Kollageeni XIII hermolihasliitoksen komponenttina. Kollageeni XIII:n solukalvo- ja soluvälitilamuodon roolit sekä yli-ilmentymisen vaikutukset hermolihasliitoksessa hiirimalleilla.

Kollageeni XIII on solukalvoproteiini, joka pystytään entsymaattisesti irrottamaan solukalvoilta ja tämän vuoksi se pystyy esiintymään kahdessa eri muodossaan: solukalvomuotoisena ja soluvälitilan proteiinina hiirten ja ihmisten hermolihasliitoksessa. Hermolihasliitoksessa keskushermostosta peräisin oleva lihaksen supistumiskäsky välittyy lihakseen ja mahdollistaa tahdonalaiset liikkeet. Molempien kollageeni XIII:n muotojen puute hiirillä ja kollageeni XIII:n geenin mutaatiot ihmisillä johtavat synnynnäiseen myasteeniseen oireyhtymään, jossa heikentynyt hermolihasliitoksen toiminta johtaa lihasheikkouteen.

Tässä väitöstyössä tutkittiin kollageeni XIII:n eri muotojen sekä yli-ilmentymisen vaikutuksia hermolihasliitoksessa hiirimalleilla sekä syvennettiin jo olemassa olevaa tietoa kollageeni XIII:n suhteen poistogeenisten hiirten hermolihasliitos- ja lihaslöydöksistä. Lisäksi kollageeni XIII:n suhteen poistogeenisten hiirten lihaslöydöksiä verrattiin kollageeni XIII:n geenin mutaatioista aiheutuviin ihmisten lihaslöydöksiin.

Kollageeni XIII:n eri muotojen hermolihasliitosvaikutusten selvittämiseksi tutkittiin hiirilinjaa, jossa kollageeni XIII ilmenee geneettisen manipulaation seurauksena ainoastaan solukalvomuodossaan. Tutkimukset osoittivat solukalvomuotoisen kollageeni XIII:n suorittavan pääosan kollageeni XIII:n tehtävistä ja tarvittavan hermon ja lihaksen väliseen kiinnittymiseen, hermovälittäjäainerakkuloiden ankkuroimiseen hermopäätteeseen, estämään hermoa suojaavien Schwannin solujen tunkeutumisen hermon ja lihaksen väliin, hermolihasliitoksen välittäjäaineen hajottavan entsyymin sitomiseen ja välittäjäainereseptorien vakaantumiseen. Tutkimukset osoittivat myös soluvälitilan kollageeni XIII:n tärkeyden hermolihasliitoksessa, sillä sen puutos johti hermolihasliitoksen liialliseen kasvuun ja aktiivisuuteen. Lisäksi tutkimuksissa todettiin kollageeni XIII:n ja välittäjäainetta hajottavan entsyymin hermolihasliitokseen sitovan proteiinin, kollageeni Q:n, välinen sitoutuminen.

Kun molempien kollageeni XIII:n muotojen suhteen poistogeenisiä hiiriä tutkittiin, niiden hermolihas- ja lihaslöydökset todettiin muistuttavan kollageeni XIII:n geenin mutaatioista kärsivien ihmisten vastaavia löydöksiä todistaen nämä hiiret hyväksi tautimalliksi tämän sairauden tulevaisuuden hoitomuotojen suunnitteluun.

Kollageeni XIII:n ylimäärän vaikutusta hermolihasliitokseen ja lihaskudokseen tutkittiin kollageeni XIII:ta ylenmäärin ilmentävillä hiirillä, joiden lihaksissa kollageeni XIII ylimäärä sijoittui fibroblastin kaltaisiin soluihin, lihasjänneliitokseen ja hermolihasliitoksen lähettyville, mutta ei hermolihasliitokseen. Näissä hiirissä osa hermolihasliitoksista ilmensi jopa vähemmän kollageeni XIII:ta kuin normaalisti ja hermolihasliitoslöydökset muistuttivat molempien kollageeni XIII:n muotojen suhteen poistogeenisien hiirten löydöksiä. Kuitenkin näissä hiirissä välittäjäainereseptorien ja hermojen valtaama alue lihaksien pinnalla todettiin leventyneeksi jo sikiönkehityksen aikana, mikä viittaisi kollageeni XIII:n yli-ilmentymisen lihaksessa vaikuttavan hermolihasliitoksen sikiönaikaiseen kehitykseen.

Tutkimustulokset osoittivat molempien kollageeni XIII:n muotojen tärkeyden ja niiden eriävät roolit hermolihasliitoksessa. Kollageeni XIII:n vaikutukset osaltaan selittyvät sen sitoutumisella kollageeni Q:n kanssa. Lisäksi kollageeni XIII:n suhteen poistogeeniset hiiret todettiin hyväksi tautimalliksi kollageeni XIII:n mutaatioista johtuvan synnynnäisen myasteenisen oireyhtymän tulevaisuuden hoitomuotojen suunnitteluun.