Aineenvaihduntahäiriöiden mallintaminen. Multipleksiiniryhmän kollageenit luun uudismuodostuksessa sekä rasva- ja energia-aineenvaihdunnassa

Tyypin XV ja XVIII kollageenit paikantuvat elimistön tyvikalvoille ja muodostavat multipleksiinien alaryhmän suuressa kollageeniperheessä. Ne ovat evoluutiossa säilyneitä ja rakenteellisesti samankaltaisia molekyylejä, mutta niiden biologisia tehtäviä ei täysin tunneta. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin näiden kollageenien tehtäviä fysiologisissa prosesseissa, jotka ovat häiriintyneet ihmisten yleisissä sairauksissa kuten rasva-aineenvaihdunnan häiriöissä, diabeteksessa, valtimonkovettumataudissa ja osteoporoosissa.

Tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tyypin XV kollageenin tehtäviä aineenvaihduntahäiriössä selvitettiin in vivo -eläinmalleja hyödyntäen. Valtimonkovettumataudissa sen osoitettiin ilmentyvän aortan kolesterolikertymissä ja säätelevän aortan seinämiä ruokkivan suoniston, vasa vasorumin, muodostumista sekä valtimorasvoittuman kehittymistä ja siihen liittyvää tulehdusta. Kollageeni XV:n todettiin ilmentyvän voimakkaasti myös hiiren erilaistuvissa luuta tuottavissa soluissa, osteoblasteissa, ja sen puutos sai aikaan muutoksia sekä kuori- että hohkaluun soluväliaineen muodostuksessa. Näiden tulosten valossa on mahdollista, että kollageeni XV:n toimintaan kohdistuvia lääkkeitä voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää osteoporoosin ja valtimonkovettumataudin hoidossa.

Kollageeni XVIII on yleinen tyvikalvojen komponentti, josta tunnetaan kolme toisistaan poikkeavaa erikokoista isomuotoa (”lyhyt”, ”keskipitkä” ja ”pitkä”). Keskipitkää ja pitkää muotoa ilmennetään maksassa ja rasvakudoksessa, ja niiden tiedetään säätelevän rasvasolujen erilaistumista ja rasvan varastoitumista. Tässä tutkimuksessa havaittiin, että näiden muotojen puutos johti rasvakudoksen vähenemiseen ja rasvamaksan kehittymiseen hiirillä, etenkin runsasrasvaista ruokavaliota käytettäessä. Lisäksi tässä tutkimuksessa osoitettiin ensimmäisen kerran keskipitkän ja pitkän isomuotojen puutoksen johtavan insuliiniresistenssiin ja vähentävän insuliinista riippuvaista glukoosin siirtymistä maksa- ja rasvasoluihin. Nämä tulokset voivat tulevaisuudessa johtaa uusiin hoitoihin aineenvaihduntasairauksille ja ovat siten myös kliinisesti merkittäviä, kun otetaan huomioon lihavuuden ja metabolisen oireyhtymän huolestuttava lisääntyminen länsimaissa.