2023 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of the mechanism in the regulation of chondrocyte-specific Runx2 enhancer and development of the drug for osteoarthritis

Research Project

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Project/Area Number	18H05283
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Broad Section I
Research Institution	Nagasaki University
Principal Investigator	Komori Toshihisa 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 特命教授 (00252677)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	姜晴長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (00790007) 宮崎敏博長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10174161) 森石武史長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (20380983) 松尾友紀長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (40792601) 川根徹也長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (00265208)
Project Period (FY)	2018-06-11 – 2023-03-31
Keywords	変形性関節症
Outline of Final Research Achievements	We elucidated that a transcription factor Runx2 regulates the proliferation of osteoblast progenitor cells and their commitment to osteoblast-lineage cells through the induction of hedgehog, Fgf, Wnt, Pthlh signaling pathway genes, that Runx2 is required for the transdifferentiation of chondrocytes to osteoblasts, and that Runx2 regulates the expression of major bone matrix protein genes in osteoblasts. We also revealed that Osteocalcin, which expression is regulated by Runx2, aligns the apatite crystals parallel to collagen fibrils but it does not function as a hormone, although it was reported as a hormone. Runx2 is an essential transcription factor for chondrocyte maturation. We identified chondrocyte-specific enhancers in Runx2 genome locus and clarified the mechanism of the chondrocyte-specific expression.
Free Research Field	生物系、医歯薬学、歯学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	Runx2は、骨芽細胞分化・骨形成を制御するマスター転写因子であるが、Runx2による間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化、その間の細胞増殖、軟骨細胞から骨芽細胞への分化転換、そして骨芽細胞分化後の機能制御の分子メカニズムを解明した。これは骨格形成の基礎となる知見である。また、オステオカルシンに関しては、これまで主要雑誌に多数報告されたホルモン作用を否定し、本来の機能を解明した。これまでの報告の問題点も指摘し、研究の流れを一新させた。骨芽細胞、軟骨細胞特異的エンハンサーによるRunx2遺伝子発現制御機構の解明は、骨格形成機構の基礎となるとともに、転写制御機構に新たな知見を与える。