張曦文 劉瑞寶 宋冰潔 劉玉玲 吳玉坤 路雪婧，3，4，5

近視已然成為全球高發(fā)的公共健康問題。在許多工業(yè)化國家，近視發(fā)生在50%以上的人口中，且發(fā)病率呈逐年上升趨勢[1]。據(jù)估計，到2050 年，全球近視患病率將上升到50%，高度近視約占10%，高度近視由于與近視性黃斑病變和青光眼性視神經(jīng)萎縮有關(guān)，將成為不可逆失明最常見的原因[2]。因此近視的具體發(fā)病機制一直是眼科研究的重點課題。近視動物模型的成功建立以及對實驗性近視眼分子生物學(xué)等方面的研究發(fā)現(xiàn)，近視眼的特點是眼球的前后徑變長，鞏膜后極部的細胞外基質(zhì)重塑[3]，其局部視網(wǎng)膜調(diào)控、鞏膜重塑等過程在近視的發(fā)病中起到了重要的作用[4，5]。對包括人在內(nèi)的許多生物而言，視覺信號刺激的剝奪可使眼軸前后徑異常生長而致形覺剝奪性近視（Form deprived myopia，F(xiàn)DM）。形覺剝奪通過某些神經(jīng)遞質(zhì)、信號分子使局部視網(wǎng)膜成像改變，調(diào)控眼球生長的微環(huán)境，其中多巴胺（Dopamine，DA）的參與最為密切[6]，且近年來人們對多巴胺在近視發(fā)病過程中的作用研究尤為廣泛和深入。研究發(fā)現(xiàn)在雛雞FDM誘導(dǎo)期間，視網(wǎng)膜多巴胺、代謝產(chǎn)物的含量及其比值明顯降低，在恢復(fù)過程中這些指標(biāo)又會迅速升高至正常水平，可見DA的變化規(guī)律與FDM轉(zhuǎn)歸程度高度相關(guān)[7]。為進一步探索FDM發(fā)生發(fā)展過程中的可能機制，現(xiàn)結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，就DA在FDM的作用展開綜述，將DA與FDM關(guān)系的現(xiàn)狀和研究進展歸納如下。

1 概述

DA是存在于視網(wǎng)膜中的生物活性物質(zhì)，屬兒茶酚胺類的神經(jīng)遞質(zhì)[8]，主要由視網(wǎng)膜內(nèi)核層的多巴胺能無長突細胞等分泌釋放[9]。DA在介導(dǎo)視覺信號傳遞、視網(wǎng)膜和屈光發(fā)育等過程中起著重要的作用，是近視發(fā)生發(fā)展中重要的信號分子[10，11]。DA的合成起源于酪氨酸。酪氨酸在被DA能神經(jīng)元攝取后，在酪氨酸羥化酶（Tyro-sine hydroxylase，TH）的作用下先轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮喟停↙evodopaL-DOPA），再經(jīng)多巴脫羧酶的催化形成DA。合成的DA在單胺氧化酶的作用下分解為3，4-二羥基苯乙酸（Dihydroxyphenylacetic acid，DOPAC）和高香草酸（Homovanillic acid，HVA）。TH是一種作為DA能神經(jīng)元的可靠標(biāo)志的限速酶。DOPAC是反映DA釋放量的重要標(biāo)記物。視網(wǎng)膜中DA神經(jīng)元及其受體，同機體其他各類神經(jīng)元及神經(jīng)遞質(zhì)聯(lián)合產(chǎn)生抑制近視發(fā)展的生理功能[12]。Ohngemach等[13]通過運用高液相色譜法檢測不同部位的DA濃度，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜是DA釋放的主要來源，其新陳代謝僅作用于誘發(fā)近視的視網(wǎng)膜區(qū)域。Mao和Liu[14]探討了DA在白化病豚鼠FDM發(fā)育過程中的作用，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜DA與眼球屈光高度相關(guān)，并參與L-DOPA對FDM眼軸長度和玻璃體深度增加的抑制作用。因此，眼球的生長調(diào)節(jié)和近視的發(fā)展機制與DA聯(lián)系密切。

