Chez les Vertébrés, la moelle épinière se développe à partir de la région postérieure de la plaque neurale. La plaque neurale se ferme progressivement pour donner la gouttière puis le tube neural au cours de l'allongement antéro-postérieur de l'embryon. Les précurseurs neuraux sont soumis à l'action de morphogènes comme Sonic Hedgehog (Shh) au niveau de la gouttière neurale. La protéine Shh qui est sécrétée par les structures ventrales de la gouttière et du tube neural contrôle à la fois la prolifération et la spécification des précurseurs neuraux ventraux. Si les mécanismes moléculaires qui mènent à la spécification neuronale commençaient à être bien connus, les bases moléculaires de l'action proliférative de Shh restaient à élucider. <br />Pour comprendre comment Shh contrôle la prolifération dans l'ébauche de moelle épinière j'ai utilisé l'embryon de poulet comme modèle d'étude. J'ai observé que deux régulateurs du cycle cellulaire : Cycline D1 et CDC25B sont exprimés dans la partie ventrale de la gouttière neurale. Les Cyclines D sont connues pour leur rôle dans le couplage des signaux extracellulaires avec la progression des cellules en phase G1 du cycle. La phosphatase CDC25B est connue pour promouvoir la transition G2/M. J'ai démontré par des expériences de perte et de gain de fonction que l'expression de Cycline D1 et de CDC25B est régulée par la voie de signalisation Shh dans la partie ventrale de la gouttière neurale. L'inhibition de la voie dans le tube neural entraîne un blocage des cellules en phase G1 et à la transition G2/M. La surexpression de Cycline D1 dans le tube neural favorise la prolifération cellulaire au détriment de la différenciation neuronale. Ces données suggèrent donc que Shh pourrait maintenir en prolifération certaines populations de précurseurs neuraux par l'activation de la Cycline D1. Ce travail a donc permis l'identification de Cycline D1 et CDC25B comme des cibles de Shh. Il suggère que Shh agit positivement sur la prolifération à deux phases du cycle cellulaire : la progression en G1 et la transition G2/M. Le contrôle de la progression en G1 pourrait servir à maintenir certains précurseurs en prolifération, la signification du contrôle à la transition G2/M reste à être déterminé. Cette étude nous permet de mieux comprendre par quels mécanismes la voie de signalisation Shh va coordonner la prolifération avec la spécification dans le tube neural.

The lung is an organ that contains a vast system of airways carefully constructed to achieve maximal surface area in a confined space, requiring guidance from a multitude of developmental factors. The Shh pathway is one such signaling mechanism that is critical to proper lung formation, guiding branching morphogenesis and cellular proliferation through its downstream Gli transcription factors. Additionally, Foxf1 has been shown to be a key developmental factor required for proper lung formation during embryogenesis. Although theorized that the Gli transcription factors are responsible for regulating foxf1 levels, their exact relationship has yet to be revealed. Using five different models for Shh signaling (gli2 null, gli2 over-expressor [hVER-Gli2], gli3 null, Gli3 constitutive repressor [Gli3Δ699] and cyclopamine treated lung explants), I compared and contrasted the role of Gli2 and Gli3 in terms of their effect on cell cycle regulation, and on the expression levels of foxf1 and its potential downstream target genes tbx4, tbx5 and fgf10. I found that ectopic over-expression of gli2 resulted in increased Shh pathway activation, and increased expression of G1/S phase cyclins, which was associated with increased cellular proliferation and lung growth. However, no change in the levels of G1/S phase cyclins due to altered Gli3 signaling was observed. Foxf1 levels positively correlate with the levels of gli2, and appear to be independent of Gli3 activity. The amount of tbx4, tbx5, and fgf10 transcripts were observed to follow the levels of gli2 in the different gli2 mouse models, however, there was no significant change in gli3 null or Gli3Δ699 mice. Finally, by analyzing gene expression at different time points during gestation, I found that while gli2 levels affect foxf1 throughout gestation, the relationship to tbx4, tbx5 and fgf10, occurs only during the latter stages of lung development. I conclude, that Gli2 and not Gli3 appears to be the primary transducer of Shh signaling influencing cyclin regulation, leading to changes in embryonic lung growth. Furthermore, that Gli2 and not Gli3 appears to regulate foxf1 expression levels, and that this may extend downstream to influence tbx4, tbx5 and fgf10 expression.

