口腔医学研究

作者：顾煜婕, 杨宜丹, 廖思琪, 王荷一, 周蕊, 兰小蓉, 徐晓梅, 左东川, 曾锦

单位：1.西南医科大学附属口腔医院正畸科 四川 泸州 646000;2.西南医科大学口腔医学院,西南医科大学口颌面修复重建和再生实验室 四川 泸州 646000;3.西南医科大学心血管医学研究所,医学电生理学教育部重点实验室 四川 泸州 646000

关键词：人牙囊细胞,成骨分化,Kir2.1通道,膜电位超极化,钙离子,

基金：国家自然科学基金(编号:81800303)四川省自然科学基金(编号:2023NSFSC1522,2022YFS0634)四川省医学会科研课题(编号:S22029)西南医科大学大学生创新创业训练计划项目(编号:S202310632175;2023460;2024365)

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。

来源：2025年第5期

《口腔医学研究》期刊编辑部

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