對于近視的形成，目前較為公認的觀點是，外界導(dǎo)致近視的視覺信號傳遞至視網(wǎng)膜并接收，視網(wǎng)膜產(chǎn)生異常的視覺信息，通過信號級聯(lián)傳遞調(diào)控鞏膜生長重塑，眼軸延長[15，16]，但其具體機制未明確。目前實驗近視動物模型的建立方法基本確立了2 種[17]，即FDM模型（縫合眼瞼或用半透明眼罩遮蓋模型眼）和光學(xué)離焦性近視（Lensinduced myopia，LIM）模型（給動物配戴負球鏡片）。由于幼年動物視覺發(fā)育尚未完成，短期內(nèi)即可誘導(dǎo)出明顯的近視。FDM是使物像到視網(wǎng)膜的視覺路徑阻斷，失去形覺刺激，借由其正視化功能使眼軸異常延長的造模方式[18]。研究表明，形覺剝奪可導(dǎo)致視網(wǎng)膜上的多種神經(jīng)遞質(zhì)與生長因子的水平發(fā)生改變[14]。早在1989 年Stone等[19]就在新生小雞形覺剝奪視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)了DA含量下降，之后在樹鼩[20]、豚鼠[21]FDM中都有發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜DA的減少。鞏膜增長的一個可能原因是視網(wǎng)膜上DA的影響，即DA能穿過RPE的緊密連接，透過脈絡(luò)膜的血管層到達鄰近的鞏膜。形覺剝奪破壞RPE的屏障，導(dǎo)致鞏膜過度生長，而DA能阻止這種改變。FDM和LIM均能誘導(dǎo)視網(wǎng)膜DA合成下降，致眼軸延長、近視形成[22]，但DA在FDM和LIM的進展過程中作用不同。相同濃度的阿樸嗎啡（DA受體激動劑）抑制了FDM的發(fā)展，而不能有效抑制LIM發(fā)展和眼軸增長[23]。神經(jīng)毒素6-羥多巴胺，可使視網(wǎng)膜DA含量降低，能抑制FDM的形成，但對LIM形成無抑制作用[24]。由此，相比LIM，DA對FDM作用似乎更有優(yōu)勢。

視網(wǎng)膜的DA是具有光適應(yīng)性的化學(xué)信號，是視網(wǎng)膜中高敏度，光適應(yīng)性視覺和光感受器耦合的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，其合成釋放受光照調(diào)節(jié)并遵循晝夜節(jié)律性[25]，多巴胺能神經(jīng)元出現(xiàn)在光感受器層細胞，尤其視錐細胞（司強光視覺）主導(dǎo)的區(qū)域，光感受器中產(chǎn)生ATP的主要細胞器線粒體的裂變和融合過程的變化在很大程度上取決于周圍環(huán)境的光照，使視網(wǎng)膜內(nèi)在作用節(jié)律和光照周期保持一致[26，27]。Chakraborty等[28]發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜中視錐細胞功能的缺失會增加小鼠對FDM的易感性。另有研究表明在夜晚或缺乏光照的條件下，DA濃度降低，而在白天或充足光照條件下則升高[29]，提示相對明亮的光照可能是通過提高DA水平使FDM的發(fā)生發(fā)展受到抑制。這個觀點在雛雞[30]、小鼠[31]、猴子[32]等多個動物模型實驗上得到了驗證。由此，DA與光照頻率和強度、晝夜時相等FDM的影響因素有著密切的關(guān)聯(lián)。