The lung is an organ that contains a vast system of airways carefully constructed to achieve maximal surface area in a confined space, requiring guidance from a multitude of developmental factors. The Shh pathway is one such signaling mechanism that is critical to proper lung formation, guiding branching morphogenesis and cellular proliferation through its downstream Gli transcription factors. Additionally, Foxf1 has been shown to be a key developmental factor required for proper lung formation during embryogenesis. Although theorized that the Gli transcription factors are responsible for regulating foxf1 levels, their exact relationship has yet to be revealed. Using five different models for Shh signaling (gli2 null, gli2 over-expressor [hVER-Gli2], gli3 null, Gli3 constitutive repressor [Gli3Δ699] and cyclopamine treated lung explants), I compared and contrasted the role of Gli2 and Gli3 in terms of their effect on cell cycle regulation, and on the expression levels of foxf1 and its potential downstream target genes tbx4, tbx5 and fgf10. I found that ectopic over-expression of gli2 resulted in increased Shh pathway activation, and increased expression of G1/S phase cyclins, which was associated with increased cellular proliferation and lung growth. However, no change in the levels of G1/S phase cyclins due to altered Gli3 signaling was observed. Foxf1 levels positively correlate with the levels of gli2, and appear to be independent of Gli3 activity. The amount of tbx4, tbx5, and fgf10 transcripts were observed to follow the levels of gli2 in the different gli2 mouse models, however, there was no significant change in gli3 null or Gli3Δ699 mice. Finally, by analyzing gene expression at different time points during gestation, I found that while gli2 levels affect foxf1 throughout gestation, the relationship to tbx4, tbx5 and fgf10, occurs only during the latter stages of lung development. I conclude, that Gli2 and not Gli3 appears to be the primary transducer of Shh signaling influencing cyclin regulation, leading to changes in embryonic lung growth. Furthermore, that Gli2 and not Gli3 appears to regulate foxf1 expression levels, and that this may extend downstream to influence tbx4, tbx5 and fgf10 expression.

Der GLI2-Transkriptionsfaktor ist eines der Haupt Effektor-Proteine des Sonic Hedgehog (SHH)-Signalweges und hat vermutlich eine Schlüsselfunktion in der Entwicklung der Hypophyse. Genomische GLI2-Veränderungen welche zu abgeschnittenen Proteinen führten, wurden beschrieben als Ursache für Holoprosenzephalie (HPE) oder HPE-ähnliche Veränderungen, teilweise in Verbindung mit einer Hypophysenunterfunktion. Ziel dieser Arbeit war die Ermittlung der Frequenz von GLI2-Mutationen in Patienten mit multiplem hypophysärem Hormonausfall (multiple pituitary hormone deficiency, MPHD) und eine funktionelle Untersuchung der gefunden Mutationen mittels Transkriptionsaktivitäts-Untersuchungen durch funktionelle Luciferase assays. Hierfür wählten wir Teilnehmer der GeNeSIS (Genetics and Neuroendocrinology of Short Stature International Study)-Studie. Patienten bei denen bereits Mutationen eines der etablierten Gene für MPHD nachgewiesen wurde, wurden ausgeschlossen. Insgesamt haben wir 168 Patienten mit MPHD untersucht. Bei allen Patienten waren mindestens ein GH- und ein TSH-Mangel dokumentiert, Auffälligkeiten in der zentralen Bildgebung mittels cMRT wurden bei 96 Patienten angegeben. In fünf Studienteilnehmern wurden vier verschiedene heterozygote missense Varianten nachgewiesen, hiervon wurden zwei bislang noch nicht in der Literatur beschrieben. Eine Variante, pR516P, führte in den in-vitro Experimenten zu einem kompletten Verlust der Proteinaktivität. Zusätzlich zu einem Wachstumshormonmangel hatte der Träger dieser Mutation einen Mangel an TSH und der Gonadotropine, sowie einen nichtdeszendierten Hypophysenhinterlappen und eine Polydaktylie, aber keine ersichtlichen Mittelliniendefekte. Anhand der funktionellen Untersuchung konnten wir erstmalig nachweisen, dass ein heterozygoter Aminosäuren-Austausch im GLI2-Protein zu einer möglichen Funktionseinschränkung der Transkriptionsaktivität führen kann und somit die Ursache für MPHD mit milden extrahypophysären Auffälligkeiten sein könnte. Der Phänotyp von GLI2-Mutationen ist variabel und die Penetranz ist unvollständig. GLI2-Mutationen sind assoziiert mit einer Hypoplasie des Hypophysenvorderlappens und treten gehäuft mit einem ektopen Hypophysenhinterlappen auf.

