Kapitel 1: Die Schilddrüse ist eine endokrine Drüse und Schilddrüsenhormone spielen eine sehr wichtige Rolle im Stoffwechsel und beim Wachstum. Schilddrüsenhormone sind für viele Prozesse im menschlichen Körper wichtig und werden von nahezu allen Geweben und Organen benötigt. Die wichtigsten Schilddrüsenhormone sind das Trijodthyronin (T3) und das Thyroxin (T4). Fehlfunktionen der Schilddrüse kommen sehr häufig vor und können durch eine Überfunktion (Hyperthyreose) oder Unterfunktion (Hypothyreose) charakterisiert sein. Bösartige Schilddrüsentumore können in Tumore mit einer C-Zell-Differenzierung (MTC) oder in Tumore mit einer Follikel-Zell-Differenzierung (FTC, PTC, PDTC und ATC) unterteilt werden. Somatische Mutationen in SD-Karzinomen finden sich vorallem im PI3K- oder MAPK Signalweg. Allerdings ist immer noch unklar, welche Mechanismen die Tumorbiologie beeinflussen. Außerdem sind wir immer noch nicht in der Lage ein gutartiges follikuläres Adenom von einem bösartigen follikulären Karzinom zytologisch zu unterscheiden. Wir haben hier das putative Onkogen DJ-1 und das Tight Junction Protein Claudin-1 untersucht, da beide eine Rolle in der Tumorbiologie bei anderen Malignomen spielen. Wir haben ihre Expression mit Hilfe der Immunhistochemie in verschiedenen Schilddrüsentumoren untersucht und in vitro Experimente durchgeführt, um mehr über ihre Funktion in der Tumorbiologie zu erfahren. Zudem haben wir uns mit verschiedenen Schilddrüsenhormontransportern befasst und deren Expression in Schilddrüsentumoren und hyperfunktionellem Gewebe (Morbus Basedow) untersucht. Kapitel 2: Das follikuläre Schilddrüsenkarzinom (FTC) ist das zweithäufigste SD-Malignom. Es ist jedoch unklar, ob sich ein FTC sequenziell oder direkt aus einem follikulärem Adenom (FA) entwickelt und sowohl RAS-Mutationen als auch PAX8/PPARγ Rearrangements wurde in gutartigen sowie bösartigen follikulären Schilddrüsentumoren beschrieben. Eine erhöhte Expression des Proteins DJ-1 in FTC konnten wir bereits in früheren Untersuchungen zeigen. In dieser Arbeit haben wir untersucht, ob DJ-1 onkogenes Potenzial besitzt und ob DJ-1 eine Rolle in der Enstehung eines FTC spielt. Die Gen- und Proteinexpressionsanalysen wurden mit Hilfe von qRT-PCR und Immunhistochemie von insgesamt 116 Schilddrüsenproben, darunter 27 normale Schilddrüsen (NT), 44 FA und 45 FTC Proben, untersucht. Die Folgen einer DJ-1 Überexpression wurden in menschlichen follikulären Schilddrüsenkarzinomzellen (FTC-133) mit und ohne DJ-1 Herrunterregulation und in Ratten Schilddrüsenzellen (PCCL3) und humanen Schilddrüsenkarzinomzellen (FTC-133) mit DJ-1 Überexpression oder kombinierte Expression von DJ-1 mit den Onkogenen RASV12 und PAX8/PPARγ untersucht. Die Aktivierung von Schilddrüsensignalwegen wurde mit Hilfe des Immunblots untersucht. Wir konnten eine deutlich erhöhte Gen- und Proteinexpression von DJ-1 in den FTC Proben, im Vergleich zu FA und NT, finden. Die Herruntergregulation von DJ-1 in FTC-133 Zellen führt zu einer Verminderung des Migrations- und Invasionspotenzials. Eine Überexpression von DJ-1 in PCCL3 Zellen dagegen, führte zu einer erhöhten Proliferations- und Migrationsrate. DJ-1-RASV12 co-exprimierenden PCCL3 Zellen zeigten eine höhere Tumorigenität im Vergleich zu DJ-1 überexprimierenden Zellen, während eine solche Wirkung für DJ-1-PAX8/PPARγ co-exprimierende Zellen nicht bestätigt werden konnte. Unsere Daten deuten demnach darauf hin, dass DJ-1 als zusätzlicher Faktor in der Karzinogenese eines FTC wirkt und außerdem zur Tumoraggressivität beiträgt. Kapitel 3: Claudin-1 gehört zur Familie der transmembranen Tight Junction Proteine, welche die parazelluläre Spalte von Epithelzellen abdichten. Bei bösartigen Erkrankungen ist Claudin-1 oft anders reguliert und in subzellulären Kompartimenten angeordnet, insbesondere im Zellkern wo es das zelluläre Verhalten beeinflussen kann. Wir haben Claudin-1 im Bezug auf die biologischen Eigenschaften eines follikulären Schilddrüsenkarzinom (FTC) untersucht. Immunhistochemische Färbungen von Claudin-1 zeigten