2 多巴胺對FDM的作用

2.1 眼部DA含量

一系列研究證明，DA在眼部含量的增加與減少會直接或間接地影響FDM的進展。L-DOPA作為DA的前體，經(jīng)脫羧反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為DA，增加L-DOPA含量能夠刺激機體內(nèi)所有DA受體，產(chǎn)生與之相應(yīng)的功能。Mao和Liu等[14]研究了FDM白化豚鼠與視網(wǎng)膜DA的關(guān)系，通過連續(xù)14 d腹腔內(nèi)注射L-DOPA，發(fā)現(xiàn)其可縮短FDM豚鼠眼軸長度和玻璃體腔深度，抑制FDM，并伴有視網(wǎng)膜DA的增加。DOPAC是DA的代謝產(chǎn)物，DOPAC/DA（多巴胺轉(zhuǎn)換率）的升高反映了DA在眼內(nèi)的循環(huán)水平的提高，在小鼠早期的屈光發(fā)育過程中進行干預(yù)可預(yù)防FDM的發(fā)生[33]。該團隊的另一研究[21]將4周齡豚鼠行右眼遮蓋10 d后，眼軸增長，視網(wǎng)膜DA含量降低。經(jīng)腹腔注射胞二磷膽堿24 h，觀察到視網(wǎng)膜DA含量明顯增加，表明胞二磷膽堿能刺激視網(wǎng)膜中的多巴胺能系統(tǒng)，可延緩形覺剝奪所致的豚鼠近視，其機制與視網(wǎng)膜DA水平升高有關(guān)。Landis等[34]運用藥理和遺傳學(xué)方法增加形覺剝奪小鼠的內(nèi)源性DA活性，每周行屈光度數(shù)、角膜曲率等眼球生物學(xué)檢查，實驗證明增加DA的合成和釋放可降低小鼠的近視易感性。

同樣，DA含量的減少會導(dǎo)致FDM進一步發(fā)展。Cohen等[35]發(fā)現(xiàn)降低環(huán)境光照強度減少了形覺剝奪小雞視網(wǎng)膜DA的釋放速率。體外研究發(fā)現(xiàn)Müller小膠質(zhì)細胞同樣受DA系統(tǒng)的調(diào)控，并用酶消化法培養(yǎng)FDM豚鼠視網(wǎng)膜Müller細胞，發(fā)現(xiàn)FDM可能通過減少視網(wǎng)膜Müller細胞分泌的DA而使視網(wǎng)膜DA含量減少[36]。Stone等[22]對雛雞眼球利用半視野散射鏡片進行形覺剝奪，發(fā)現(xiàn)只有被剝奪的區(qū)域出現(xiàn)眼軸的延長和DA、DOPAC含量的減少，其減少量與眼球的生長長度及屈光度數(shù)呈正比。國內(nèi)學(xué)者對三色豚鼠進行了為期14 d的形覺剝奪后，通過高效液相色譜-電化學(xué)檢測來評估視網(wǎng)膜DA含量，在豚鼠眼軸延長，屈光度增加的同時，同樣顯示DA表達的下調(diào)[37]。

2.2 多巴胺D1、D2受體

視網(wǎng)膜的DA釋放后，是通過與多巴胺受體（Dopamine receptor，DR）結(jié)合來參與細胞的營養(yǎng)凋亡、眼球的生長發(fā)育及視覺信號傳導(dǎo)活動，從而起到對FDM抑制作用的。DR是由7個跨膜區(qū)組成的G蛋白偶聯(lián)受體家族，屬細胞膜受體，通過激活三聚體G蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)DA。在FDM中，DA通過與相應(yīng)的視網(wǎng)膜受體結(jié)合發(fā)揮作用。根據(jù)與配體的結(jié)合力和對腺苷酸環(huán)化酶（Adenylatecyclase，AC）活力的影響不同，視網(wǎng)膜DR分為D1受體（Dopamine D1 receptor，D1R）和D2受體（Dopamine D2 receptor，D2R）[38]，其胞內(nèi)域偶聯(lián)不同的G蛋白。D1R包括D1和D5 2種亞型，可偶聯(lián)Gs，活化AC，增加第二信使環(huán)磷腺苷（Cyclic adenosine monophosphate，cAMP）的濃度；D2R包括D2、D3 和D4 3 種亞型，可偶聯(lián)Gi，抑制AC，表現(xiàn)為cAMP降低或無改變。因此D1R和D2R在細胞或組織上可以發(fā)揮不同甚至相反的作用。目前已知D1R主要分布于水平細胞、雙極細胞及神經(jīng)節(jié)細胞；D2R主要分布于鞏膜成纖維細胞、視網(wǎng)膜RPE細胞、光感受器細胞及多巴胺能無長突細胞。近年發(fā)現(xiàn)，Müller細胞也是視網(wǎng)膜DA系統(tǒng)的作用目標(biāo)[39]。但目前，DR在視網(wǎng)膜中的定位依然較為粗略，需要進一步明確。

