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PNAS：巩膜“能量工厂”的爆炸，温州医科大学周翔天等揭示线粒体碎裂如何通过ROS驱动近视进展
- 2026-06-28 22:27:43
- 来源：医药头条
全球近视流行已成为日益严重的公共卫生问题。近视的发生发展以巩膜重塑异常为特征，其核心表现为成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化（fibroblast–myofibroblast transdifferentiation, FMT）以及细胞外基质（ECM）降解。
由于近视具有进行性进展特点，开发安全且可长期使用的预防性干预措施尤为重要。尽管线粒体动力学在其他器官的纤维化过程中具有关键调控作用，但其在巩膜稳态中的作用此前尚未被研究。
2026年6月10日，温州医科大学周翔天和Miaozhen Pan和赵飞共同通讯在PNAS在线发表题为Drp1-driven fragmentation of scleral mitochondria promotes myopia development的研究论文。
该研究发现由线粒体分裂增强所导致的病理性线粒体碎裂是推动近视进展的关键因素。通过两种哺乳动物动物模型，作者证明：无论是遗传学还是药理学方式增强线粒体分裂（从而诱导线粒体碎裂），均会加重胶原丢失并加速眼轴延长；相反，抑制线粒体分裂则能够减少胶原降解并延缓近视进展。
在体外培养的人巩膜成纤维细胞（HSFs）中，缺氧诱导的FMT过程依赖线粒体分裂的激活，进一步表明活性氧（ROS）过量生成是作用于HSFs以及动物模型中的下游关键效应因子。多层级分析结果共同表明，“线粒体分裂–ROS轴”是连接巩膜缺氧与细胞外基质重塑的关键通路。
番茄红素（lycopene）作为一种天然类胡萝卜素抗氧化剂，能够显著降低巩膜ROS水平，并且适合长期应用，提示其在近视防控中的潜在治疗价值。综上，这些研究结果鉴定了一个用于控制近视进展的潜在治疗靶点及干预药物。
近视是全球范围内导致视力损害的主要原因之一。2010年全球患病率为28.3%，预计到2050年将上升至49.8%。在东亚地区，这一比例甚至可能在高中生中达到80%至90%。
该疾病具有严重的临床后果，因为过度的眼轴延长不仅会导致屈光不正，还会增加多种致盲并发症的风险，包括近视性黄斑变性、视网膜脱离和视网膜裂孔。因此，推进近视防控需要新一代安全、长期且具有靶向性的治疗策略，但目前由于对其分子机制认识不足，这一目标仍未实现。
近视的本质是眼球过度增长导致的眼轴延长，使得眼球的屈光力与生长速度之间出现不匹配，从而引起远距离成像模糊。眼轴延长的核心机制之一是巩膜因细胞外基质（ECM）失调而发生变薄及生物力学强度下降。
实验研究表明，巩膜变薄主要来源于成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化（fibroblast-to-myofibroblast transdifferentiation, FMT）的增加，并伴随I型胶原蛋白的持续减少。
越来越多的研究提示，脉络膜血流减少是重要的上游事件，它可形成缺氧微环境并激活HIF-1α信号通路——该通路已在多种哺乳动物近视模型中被证实可驱动巩膜FMT及ECM降解。
图1.FDM巩膜和缺氧处理的HSF的线粒体断裂（摘自PNAS）
值得注意的是，线粒体功能障碍是缺氧应激反应的重要调控因素。一方面，线粒体为成纤维细胞提供能量支持，例如FMT及ECM蛋白合成等高度耗能过程；另一方面，线粒体还参与细胞生长、代谢及信号转导等多种生理过程。
大量关于纤维化疾病的研究表明，线粒体质量控制（mitochondrial quality control, MQC）的紊乱——尤其是动力学失衡（融合/分裂异常）以及线粒体自噬缺陷——会破坏ECM重塑过程。然而，线粒体稳态在巩膜病理生理中的作用此前仍未被系统研究。
本研究鉴定了一种驱动巩膜缺氧性重塑的线粒体机制。作者发现，由过度线粒体分裂引起的病理性线粒体碎裂通过ROS介导胶原蛋白丢失并促进眼轴延长。在实验性哺乳动物模型中，无论是遗传学还是药理学方式抑制线粒体分裂，均可阻止胶原下降并减缓近视进展，从而提示通过靶向线粒体质量控制通路干预近视发展的潜在治疗价值。
作者的研究进一步确立了“线粒体碎裂–ROS轴”作为连接巩膜缺氧与细胞外基质降解的核心机制，为近视发生发展机制及治疗策略提供了新的理论依据。
参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2511427123
