近视是世界范围内的一个重大公共卫生问题。婴幼儿刚出生时屈光度为远视，一般6岁左右完成正视化。先天性近视是指儿童在学龄前且大部分在出生时便已存在的近视，其更易发展为高度近视和病理性近视[1]。目前，对先天性近视尚无有效治疗方法，其发病机制尚不清楚。

研究发现，儿童近视与阳虚质密切相关[2-3]。沈自尹院士团队发现，肾阳虚患者的下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamo-pituitary-adrenal，HPA）轴相关激素分泌异常与肾阳虚体质密切相关[4-6]。动物研究证实，肾阳虚近视豚鼠HPA轴相关血清激素发生改变，近视程度更深[7-9]。然而，HPA轴与先天性近视的关系尚不清楚，其作用机制亦不明了。本研究挑选屈光度≤-3.00 D的先天性近视豚鼠为研究对象，以屈光度≥2.00 D的远视豚鼠为对照，检测其巩膜基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）和组织金属蛋白酶抑制剂2（tissue inhibitor of metalloproteinases 2，TIMP2）的表达，以探讨HPA轴与先天性近视的关系及其相关机制。

1 对象与方法

1.1 实验动物

70只2周龄普通级的英国三色短毛雄性豚鼠，体重110～140 g，购于济南金丰实验动物有限公司，实验动物使用许可证号:SCXK（鲁）2023 0033，实验动物合格证:370825251100042418。对豚鼠眼部进行筛查，排除白内障、角膜疾病等眼科常见疾病。实验豚鼠饲养于山东中医药大学附属眼科医院实验中心，饲养温度为（22±2）℃，保持12 h/12 h昼夜节律，自由饮食和饮水。本研究经山东中医药大学附属眼科医院实验动物伦理委员会批准（AWE-2022-055）。

1.2 主要试剂与仪器

游离甲状腺素（free thyroxine，FT4）酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）试剂盒（货号:MK8613A）、游离三碘甲状腺原氨酸（free triiodothyronine，FT3）ELISA试剂盒（货号:MK8617A）、睾酮（testosterone，T）ELISA试剂盒（货号:MK0001QA）、雌二醇（estradiol，E2）ELISA试剂盒（货号:MK8605A）均购于江苏苏酶科生物科技有限公司；PCR试剂盒（货号:Q711-02，南京诺唯赞生物科技有限公司）；反转录试剂盒（货号:AG0302，山东思科捷生物技术有限公司）；ECL发光液A液与B液（货号:PM00021，武汉爱博泰克生物科技有限公司）；辣根过氧化物酶标记的二抗（货号:EF0002，山东思科捷生物技术有限公司）；10% PAGE凝胶快速制备试剂盒（货号:PG112，上海雅酶生物医药科技有限公司）；12%PAGE凝胶快速制备试剂盒（货号:E304-01，南京诺唯赞生物科技有限公司）；SPARKeasy纤维类组织RNA快速提取试剂盒（货号:AC1201，山东思科捷生物技术有限公司）；MMP2抗体（货号:BS-4599R，北京博奥森生物技术有限公司）；TIMP2抗体（货号:WL01209，沈阳万类生物科技有限公司）；β-actin抗体（货号:AC026，武汉爱博泰克生物科技有限公司）；BCA蛋白定量试剂盒（货号:P0010，上海碧云天生物技术公司）；MMP2 ELISA试剂盒（货号:JL54959）、TIMP2 ELISA试剂盒（货号:JL17265）均购于江莱生物有限公司。

-80 ℃冰箱（型号:DW-HL398，中科美菱低温科技有限责任公司）；红外验光仪（型号:ST-PR.01，德国Striatech公司）；眼科AB型超声诊断仪（型号:SK-3000A，重庆上邦医疗设备有限公司）；

1.3 实验分组及处理

70只豚鼠散瞳后检测屈光度，按以下标准筛选出先天性近视豚鼠和远视豚鼠:双眼屈光度均≤-3.00 D为先天性近视豚鼠有8只，双眼屈光度均≥2.00 D为远视豚鼠48只。使用简单随机抽样法挑选先天性近视豚鼠和远视豚鼠各6只，作为先天性近视组和正常对照组。

