Stat3 costitutivamente attivo aumenta il potenziale proliferativo e ritarda il differenziamento dei cheratinociti primari murini

Stat3 is a transcription factor that plays a critical role in the maintenance of self-renewal of embryonic stem cells and that regulates proliferation and survival of many cell types. In the epidermis, in particular, it has a role in signal transduction pathways necessary for keratinocytes migration, for the second hair follicle cycle and for the healing process of wounds. Moreover, it is also involved in all stages of epithelial carcinogenesis. The aim of our study was to characterize the role of the constitutive activation of Stat3 in murine keratinocytes. The in vitro culture of keratinocytes derived from Stat3wt/wt and Stat3c/c P3-P4 mice showed a higher proliferation and a delayed senescence in Stat3c/c keratinocytes compared to Stat3wt/wt keratinocytes. In addition, Stat3c/c keratinocytes also have a higher clonogenic potential. Histological analysis and differentiation markers expression analysis in the skin as a whole showed the presence of less differentiated cells in the skin of homozygous STAT3C, thus explaining why these keratinocytes showed enhanced proliferation. These data were also confirmed by stimulating the in vitro differentiation with TPA at various time points: the keratinocytes with constitutively active Stat3 showed a delayed response to the treatment because they start from a less differentiated stage. Keeping keratinocytes in culture, we observed a tendency to spontaneous immortalization in Stat3c/c and Stat3wt/c keratinocytes, but not in Stat3wt/wt. The analysis of these cells indicates that the immortalized phenotype is not dependent on Stat3, which is probably important for the initiation of immortalization process , but becomes dispensable for its maintenance. The results indicate that Stat3 constitutive activation in mouse keratinocytes causes an increased proliferation and a delayed differentiation. Furthermore, although the mechanism is unclear, it seems that presents STAT3C may somehow facilitate the spontaneous immortalization of freshly isolated keratinocytes maintained in culture.

È noto che il fattore trascrizionale Stat3 svolge un ruolo critico nel mantenimento del ¿selfrenewal¿ delle cellule staminali embrionali, della proliferazione e della sopravvivenza di molti tipi cellulari e in particolare nell'epidermide sembra avere un ruolo nella trasduzione del segnale necessario per la migrazione dei cheratinociti, per il ciclo di formazione dei peli e per il processo di guarigione delle ferite, inoltre è coinvolto in tutti gli stadi della carcinogenesi epiteliale. L'obiettivo del nostro studio è stato quello di caratterizzare il ruolo dell'attivazione costitutiva di Stat3 nei cheratinociti murini. La coltura in vitro di cheratinociti derivati da topi Stat3wt/wt e Stat3c/c P3-P4 ha evidenziato una maggiore capacità proliferativa e una senescenza tardiva nei cheratinociti Stat3c/c rispetto ai cheratinociti Stat3wt/wt. Inoltre, i cheratinociti Stat3c/c possiedono anche un maggiore potenziale clonogenico. L'analisi istologica e dell'espressione dei marcatori di differenziamento nella cute in toto hanno evidenziato la minor presenza di cellule differenziate nella cute degli omozigoti STAT3C e quindi questa caratteristica può spiegare perché proliferano di più. Questi dati sono confermati anche stimolando il differenziamento in vitro con il TPA a vari tempi: i cheratinociti con Stat3 costitutivamente attivo inizialmente rispondono meno al trattamento perché partono da uno stadio meno differenziato. Mantenendo in coltura i cheratinociti è stata osservata una tendenza all'immortalizzazione spontanea dei cheratinociti Stat3c/c e Stat3wt/c, mentre non è mai stata osservata per i cheratinociti Stat3wt/wt. L'analisi di queste cellule indica che il fenotipo immortalizzato raggiunto non è dipendente da Stat3 che, probabilmente, è importante per l'innesco del processo di immortalizzazione, ma diventa dispensabile per il suo mantenimento. I risultati ottenuti indicano che l'attivazione costitutiva di Stat3 nei cheratinociti murini causa un aumento del potenziale proliferativo e un ritardo nel differenziamento. Inoltre, anche se non è chiaro il meccanismo, sembra che la presenza di STAT3C possa in qualche modo facilitare l'immortalizzazione spontanea dei cheratinociti appena isolati mantenuti in coltura.