Les neurones exprimant l'hormone de mélano-concentration (MCH) sont observés dans l'hypothalamus postérieur de tous les vertébrés, de la lamproie à l'Homme. Ces neurones sont impliqués dans diverses fonctions comme le cycle veille/sommeil ou la prise alimentaire. Ils forment une population non homogène et au moins deux sous-populations sont reconnues, chez le rat. La première sous-population est composée de neurones nés au 11ème jour de vie embryonnaire (E11) qui projettent massivement sur les régions les plus postérieures du système nerveux central. La seconde est générée à E12/E13 et les neurones la caractérisant projettent sur les régions les plus antérieures du cerveau et expriment le peptide CART (cocaine and amphetamine regulated transcript) et le récepteur NK3 (neurokinine). L'objectif de notre travail était de comprendre l'origine de ces deux sous-populations. Pour cela, nous avons utilisé des approches histologiques, moléculaires et in vitro. Les neurones à MCH sont parmi les premiers neurones à naître et à différencier leur phénotype chimique le long d'une région longitudinale définie par une prolifération intense, appelée " cell cords " par Keyser en 1972. Cette bande longitudinale est caractérisée par l'expression de gènes comme Sonic Hedgehog (Shh), Nkx2.1, Nkx2.2 et a été récemment renommée " diagonale intrahypothalamica " ou ID. La différenciation des neurones à MCH dépend de l'expression du facteur morphogène Shh et ces neurones expriment Nkx2.1 et Nkx2.2, facteurs de transcription régulés positivement par Shh. Les neurones de la première sous-population envoient des projections le long du premier tractus longitudinal à se mettre en place, le tractus postopticus (tpoc). Ceux issus de la deuxième sous-population se différencient concomitamment au développement des régions télencéphaliques et leurs projections changent de direction pour innerver les régions antérieures du cerveau sous la dépendance de protéines de guidage axonal, Nétrine1 et Slit2. Nétrine1 permet d'attirer les axones MCH exprimant le récepteur DCC précocement vers la moelle épinière et plus tardivement vers le télencéphale alors que Slit2 contraint les axones MCH exprimant Robo2 à sortir de l'hypothalamus. L'étude du modèle " MCH " permet de mettre en lumière un changement d'organisation précocement au cours du développement dans l'axe longitudinal du prosencéphale. La bande longitudinale d'expression des facteurs de transcription Shh, Nkx2.2 peut être perçue comme une extension rostrale de la colonne neurogénique médiane déjà décrite chez des espèces d'invertébrés possédant une symétrie bilatérale. Les neurones générés le long de cette colonne le sont très tôt au cours du développement. / Neurons expressing melanin-concentrating hormone (MCH) are observed in the vertebrate posterior hypothalamus, from lampreys to humans. These neurons are involved in various functions such as sleep/wake cycle or food intake. They form a non-homogeneous population and at least two sub-populations are indentified in the rat. The first sub-population is composed of neurons born on the 11th embryonic day (E11) that project heavily on posterior regions of the central nervous system. The second is characterized by neurons born at E12/E13, projecting in anterior regions of the brain and expressing the peptide CART (cocaine and amphetamine Regulated Transcript) and the NK 3 receptor (neurokinin). The aim of this study was to understand the origin of these two sub-populations. For this, we used histological, molecular and in vitro approaches. MCH neurons are among the first neurons to be born and to differentiate their chemical phenotype along a longitudinal region defined by intense proliferation and called " cell cord " by Keyser in 1972. This longitudinal band is characterized by the expression of genes such as Sonic Hedgehog (Shh), Nkx2.1, Nkx2.2 and was recently named " diagonal intrahypothalamica " or ID. Differenciation of MCH neurons depends on expression of the morphogenetic factor Shh and these neurons express Nkx2.1 and Nkx2.2, transcription factors upregulated by Shh. The neurons of the first sub-population send projections along the tractus postopticus (tpoc), which is the first longitudinal tract to develop. Neurons of the second sub-population differentiate concomitantly to the development of the basal forebrain and their projections innervate anterior brain regions. Our results obtained in vitro showed that Netrin1 attracts MCH axons and that this reponse is mediated by DCC. Slit2 repulses MCH axons and this reponse is mediated by the Robo2 receptor. Overall, our study of the development of the MCH system shed light on an organizational change in the longitudinal axis of the forebrain during early development : a primary longitudinal organization characterized by the longitudinal expression of Shh and Nkx2.2 and the path of the tractus postopticus in the diencephalon and mesencephalon. MCH neurons of the first sub-population develop during this stage. Then, as the basal telencephalon extends and expresses Netrin1, the medial forebrain bundle differentiates, inducing a change in the main axis of the forebrain ; meanwhile MCH neurons of the second sub-population appear. MCH sub-populations reflect distinct developmental stages of the forebrain.

