人类一直在为探索复杂的近视发病机制而努力，希望能够找到有效的病因学治疗方法。国家“万人计划”入选者、温州医科大学附属眼视光医院副院长周翔天教授，20年来聚焦“诱导近视视觉信息的加工与处理机制”这一近视形成的核心假设，取得了一系列具有创新意义的研究结果，并先后获得国家科技进步二等奖、中华医学科技一等奖等多个奖项。

将小鼠模型引入近视研究

在近视相关研究中，既往常用的动物模型包括小鸡、兔、猴等，主要采用药理学方法进行干预。周翔天表示，大部分动物缺乏基因组信息，无法使用现代细胞和分子生物学研究工具。同时，药理学干预手段具有药物特异性不足，无法确定药物作用部位等天然缺陷。这两个技术难题是近视机制研究的瓶颈，使机制研究难以精确到细胞和分子水平。

小鼠是最常用的动物模型，具有基因组序列明确和能特异干预单一组织或单一细胞上的特定靶点等显著优点，且转基因小鼠资源丰富。但由于小鼠眼球小，常规检测手段难以测量其屈光和眼轴等近视相关参数，因而限制了其在近视研究中的应用。周翔天创建了小鼠专用眼轴测量光学相干断层扫描仪，能够检测小鼠角膜厚度、视网膜厚度、眼轴总长度等参数，具有良好的准确性和可重复性。他还搭建了小鼠专用红外偏心验光仪，可精确测量其屈光度。 

这两项技术的突破，成功将小鼠作为动物模型引入近视研究。

“哪些视觉信息组分可诱导近视形成，这是需要明确的第一个科学问题。”周翔天表示，视觉环境中含有空间视觉、时间视觉、离焦和光照条件等视觉信息组分，从纷繁复杂的视觉信息中分离出调控屈光发育和诱导近视形成的组分，是揭示近视发生发展机制的基础，也为临床防治提供理论依据。

周翔天通过一系列研究揭示了空间视觉信息和光照强度是近视形成的关键视觉信息组分，提示改善视觉环境来预防近视发生具备可行性。周翔天还建立了空间视觉信息剥夺诱导近视模型和明亮光照抑制近视模型，并进一步研究这些视觉信息如何通过调控视网膜神经递质以及相关视觉信号通路对近视产生作用。

发现全新的近视发病机制

近视形成的第二个科学问题是，视网膜如何辨识诱导近视的视觉信息组分？

多巴胺是参与眼球发育和视觉形成的重要神经递质，且视网膜多巴胺水平受光照强度和空间视觉信息的调控。那么“诱导近视的视觉信息如何通过视网膜多巴胺影响屈光发育”？周翔天通过联合使用药理学、基因敲除和转基因小鼠等多种手段，在视网膜多巴胺、多巴胺受体、视网膜特定神经元上多巴胺受体这3个层面，逐步阐明了多巴胺在屈光发育中的作用。

周翔天通过研究证明了视网膜多巴胺功能降低是近视发生的原因之一，并提出多巴胺在屈光发育中的作用模式，即多巴胺D1和D2受体内稳态平衡是维持正视化的机制，而打破平衡可导致屈光不正。同时，明确了视网膜水平细胞横向信号通路参与近视的形成。鉴于在近视形成中多巴胺作用机理方面取得的突破性成果，周翔天的研究很快引起了国际同行的广泛关注。

巩膜是近视发生发展的最终效应器。周翔天表示，虽然目前已明确巩膜细胞外基质重塑是近视形成的关键环节之一，但其调控机制和触发因素仍不明确。 “既往研究以整体巩膜组织作为研究对象，但巩膜中有多种细胞，无法精确揭示细胞特异性改变，难以准确阐述巩膜成纤维细胞胶原合成的调控机制。”周翔天利用单细胞测序技术结合体内、体外实验，对近视过程中巩膜胶原合成的调控机制进行探讨，发现巩膜微环境缺氧抑制胶原合成导致近视，并进一步明确巩膜微环境缺氧可通过调控 mTOR 通路参与巩膜细胞外基质重塑及近视形成。

这是一个全新的近视发病机制，也为研究视觉信息如何通过视网膜、脉络膜传递到巩膜提供了新线索，有可能成为近视研究的新方向，并有望成为药物干预的新靶点。

明确未来进一步研究方向

视网膜如何将诱导近视的视觉信息通过脉络膜传递到巩膜，是近视形成的第三个关键科学问题，也是近视机制研究中最薄弱的环节。

周翔天结合此前研究发现的巩膜微环境缺氧是导致其细胞外基质重塑和近视的触发因素，而巩膜本身是结缔组织，血管较少，很大一部分氧气来源于脉络膜血管，因此推测脉络膜血流量减少使得巩膜微环境缺氧从而导致近视。但由于很难进行实时活体检测脉络膜血流量，因此难以明确脉络膜血流量和厚度改变的原因及其在近视形成中的作用。周翔天通过改进光学相干断层血管成像仪，实现了对小鼠、豚鼠和人的脉络膜血流量和厚度的实时定量检测。

研究很快证实了推测，提示视网膜通过调控脉络膜血流量将诱导近视的视觉信息传递到巩膜。

周翔天长期聚焦近视机制研究，围绕近视形成的核心工作假设“诱导近视的视觉信息加工与处理机制”，首先解决了小鼠屈光和眼轴检测的技术瓶颈，建立了以小鼠为近视模型的技术平台，并在这个技术平台上展开一系列研究，逐一回答了近视形成中的多个关键科学问题。他表示，今后将继续明确视网膜如何调控脉络膜血流量、缺氧调控巩膜成纤维细胞分化及胶原合成的详细机制等问题，逐步阐明近视发生发的机制，为我国的近视防治提供科学依据。

科研心语

“冷板凳”科研更易出彩

目前，我国近视人数全球第一，高度近视引起的黄斑变性等并发症已成为我国第2位的致盲原因。针对近视矫治的研究领域很“热闹”，但近视发病机制的研究却略显冷清。这也许就是一条“冷板凳”，很难发表“高分论文”，很难引起足够的社会关注。但科学研究从来不是为了吸引眼球，只有坚持不懈地发掘，才有可能迎来创新性发现，引领原创性热潮。当然，这样的选择必然会遇到诸多荆棘甚至挫折，需要一个具备坚定信心、勤奋而努力的团队来支撑。比如，我们对小鼠模型所用研究设备的开发就是一项“前无古人”的探索，也是极为关键的一步，从着手研发到设备问世，我们一共花了三年的时间。

做科研就像爬山，沿着别人走过的路向上只是重复，在没有人走过的领域探索，才能开辟一条新的道路。我们相信，不懈坚持，勤奋思考一定能将科研“冷板凳”捂热，获得创新性的成果。（周翔天）

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