Establishment of a new method for analyzing bone remodeling mechanisms using genetically modified amphibians

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07245
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48010:Anatomy-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Yukita Akira 静岡大学, 教育学部, 准教授 (80401214)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 浩彰 松本歯科大学, 歯学部, 教授 (50227930) ; 林 利憲 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (60580925)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 骨代謝 / Osteoprotegerin / 両生類 / CRISPR/Cas9

Outline of Final Research Achievements

In this study, we generated Xenopus tropicalis and the Pleurodeles waltl deficient in Osteoprotegerin (Opg), a gene important for bone metabolism in mammals, and examined its effects on bone tissue. Histological examination revealed an increase in the number of osteoclasts in the femur of Opg-deficient individuals of both species. In addition, μCT imaging showed a decrease in bone mass in Pleurodeles waltl. This suggests that the osteoclast differentiation inhibitory activity of the Opg gene is conserved between amphibians and mammals, providing important insights into the evolutionary evolution of bone metabolism.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、哺乳類で破骨細胞分化を抑制しているOsteoprotegerin(Opg)の両生類での役割を明らかにするため、Opg遺伝子が破壊されたネッタイツメガエルとイベリアトゲイモリを作成し、哺乳類と同様に骨が減少する結果を得ました。両生類は哺乳類と比べて、骨の作り変え（骨代謝）が活発ではなく、原始的な骨であると考えています。本研究の結果から、その原始的な両生類の骨においても、Opgが我々の骨と同じような役割を担っていることが明らかになり、骨代謝の基本的な仕組みは、脊椎動物で広く保存されていることが分かりました。