La risposta all'ipossia in Danio rerio e nelle ESCs: il ruolo di Stat3 e Hif1α

The transcription factors HIF1α and STAT3 are important mediators of physiological response under hypoxic conditions. Hypoxia is a fundamental condition for the processes of vascularization, angiogenesis and mobilization of immune cells; These processes are severely compromised when the Stat3 locus is in knock-out conditions in homozygous. To understand the role of the STAT3 factor in hypoxic conditions, it was studied in murine embryonic stem cells the subset of genes induced by STAT3 under conditions hypoxic using knock-out cell lines for that factor. Although STAT3 interacts physically with HIF1α forming a complex, its deletion has no detectable effects on the expression of HIF1α. However, the activation of genes regulated by STAT3 appears to be depend on that interaction. In an in vivo model, a line of zebrafish with deletion of the stat3 gene obtained by CRISPR/Cas9 does not show the fluorescence observed in the HRE:mCherry reporter line due to inactivity of the stat3 gene locus. The line HRE:mCherry is a transgenic line in which the hypoxia response elements are associated with the fluorescent protein mCherry. The phosphorylation of the Y705 residue of the transcription factor Stat3 by a tyrosine kinase appears to have a primary role in the hypoxic response process compared to the phosphorylation of the S727 residue.

I fattori di trascrizione HIF1α e STAT3 sono importanti mediatori della risposta fisiologica alle condizioni di ipossia. L’ipossia è una condizione fondamentale per i processi di vascolarizzazione, angiogenesi e mobilizzazione delle cellule immunitarie; tali processi risultano fortemente compromessi quando il locus stat3 è in condizioni di knock-out in omozigosi. Per comprendere il ruolo del fattore STAT3 in condizioni di ipossia, è stato studiato in cellule staminali embrionali murine il sottoinsieme di geni indotti da STAT3 in condizioni ipossiche utilizzando linee cellulari knock-out per tale fattore. Sebbene STAT3 interagisca fisicamente con HIF1α formando un complesso, la sua delezione non ha effetti riscontrabili sull’espressione di HIF1α. Tuttavia, l’attivazione dei geni regolati da STAT3 sembra dipendere da tale interazione. In un modello in vivo, una linea di zebrafish con delezione del gene stat3 ottenuta mediante CRISPR/Cas9 non mostra la fluorescenza osservata nella linea reporter HRE:mCherry a causa dell’inattività del locus genico stat3. La linea HRE:mCherry è una linea transgenica nella quale gli elementi di risposta all’ipossia sono associati alla proteina fluorescente mCherry. La fosforilazione del residuo Y705 del fattore di trascrizione Stat3 ad opera di una tirosin- chinasi risulta avere un ruolo primario nel processo di risposta ipossica rispetto alla fosforilazione del residuo S727.