羟基磷灰石(HAP)具有良好的生物相容性和可降解性,同时它还能够促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化,被广泛应用于生物医学领域。HAP复合支架材料能够促进BMSCs向成骨细胞分化,且成骨分化的细胞外分子机制人们研究的比较广泛,但是HAP在细胞内促进BMSCs成骨分化的分子机制尚不清楚。为了研究HAP在细胞内调控BMSCs成骨分化的分子机制,本文设计合成了长约100 nm、宽约40 nm,具有缺陷发光性质的羟基磷灰石(DHAP),通过SEM、TEM、XRD和PL等对其理化性质进行了表征,通过MTT和溶血实验评价了HAP的生物相容性,利用共聚焦显微镜观察了HAP在细胞内的定位,通过矿化结节染色、RT-qPCR等实验研究了HAP对BMSCs成骨分化的影响,通过检测细胞内PO43-、ATP和cAMP的含量研究了BMSCs成骨分化的分子机制。结果表明:DHAP最大激发波长为337 nm,最大发射波长为427 nm。DHAP被BMSCs内吞后进入溶酶体,在溶酶体的酸性环境中被降解并释放出PO43-。所释放出的PO43-与ADP结合进而促进细胞内ATP的生成,ATP进一步降解为腺苷,腺苷与A2b受体结合后激活cAMP/PKA信号通路促进BMSCs成骨分化。本文首次证明了HAP能够通过ATP介导的cAMP/PKA信号通路促进BMSCs成骨分化,该研究对治疗骨代谢疾病提供了理论依据。