2.2.1 DA受體激動劑、拮抗劑 目前，大多數(shù)研究表明D2R與近視關(guān)聯(lián)密切。D2R的激動介導(dǎo)了受體對FDM的抑制作用。有研究報道阿撲嗎啡作為一種非選擇性受體激動劑，主要通過激動D2R抑制FDM的改變，且對D2R的結(jié)合力為D1R的22倍[24]。Ward等[20]對FDM樹鼩模型玻璃體腔內(nèi)分別給予D1和D2受體激動劑和拮抗劑，對比發(fā)現(xiàn)D1受體途徑對FDM無改變，D2R激動劑顯著抑制了眼球的軸向伸長，并縮短了玻璃體腔。Thomson等[40]對雛雞的FDM模型開展了L-DOPA與D1、D2受體作用的研究，治療4 d后進行眼軸長度與屈光度檢查，證明L-DOPA是通過多巴胺D2受體機制起到了對FDM的保護作用。然而也有學(xué)者對此證明了D2R的相反結(jié)果。Huang等[41]使用D2R敲除小鼠來研究D2R活性在FDM發(fā)生中的參與作用，表明DA作用于D2R似乎促進了小鼠FDM的發(fā)育。另有研究發(fā)現(xiàn)，D1R參與了對FDM的抑制作用。Zhang等[38]通過研究有色豚鼠的多巴胺能通路證明了這個觀點，激活D1R，則FDM受到抑制，視網(wǎng)膜和玻璃體內(nèi)DA和DOPAC含量增加。多項研究表明D1R和D2R呈現(xiàn)相互平衡的狀態(tài)，共同調(diào)控屈光發(fā)育，可能是近視防治的關(guān)鍵之一[42]。

2.2.2 光照水平與DA受體 DA最重要的功能是光適應(yīng)和調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜晝夜節(jié)律。光照對FDM的影響大多數(shù)是通過DA通路實現(xiàn)的。視網(wǎng)膜DA的增加會激活存在于視網(wǎng)膜各處的D1R和D2R，眼睛達到正視化后，就會產(chǎn)生抑制軸向生長的信號[43]。Ke等[44]研究了不同光照暴露對大鼠視網(wǎng)膜前體細胞中DR表達的影響，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜細胞中的DR可能對環(huán)境光做出主動反應(yīng)，在與FDM相關(guān)的眼結(jié)構(gòu)中多巴胺能系統(tǒng)的激活能起重要作用。Norton[45]認為人暴露于戶外強光時FDM的發(fā)生概率明顯小于暴露于室內(nèi)弱光的情況，并利用動物研究表明光照可能通過D2R途徑增加視網(wǎng)膜中DA的活力。頻閃光照已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)可以通過釋放視網(wǎng)膜DA來防止形覺剝奪相關(guān)的眼軸增加。Chuang和Rucker[46]研究了DA在對光照閃爍時的雛雞眼睛的生長反應(yīng)，同樣證明了D2R在光照中起到對眼軸生長的抑制作用。視網(wǎng)膜電圖對光刺激的反應(yīng)受到DA的嚴(yán)格調(diào)節(jié)。Tian等[47]通過記錄小鼠的視網(wǎng)膜電圖，編碼在正常循環(huán)光照條件和恒定黑暗條件下產(chǎn)生的D2R，結(jié)論為D2R優(yōu)先調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜的視覺依賴功能和對光照的反應(yīng)。然而并非所有實驗結(jié)果都支持以上觀點。視覺信號通過光感受器傳遞到雙極細胞至神經(jīng)節(jié)細胞，雙極細胞根據(jù)對光的反應(yīng)性分流為給光（ON）和撤光（OFF）信號，他們分別參與視覺信息的給光型（ON）通路和撤光型（OFF）通路。Chen等[31]通過對小鼠進行強光和正常光照對比發(fā)現(xiàn)，強光通過增強ON通路中的D1R信號的活性，近視度數(shù)和眼軸延長較少，因此對FDM的發(fā)展起到抑制 作用。