Mycobacterium are important human pathogens and their strength lies in establishing acute infections, latent infections as well as co-existing with other dreadful infectious agents like HIV. The success of mycobacterium infection often relies in its ability to evade immune-surveillance mechanisms mediated by sentinels of host immunity by modulating host signal transduction pathways and expression of immune regulatory molecules. In this scenario, the role of pattern recognition receptors (PRRs) in orchestrating host immune responses assumes central importance. Of the PRRs, the Toll-like receptors (TLRs) or intracellular surveillance receptors such as retinoic acid-inducible gene 1 (RIG-I)-like receptors (RLRs) govern key immune-surveillance mechanisms in recognition as well as control of mycobacterial or viral infections. The first part of this study illustrates the role of SHH signaling in macrophage induced neutrophil recruitment during mycobacterial infections. The present investigation demonstrates that, in response to mycobacterium infection, macrophages displayed robust activation of TLR2 dependent SHH signaling. By utilizing the well-documented experimental air pouch model, we show that the ability of pathogenic mycobacterium infected macrophages to recruit polymorph nuclear leukocytes (PMNs) like neutrophils to the infected site was dependent on SHH signaling. The activated SHH signaling differentially regulated the expression of proteolytic enzymes, MMP-9 and MMP-12 that would contribute to PMN migration. Interestingly, SHH-responsive krüppel-like family (KLF) of transcription factors, KLF4 and KLF5 were found to modulate these chemokine effectors to regulate neutrophil recruitment. Subsequent chapters describe novel functions of SHH signaling during RIG-I mediated anti-viral immunity and RIG-I mediated modulation of TLR2 anti-inflammatory signature in mycobacteria infected macrophages. In this perspective, we demonstrate that RIG-I ligand robustly induces the activation of SHH signaling via the phosphatidylinositide 3-kinase (PI3K) pathway in macrophages. Furthermore, we show that the sustained inhibition of PKA-GSK-3β-SUFU negative regulatory axis upon RIG-I engagement with 5'3pRNA is critical for the activation of SHH signaling. Gain or loss of function studies implicate the necessity of RIG-I triggered MAVS-TBK1 canonical axis in the inhibition of PKA-GSK-3β-SUFU negative regulatory axis that contributes to SHH signaling activation. The RIG-I activated SHH signaling drives the production of anti-viral type 1 interferons leading to the inhibition Japanese encephalitis virus (JEV) replication. Further, RIG-I-mediated anti-viral type 1 interferon production and subsequent control of viral replication suggested the involvement of two transcriptional factors, IRF3 and YY1 in the response along a SHH axis. Further, mounting evidence clearly depicts a significant cross talk among the molecular events initiated by given TLRs and RLRs like RIG-I. Clearly, these studies present an interesting challenge in delineating the events during polymicrobial infection of host immune cells like macrophages or DCs. Altogether, our results improve our understanding of mycobacteria associated confections’ and may add significantly to the current knowledge of the delicate balance that determines a successful mycobacterial infection.

Bone morphogenetic protein (BMP) signalling plays key roles in skin development and also possesses a potent anti-tumour activity in postnatal skin. To study mechanisms of the tumour-suppressive role of BMPs in the skin, a transgenic (TG) mouse model was utilized, in which a transgenic expression of the BMP antagonist Noggin was targeted to the epidermis and hair follicles (HFs) via Keratin 14 promoter. K14-Noggin mice developed spontaneous HF-derived tumours, which resembled human trichofolliculoma. Initiation of the tumours was associated with a marked increase in cell proliferation and an expansion of the hair follicle stem/early progenitor cells. In addition, the TG mice showed hyperplastic changes in the sebaceous glands and the interfollicular epidermis. The epidermal hyperplasia was associated with an increase in the susceptibility to chemically-induced carcinogenesis and earlier malignant transformation of chemically-induced papillomas. Global gene expression profiling revealed that development of the trichofolliculomas was associated with an increase in the expression of the components of several pro-oncogenic signalling pathways (Wnt, Shh, PDGF, Ras, etc.). Specifically, expression of the Wnt ligands and (β-catenin/Lef1) markedly increased at the initiation stage of tumour formation. In contrast, expression of components of the Shh pathway was markedly increased in the fully developed tumours, compared to the tumour placodes. Pharmacological treatment of the TG mice with the Wnt and Shh antagonists resulted in the stage-dependent inhibition of the tumour initiation and progression, respectively. Further studies revealed that BMP signalling antagonizes the activity of the Wnt and Shh pathways via distinct mechanisms, which include direct regulation of the expression of the tumour suppressor Wnt inhibitory factor 1 (Wif1) and indirect effects on the Shh expression. Thus, tumour suppressor activity of the BMPs in skin epithelium depends on the local concentrations of Noggin and is mediated, at least in part, via stage-dependent antagonizing of the Wnt and Shh signalling pathways.

