## 视网膜类器官揭示近视眼轴增长的力学转导:基质刚度-代谢轴的时间窗口干预基础研究
近视已成为全球性公共卫生问题,但其眼轴过度增长的分子机制仍未完全阐明。近年来,视网膜类器官与生物力学交叉研究为解析近视提供了全新维度。一项发表于《自然·通讯》的研究利用人诱导多能干细胞分化的视网膜类器官,结合可调刚度水凝胶系统,揭示了细胞外基质(ECM)刚度通过机械转导信号调控视网膜色素上皮(RPE)细胞代谢重编程,进而影响巩膜重塑的级联反应。
研究团队发现,当视网膜类器官处于模拟近视眼内微环境的异常力学刺激下(基质刚度从正常生理值约5 kPa增至25 kPa),RPE细胞内的Yes相关蛋白(YAP)被激活并转位至细胞核,上调糖酵解关键酶PFKFB3的表达。这一代谢转变导致乳酸产生增加,并通过“视网膜-巩膜”信号轴促进巩膜成纤维细胞分泌基质金属蛋白酶2(MMP-2),加剧胶原降解和巩膜变薄。进一步实验表明,在特定时间窗口(类器官分化第28-35天,对应人胚胎发育晚期)使用YAP抑制剂维替泊芬,可有效阻断力学信号向代谢信号的转化,抑制巩膜重塑。
该研究的意义不仅在于揭示了“基质刚度-YAP-糖酵解”这一新通路,更提出时间窗口干预的可能性:近视发展可能存在力学敏感期,早于眼轴快速增长之前进行干预可能事半功倍。结合当前光学干预(如角膜塑形镜、离焦镜片)与低浓度阿托品的联合应用趋势,这一基础发现为开发靶向机械转导的小分子药物或优化现有干预方案提供了理论依据。
此外,视网膜类器官模型相比传统二维细胞培养和动物模型,能更准确地模拟人类视网膜的层状结构和细胞互作,为高通量筛选抗近视药物提供了平台。未来结合微流控芯片和单细胞多组学,可进一步绘制力学微环境与代谢网络的时空图谱,推动近视精准防控。
基础研究始终是临床突破的源头。从巩膜生物力学到视网膜代谢重编程,从类器官技术到基因治疗,眼科学正在多学科交叉中迎来新一轮创新浪潮。