2.3 DA作用途徑與分布

要引起眼球的生長變化，視網(wǎng)膜首先要將外界光的信息在化學(xué)遞質(zhì)的傳輸下轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷男畔?，?jīng)視網(wǎng)膜-視網(wǎng)膜色素上皮層（Retinal pigment epithelium，RPE）-脈絡(luò)膜屏障的信號機制級聯(lián)下傳至靶組織-鞏膜。形覺剝奪導(dǎo)致鞏膜過度生長重塑，形成近視[48，49]。DA主要是由視網(wǎng)膜內(nèi)核層和外叢狀層多巴胺能無長突細胞分泌，雖然一些無長突細胞可以接受多巴胺能神經(jīng)元突觸傳遞，但是多數(shù)視網(wǎng)膜細胞只是接受通過視網(wǎng)膜縫隙連接方式進行的傳遞。DA被光激活后會接連激活數(shù)個細胞內(nèi)cAMP依賴蛋白激酶參與的通路，引起縫隙連接的磷酸化，溝通細胞間直接通訊[50]。Srinivasalu等[51]發(fā)現(xiàn)，高濃度的cAMP可抑制鞏膜膠原合成，是近視發(fā)生的危險因素，而其濃度降低可減緩近視的發(fā)展。RPE層細胞間由封閉小帶構(gòu)成緊密連接，對視網(wǎng)膜的生長信號傳至脈絡(luò)膜發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，可能是DA作用的一個靶向位點。鞏膜是眼球生長發(fā)育的最終效應(yīng)器，隨著近視的形成，鞏膜膠原纖維層進行性變薄，其重塑被視覺環(huán)境顯著改變，表現(xiàn)為眼軸變長和屈光度數(shù)的增長。近年研究發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜內(nèi)最大的神經(jīng)膠質(zhì)細胞——Müller細胞可以表達DR，并在調(diào)節(jié)眼部生長和防治近視中起重要作用。Müller細胞間或其與神經(jīng)元間將DA作為重要的信號傳遞。在視網(wǎng)膜發(fā)生光損傷的早期，Müller細胞可被重新激活（膠質(zhì)化），合成分泌多種近視相關(guān)因子，可作為DA與FDM的一個新作用位點。

3 不足與展望

現(xiàn)代實驗性近視的研究已進入一個新的時期。DA在調(diào)控FDM眼球生長發(fā)育及其抑制FDM進展的過程中，日益受到屈光領(lǐng)域研究者的重視。但是DA對FDM的病理調(diào)節(jié)機制是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，由于受多種因素的影響致研究結(jié)果并不完全一致。如受體激動劑與光照激活D2R或拮抗劑拮抗D1R時，多數(shù)研究得到了D2R可有效抑制FDM進展的結(jié)果，但也有完全相反的情況，導(dǎo)致差異性的原因可能與不同實驗室條件、動物品種和注射藥物的類型有關(guān)；在視網(wǎng)膜DA濃度增加后，雖然證明了D1R與D2R 對下游蛋白的影響，但具體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、作用位點、表型機制的研究尚未完全明確；此外在FDM動物模型的制作方面，由于單眼遮蓋使患眼失去外界形覺刺激，對比度降低，造模后會伴有弱視的表現(xiàn)，與人類的單純性近視形成原因不同，不排除某些指標(biāo)可能與臨床治療結(jié)果的差別。因此對于DA與FDM的相關(guān)研究，應(yīng)該從影響因素、藥物作用、受體機制、動物模型等多個方面入手，并結(jié)合臨床進行深入探索，從而為防治近視提出并實施科學(xué)有效的手段。

利益沖突申明本研究無任何利益沖突

作者貢獻聲明張曦文：選題設(shè)計；檢索閱讀文獻；對資料進行分析解釋；撰寫論文；根據(jù)編輯部的修改意見進行核修。劉瑞寶：檢索閱讀文獻；資料的分析解釋和修改指導(dǎo)論文。宋冰潔、劉玉玲、吳玉坤：資料的分析解釋；檢索文獻；行政、技術(shù)或材料支持。路雪婧：選題設(shè)計；資料的分析解釋；修改指導(dǎo)論文中關(guān)鍵性內(nèi)容；行政、技術(shù)或材料支持