化学交联的“巩膜重塑”机制及其近视防治策略

Myopia is a world-wide health disease, which seriously threat the people's health and life quality. During myopic process, the diameter, number and enzymatic hydrolysis resistance of scleral collagen fibers decreased, with bad changes of scleral mechanics distribution. It has been proven that chemical cross-linking can significantly enhance the strength of sclera, and would be a new treatment for myopia. However, there are still many things unknown in this area, for example, the mechanism of scleral chemical cross-linking, and the effective and safe protocol of this new treatment. Thus, we propose a "scleral remodeling " hypothesis after chemical cross-linking. We will verify this hypothesis, screen out the best from 5 cross-linkers, set up a initial strategy of scleral chemical crosslinking for myopia prevention, and provide for the essential experimental basis for its future clinical and research application.

近视是一种严重威胁全球公共卫生的疾病，极大威胁着人类的身体健康和生活质量。在近视发生发展过程中，巩膜胶原纤维的直径、数量、抗酶解能力均降低，使巩膜的力学分布发生了改变，进而导致了整个眼球壁的异常形变。研究证实，巩膜化学交联能够显著增强巩膜的生物力学强度，有望成为防治近视的新方法。然而，目前的巩膜化学交联研究尚不深入，尤其是其具体作用机制不明，其长期安全有效的近视治疗方案也尚未建立。因此，我们根据前期的研究基础提出了化学交联具有“巩膜重塑”作用的假说，拟通过实验对该假说进行验证，并从5种常见化学交联剂中筛选出长期安全有效的最佳交联药物，初步建立起一整套科学的巩膜化学交联近视防治策略，为今后的深入研究和最终的临床应用提供必不可少的实验依据。

背景：近视是一种严重威胁全球公共卫生的疾病。前期研究证实，巩膜化学交联能够显著增强巩膜的生物力学强度，有望成为防治近视的新方法，然而相关研究尚不深入。因此，我们提出了化学交联具有“巩膜重塑”作用的假说，并通过实验对该假说进行验证，以期为建立一套长期安全有效的巩膜化学交联的近视防治策略提供了实验依据。.主要研究内容：在本研究中，我们通过化学交联药物的初筛、给药途径和给药剂量的优化、兔眼近视模型的建立和巩膜化学交联的长期疗效观察、兔眼巩膜化学交联长期安全性的活体检测、兔眼巩膜化学交联长期疗效和安全性的离体检测等步骤对京尼平、甘油醛、原花青素、辛二酸二琥珀酰亚胺酯和转谷氨酰胺酶等 5 种常见化学交联剂进行了筛选。.重要结果：本研究发现，Tenon 囊注射京尼平是控制兔眼形觉剥夺性近视的最佳方案，京尼平溶度应为0.5～1.0%，兔眼Tenon 囊注射部位为至少为两个对应象限，最好是鼻上和镊下象限。.关键数据：本研究发现，2.0%京尼平能够提高巩膜条热缩温度、延长全眼球热爆时间、提高巩膜条应力、延长巩膜条消化酶溶解时间等方面具有良好的应用价值（P<0.001）。形觉剥夺导致兔眼眼轴长度大，屈光度趋于近视化（P<0.01）。1.0%京尼平，0.25M和0.5M甘油醛能够阻止形觉剥夺导致的眼轴增长和屈光度近视化（P<0.01）。0.25M、0.5M甘油醛，0.01M、0.02M、0.04M辛二酸二琥珀酰亚胺酯，0.15%、0.3%转谷氨酰胺酶可导致兔眼0.01ERG和3.0ERG的b波振幅降低（P<0.05）。0.5%、1.0%京尼平， 0.5M甘油醛， 0.3%转谷氨酰胺酶可以使术后24个月时的杨氏模量增加（P<0.01）。1.0%京尼平、0.3%转谷氨酰胺酶可以使巩膜消化酶孵育液中肽溶度降低（P<0.05）。.科学意义：这些发现完善了现有的化学交联“巩膜重塑”机制，有助于初步建立起一套长期安全有效的巩膜化学交联的近视防治策略，为今后的深入研究和最终的临床应用提供了必不可少的实验依据。