Visinin-like-Protein 1 (VILIP-1), ein Vertreter der neuronalen Kalziumsensorproteine, wirkt in murinen Plattenepithelkarzinomzellen (SCC- Zellen) der Haut als Tumorinvasionssuppressor, indem es die Zell- Matrixadhäsion und die Zellinvasion inhibiert. Bei Ösophagustumoren und nicht- kleinzelligen Lungentumoren ließ sich des Weiteren eine Korrelation zwischen dem Verlust der Expression von VILIP-1 und der Überlebensrate/Prognose zeigen. Die anti-invasive Wirkung ging mit einer reduzierten RhoA- und MMP-9-Aktivität, sowie mit einer verminderten Expression von Fibronektinrezeptoren einher und konnte auf einen erhöhten cAMP-Spiegel in VILIP-1-positiven, weniger aggressiven SCC-Zellen zurückgeführt werden. Im Nervensystem wurde VILIP-1 hingegen vor allem als Modulator der zytosolischen cGMP-Konzentration beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde daher im Zellkulturmodell aus zwei aggressiven Plattenepithelkarzinom-Zelllinien der Haut ohne VILIP-1-Expression und zwei weniger aggressiven, VILIP-1-exprimierenden Zelllinien untersucht, ob der Einfluss von VILIP-1 auf das Metastasierungspotential der Tumorzellen ausschließlich über cAMP- Signalwege oder auch durch die Modulation der cGMP-Signalgebung durch VILIP-1 vermittelt wird. Es konnte gezeigt werden, dass in aggressiven, VILIP-1-negativen SCC-Zellen ein erhöhter cGMP-Spiegel nach Stimulation der partikulären Guanylatzyklasen NPR-A und NPR-B vorliegt. Die erhöhte cGMP- Konzentration und die resultierende Zunahme der Zellmigration der SCC-Zellen ließen sich auf ein höheres, jedoch von VILIP-1 unabhängiges Expressionsniveau von NPR-A und NPR-B zurückführen. Der durch VILIP-1 bedingte, erhöhte basale cAMP-Spiegel in weniger aggressiven, VILIP-1-positiven SCC-Zellen reduzierte die Zell-Matrixadhäsion sowie die Migration und basierte interessanterweise auf der verstärkten Oberflächenexpression von Adenylatzyklasen, entsprechend des Effekts von VILIP-1 auf die Oberflächenexpression von NPR-B und dem nAChR in Neuronen. Darüber hinaus wurde analysiert, welche extrazellulären Signale und welche intrazellulären Signalmoleküle an der Regulation der Expression von VILIP-1 während der Tumorprogression beteiligt sind. Die chronische Stimulation mit EGF induzierte bei den VILIP-1-exprimierenden Zellen die epithelial-mesenchymale Transition (EMT) und führte neben der Herabsetzung der Expression von E-Cadherin auch zum Verlust der VILIP-1-Expression. Im Unterschied zur Expression von Integrin 5, wurde die Expression von E-Cadherin nicht durch VILIP-1 reguliert. Dagegen ließ sich die Expression des Transkriptionsrepressor snail-1, der in VILIP-1 negativen SCC-Zellen exprimiert wurde und dessen Expression in VILIP-1-postiven SCC-Zellen durch EGF-Stimulation induziert werden konnte, sowohl durch VILIP-1 als auch durch Erhöhung des cAMP-Spiegels hemmen. Zusammen mit der Inhibition der Zellmigration durch VILIP-1-cAMP bestätigt dies die Wirkung von VILIP-1 als Suppressor der Tumorprogression und deutet auf eine protektive Funktion während des EMT-Prozesses hin.
Visinin-like-Protein 1 (VILIP-1), a member of the neuronal Ca2+ sensor protein family, acts as a tumor invasion suppressor in murine squamous cell carcinoma (SCC) by inhibiting cell-matrix adhesion and cell migration. Furthermore, in esophageal squamous cell carcinoma and non-small cell lung carcinoma the loss of VILIP-1 expression was correlated with clinical-pathological features and survival. Anti-invasive effects of VILIP-1 were accompanied by lowered RhoA and MMP 9 activity, as well as by reduced expression of fibronectin receptors and were mediated by increased cAMP levels in VILIP-1 positive SCCs. However, in neurons VILIP-1 was shown to modulate intracellular cGMP levels. Therefore in this thesis a cell culture model of two aggressive SCC cell lines without VILIP-1 expression and two less aggressive, VILIP-1 expressing cell lines was used to analyze, whether the tumor invasion suppressing effect of VILIP-1 was exclusively mediated by cAMP dependent pathways or may also be linked to cGMP dependent signaling. Cyclic nucleotide measurements showed increased levels of cGMP following stimulation of particulate guanylyl cyclases NPR-A and NPR-B in aggressive, VILIP-1 negative SCCs. Elevated cGMP levels were found to be based on a VILIP-1 independent upregulation of NPR-A and NPR-B and led to enhanced cell migration and aggressiveness of SCC cells. In contrast enhanced cAMP signaling reduced cell-matrix adhesion and cell migration. Increased basal cAMP levels were directly correlated with VILIP-1 expression. This effect is most likely based on enhanced surface expression of adenylyl cyclases and would therewith be equivalent to the effect of VILIP-1 on surface expression of NPR-B and nAChR in neurons. In addition it was an aim of this thesis to determine extracellular signals and intracellular signaling molecules involved in the regulation of VILIP-1 expression in tumor progression. Chronic EGF stimulation induced EMT in VILIP-1 positive SCCs and led to the downregulation of E-cadherin expression, as well as of VILIP-1 expression. In contrast to the expression of integrin 5, the expression of E-cadherin was not influenced by VILIP-1. On the other hand the expression of the transcriptional repressor snail-1, which was expressed in VILIP-1 negative SCCs and was inducible by EGF stimulation in VILIP-1 positive SCCs, was inhibited by both VILIP-1 expression and elevated cAMP levels. These findings together with the determined inhibition of cell migration by VILIP-1-cAMP points out the role of VILIP-1 as suppressor of tumor progression and suggest a protective function of VILIP-1 in EMT.
