隨著近視發病率的不斷攀升，近視的發病機制也備受關注。目前，領域內普遍認為，脈絡膜血流灌注減少是近視發生的重要因素。但在近視的形成過程中，模糊的視覺信息是如何通過視網膜和視網膜色素上皮層傳遞到脈絡膜血管，進而引起脈絡膜血流灌注下降，這一過程的細胞、分子生物學機制尚不明確。近年提出的“鞏膜缺氧學說”備受關注。現階段研究的熱門信號分子包括多巴胺、表皮生長因子、維甲酸、膽堿能分子和腺苷等，這些因子很可能在視網膜和視網膜色素上皮中參與信號傳導，進而引起脈絡膜的血流變化，影響近視的發生發展。因此，這些信號因子及其下游通路可能為近視防控靶點的尋找提供新思路。
引用本文： 劉念恩, 劉思祎, 張琰. 視網膜信號分子在近視發生和進展中的作用. 中華眼底病雜志, 2023, 39(8): 696-700. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20220209-00074 復制
近視是世界上最常見的危害視力健康的疾病。在許多國家，成年人近視患病率為10%～30%，在東亞部分地區青壯年的患病率為80%～90%。研究預測，2050年全球近視的患病率將達49.8%，高度近視患病率達9.8%[1]。近視最常見的矯正措施是配戴框架眼鏡，以矯正眼軸長度和眼屈光力之間的差異，從而使物像落在視網膜上，恢復正常視力，但框架眼鏡不能有效控制近視的發展。另外，雖然戶外活動，角膜塑形鏡和局部應用阿托品等干預措施可在一定程度上預防近視發生或減緩近視進展，但由于這些措施均屬對癥治療，其效果常常是有限的。若要開發出可治愈近視的對因治療手段，必須深入、透徹地了解近視發生的機制。
近視受到環境和遺傳因素的影響，其發生和發展的機制復雜[1]。對于大多數近視患者，關鍵的致病因素可能與現代生活方式有關，包括長時間近距離閱讀和大量使用電子設備[1]。目前學術界認為，近距離工作是近視的明顯誘因，但對其涉及的視網膜、脈絡膜、鞏膜的分子、細胞生物學機制尚不明確。近年提出的“鞏膜缺氧學說”在領域內備受關注，其主要觀點認為：視網膜受到模糊視覺刺激后釋放某些神經遞質或信號分子，造成脈絡膜血管血流灌注減少，進而導致鞏膜缺氧，鞏膜中的成纖維細胞轉分化為肌成纖維細胞，以及膠原纖維合成減少，最終引起鞏膜重塑和眼軸延長[2]。但是，“鞏膜缺氧學說”并未明確指出視網膜釋放的具體信號分子，而且這種信號分子經視網膜色素上皮（RPE）傳遞到脈絡膜血管，進而引起脈絡膜血流減少的具體過程也不清楚。現就視網膜信號分子在近視發生和進展中的作用作一綜述，探索視網膜中的潛在信號分子及其激活的下游通路對近視發生、發展的作用及信號通路的最終作用靶點和近視發病機制領域的未來研究方向，從而為開發針對近視發病機制的防控、治療藥物提供思路。
1 鞏膜缺氧學說
“鞏膜缺氧學說”是指當模糊的視覺信號被視網膜接收，并傳遞給脈絡膜后，脈絡膜變薄、血流灌注減少，隨后無血管的鞏膜因缺乏足夠的氧氣和營養物質而變薄，鞏膜細胞外基質（ECM）重塑。已有實驗證明，鞏膜成纖維細胞首先感知細胞外微環境改變，通過積累缺氧誘導因子-1α以及提高真核起始因子2和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白的磷酸化水平而對改變的微環境做出快速反應。這導致成纖維細胞的表型向肌成纖維細胞轉變，膠原生成減少，鞏膜變薄，生物力學減弱，最終導致眼軸過度延長[2]。
