El hueso es un tejido principal para la deposición de uranio en el cuerpo humano. Considerando que las células madre mesenquimatosas (MSCs) juegan un papel vital en la formación ósea y la recuperación de lesiones, estudiar el mecanismo de respuesta de las MSCs a la intoxicación por uranio puede beneficiar la comprensión del daño y la reparación ósea después de la exposición al uranio. Se analizaron las alteraciones estructurales celulares mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los cambios en los comportamientos celulares se evaluaron a través de la viabilidad celular, la apoptosis y la producción de rupturas de doble cadena de ADN (DSBs). Además, se evaluó la influencia de la comunicación intercelular a través de uniones gap (GJIC) en la toxicidad del uranio. La disrupción de las MSCs aumentó con el incremento en la concentración de nitrato de uranilo, como se mostró en la micrografía TEM. Esto fue verificado por los resultados de viabilidad celular y producción de DSB. Curiosamente, los resultados del ensayo de apoptosis indicaron que ocurrió una apoptosis significativa, que estuvo acompañada de una evidente disrupción de las membranas celulares. Además, los grupos de células en contacto cercano mostraron resistencia a la intoxicación por uranio en contraste con los grupos de crecimiento escaso, que pueden ser eliminados con el pretratamiento de un inhibidor de GJIC en el grupo de conexión cercana. Para verificar la asociación entre GJIC y los efectos citotóxicos del nitrato de uranilo, se evaluó la función de GJIC mediante la curación de heridas y la migración celular. Los resultados mostraron una inhibición de la tasa de curación y la capacidad de migración inducida por la exposición al nitrato de uranilo. La baja eficiencia de transferencia del experimento de acoplamiento de colorantes y la expresión deprimida de la proteína funcional de uniones gap, conexinas, confirmaron el deterioro de la función de GJIC. Estos resultados sugieren que la toxicidad del uranio está relacionada con la disfunción de GJIC.