单色光调控豚鼠眼屈光发育的局部视网膜机制及其联合光觉或形觉异常对眼球正视化作用的研究

眼球的正视化过程受外界视觉刺激调控。申请者最新研究表明，单色光能影响眼球的正视化进程，不同波长单色光可诱导眼球屈光向近视或远视发展，并引起视锥细胞视蛋白表达的变化。探讨单色光在眼球屈光发育中的局部视网膜调控机制以及单色光联合经典的形觉剥夺、光学离焦异常视觉信息对眼球正视化的作用，进而揭示近视眼的发生机理具有重要的科学意义，目前未见研究报导。本课题拟采用动态观察，多焦视觉电生理以及分子生物学等方法检测分析不同单色光照环境下豚鼠眼不同部位（如上方或下方）屈光变化、眼球形状改变，视网膜功能和相关生物活性物质表达的变化（如多巴胺，视黄酸等）；同时对单色光联合形觉剥夺或光学离焦异常视觉信息后眼球正视化过程进行动态观察，检测近视相关生物活性物质，力图阐明单色光参与调控眼球正视化过程的机制，为今后近视眼防治提供新的理论依据和方法。

眼球正视化过程受外界视觉刺激的调控。前期对豚鼠和恒河猴实验研究表明，单色光照能调控眼球的屈光发育过程，较长波长的单色光（如红光或绿光）能促进眼球向近视发展，而较短波长的单色光（如蓝光）能促进屈光的正视化过程向远视偏移。在此基础上，本课题重点研究了单色光调控眼球屈光发育的局部视网膜机制以及单色光合并光学离焦时对眼球屈光发育的交互作用及可能机制。研究将豚鼠分别饲养于530nm绿光和430nm蓝光环境下，动态观察对应于豚鼠上方视网膜和下方视网膜屈光参数的变化,检测相关因子表达；将豚鼠右眼配戴-5.0D光学离焦镜片，分别置于绿光和蓝光组中饲养，动态比较眼球屈光参数变化并检测相关因子。研究发现：（1）对应于上方视网膜的屈光度在蓝光和绿光组之间存在差异（P=0.023），绿光组上方屈光度较蓝光组上方向近视偏移了平均1.28D；而对应于下方视网膜的屈光度在蓝光和绿光组之间，蓝光和白光组之间均存在差异（P=0.001，P=0.005），其中，下方屈光度蓝光组较绿光组平均向远视偏移了1.56D，而蓝光较之白光组则向远视偏移了1.30D；（2）相对于白光组，绿光组中RA下方表达增加较上方更显著，CRABP-1下方增加显著、RAR-β表达未见明显改变，巩膜中TIMP-2表达减少，Ⅰ型胶原有减少趋势；而蓝光组中RA表达在视网膜上方减少更显著，蓝光组上方视网膜CRABP-1、RAR-β表达减少；（3）蓝光组与白光组相比，配戴光学离焦镜片引起的近视平均减少1.51D，眼轴短0.17mm；（4）视网膜铺片结果提示和白光组比较，蓝光组S视锥细胞数量增多而M视锥细胞数量减少；蓝光组M视蛋白和脉络膜RAR-β表达明显降低，巩膜中TIMP-2表达明显升高，Ⅰ型胶原的表达显著升高。（5）绿光组与白光组相比，配戴光学离焦镜片后引起的近视平均增加1.50D，这种屈光差异除与玻璃体腔长度变化有关以外，还与角膜曲率的改变相关。研究结果表明，430nm和530nm单色光是以S/M视锥细胞分布为特征对豚鼠眼球屈光发育进行局部调控，430nm蓝光和530nm绿光对光学离焦近视的发展分别有抑制和促进作用，其可能通过引起不同视锥细胞密度变化，抑制或激活视黄酸相关通路来调控眼球的屈光发育。本项目的实施为屈光不正的发生发展提供了新的理路基础和实验依据，为今后防治屈光不正确定了新思路。