脈絡膜厚度變化是“鞏膜缺氧學說”中的重要一環，其機制目前推測可能有以下五種：（1）脈絡膜厚度的增加可能是由于高滲透性的蛋白多糖合成增加，而蛋白多糖具有較強的親水性，從而擴大脈絡膜腔隙，導致脈絡膜增厚[3]。（2）脈絡膜厚度變化可能與脈絡膜血管通透性有關。脈絡膜血管通透性減少，脈絡膜上腔液中滲透活性分子的含量下降可導致脈絡膜厚度變薄[4]，同時可能還伴隨脈絡膜毛細血管直徑縮小以及內皮開窗數量減少[5]。（3）前房的液體可以通過睫狀體分流至脈絡膜、鞏膜通道，從而影響脈絡膜的厚度。（4）由于離子和水可通過RPE層流入脈絡膜，當從脈絡膜流出的流量與跨RPE流入脈絡膜的流量不匹配時，這種流量變化也可能參與脈絡膜厚度的調節[6]。（5）考慮到在實驗觀察中，脈絡膜厚度的變化可能迅速發生，那么鳥類、靈長類動物脈絡膜基質中非血管平滑肌的張力變化也可能是引起脈絡膜厚度變化的原因之一，這些肌肉的收縮可能會擠壓脈絡膜的液體，使脈絡膜變薄[7]。總而言之，脈絡膜厚度變化可能是上述多種機制共同參與的結果。
鞏膜重塑是“鞏膜缺氧學說”中不可或缺的另外一環。哺乳動物鞏膜的主要成分是ECM，由蛋白多糖、糖蛋白和成纖維細胞的基質組成[7]。在正視化的過程中，鞏膜發生基質重塑，這也和近視的發生和發展有關。Zou等[8]在形覺剝奪誘導的近視模型（FDM）中發現豚鼠鞏膜后極部Ⅰ型膠原的信使RNA（mRNA）和蛋白質表達下降，這與“鞏膜缺氧學說”中，在近視過程中鞏膜Ⅰ型膠原合成減少理論是一致的。另外，在近視眼球的鞏膜中，還觀察到成纖維細胞向肌成纖維細胞轉分化，糖胺聚糖含量下降，這均可導致鞏膜變薄[2]。
在“鞏膜缺氧學說”所涉及的近視形成過程中，鞏膜變化的分子機制較為復雜。Wu等[2]發現在FDM的恢復期，脈絡膜的血供恢復早于其厚度的恢復，而且以α-平滑肌肌動蛋白為特異性標記物的肌成纖維細胞先出現在靠近脈絡膜的一側。這提示脈絡膜作為視網膜和鞏膜的中間層，可能承擔著重要的信號傳遞作用。此外，較早期的研究也證明，局部視覺剝奪可以造成局部眼軸延長，這提示引起近視發生的始動因素可能與視網膜中視覺信號的產生和采集有關，這一因素進而通過RPE層-脈絡膜通路傳遞到鞏膜，最終引起鞏膜的重塑和近視的發生[9]。
2 潛在的視網膜信號及其通路機制
2.1 多巴胺（DA）
DA是視網膜中的一種重要神經遞質，介導多種生理過程和功能，包括視網膜發育、視覺信號傳導和屈光間質發育。視網膜中的DA主要由無長突細胞和網間細胞合成和釋放。目前發現其受體在視網膜上主要有四種亞型，分別為D1R、D2R、D4R和D5R，均屬于G蛋白偶聯受體[10]。3，4-二羥基苯乙酸（DOPAC）是DA在視網膜內的主要代謝物，因此DOPAC的水平能部分反映視網膜DA的合成水平。
研究發現，FDM和光學離焦誘導的近視動物模型（LIM）的視網膜中DA、DOPAC水平下降，而FDM恢復期的視網膜DA增加[10]。另外，在部分區域形覺剝奪時，僅對應部分視網膜的DOPAC水平下降；而去除形覺剝奪后，DOPAC水平恢復正常，這提示DA對近視發生和發展的抑制作用。更進一步，諸多實驗證明DA對近視的調控作用主要由D2R介導。譬如，Huang等[11]在FDM小鼠中發現，D2R激動劑在近視進展中發揮雙向作用：即低劑量的D2R激動劑可抑制近視進展，而高劑量D2R激動劑可以促進眼軸的延長和屈光度的增加。另外，研究還發現D2R下游信號傳導可能與環磷酸腺苷（cAMP）和絲裂原活化的細胞外信號調節激酶-細胞外調節蛋白激酶通路有關。
更重要的是，DA可以調控脈絡膜厚度，進而參與近視調控。動物實驗證明，注射DAR激動劑可使小雞的脈絡膜厚度一過性增加[12]。玻璃體腔注射非特異性DA受體激動劑阿撲嗎啡和D2R激動劑喹哌羅均可有效抑制小雞LIM模型的近視發展，并引起一過性脈絡膜顯著增厚[12]。綜上，D2R可能在脈絡膜厚度改變中發揮關鍵的調控作用，可作為防控近視的有效靶點。
研究發現，DA的D2R和腺苷A2受體在RPE上共表達[13]，這提示DA可能作用于RPE上的D2R，并且可能通過RPE減少某些信號因子（如轉化生長因子β2、堿性成纖維細胞生長因子等）的合成和釋放，從而延緩鞏膜變薄；同時，DA也可以降低鞏膜細胞對RPE所分泌因子的反應性，進而抑制鞏膜重塑和近視進展。因此，DA不僅可以作用在視網膜，還可以直接或間接地影響脈絡膜和鞏膜厚度，進而控制近視的發生和發展。
2.2 表皮生長因子（EGF）受體（EGFR）