den Verlust der Membranexpression und eine gesteigerte Kernexpression in FTC Metastasen. Die Funktion von Claudin-1 wurde in zwei verschiedenen follikulären Schilddrüsenkarzinom Zelllinien untersucht: FTC-133 Zellen welche von einer regionalen Lymphknoten Metastase stammen und FTC-238 Zellen welche aus einer Lungenmetastase isoliert wurden. In beiden Zelllinien wurde Claudin-1 im Zellkern gefunden, wobei eine signifikant erhöhte claudin-1 Expression in FTC-238 Zellen im Vergleich zu FTC-133 Zellen gezeigt werden konnte. Interessanterweise, konnten wir in vitro zeigen, dass Claudin-1 verstärkt im Bereich der Wunde nach dem sogenannten Scratch Assay exprimiert wurde. Außerdem wurde eine Zunahme des pathogenen Charakters von FTC-133 Zellen, transfiziert mit RASV12, in Bezug auf eine gesteigerte Claudin-1 Expression sowie ehöhte Zellmigration, Invasion und Proliferation beobachtet. Auch eine Überexpression von Claudin-1 im Kern von FTC-133 Zellen führte zu einer erhöhten Zellmigration und Invasion. Im Gegensatz dazu zeigte die Transfektion mit Claudin-1 siRNA in FTC-238 Zellen eine verringerten Zellmigration und Invasion und wurde von einer reduzierten phosphoPKC Expression begleitet. Darüberhinaus führte eine Aktivierung der PKC zu einer erhöhten Claudin-1 Expression, während eine Inhibition der PKC zu einer verringerten Expression von Claudin-1 in FTC-133 Zellen führte. Diese Daten deuten darauf hin, dass Claudin-1 einen Einfluss auf die follikuläre Schilddrüsenkarzinomaggressivität hat, welche potenziell von der PKC Aktivität beeinflusst werden könnte. Kapitel 4: Der In- und Efflux von Schilddrüsenhormonen in verschiedene Gewebe wird durch Schilddrüsenhormontransporter erleichtert. Diese werden auch in der Schilddrüse exprimiert und spielen eine Rolle bei der Freisetzung von Schilddrüsenhormonen. Der physiologisch am besten untersuchte und selektivste Transporter ist der Monocarboxylattransporter 8 (MCT8), während die L-Typ Aminosäure Transporter LAT2, LAT3 und LAT4 auch andere Stoffe, wie Aminosäuren, transportieren. Wir haben uns gefragt, ob sich die Expression von Schilddrüsenhormontransportern mit der Schilddrüsendifferenzierung und Veränderung der Schilddrüsenfunktion ändert. Die Proteinexpression und Lokalisation von Schilddrüsenhormontransportern wurde mit Hilfe von Immunhistochemie in Proben von normalem Schilddrüsengewebe (NT, n = 19), follikulärem Adenom (FA, n = 44), follikulärem Schilddrüsenkarzinom (FTC, n = 45), papillärem Schilddrüsenkarzinom (PTC, n = 40), anaplastischem Schilddrüsenkarzinom (ATC, n = 40) und Schilddrüsen mit Morbus Basedow (GD, n = 50) untersucht. Färbeintensitäten wurden durch die Berechnung des „H-Score“ bewertet. Des Weiteren wurde die Regulation sowie Expression und Lokalisation von MCT8 in einer follikulären Rattenschilddrüsenzelllinie (PCCL3) unter basalen und Stimulationsbedigungen untersucht (TSH). Der Transporter MCT8 wurde im Schilddrüsengewebe in der Plasmamembran gefunden, während die LAT Transporter im Zytoplasma lokalisiert waren. In bösartigen Schilddrüsentumoren wurde MCT8 geringer exprimiert im Vergleich zu normalem Schilddrüsengewebe. Im Gegensatz dazu war die Expression von MCT8 und LAT4 im Basedow Gewebe signifikant erhöht. Außerdem wurde eine stärkere Expression von MCT8 in PCCL3 Zellen nach TSH Stimulation nachgewiesen. Die verringerte Expression von MCT8 bei Schilddrüsenkrebs qualifiziert MCT8 als Marker für eine Schilddrüsendifferenzierung. Das variable Expressionsmuster von LAT Transportern in den verschiedenen Schilddrüsentumoren scheint eher mit dem Transport von Aminosäuren als mit dem Efflux von Schilddrüsenhormonen verknüpft zu sein. Die durchgehend stark erhöhte Expression von Schilddrüsenhormontransportern in den Basedow Proben kann funktionell mit der erhöhten Freisetzung von Schilddrüsenhormone während einer Hyperthyreose verknüpft werden. Diese Annahme konnte durch in-vitro Stimulationsexperimente untersützt werden. Außerdem zeigten diese Versuche eine Verknüpfung von MCT8 Expression und dem cAMP abhängigen Signalweg.