近视已成为全球性的公共卫生问题,其核心病理机制之一是巩膜细胞外基质重塑导致的眼轴过度增长。近期基础研究聚焦于巩膜成纤维细胞的代谢重编程,尤其是糖酵解增强与乳酸积累对巩膜重塑的表观遗传调控。
研究表明,在近视诱导条件下,巩膜成纤维细胞发生类似Warburg效应的代谢转变,从氧化磷酸化转向有氧糖酵解,导致乳酸大量生成。乳酸不仅是代谢副产物,更是一种新型信号分子,可通过组蛋白乳酸化修饰调控基因表达。我们团队利用单细胞转录组和代谢组学分析发现,近视巩膜中乳酸化修饰水平显著升高,尤其富集于胶原合成和基质金属蛋白酶(MMP)相关基因的启动子区域,促进胶原降解和基质重塑,从而加速眼轴增长。
进一步机制研究揭示,巩膜缺氧微环境中的HIF-1α信号激活是驱动代谢重编程和乳酸化的关键上游因素。缺氧条件下,HIF-1α上调糖酵解关键酶(如HK2、PKM2)和乳酸脱氢酶A(LDHA),促进乳酸产生和组蛋白乳酸化。特异性抑制LDHA可减少乳酸化修饰,恢复巩膜胶原稳态,并在动物模型中有效抑制形觉剥夺性近视的进展。
此外,我们探索了乳酸化修饰与其他表观遗传修饰(如乙酰化、甲基化)的交互作用,发现乳酸化可能通过竞争性占据组蛋白位点,改变染色质开放状态,从而协同调控基因网络。这一发现为理解近视的表观遗传调控提供了新视角。
临床上,乳酸化抑制剂(如Stiripentol)已在其他疾病中应用,其潜在近视治疗价值值得探索。同时,基于代谢标志物的无创检测可能为近视早期诊断提供新工具。未来,靶向巩膜代谢和乳酸化修饰可能成为近视防控的新策略。