Identification of target genes of the transcription factor Runx2 and analysis of its function in skeletal development

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09827
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takahata Yoshifumi 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (60635845)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 骨格形成 / 発生 / Runx2 / 細胞分化

Outline of Final Research Achievements

Runx2 is a master transcription factor that regulates osteoblast differentiation, and Runx2 knockout (KO) mice show complete inhibition of osteogenesis. The result of this study identified Smoc1 and Smoc2 as downstream molecules of Runx2 and showed that they are essential for the osteogenic process; Smoc1 KO mice showed loss of fibula and fusion of digits. In contrast, Smoc2 KO mice showed a short head shape in craniogenesis, but the effect on the systemic osteogenic process was minor. Subsequent analysis of Smoc1;Smoc2 double KO mice, due to a possible functional compensatory nature of Smoc1 and Smoc2, showed impaired craniogenesis and delayed endochondral bone formation in the secretary bone.

Free Research Field

生化学、分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

転写因子Runx2が骨と骨芽細胞の形成と軟骨の成熟に必須的役割を果たしている。その後Runx2が支配する遺伝子が複数同定されたが、骨の形成や軟骨の成熟との関係は不明であった。
本研究成果は、最新の遺伝子工学技術を駆使して、骨の形成と軟骨の成熟に関与する重要な遺伝子を発見し、骨や軟骨の形成のメカニズムの理解に大きく貢献することが見込まれる。本研究の成果を基盤として、骨粗鬆症、関節リウマチ、変形性関節症などの骨および軟骨疾患の新規治療法の開発に寄与する可能であり、さらに、鎖骨頭蓋異形成症などの遺伝性骨疾患の病態解明や診断にも応用していく発展性を秘めている。