综述：睾丸衰老对间质细胞的影响及干细胞在恢复间质细胞功能中的应用

《Reproductive Biology and Endocrinology》：The effects of testicular aging on Leydig cells and the application of stem cells in restoring Leydig cells function

本综述深入探讨了全球人口老龄化背景下日益突出的睾丸衰老问题，重点聚焦于睾丸功能核心——睾酮合成细胞（Leydig cells, LCs）的功能衰退机制。文章系统分析了睾丸衰老（包括生理性与病理性）对LCs的影响，并详细评述了干细胞技术（如干细胞间质细胞SLCs、间充质干细胞MSCs、诱导多能干细胞iPSCs等）在体外分化为类间质细胞、修复睾丸微环境以恢复睾酮分泌功能方面的最新研究进展、挑战（如分化效率、安全性）及优化策略（如中药、生物材料应用），为延缓睾丸衰老及相关男性健康问题提供了前沿视角和潜在治疗新策略。

　　

睾丸衰老：男性健康的隐形挑战

随着全球人口老龄化进程加速，睾丸衰老及其引发的男性健康问题日益受到关注。睾丸衰老不仅指与年龄增长相关的生理性功能衰退，还包括由各种致病因素导致的过早或病理性衰老。其主要特征是雄激素（主要是睾酮）分泌减少和生精功能障碍。而间质细胞（Leydig cells, LCs）作为睾丸中合成和分泌睾酮的关键细胞，其功能紊乱是导致睾丸功能下降的主要原因之一。

睾丸衰老对男性健康的广泛影响

睾丸衰老对男性健康的影响是多方面的。随着年龄增长，睾丸合成和分泌睾酮的能力下降。睾酮缺乏可导致性功能障碍、性欲减退、骨质疏松、肌肉萎缩、脂肪堆积增加和代谢紊乱。睾丸衰老也是迟发性性腺功能减退症（Late-onset hypogonadism, LOH）发生的关键因素。此外，低睾酮水平还与抑郁、动机减退、注意力不集中等心理健康问题相关，严重影响中老年男性的生活质量和社交功能。

间质细胞：睾酮生产的“工厂”

对间质细胞的研究历史悠久。1850年，德国组织学家Franz von Leydig首次发现并命名了这类细胞。LCs的功能是合成睾酮，该过程受下丘脑-垂体-性腺（Hypothalamic-pituitary-gonadal, HPG）轴精密调控。促黄体生成素（Luteinizing hormone, LH）与LCs膜上的LH受体结合后，启动细胞内信号级联反应，最终通过一系列甾体合成酶（如CYP11A1、3β-HSD等）和急性甾体激素调节蛋白（Steroidogenic acute regulatory protein, StAR）将胆固醇转化为睾酮。

在个体发育过程中，LCs谱系包括胎儿间质细胞（Fetal Leydig cells, FLCs）和成体间质细胞（Adult Leydig cells, ALCs），二者起源和功能各异。ALCs起源于干细胞，是成年男性睾酮的主要来源。随着年龄增长，LC功能进行性下降，其核心原因是StAR及相关甾体合成酶的表达下调。

睾丸衰老如何影响间质细胞？——机制探秘

当前对LC衰老机制的研究揭示了多条关键通路。研究发现，p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK）参与衰老和肥胖诱导的LC衰老，其抑制剂可缓解衰老过程。血管紧张素II 1型受体（Angiotensin II type-1 receptor, AT1R）在老年个体睾丸组织中表达上调，抑制其活性可改善老年大鼠的LC衰老和睾酮合成。此外，衰老导致LC内cGMP信号异常升高，破坏线粒体稳态，而长期抑制PDE5（如使用西地那非）可改善老年大鼠LC的线粒体功能和睾酮生产。

衰老的睾丸微环境：间质细胞功能衰退的“推手”

研究表明，LC功能衰退主要源于睾丸微环境的整体衰老，而非LC自身的自发衰变。单细胞转录组学分析揭示，睾丸衰老是一个多维度的退化过程。30岁后，睾丸管周细胞（Testicular peritubular cells, TPCs）出现异常的细胞外基质（Extracellular matrix, ECM）信号和基底膜增厚；50岁后，LC甾体生成能力显著下降，同时巨噬细胞功能失调驱动慢性炎症。肥胖与高龄会协同加剧生殖功能衰退。这些微环境的恶化，如氧化应激加剧、慢性炎症和细胞间通讯减弱，是驱动LC年龄相关性功能衰退的关键因素。

干细胞技术：修复间质细胞功能的新希望

由于LCs是终末分化细胞，无法在体外扩增，直接移植面临挑战。干细胞技术因其自我更新和多向分化潜能，成为恢复LC功能的潜在策略。

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  干细胞间质细胞（Stem Leydig Cells, SLCs）：作为睾丸组织内的组织特异性成体干细胞，SLCs具有分化为成熟LCs的潜能。研究已成功在体外、大鼠模型乃至非人灵长类动物模型中，将SLCs诱导分化为能分泌睾酮的类间质细胞，并恢复血清睾酮水平。
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  间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）：MSCs来源广泛、易获取、免疫原性低。人脐带或脂肪来源的MSCs可在体外诱导分化为类间质细胞。一项临床研究报道，自体脂肪来源MSCs静脉输注后，患者睾酮水平显著升高。
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  诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）：iPSCs可通过体细胞重编程获得，具有强大的多向分化潜力。研究已建立将iPSCs诱导分化为睾酮分泌性类间质细胞的方案，并在大鼠模型中验证其恢复睾酮水平的能力。但其应用仍面临致瘤风险等挑战。
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  精原干细胞（Spermatogonial Stem Cells, SSCs）：研究表明，SSCs不仅参与精子发生，还能通过旁分泌作用主动调节睾丸微环境，间接促进LC功能的恢复。

挑战与优化：干细胞疗法的现实考量

干细胞疗法仍面临诸多挑战，包括伦理与监管问题、致瘤风险、免疫排斥、细胞衰老、最佳剂量和移植时机等。不同干细胞类型各有优劣：SLCs来源和标准化培养是难点；iPSCs存在伦理争议和安全性问题；SSCs获取困难且移植易引发免疫排斥。

为优化干细胞培养和应用，研究者们探索了多种策略：

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  中医药应用：例如，补肾填精方可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进MSCs增殖和成骨分化；黄芪多糖、丹参、淫羊藿等单味药或其活性成分也被证明能促进干细胞增殖和分化。
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  现代生物技术：包括在体外培养时进行低氧、流体力学刺激等物理化学因子预处理，以增强干细胞适应性；利用基因编辑技术增强干细胞的抗炎、抗衰老功能；应用仿生材料模拟体内三维微环境，促进细胞粘附和功能维持；以及优化培养基成分（如添加LH、IGF-1、视黄酸等）。

结论

LC功能衰退既是睾丸衰老的结果，也是其关键标志之一。干细胞技术在恢复LC功能方面展现出巨大潜力。SLCs、MSCs、iPSCs和SSCs均在特定条件下显示出分泌睾酮或改善睾丸微环境的能力。然而，在分化效率、睾酮分泌能力和安全性方面仍存在挑战。通过结合中医药和现代生物技术优化干细胞培养策略，有望在治疗睾丸衰老及相关男性生殖健康问题方面取得突破，为临床治疗提供新方向。