Chez les animaux à vision binoculaire, la vision tridimensionnelle permet la perception de la profondeur grâce à l'intégration de l'information visuelle en provenance des deux yeux. La première étape de cette intégration est rendue possible anatomiquement par la ségrégation des axones controlatéraux et ipsilatéraux des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR) au niveau du chiasma optique. Les axones controlatéraux croisent la ligne médiane au chiasma en route du nerf optique vers le cerveau. À l’inverse, les axones ipsilatéraux s'écartent du chiasma et continuent dans le tractus optique ipsilatéral, en évitant la ligne médiane vers leurs cibles cérébrales. Les mécanismes moléculaires à la base de ce phénomène ne sont pas complètement compris. Les études présentées dans cette thèse montrent que Boc, le récepteur de Sonic Hedgehog (Shh) dans le guidage axonal, est enrichi dans les CGRs ipsilatérales de la rétine en développement. La présence de Shh sur la ligne médiane, et le mode d'expression complémentaire du récepteur nous ont conduit à émettre l'hypothèse que Shh pourrait repousser les axones ipsilatéraux au niveau du chiasma en activant le récepteur Boc. Conformément à cette hypothèse, nous avons constaté que seulement les CGR exprimant Boc se rétractent in vitro en réponse à Shh et que cette réponse est perdue dans les CGR mutantes pour Boc. In vivo, nous démontrons que Boc est requis pour la ségrégation normale des axones ipsilatéraux au niveau du chiasma optique et, inversement, que l'expression ectopique de Boc dans les CGR contralatérales empêche leurs axones de traverser le chiasma optique. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que Shh repousse les axones ipsilatéraux au niveau du chiasma optique par son récepteur Boc. Cette première partie de notre travail identifie un nouveau couple ligand-récepteur requis pour la ségrégation des axones au niveau du chiasma optique. Une interaction moléculaire impliquée dans cette ségrégation implique l’éphrine-B2 et ses récepteurs EphB (EphB1). Dans la deuxième partie de notre travail, nous montrons, in vivo, en utilisant des souris doubles et quadruples mutantes pour les récepteurs Boc, EphB1 ou les trois récepteurs EphB, que l’abrogation des deux voies de signalisation Shh et éphrine-B2 conduit à l'absence de projections ipsilatérales. Ceci indique que les deux signalisations agissent de façon indépendante dans des voies parallèles. De manière intéressante, ces souris mutantes ont été utilisées comme modèle génétique pour démontrer des défauts dans la perception de la profondeur de champs chez des animaux dépourvus de projections visuelles ipsilatérales. Ainsi, les travaux présentés dans cette thèse démontrent pour la première fois que la formation des projections rétiniennes ipsilatérales est essentielle à l’établissement de la vision binoculaire et dépend des voies induites par les récepteurs d’éphrine-B2 et Shh. / In animals with binocular vision, three dimensional vision allows perception of depth through the integration of visual information from both eyes. The first step of this integration is possible anatomically with the segregation of contralateral and ipsilateral axons at the optic chiasm. Contralateral axons cross the chiasm midline as they progress from the optic nerve to the optic tract. In contrast, ipsilateral axons deviate from the chiasm and continue in the ipsilateral optic tract. The molecular mechanism underlying this phenomenon is not completely understood. The studies presented in this thesis show that the Sonic Hedgehog (Shh) receptor Boc is enriched in ipsilateral RGCs of the developing retina. Together with the presence of Shh at the midline, this complementary expression pattern led us to hypothesize that Shh might repel ipsilateral RGC axons at the chiasm. Consistent with this hypothesis, we found that only Boc positive RGC axons retract in vitro in response to Shh and that this response is lost in Boc mutant RGCs. In vivo, we show that Boc is required for the normal segregation of ipsilateral axons at the optic chiasm and, conversely, that Boc expression in contralateral RGCs prevents their axons from crossing the optic chiasm. Taken together, these results suggest that Shh repels ipsilateral RGC axons at the optic chiasm via its receptor Boc. This first part of this thesis identifies a novel receptor required for the segregation of axons at the optic chiasm. The other couple ligand-receptor involved in this segregation is the Ephrin-B2/EphB signalling. In the second part of this thesis, I show that in vivo, the abrogation of both signalling pathways using quadruple knockout mice of the receptor Boc and three EphB receptors led to the absence of ipsilateral projections, indicating that Shh and ephrinB2 signalling act independently in two parallel pathways. More importantly, these animals, used as a new genetic model to perform visual tests, had a diminished ability to perceive depth. Thus, this thesis demonstrates for the first time that the establishment of ipsilateral retinal projections, essential for accurate binocular vision and perception of depth, is made possible by the combination of EphB and Shh signalling.

