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目的姜黄素作为一种植物多酚类化学物质,由于其广泛的药理活性以及安全性被广为研究。本实验旨在探讨姜黄素是否能够促进牙周膜干细胞(PDLSCs)的成骨分化,且这一作用是否与PI3K/AKT/Nrf2信号通路有关。方法采用组织块贴壁法分离培养PDLSCs,克隆形成实验检测PDLSCs的增殖能力,流式细胞术检测干细胞表面标记物,茜素红和油红O染色用来检测PDLSCs的多向分化能力。之后,使用不同浓度姜黄素处理PDLSCs,CCK8评价药物对细胞活性的影响,ALP活性测定、ALP染色和茜素红染色检测药物对细胞成骨分化的影响,筛选出姜黄素促进成骨分化的最佳浓度。为了探究这一影响的相关机制,首先,Western blot检测姜黄素对PI3K/AKT及Nrf2信号通路的影响;其次,使用LY294002(PI3K抑制剂)和siNrf2处理PDLSCs,从而干扰PI3K/AKT及Nrf2信号通路,并检测AKT磷酸化和Nrf2蛋白的表达水平变化;最后,Western blot、RT-PCR、ALP活性测定、ALP染色、茜素红染色等方法检测成骨相关指标,从而验证PI3K/AKT/Nrf2信号通路在姜黄素促成骨作用中所起的作用。结果本实验通过组织块法成功分离培养了 PDLSCs,克隆形成实验证实了分离培养的PDLSCs具有高度的增殖能力,流式细胞仪检测显示PDLSCs阳性表达间充质干细胞(MSCs)表面标记物CD90,CD44,CD105,CD73,茜素红染色及油红O染色证实了 PDLSCs具有多向分化潜能。药物筛选结果显示,低浓度(0.001、0.01、0.1、1μM)姜黄素对PDLSCs无明显毒性,另外,ALP活性测定及ALP、茜素红染色均显示姜黄素可以促进PDLSCs的成骨分化,其中O.1μM姜黄素的促成骨作用最为明显,本实验选择此浓度用于后续实验研究。在机制的探究结果中,Western blot结果显示:姜黄素能够激活PI3K/AKT及Nrf2信号通路,使得通路相关蛋白p-AKT、Nrf2表达水平上升,使用PI3K信号通路抑制剂LY294002处理PDLSCs,p-AKT、Nrf2均呈现下调趋势。并且,成骨相关指标的检测显示,姜黄素处理PDLSCs后,细胞成骨相关指标呈现上调的趋势,而LY294002阻断了成骨相关指标的上调。另外,构建PDLSCs的Nrf2小干扰模型,p-AKT水平无变化,Nrf2蛋白水平呈现下调趋势,并且siNrf2同样阻断了姜黄素对PDLSCs的促成骨分化作用。结论合适浓度的姜黄素对牙周膜干细胞无细胞毒性,并且能够促进PDLSCs的成骨分化,这一作用与PI3K/AKT/Nrf2信号通路有关,为姜黄素在组织工程中的应用提供更多的理论支持,从而应用于临床工作中。