摘要目的:探讨膜电位对人牙囊干细胞(human dental follicle stem cells,hDFCs)成骨分化的作用及其电生理机制.方法:组织块结合酶消化法分离、培养hDFCs.构建载有人Kir2.1钾通道特异短发卡 RNA(short hairpin RNA,shRNA)基因序列的慢病毒载体.采用慢病毒转染结合Kir2.1钾通道特异阻断剂(4-甲氧基苄基-1-萘基甲基-胺盐,ML133),通过成骨分化诱导、茜素红染色、定量逆转录聚合酶链反应(real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction,RT-qPCR)以及全细胞膜片钳实验方法,观察药物阻断Kir2.1钾通道的功能或抑制Kir2.1钾通道的表达对hDFCs成骨分化能力以及膜电位的影响.降低细胞外钾离子的浓度(1 mmol/L),通过钙离子成像观察促使膜电位超极化对细胞内钙离子浓度的影响.采用钙池操纵钙通道(store-operated Ca2+channels,SOCs)阻断剂(La3+)以及内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thapsigargin,TG),通过钙离子成像鉴定SOCs通道在hDFCs介导的钙离子内流,并评估其在膜电位超极化导致hDFCs胞内钙离子浓度变化中的作用.结果:茜素红染色、RT-qPCR以及全细胞膜片钳结果显示,药物阻断Kir2.1钾通道的功能或抑制Kir2.1钾通道的表达能够抑制hDFCs成骨矿化能力、成骨相关基因(RUNT相关转录因子2、骨钙素)的表达,并能够逆转hDFCs成骨分化过程中发生的膜电位超极化.钙成像结果显示:(1)SOCs通道介导hDFCs的钙离子内流.(2)促使膜电位超极化能够引起hDFCs胞内钙离子浓度的升高,该作用可被药物阻断Kir2.1钾通道的功能或抑制Kir2.1钾通道的表达抑制;可通过移除细胞外钙离子抑制;可被SOCs通道阻断剂抑制.结论:Kir2.1钾通道介导的膜电位超极化参与hDFCs成骨分化的调控,其机制与hDFCs胞内钙离子浓度的升高有关,而SOCs通道介导的钙离子内流在这一过程中起到重要作用.