Dans la moelle épinière, les oligodendrocytes, cellules myélinisantes du système nerveux central, dérivent de la région la plus ventrale du neuroépithélium, sous l'effet du morphogène Sonic Hedgehog (SHH) sécrété par la floor plate. Cependant, le neuroépithélium dorsal peut générer ces cellules dans certaines conditions. Pour expliquer l'absence d'oligodendrogenèse dorsale en situation normale, nous avons supposé l'existence de signaux inhibiteurs localement. L'ablation in ovo de la partie la plus dorsale de la moelle épinière entraîne, en effet, la spécification d'oligodendrocytes plus dorsaux. Les bone morphogenetic proteins (BMPs), exprimées dorsalement, inhibent la détermination des oligodendrocytes et l'expression du facteur de transcription Olig2, requis pour ce processus, malgré la présence de SHH in vitro et in vivo. Les BMPs font donc partie des signaux dorsaux inhibant la spécification des oligodendrocytes et fixent la limite dorsale du domaine oligodendrogénique.

Με την εργασία έγινε μελέτη του σηματοδοτικού μονοπατιού Sonic Hedgehog σε 96 περιστατικά καρκίνου πνεύμονα με τη μέθοδο της ανοσοϊστοχημείας. Επίσης μελετήσαμε την πιθανή συμμετοχή του μεταγραφικού παράγοντα FoxM1 στο καρκίνωμα του πνεύμονα και την πιθανή συσχέτισή του με το μονπάτι του Hedgehog. Έγινε μελέτη της έκφρασης των μορίων Shh, Ptch1, Smo, Gli1, Gli2 και FoxM1. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν μια έντονη έκφραση των μορίων του μονοπατιού και αυξημένα ποσοστά ενεργοποίησής του. Επίσης βρέθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση με τα πλακώδη καρκινώματα και με τα χαμηλού grade καρκινώματα. Ανάλογη σημαντική συσχέτιση βρέθηκε και με το φύλο,συχνότερα ενεργοποιημένο μονοπάτι στους άντρες. Ακόμα ανιχνεύτηκε μια συσχέτιση της έκφρασης του FoxM1 με το ενεργοποιημένο μονοπάτι. / The hedgehog (HH)-signaling pathway is implicated in developmental processes and its aberrant activation in adult tissues has been associated with malignancy. The aim of this study was to determine the expression pattern of HH-signaling molecules in lung carcinomas, as well as the involvement of the transcription factor FOXM1, that controls cell proliferation, in this process. Paraffin-embedded tissue sections of 96 lung cancer cases and adjacent non-neoplastic lung parenchyma were immunohistochemically analyzed with anti-SHH, anti-Patched1 (PTCH1), anti-Smoothened (SMO), anti-GLI1, anti-GLI2 and anti-FOXM1 antibodies. Correlations of HH molecules with clinicopathological parameters and FOXM1 expression were evaluated. All the HH-signaling molecules examined were overexpressed in lung cancer compared with the adjacent non-neoplastic lung parenchyma. HH pathway activity and expression of PTCH1 and SMO were significantly higher in squamous cell carcinomas compared to other histological types. Activation of HH pathway and PTCH1 expression were correlated with tumor grade being higher in low grade tumors. There was a significant correlation of lymph node metastases with expression of SMO in all histological types and with the gender higher in men. Overexpression of FOXM1 in lung cancer was also significantly correlated with PTCH1, SMO and GLI1 expression. In conclusion, HH-signaling pathway is activated in lung cancer and correlates with histological type, prognostic parameters of the tumors as well as with the increased expression of FOXM1.