生物力学组织特性在维持衰老过程中生殖腺组织功能方面的作用日益受到重视。在睾丸中，先前研究表明组织环境的生物力学特性决定了间质细胞（Leydig cells）的分化和激素产生，但这一过程的机制尚未完全阐明。在《细胞报告》发表的一项研究中，黄佳宇（Jiayu Huang）、孙璐（Lu Sun）、尹悦涵（Yuehan Yin）、杨欢（Huan Yang）及其同事发现，衰老小鼠睾丸中的细胞外基质刚度增加；这促进了PIEZO1介导的钙离子内流、线粒体功能障碍和活性氧（ROS）产生，从而损害了干细胞间质细胞（SLC）的稳态。
在2个月、12个月和24个月大的小鼠中，研究人员使用原子力显微镜检测到睾丸组织刚度随年龄增长而逐渐增加。这些结果与转录组学数据相吻合，表明干细胞间质细胞的增殖和分化能力随年龄增长而下降。事实上，当将衰老小鼠的干细胞间质细胞移植到柔软的二维凝胶上时，细胞增殖显著增强。为理解潜在机制，作者将干细胞间质细胞培养在坚硬凝胶上，并通过PIEZO1抑制剂抑制机械敏感信号转导。该处理改善了细胞分化能力，增加了睾酮产生，并限制了钙离子内流。研究人员进一步发现，在坚硬凝胶上培养的细胞中，线粒体功能受损且线粒体活性氧产生增强。应用活性氧清除分子NAC（N-乙酰半胱氨酸）有效改善了线粒体功能、细胞增殖以及在坚硬凝胶上的分化能力。研究团队随后在三维环境中验证了这些机制，发现与二维凝胶实验结果一致，组织刚度降低导致睾酮产生减少，同时伴随钙离子内流增加和线粒体功能减弱。
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