EGFR作為一種具有酪氨酸激酶活性的單跨膜受體，其活性可被多條通路調控[14,15]。研究發現，高度近視眼內含有更多的EGF[16]；眼內注射EGF或EGFR抗體均可以在豚鼠的LIM模型中有效減緩眼軸延長并減輕視網膜變薄[17]。這些結果提示EGF/EGFR通路可能參與近視的發生和發展。
研究表明，近視發生、發展過程中眼軸的增長并非來源于鞏膜的生長，而是來源于Bruch膜（BM）的擴張和延長[18]，而BM主要由RPE細胞基膜組成，而EGF是啟動RPE細胞增生的重要因素[17]。因此，近視的發生可能與EGF介導的RPE細胞過度增生有關；而且研究發現，近視時后極部視網膜EGF水平升高，赤道后部的RPE細胞密度隨著眼軸長度的增加而降低，而其他區域的RPE細胞密度則沒有明顯改變，這提示BM的延長可能主要來源于赤道后部RPE細胞基膜的過度生長[19]，而該部位BM的伸長將繼續向后推擠后極部的脈絡膜，使脈絡膜受壓變薄、血供減少，進而引起鞏膜缺氧、重塑和近視發生。因此，EGF可能是促進近視發生和發展的重要因素，這一促進作用可能是通過加速RPE-BM的增生而實現的。
2.3 維甲酸（RA）
RA是一種調節眼球生長的化學信號[20]。不同物種的研究表明，在近視眼的發展過程中，視網膜和脈絡膜中的RA濃度及其β受體的表達均呈現雙向、可逆的變化[21]。
在小雞眼中，RA的合成完全受視黃醛脫氫酶2（RALDH2）的調節，而且在所檢測的全反式RA的代謝酶中，RALDH2是唯一在實驗性近視的恢復過程中發生改變的酶[22]。在小雞FDM誘導近視后恢復的15 d內，其脈絡膜變厚，脈絡膜中RALDH2陽性細胞數量顯著增加[21]，這與脈絡膜中RALDH2的蛋白濃度增加以及全反式RA的合成增加相一致，而RA在小雞的近視模型中可以提高脈絡膜血管通透性，加速透明質酸合成，繼而使脈絡膜增厚，減緩近視的發展。
另外，在豚鼠LIM模型中，發現位于RPE-脈絡膜復合體緊密連接（TJ）處的緊密連接蛋白-1（ZO-1）以及閉合蛋白表達上調[23]，提示豚鼠的近視誘導可以增強TJ的緊密度。有趣的是，眼內注射RA同樣可使RPE-脈絡膜復合體TJ處的ZO-1和閉合蛋白表達增多[23]；而RA的選擇性β受體拮抗劑LE540經玻璃體腔注射后，可抑制這兩種TJ相關蛋白的表達上調[24]。這些研究結果提示，RA在豚鼠的近視模型中可以加強視網膜的外屏障功能，使水和離子從RPE流入脈絡膜的量減少，進而使脈絡膜變薄，促進近視發展。
2.4 膽堿能信號
膽堿能受體分為兩類：毒蕈堿樣（M）受體和煙堿型受體，其中最受關注且臨床密切相關的是M受體[25]。M受體在人眼中分為5種受體亞型，分別為M1、M2、M3、M4和M5亞型。其中M1、M3和M5亞型屬于“M1樣”家族，與Gq蛋白偶聯，激活磷脂酶C依賴的信號通路；而M2和M4亞型屬于“M2樣”家族，通常與抑制腺苷酸環化酶活性有關[25]。
阿托品，又名混旋莨膽堿，屬于非選擇性M受體拮抗劑，具有松弛平滑肌、解除平滑肌痙攣和散瞳等作用。目前，低濃度阿托品滴眼液廣泛應用于近視防控[26]，但其機制尚不明確。Lind等[27]對小雞鞏膜軟骨層細胞進行體外培養，發現阿托品可減少鞏膜軟骨細胞的硫酸化糖胺聚糖以及ECM的合成，從而抑制雛雞眼球增長和鞏膜重塑，繼而控制眼軸增長。隨后，為確定介導阿托品控制眼軸增長的受體類型，Barathi和Beuerman[28]建立小鼠LIM模型，然后連續4周給予小鼠結膜下注射1%阿托品，發現LIM小鼠鞏膜組織的M1、M3和M4受體mRNA表達上調，M2和M5受體mRNA表達無變化。另一方面，Lin等[29]建立小鼠FDM模型，免疫熒光染色發現FDM小鼠鞏膜組織中M3受體表達較自身對照眼顯著上調；而使用1%阿托品滴眼液連續點眼31 d后，應用阿托品的小鼠FDM眼和自身對照眼鞏膜中M3受體表達均下調。由此推測，阿托品控制近視的機制與M1、M3和M4受體有關，并且通過影響鞏膜的結構來影響近視的發展。但在不同的小鼠近視模型中，M受體各亞型的表達情況不同，這仍需進一步探討。
