竺向佳/盧奕團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，腸道菌群還能阻止高度近視的發(fā)展
高度近視（High myopia，HM）是一種嚴(yán)重的近視形式，并具有更高的青光眼、白內(nèi)障和黃斑變性的風(fēng)險(xiǎn)。遺憾的是，目前對(duì)于高度近視患者沒有經(jīng)過證實(shí)的有效或安全的治療方法。因此，闡明高度近視的潛在機(jī)制并探索有效的策略以延緩其發(fā)生和發(fā)展是十分必要的。
高度近視的特點(diǎn)是眼睛的眼軸長度過度延長，這主要?dú)w因于鞏膜變薄。之前的研究表明，細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）重塑，特別是涉及主要ECM成分 I 型膠原蛋白，導(dǎo)致鞏膜厚度下降，削弱了鞏膜的結(jié)構(gòu)框架并引發(fā)近視。流行病學(xué)研究已證實(shí)高度近視存在多種環(huán)境危險(xiǎn)因素。
在過去的二十年里，腸道微生物群已被確立為維持整體機(jī)體穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵環(huán)境因素。值得注意的是，近期有研究將微生物群與多種疾病中的膠原重塑和纖維化聯(lián)系起來。此外，腸道微生物群與眼部疾病之間的聯(lián)系越來越受到關(guān)注，有證據(jù)表明腸道微生物群參與了葡萄膜炎以及年齡相關(guān)性黃斑變性等疾病的發(fā)生和發(fā)展。然而，腸-眼軸在高度近視中的潛在作用尚未得到研究。
近日，復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院竺向佳、盧奕等在 Cell Discovery 期刊發(fā)表了題為：Gut microbiota-derived indole-3-acetic acid suppresses high myopia progression by promoting type I collagen synthesis 的研究論文。
該研究表明，腸道微生物來源的代謝產(chǎn)物吲哚-3-乙酸（3-IAA）通過促進(jìn) I 型膠原蛋白合成來抑制高度近視進(jìn)展，這為高度近視發(fā)病機(jī)制中腸道微生物群-眼信號(hào)軸提供了新見解，并提出了通過重塑腸道微生物群和補(bǔ)充3-IAA來干預(yù)高度近視的新策略。
腸道微生物群與宿主之間的相互作用主要通過腸道微生物產(chǎn)生的代謝物發(fā)生。這些微生物代謝物是微生物代謝過程中產(chǎn)生的小分子物質(zhì)，包括短鏈脂肪酸、次級(jí)膽汁酸和色氨酸代謝物，在維持組織穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
近年來，有證據(jù)表明高度近視與系統(tǒng)性代謝之間可能存在聯(lián)系。與低屈光度個(gè)體相比，高度近視患者的血清代謝組學(xué)特征存在顯著差異。此外，補(bǔ)充ω-3多不飽和脂肪酸已被證明對(duì)眼軸長度延長具有保護(hù)作用。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了代謝物在高度近視中的潛在重要性。
因此，研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)，腸道微生物可能通過某些代謝物影響膠原重塑參與高度近視的發(fā)展。
在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用16S rRNA測(cè)序和代謝組學(xué)分析來研究高度近視患者的腸道微生物群和相關(guān)代謝物的特征及其與高度近視表型的關(guān)聯(lián)。
該研究觀察到高度近視患者的腸道微生物群特征發(fā)生了改變，與健康對(duì)照組相比，益生菌的豐度顯著降低（尤其是Akkermansia）。隨后進(jìn)行的靶向代謝組學(xué)分析揭示，高度近視患者的血漿中腸道微生物來源的代謝物3-吲哚乙酸（3-IAA）水平顯著降低，這與益生菌的減少密切相關(guān)，益生菌及其代謝產(chǎn)物3-IAA均與高度近視的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。遺傳分析確定，腸道微生物群與近視風(fēng)險(xiǎn)存在因果關(guān)系。
值得注意的是，當(dāng)高度近視模型小鼠接受來自健康供體的糞便微生物移植（FMT）后，血漿中3-IAA水平增加，同時(shí)高度近視進(jìn)展得到減緩，以及鞏膜中 I 型膠原α1（COL1A1）的表達(dá)得到更好的維持。此外，口服3-IAA也能達(dá)到類似效果。
機(jī)制研究表明，3-IAA通過促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子SP1在COL1A1啟動(dòng)子上的富集，進(jìn)而激活COL1A1的轉(zhuǎn)錄。
總的來說，該研究為高度近視發(fā)病機(jī)制中腸道微生物群-眼信號(hào)軸提供了新見解，并提出了通過重塑腸道微生物群和補(bǔ)充3-IAA來干預(yù)高度近視的新策略。
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