2026年10月23日 星期五
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巩膜成纤维细胞的机械记忆:从细胞力学感知到近视基质重塑的基础研究新解

近年来,近视已成为全球性的公共卫生问题,尤其是在东亚地区,青少年近视率持续攀升。近视的眼球轴向伸长伴随着巩膜的重塑,这一过程涉及细胞外基质(ECM)的降解与重塑、成纤维细胞的表型转化等复杂机制。基础研究领域越来越多地将目光聚焦于巩膜成纤维细胞的力学感知(mechanosensing)与机械记忆(mechanical memory),试图揭示力学信号如何转化为生化信号,驱动巩膜的病理性重塑。 传统的近视基础研究多聚焦于视网膜信号通路,如多巴胺、视黄酸等,而近年来,随着生物力学与细胞生物学交叉研究的深入,巩膜作为眼球壁最外层的纤维结缔组织,其在眼轴增长中的主动适应性变化逐渐成为研究热点。巩膜成纤维细胞是巩膜中的主要细胞类型,它们不仅负责合成和维持ECM,还能感知并响应力学刺激,如眼内压变化、组织拉伸等。在近视进展中,眼轴伸长导致巩膜组织持续受到拉伸应力,成纤维细胞可能通过机械敏感离子通道、整合素-细胞骨架信号、YAP/TAZ通路等将力学信号转化为细胞内的基因表达变化,进而调节ECM的合成与降解平衡。 近年来,单细胞测序和表观遗传学分析揭示了巩膜成纤维细胞的异质性,部分亚群表现出与组织重...

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本期目录

巩膜缺氧与免疫微环境:近视基础研究的新枢纽与转化前景 SnIMS · 视网膜神经节细胞的“光编码”:ipRGCs在近视发生中的新角色与基础研究前沿 SnIMS · 眼底微循环的神经血管耦合:光学离焦重塑近视信号的基础研究新突破 SnIMS · 多巴胺通路新视角:视网膜色素上皮在近视调控中的核心角色 SnIMS · 从光环境到表观遗传:环境因素与基因互作驱动近视进展的基础研究新图景 SnIMS · 视网膜“代谢开关”与近视:从单细胞测序到干预新靶点的基础研究新视野 SnIMS · 从损伤到再生:视神经修复的分子开关与基因治疗新策略 SnIMS · 光与眼的对话:视网膜类器官揭示近视早期光信号转导机制的基础研究新径 SnIMS · 视网膜多巴胺信号:昼夜节律与光学离焦调控近视的基础研究新突破 SnIMS · 眼-脑联结:视觉发育关键期突触可塑性的分子机制与近视中枢调控基础研究 SnIMS · 类器官点亮视网膜:从三维模型构建到高度近视发病机制突破的基础研究新里程 SnIMS · 破译“离焦”视觉密码:视网膜神经环路感知与近视调控的基础研究新境 SnIMS · 寻光之眼:低强度红光调控视网膜线粒体代谢与多巴胺释放的基础研究解析 SnIMS · 解码低浓度阿托品:毒蕈碱受体亚型与视网膜-巩膜信号级联的基础研究新探 SnIMS · 解码眼底“异常血管”:从抗VEGF耐药机制到基因靶向治疗的基础研究新径 SnIMS · 从“泪液代谢组学”到“神经免疫对话”:干眼症发病机制的基础研究新范式 SnIMS · 解密晶状体“硬化”密码:老视发病机制与新型人工晶体设计的基础研究前沿 SnIMS · 从“修补”到“再生”:基因编辑与干细胞在遗传性眼底疾病中的基础破局 SnIMS · 破译“光-药”协同密码:脉络膜微环境在近视干预中的基础研究新视角 SnIMS · 从基因到表型:多组学分析与AI驱动下的近视发病机制新探 SnIMS ·
近年来,近视已成为全球性的公共卫生问题,尤其是在东亚地区,青少年近视率持续攀升。近视的眼球轴向伸长伴随着巩膜的重塑,这一过程涉及细胞外基质(ECM)的降解与重塑、成纤维细胞的表型转化等复杂机制。基础研究领域越来越多地将目光聚焦于巩膜成纤维细胞的力学感知(mechanosensing)与机械记忆(mechanical memory),试图揭示力学信号如何转化为生化信号,驱动巩膜的病理性重塑。 传统的近视基础研究多聚焦于视网膜信号通路,如多巴胺、视黄酸等,而近年来,随着生物力学与细胞生物学交叉研究的深入,巩膜作为眼球壁最外层的纤维结缔组织,其在眼轴增长中的主动适应性变化逐渐成为研究热点。巩膜成纤维细胞是巩膜中的主要细胞类型,它们不仅负责合成和维持ECM,还能感知并响应力学刺激,如眼内压变化、组织拉伸等。在近视进展中,眼轴伸长导致巩膜组织持续受到拉伸应力,成纤维细胞可能通过机械敏感离子通道、整合素-细胞骨架信号、YAP/TAZ通路等将力学信号转化为细胞内的基因表达变化,进而调节ECM的合成与降解平衡。 近年来,单细胞测序和表观遗传学分析揭示了巩膜成纤维细胞的异质性,部分亚群表现出与组织重塑高度相关的基因表达特征,如基质金属蛋白酶(MMPs)和胶原交联酶的上调。更值得注意的是,这些细胞可能存在“机械记忆”,即细胞在经历力学刺激后,即使刺激解除,其表观遗传状态和基因表达模式仍会保留一段时间,这种记忆可能影响巩膜重塑的进展和逆转潜力。研究表明,在近视动物模型中,即使恢复正常的视觉环境,巩膜的重塑进程仍可能持续,这可能与细胞的机械记忆有关。 从转化医学的角度看,靶向巩膜成纤维细胞的机械感知通路可能为近视干预提供新思路。例如,通过调控YAP/TAZ信号或抑制机械敏感通道,可以减弱细胞对拉伸的响应,减缓巩膜重塑。一些研究探索了小分子抑制剂在近视模型中的效果,初步结果显示眼轴增长得到抑制。此外,角膜塑形镜和巩膜镜等光学干预手段可能通过改变眼球的力学分布,间接影响巩膜成纤维细胞的力学环境,这为理解其防控机制提供了新视角。 未来的基础研究需要进一步阐明机械记忆的分子基础,尤其是表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白修饰)在其中的作用。同时,利用生物材料构建体外力学加载平台,结合类器官和微流控技术,可以更深入地解析力学信号与生化信号的交联。这些研究不仅有助于深入理解近视的发病机制,还可能为开发靶向巩膜重塑的创新疗法奠定基础。 参考文献: [1] Harper A R, Summers J A. The dynamic sclera: extracellular matrix remodeling in normal ocular growth and myopia development[J]. Experimental Eye Research, 2015, 133: 100-111. [2] McBrien N A, Gentle A. Role of the sclera in the development and pathological complications of myopia[J]. Progress in Retinal and Eye Research, 2003, 22(3): 307-338. [3] Yuan Y, Li M, Chen Q, et al. Crosslinking enzyme lysyl oxidase modulates scleral remodeling in form-deprivation myopia[J]. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2018, 59(4): 1663-1672. [4] Zhang Y, Wildsoet C F. RPE and choroid mechanisms underlying ocular growth and myopia[J]. Progress in Molecular Biology and Translational Science, 2015, 134: 221-240. [5] Chen W, Wang X, Wang Y, et al. Scleral hypoxia is a key regulator of experimental myopia[J]. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2020, 61(7): 4324.