Mechanisms of pathological bone formation and potential applications

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H04317
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: KATAGIRI TAKENOBU 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80245802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 自見 英治郎 九州大学, 歯学研究院, 教授 (40276598) ; 仲地 ゆたか 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (10522097)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 骨形成 / 石灰化 / BMP / Wnt

Outline of Final Research Achievements

We examined molecular mechanisms of bone formation especially in pathological conditions using genetically engineered mice and cultured cels. We found a novel axis of transcriptional coactivator Smad4 - growth factor Wnt7b as an important pathway on bone formation in vivo. In addition, we examined a murine in vivo model of trauma-induced hard tissue formation in skeletal muscle tissue. This event was different from bone formation and was precipitation of apatite crystals.

Free Research Field

骨代謝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で明らかとなった転写共役因子Smad4を介したWnt7bの発現制御による骨形成の調節機構は、新しい骨形成制御機構である。この骨形成調節機構を人為的に制御できる生理活性物質は、新しい骨形成制御分子として、骨粗鬆症などの疾患い応用できる可能性がある。また、本制御系の異常が、発症原因が不明の骨関連疾患の一因となる可能性も示唆される。筋組織における外傷性の硬組織形成モデルの解析から、形成された組織は骨や軟骨ではなく、リンとカルシウムの結晶析出であることが判明した。従って、予防や治療を考える上で、骨形成は異なるアプローチが必要であることが明らかとなった。