浙江
近視已成為全球性的公共健康問題，其核心病理特征是鞏膜細胞外基質的異常降解和膠原蛋白流失。2026年6月10日，溫州醫科大學周翔天教授團隊在《PNAS》期刊上發表題為《Drp1-driven fragmentation of scleral mitochondria promotes myopia development》的研究論文。這項研究通過動物模型和細胞實驗，揭示了鞏膜線粒體動態失衡是近視形成的關鍵環節，并發現天然抗氧化劑番茄紅素可有效阻斷這一病理過程。溫州醫科大學周翔天教授、高級實驗師潘妙珍以及趙斐副研究員為共同通訊作者。
研究團隊首先在兩種哺乳動物近視模型（小鼠和豚鼠）的鞏膜組織中觀察到線粒體呈現出明顯的碎片化形態，這種碎片化并非源自線粒體融合與分裂的整體失衡，而是由于分裂相關蛋白Drp1（特別是其Ser616位點磷酸化形式）和Fis1水平顯著升高所導致的。團隊進一步通過透射電鏡可以清晰地看到，近視動物鞏膜成纖維細胞內的線粒體長度變短、形態變圓，甚至出現了嵴結構破壞和膜層模糊等異常改變。作者為了驗證這一現象的因果關系，他們采用腺相關病毒在小鼠鞏膜中特異性過表達了Drp1，結果發現單純增加線粒體分裂就足以誘發膠原蛋白下降、眼軸伸長和近視性屈光偏移。相反，通過基因敲低Drp1或使用Drp1抑制劑MDIVI-1，則能顯著抑制由形覺剝奪誘導的鞏膜膠原流失和近視進展。
隨后，團隊進一步機制探索表明，鞏膜缺氧是觸發線粒體過度分裂的上游事件。作者在形覺剝奪后的不同時間點檢測發現，缺氧誘導因子HIF-1α的升高早于p-Drp1 Ser616的升高，并且敲低鞏膜HIF-1α可以阻斷Drp1活化、膠原降解以及近視發展。隨后在在體外培養的人鞏膜成纖維細胞中發現，低氧環境同樣誘導線粒體碎片化和膜電位下降，而沉默HIF-1α或Drp1均能逆轉這一變化。研究團隊還通過單細胞測序數據注意到，近視過程中鞏膜肌成纖維細胞內的活性氧相關通路顯著富集。研究團隊發現無論是形覺剝奪還是Drp1過表達，都會導致鞏膜組織活性氧水平大幅上升。并且使用廣譜活性氧清除劑N-乙酰半胱氨酸或線粒體靶向抗氧化劑mitoTEMPO，不僅降低了活性氧含量，還恢復了TGF-β信號通路中關鍵蛋白的表達，從而有效抑制了眼軸伸長和近視的進展。
作者考慮到近視控制需要長期且安全的干預手段，他們嘗試了天然番茄提取物番茄紅素。通過口服給藥，高劑量番茄紅素（10 mg/kg體重）顯著降低了形覺剝奪誘導的鞏膜活性氧水平，阻止了膠原蛋白的下降，并使近視進展程度減少了約40%。并且連續兩周的番茄紅素處理并未影響小鼠的眼底結構、視網膜厚度或電生理功能，顯示出良好的生物安全性。該研究將鞏膜線粒體分裂-活性氧軸確立為連接組織缺氧與細胞外基質重塑的核心通路，為近視的藥物治療干預提供了一個全新的靶點和潛在候選分子。
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