本研究旨在探讨细胞外基质刚度变化对神经干细胞（Neural stem cells， NSCs）分化的影响及其作用机制。本研究基于成功构建脊髓损伤大鼠模型，并制备不同刚度（0.7 kPa，40 kPa）的聚丙烯酰胺凝胶基底，将大鼠原代NSCs于不同刚度基底上培养。压电型机械敏感离子通道组件1 （piezo type mechanosensitive ion channel component 1，Piezo1）shRNA质粒转染NSCs细胞。免疫荧光染色检测神经元标志物双皮质醇（Doublecortion，DCX）和星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）阳性细胞百分比。免疫组化及Western blot法检测损伤组织及NSCs细胞中Piezo1蛋白的表达水平。结果发现，与0.7 kPa基质刚度组相比，40 kPa基质刚度组中DCX阳性细胞数增加，而GFAP阳性细胞数减少，Piezo1蛋白表达量上升。脊髓损伤大鼠损伤组织Piezo1蛋白表达显著高于Sham组。40 kPa基质刚度条件下沉默Piezo1后，DCX阳性细胞数减少，而GFAP阳性细胞数增加，差异具有统计学意义（均P < 0.05）。机制研究发现，沉默Piezo1导致IV型胶原及纤连蛋白表达下降。重组纤连蛋白逆转了sh-Piezo1对NSCs分化的影响，即DCX阳性细胞数增加，而GFAP阳性细胞数减少。综上可见，硬基底刚度通过促进Piezo1蛋白表达，上调IV型胶原及纤连蛋白表达，从而调控NSCs细胞分化。本研究为基于生物材料治疗脊髓损伤提供了新的视角。