為進一步說明M受體拮抗劑的近視控制作用，我們對使用不同M受體拮抗劑控制近視的動物研究進行總結[30-35]（表1），結果提示M受體拮抗劑可能通過作用于M1和M4受體來控制近視的進展。
表1
M受體拮抗劑對近視的影響
M受體調控近視的發生、發展還可能與脈絡膜變薄有關。Nickla等[36]向小雞玻璃體腔注射四種不同濃度的M受體激動劑，氧化震顫素、毛果蕓香堿、卡巴膽堿和檳榔定，發現僅有氧化震顫素可刺激眼軸增長，但除了毛果蕓香堿之外，其余藥物都可以使脈絡膜暫時變薄；另外，在小雞LIM模型中，經玻璃體腔注射M受體抑制劑阿托品、哌侖西平和氧苯海松，這些有效抑制眼球生長的藥物也能引起顯著但短暫的脈絡膜增厚；反之，經玻璃體腔注射M受體非特異性激動劑卡巴膽堿至正常眼睛，可引起脈絡膜暫時變薄。這提示阿托品還可能通過影響脈絡膜厚度的變化而影響近視的進程。
另外，RPE中也發現有M1受體表達，M受體在調控RPE細胞功能上亦具有重要作用。哌侖西平可與RPE上的M受體結合，激發細胞內第二信使活動，抑制鞏膜降解，從而延緩近視發展[37]。因此，RPE也可以參與近視的發生發展過程。
總之，阿托品等M受體拮抗劑可以作用于鞏膜、脈絡膜和RPE，通過膽堿能通路的M受體來發揮近視控制作用。但具體分子、細胞機制和信號通路，目前尚無定論，需要分離眼部各組織，探究M受體拮抗劑控制近視的相關靶點。
2.5 腺苷
腺苷在維持眼的正常生理功能，如調節眼內壓等方面發揮重要作用。腺苷受體中的A1、A2a、A3亞型廣泛存在于視網膜神經節細胞、RPE細胞、Müller細胞以及脈絡膜毛細血管內皮細胞和鞏膜成纖維細胞[38]。目前已知，A1、A3受體可通過抑制腺苷酸環化酶降低cAMP水平；反之，A2a、A2b受體可通過激活腺苷酸環化酶活性增加cAMP水平。值得注意的是，在生理濃度下，腺苷僅激活A1，A2a和A3受體；而在缺氧、炎癥等應激情況下，腺苷濃度高于生理濃度，A2b受體才被激活[39]。
研究發現，在豚鼠FDM模型中，口服腺苷受體拮抗劑7-Methylxanthine可以顯著減少眼軸增長，并使鞏膜膠原纖維直徑變粗，增加鞏膜和脈絡膜厚度，從而緩解近視進展[40]。此外，在為期36個月的臨床試驗隨訪中，7-Methylxanthine可以顯著減少近視兒童的眼軸生長率[41]。再有，局部滴加另一種腺苷受體拮抗劑咖啡因，也可延緩恒河猴近視的發生和發展[42]。因此，腺苷受體拮抗劑可以影響脈絡膜和鞏膜的生理狀態，對眼軸延長有控制作用，可以作為控制近視的潛在藥物。
腺苷受體拮抗劑控制近視的作用機制可能與眼球后極部組織中的cAMP水平有關。Cui等[39]發現在豚鼠FDM模型中，包括鞏膜、脈絡膜和視網膜在內的眼后極部組織中的A1受體蛋白水平下降，而A2b受體蛋白水平增加。這一現象提示，在眼球接受近視誘導的視覺刺激，并誘發鞏膜缺氧應激時，A2b受體表達上調，A1受體表達下調，腺苷酸環化酶活性增加，cAMP水平增加；而cAMP具有抗缺氧作用，可促進鞏膜成纖維細胞轉分化，改變鞏膜膠原成分，促進鞏膜重塑，最終導致眼軸延長。但是，Liu等[43]發現無論口服還是玻璃體腔注射7-Methylxanthine，都不能抑制小雞的近視發展以及鞏膜和脈絡膜變薄，這與在哺乳動物近視模型中得到的結果不一致。這種不一致可能是由于鳥類和哺乳動物的鞏膜結構差異以及近視模型的病理特點不同而造成的。因此，7-Methylxanthine可能是作用于鞏膜上的腺苷受體，而并非作用于視網膜上的兒茶酚胺系統，但其具體的藥物作用機制仍需進一步探索。
3 小結與展望
近視的發生機制尚不明確，近年提出的“鞏膜缺氧學說”備受關注。該學說認為光學離焦會引起視網膜視覺信息改變，這種變化通過視網膜和RPE產生信號分子，并傳遞給脈絡膜，使脈絡膜血流減少，進而引起鞏膜缺氧，導致鞏膜ECM重塑，生物力學和生化特性發生改變，最終導致眼軸延長和近視形成。目前越來越多的實驗證據提示，視網膜本身和RPE可能在近視發生過程中分別起到信號產生和信號傳遞的作用。
現階段研究的熱門信號分子包括DA、EGF、RA、膽堿能分子和腺苷等，這些因子很可能在視網膜和RPE中參與信號傳導，進而引起脈絡膜的血流變化，影響近視的發生和發展。因此，這些信號因子及其下游通路可能為近視防控靶點的尋找提供新思路。
近視是世界上最常見的危害視力健康的疾病。在許多國家，成年人近視患病率為10%～30%，在東亞部分地區青壯年的患病率為80%～90%。研究預測，2050年全球近視的患病率將達49.8%，高度近視患病率達9.8%[1]。近視最常見的矯正措施是配戴框架眼鏡，以矯正眼軸長度和眼屈光力之間的差異，從而使物像落在視網膜上，恢復正常視力，但框架眼鏡不能有效控制近視的發展。另外，雖然戶外活動，角膜塑形鏡和局部應用阿托品等干預措施可在一定程度上預防近視發生或減緩近視進展，但由于這些措施均屬對癥治療，其效果常常是有限的。若要開發出可治愈近視的對因治療手段，必須深入、透徹地了解近視發生的機制。
近視受到環境和遺傳因素的影響，其發生和發展的機制復雜[1]。對于大多數近視患者，關鍵的致病因素可能與現代生活方式有關，包括長時間近距離閱讀和大量使用電子設備[1]。目前學術界認為，近距離工作是近視的明顯誘因，但對其涉及的視網膜、脈絡膜、鞏膜的分子、細胞生物學機制尚不明確。近年提出的“鞏膜缺氧學說”在領域內備受關注，其主要觀點認為：視網膜受到模糊視覺刺激后釋放某些神經遞質或信號分子，造成脈絡膜血管血流灌注減少，進而導致鞏膜缺氧，鞏膜中的成纖維細胞轉分化為肌成纖維細胞，以及膠原纖維合成減少，最終引起鞏膜重塑和眼軸延長[2]。但是，“鞏膜缺氧學說”并未明確指出視網膜釋放的具體信號分子，而且這種信號分子經視網膜色素上皮（RPE）傳遞到脈絡膜血管，進而引起脈絡膜血流減少的具體過程也不清楚。現就視網膜信號分子在近視發生和進展中的作用作一綜述，探索視網膜中的潛在信號分子及其激活的下游通路對近視發生、發展的作用及信號通路的最終作用靶點和近視發病機制領域的未來研究方向，從而為開發針對近視發病機制的防控、治療藥物提供思路。
1 鞏膜缺氧學說
“鞏膜缺氧學說”是指當模糊的視覺信號被視網膜接收，并傳遞給脈絡膜后，脈絡膜變薄、血流灌注減少，隨后無血管的鞏膜因缺乏足夠的氧氣和營養物質而變薄，鞏膜細胞外基質（ECM）重塑。已有實驗證明，鞏膜成纖維細胞首先感知細胞外微環境改變，通過積累缺氧誘導因子-1α以及提高真核起始因子2和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白的磷酸化水平而對改變的微環境做出快速反應。這導致成纖維細胞的表型向肌成纖維細胞轉變，膠原生成減少，鞏膜變薄，生物力學減弱，最終導致眼軸過度延長[2]。
脈絡膜厚度變化是“鞏膜缺氧學說”中的重要一環，其機制目前推測可能有以下五種：（1）脈絡膜厚度的增加可能是由于高滲透性的蛋白多糖合成增加，而蛋白多糖具有較強的親水性，從而擴大脈絡膜腔隙，導致脈絡膜增厚[3]。（2）脈絡膜厚度變化可能與脈絡膜血管通透性有關。脈絡膜血管通透性減少，脈絡膜上腔液中滲透活性分子的含量下降可導致脈絡膜厚度變薄[4]，同時可能還伴隨脈絡膜毛細血管直徑縮小以及內皮開窗數量減少[5]。（3）前房的液體可以通過睫狀體分流至脈絡膜、鞏膜通道，從而影響脈絡膜的厚度。（4）由于離子和水可通過RPE層流入脈絡膜，當從脈絡膜流出的流量與跨RPE流入脈絡膜的流量不匹配時，這種流量變化也可能參與脈絡膜厚度的調節[6]。（5）考慮到在實驗觀察中，脈絡膜厚度的變化可能迅速發生，那么鳥類、靈長類動物脈絡膜基質中非血管平滑肌的張力變化也可能是引起脈絡膜厚度變化的原因之一，這些肌肉的收縮可能會擠壓脈絡膜的液體，使脈絡膜變薄[7]。總而言之，脈絡膜厚度變化可能是上述多種機制共同參與的結果。
鞏膜重塑是“鞏膜缺氧學說”中不可或缺的另外一環。哺乳動物鞏膜的主要成分是ECM，由蛋白多糖、糖蛋白和成纖維細胞的基質組成[7]。在正視化的過程中，鞏膜發生基質重塑，這也和近視的發生和發展有關。Zou等[8]在形覺剝奪誘導的近視模型（FDM）中發現豚鼠鞏膜后極部Ⅰ型膠原的信使RNA（mRNA）和蛋白質表達下降，這與“鞏膜缺氧學說”中，在近視過程中鞏膜Ⅰ型膠原合成減少理論是一致的。另外，在近視眼球的鞏膜中，還觀察到成纖維細胞向肌成纖維細胞轉分化，糖胺聚糖含量下降，這均可導致鞏膜變薄[2]。
在“鞏膜缺氧學說”所涉及的近視形成過程中，鞏膜變化的分子機制較為復雜。Wu等[2]發現在FDM的恢復期，脈絡膜的血供恢復早于其厚度的恢復，而且以α-平滑肌肌動蛋白為特異性標記物的肌成纖維細胞先出現在靠近脈絡膜的一側。這提示脈絡膜作為視網膜和鞏膜的中間層，可能承擔著重要的信號傳遞作用。此外，較早期的研究也證明，局部視覺剝奪可以造成局部眼軸延長，這提示引起近視發生的始動因素可能與視網膜中視覺信號的產生和采集有關，這一因素進而通過RPE層-脈絡膜通路傳遞到鞏膜，最終引起鞏膜的重塑和近視的發生[9]。
2 潛在的視網膜信號及其通路機制
2.1 多巴胺（DA）
DA是視網膜中的一種重要神經遞質，介導多種生理過程和功能，包括視網膜發育、視覺信號傳導和屈光間質發育。視網膜中的DA主要由無長突細胞和網間細胞合成和釋放。目前發現其受體在視網膜上主要有四種亞型，分別為D1R、D2R、D4R和D5R，均屬于G蛋白偶聯受體[10]。3，4-二羥基苯乙酸（DOPAC）是DA在視網膜內的主要代謝物，因此DOPAC的水平能部分反映視網膜DA的合成水平。
研究發現，FDM和光學離焦誘導的近視動物模型（LIM）的視網膜中DA、DOPAC水平下降，而FDM恢復期的視網膜DA增加[10]。另外，在部分區域形覺剝奪時，僅對應部分視網膜的DOPAC水平下降；而去除形覺剝奪后，DOPAC水平恢復正常，這提示DA對近視發生和發展的抑制作用。更進一步，諸多實驗證明DA對近視的調控作用主要由D2R介導。譬如，Huang等[11]在FDM小鼠中發現，D2R激動劑在近視進展中發揮雙向作用：即低劑量的D2R激動劑可抑制近視進展，而高劑量D2R激動劑可以促進眼軸的延長和屈光度的增加。另外，研究還發現D2R下游信號傳導可能與環磷酸腺苷（cAMP）和絲裂原活化的細胞外信號調節激酶-細胞外調節蛋白激酶通路有關。
更重要的是，DA可以調控脈絡膜厚度，進而參與近視調控。動物實驗證明，注射DAR激動劑可使小雞的脈絡膜厚度一過性增加[12]。玻璃體腔注射非特異性DA受體激動劑阿撲嗎啡和D2R激動劑喹哌羅均可有效抑制小雞LIM模型的近視發展，并引起一過性脈絡膜顯著增厚[12]。綜上，D2R可能在脈絡膜厚度改變中發揮關鍵的調控作用，可作為防控近視的有效靶點。
研究發現，DA的D2R和腺苷A2受體在RPE上共表達[13]，這提示DA可能作用于RPE上的D2R，并且可能通過RPE減少某些信號因子（如轉化生長因子β2、堿性成纖維細胞生長因子等）的合成和釋放，從而延緩鞏膜變薄；同時，DA也可以降低鞏膜細胞對RPE所分泌因子的反應性，進而抑制鞏膜重塑和近視進展。因此，DA不僅可以作用在視網膜，還可以直接或間接地影響脈絡膜和鞏膜厚度，進而控制近視的發生和發展。
2.2 表皮生長因子（EGF）受體（EGFR）
EGFR作為一種具有酪氨酸激酶活性的單跨膜受體，其活性可被多條通路調控[14,15]。研究發現，高度近視眼內含有更多的EGF[16]；眼內注射EGF或EGFR抗體均可以在豚鼠的LIM模型中有效減緩眼軸延長并減輕視網膜變薄[17]。這些結果提示EGF/EGFR通路可能參與近視的發生和發展。
研究表明，近視發生、發展過程中眼軸的增長并非來源于鞏膜的生長，而是來源于Bruch膜（BM）的擴張和延長[18]，而BM主要由RPE細胞基膜組成，而EGF是啟動RPE細胞增生的重要因素[17]。因此，近視的發生可能與EGF介導的RPE細胞過度增生有關；而且研究發現，近視時后極部視網膜EGF水平升高，赤道后部的RPE細胞密度隨著眼軸長度的增加而降低，而其他區域的RPE細胞密度則沒有明顯改變，這提示BM的延長可能主要來源于赤道后部RPE細胞基膜的過度生長[19]，而該部位BM的伸長將繼續向后推擠后極部的脈絡膜，使脈絡膜受壓變薄、血供減少，進而引起鞏膜缺氧、重塑和近視發生。因此，EGF可能是促進近視發生和發展的重要因素，這一促進作用可能是通過加速RPE-BM的增生而實現的。
2.3 維甲酸（RA）
RA是一種調節眼球生長的化學信號[20]。不同物種的研究表明，在近視眼的發展過程中，視網膜和脈絡膜中的RA濃度及其β受體的表達均呈現雙向、可逆的變化[21]。
在小雞眼中，RA的合成完全受視黃醛脫氫酶2（RALDH2）的調節，而且在所檢測的全反式RA的代謝酶中，RALDH2是唯一在實驗性近視的恢復過程中發生改變的酶[22]。在小雞FDM誘導近視后恢復的15 d內，其脈絡膜變厚，脈絡膜中RALDH2陽性細胞數量顯著增加[21]，這與脈絡膜中RALDH2的蛋白濃度增加以及全反式RA的合成增加相一致，而RA在小雞的近視模型中可以提高脈絡膜血管通透性，加速透明質酸合成，繼而使脈絡膜增厚，減緩近視的發展。
另外，在豚鼠LIM模型中，發現位于RPE-脈絡膜復合體緊密連接（TJ）處的緊密連接蛋白-1（ZO-1）以及閉合蛋白表達上調[23]，提示豚鼠的近視誘導可以增強TJ的緊密度。有趣的是，眼內注射RA同樣可使RPE-脈絡膜復合體TJ處的ZO-1和閉合蛋白表達增多[23]；而RA的選擇性β受體拮抗劑LE540經玻璃體腔注射后，可抑制這兩種TJ相關蛋白的表達上調[24]。這些研究結果提示，RA在豚鼠的近視模型中可以加強視網膜的外屏障功能，使水和離子從RPE流入脈絡膜的量減少，進而使脈絡膜變薄，促進近視發展。
2.4 膽堿能信號
膽堿能受體分為兩類：毒蕈堿樣（M）受體和煙堿型受體，其中最受關注且臨床密切相關的是M受體[25]。M受體在人眼中分為5種受體亞型，分別為M1、M2、M3、M4和M5亞型。其中M1、M3和M5亞型屬于“M1樣”家族，與Gq蛋白偶聯，激活磷脂酶C依賴的信號通路；而M2和M4亞型屬于“M2樣”家族，通常與抑制腺苷酸環化酶活性有關[25]。
阿托品，又名混旋莨膽堿，屬于非選擇性M受體拮抗劑，具有松弛平滑肌、解除平滑肌痙攣和散瞳等作用。目前，低濃度阿托品滴眼液廣泛應用于近視防控[26]，但其機制尚不明確。Lind等[27]對小雞鞏膜軟骨層細胞進行體外培養，發現阿托品可減少鞏膜軟骨細胞的硫酸化糖胺聚糖以及ECM的合成，從而抑制雛雞眼球增長和鞏膜重塑，繼而控制眼軸增長。隨后，為確定介導阿托品控制眼軸增長的受體類型，Barathi和Beuerman[28]建立小鼠LIM模型，然后連續4周給予小鼠結膜下注射1%阿托品，發現LIM小鼠鞏膜組織的M1、M3和M4受體mRNA表達上調，M2和M5受體mRNA表達無變化。另一方面，Lin等[29]建立小鼠FDM模型，免疫熒光染色發現FDM小鼠鞏膜組織中M3受體表達較自身對照眼顯著上調；而使用1%阿托品滴眼液連續點眼31 d后，應用阿托品的小鼠FDM眼和自身對照眼鞏膜中M3受體表達均下調。由此推測，阿托品控制近視的機制與M1、M3和M4受體有關，并且通過影響鞏膜的結構來影響近視的發展。但在不同的小鼠近視模型中，M受體各亞型的表達情況不同，這仍需進一步探討。
為進一步說明M受體拮抗劑的近視控制作用，我們對使用不同M受體拮抗劑控制近視的動物研究進行總結[30-35]（表1），結果提示M受體拮抗劑可能通過作用于M1和M4受體來控制近視的進展。
表1
M受體拮抗劑對近視的影響
M受體調控近視的發生、發展還可能與脈絡膜變薄有關。Nickla等[36]向小雞玻璃體腔注射四種不同濃度的M受體激動劑，氧化震顫素、毛果蕓香堿、卡巴膽堿和檳榔定，發現僅有氧化震顫素可刺激眼軸增長，但除了毛果蕓香堿之外，其余藥物都可以使脈絡膜暫時變薄；另外，在小雞LIM模型中，經玻璃體腔注射M受體抑制劑阿托品、哌侖西平和氧苯海松，這些有效抑制眼球生長的藥物也能引起顯著但短暫的脈絡膜增厚；反之，經玻璃體腔注射M受體非特異性激動劑卡巴膽堿至正常眼睛，可引起脈絡膜暫時變薄。這提示阿托品還可能通過影響脈絡膜厚度的變化而影響近視的進程。
另外，RPE中也發現有M1受體表達，M受體在調控RPE細胞功能上亦具有重要作用。哌侖西平可與RPE上的M受體結合，激發細胞內第二信使活動，抑制鞏膜降解，從而延緩近視發展[37]。因此，RPE也可以參與近視的發生發展過程。
總之，阿托品等M受體拮抗劑可以作用于鞏膜、脈絡膜和RPE，通過膽堿能通路的M受體來發揮近視控制作用。但具體分子、細胞機制和信號通路，目前尚無定論，需要分離眼部各組織，探究M受體拮抗劑控制近視的相關靶點。
2.5 腺苷
腺苷在維持眼的正常生理功能，如調節眼內壓等方面發揮重要作用。腺苷受體中的A1、A2a、A3亞型廣泛存在于視網膜神經節細胞、RPE細胞、Müller細胞以及脈絡膜毛細血管內皮細胞和鞏膜成纖維細胞[38]。目前已知，A1、A3受體可通過抑制腺苷酸環化酶降低cAMP水平；反之，A2a、A2b受體可通過激活腺苷酸環化酶活性增加cAMP水平。值得注意的是，在生理濃度下，腺苷僅激活A1，A2a和A3受體；而在缺氧、炎癥等應激情況下，腺苷濃度高于生理濃度，A2b受體才被激活[39]。
研究發現，在豚鼠FDM模型中，口服腺苷受體拮抗劑7-Methylxanthine可以顯著減少眼軸增長，并使鞏膜膠原纖維直徑變粗，增加鞏膜和脈絡膜厚度，從而緩解近視進展[40]。此外，在為期36個月的臨床試驗隨訪中，7-Methylxanthine可以顯著減少近視兒童的眼軸生長率[41]。再有，局部滴加另一種腺苷受體拮抗劑咖啡因，也可延緩恒河猴近視的發生和發展[42]。因此，腺苷受體拮抗劑可以影響脈絡膜和鞏膜的生理狀態，對眼軸延長有控制作用，可以作為控制近視的潛在藥物。
腺苷受體拮抗劑控制近視的作用機制可能與眼球后極部組織中的cAMP水平有關。Cui等[39]發現在豚鼠FDM模型中，包括鞏膜、脈絡膜和視網膜在內的眼后極部組織中的A1受體蛋白水平下降，而A2b受體蛋白水平增加。這一現象提示，在眼球接受近視誘導的視覺刺激，并誘發鞏膜缺氧應激時，A2b受體表達上調，A1受體表達下調，腺苷酸環化酶活性增加，cAMP水平增加；而cAMP具有抗缺氧作用，可促進鞏膜成纖維細胞轉分化，改變鞏膜膠原成分，促進鞏膜重塑，最終導致眼軸延長。但是，Liu等[43]發現無論口服還是玻璃體腔注射7-Methylxanthine，都不能抑制小雞的近視發展以及鞏膜和脈絡膜變薄，這與在哺乳動物近視模型中得到的結果不一致。這種不一致可能是由于鳥類和哺乳動物的鞏膜結構差異以及近視模型的病理特點不同而造成的。因此，7-Methylxanthine可能是作用于鞏膜上的腺苷受體，而并非作用于視網膜上的兒茶酚胺系統，但其具體的藥物作用機制仍需進一步探索。
3 小結與展望
近視的發生機制尚不明確，近年提出的“鞏膜缺氧學說”備受關注。該學說認為光學離焦會引起視網膜視覺信息改變，這種變化通過視網膜和RPE產生信號分子，并傳遞給脈絡膜，使脈絡膜血流減少，進而引起鞏膜缺氧，導致鞏膜ECM重塑，生物力學和生化特性發生改變，最終導致眼軸延長和近視形成。目前越來越多的實驗證據提示，視網膜本身和RPE可能在近視發生過程中分別起到信號產生和信號傳遞的作用。
現階段研究的熱門信號分子包括DA、EGF、RA、膽堿能分子和腺苷等，這些因子很可能在視網膜和RPE中參與信號傳導，進而引起脈絡膜的血流變化，影響近視的發生和發展。因此，這些信號因子及其下游通路可能為近視防控靶點的尋找提供新思路。
