. Moreover, serum miR-21-5p was indicative of more inflamed and fatty phenotype in women, whereas miR-146a-5p appeared indicative of a healthier phenotype in both sexes. Overall, this research underlines the potential for using serum microRNAs, together with other traditional markers, as tools in evaluating the physiological status of an individual, thus contributing new information to the health and aging field.

Keywords: microRNA, serum, aging, estrogen, hormone replacement therapy, menopause, physical performance

Lisätietoja

Reeta Kangas
kangasreeta@gmail.com
044 083 8689
kuuluu seuraaviin kategorioihin: