Functional analysis of the homeotic gene HoxB in bone formation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Myoui Akira 大阪大学, 医学部附属病院, 教授 (10263261)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 清志 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50645570) ; 岡本 美奈 大阪大学, 医学部附属病院, 助教 (50457008) ; 宮本 諭 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (40239439)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 骨形成 / ホメオティック遺伝子 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the Hoxb5 transcription factor which is highly expressed in the process of inducing bone differentiation in iPS cells, and we attempted to elucidate expression and function of Hoxb5 regarding its role in the regulatory mechanisms of osteoblast differentiation. Down regulation of Hoxb5 gene expression in osteoblast like cells and mesenchymal cells resulted in suppression of bone differentiation. We also examined the relationship between CXCL12/CXCR4 axis and HoxB5, and it was suggested that exogenous CXCL12　activates Hoxb5 gene expression and regulates bone remodeling processes in total.
In conclusion, we found that Hoxb5 gene may play an important role in the bone cell differentiation, which may contribute the establishment of an efficient method of inducing bone cell differentiation in regenerative medicine.

Free Research Field

再生医療研究

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

iPS細胞を用いた骨分化誘導法の確立は、骨再生医療の発展に寄与すると考えられる。これまで、HoxB転写遺伝子の骨形成における役割について機能解析を行った報告はなく、本研究の結果から、Hoxb5遺伝子が骨分化過程で発現しており、骨基質産生能に影響を与えることが明らかになった。Hoxb5は骨分化誘導に関連する因子として、重要な役割を担っており、また、Hoxb5が既知のシグナル伝達経路を介して骨分化を制御している可能性が示唆されたことから、Hoxb5遺伝子の発現を調節することで効率的な骨再生を誘導できる可能性がある。新規の骨関連調節因子として、骨再生医療分野への応用が期待できると考えた。