1.4 样本处理

6周时，使用戊巴比妥钠麻醉待测豚鼠，在其心尖搏动最强烈部位（胸部左侧3～4肋间隙）使用一次性注射器进针取血1.5 ml。低温离心（3 000 r/min离心8 min，离心半径为18 cm），取血清。6周后摘取豚鼠双眼眼球，使用眼科组织剪剔除眼球表面附带的结缔组织，沿角巩膜缘剪开眼球后，分离出巩膜组织。将巩膜组织迅速放入标记好的灭菌离心管内，放入液氮中暂存，待全部取完后及时转存至-80 ℃冰箱，待后续研究使用。

1.5 观察指标及检测方法

1.5.1 一般情况及体重测量0、2、4、6周时观察豚鼠的一般状况，包括毛发稠疏及色泽、活动量和大小便情况等，并记录体重变化。

1.5.2 眼生物参数测量0、2、4、6周时测量豚鼠的双眼屈光度和眼轴长度。屈光度检测全程在暗室进行，首先在每只豚鼠眼结膜囊内滴入1滴1%盐酸环喷托酯滴眼液，5 min滴1次，共3次，最后1次滴完后等待30 min，确保豚鼠睫状肌完全麻痹后进行屈光度检测，将豚鼠眼球正对红外光，进行屈光度测量。采用眼科A型超声仪检测眼轴长度。每只豚鼠双眼各测量10次，筛除明显偏离正常范围的异常值后，计算其余数值的平均数（最少6个数据）。

1.5.3 ELISA法检测HPA轴激素水平和巩膜MMP2、TIMP2蛋白表达 血清中FT3、FT4、T、E2 表达水平和巩膜组织中MMP2、TIMP2蛋白表达水平按照ELISA试剂盒说明书进行检测。

1.5.4 RT-qPCR法检测巩膜MMP2和TIMP2 mRNA表达水平 过柱法提取RNA，反转录为cDNA。以GAPDH为内参基因，采用Roche Light CyclerR480Ⅱ实时荧光定量PCR仪检测巩膜MMP2和TIMP2 mRNA表达水平。PCR反应条件为:预变性为95 ℃5 min，变性为95 ℃5 s，退火为10 s，延伸为72 ℃20 s，共45个循环，最后40 ℃，冷却10 s。PCR反应体系:2×SYBR qPCR Mix 10 μl，正、反向引物各0.4 μl，cDNA 5 μl，RNase Free H2O 4.2 μl。各引物序列由DNAStar软件设计，由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。见表1。

表1 基因引物序列

注MMP2:基质金属蛋白酶2；TIMP2:组织金属蛋白酶抑制剂2。

1.5.5 Western blot法检测巩膜MMP2和TIMP2蛋白表达 提取各组豚鼠的巩膜蛋白，BCA测定蛋白浓度，使用PAGE凝胶快速制备试剂盒配制凝胶，加入样本后电泳、转膜，5%脱脂牛奶封闭液孵育60 min，TBST清洗3次、每次5 min，加入配好的MMP2（1∶2 000）和TIMP2（1∶2 000）抗体稀释液在摇床上4 ℃孵育过夜；TBST清洗4次、每次7 min，加入稀释的兔二抗（1∶10 000），摇床4 ℃避光孵育1 h；TBST清洗4次、每次7 min，TBS清洗3次、每次5 min，最后加ECL发光液A液与B液的混合液，多功能成像系统显影。

1.6 统计学方法

采用SPSS 27.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（）表示，多个时间点比较采用重复测量方差分析；两组间比较采用t检验。屈光度与激素水平的相关性采用Pearson双变量相关性分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组体重和形态行为学比较

0、2、4、6周时，正常对照组和先天性近视组豚鼠体重相当，但6周时，先天性近视组豚鼠体重有降低趋势。两组豚鼠均毛发光泽、反应灵敏、饮食正常，无明显形态行为学差异。见图1。

图1 两组不同时间点体重比较（n=6）

2.2 两组不同时间点双眼屈光度、眼轴长度比较

整体分析:两组豚鼠屈光度和眼轴长度时间比较、组间比较和交互作用差异有统计学意义（P＜0.05），提示两组豚鼠屈光度和眼轴长度均随时间变化，且两组豚鼠屈光度和眼轴长度有差异。进一步两两比较，组内比较:正常对照组屈光度、眼轴长度组内不同时间点两两比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。与0、2周时比较，先天性近视组4周时屈光度降低；与0、2、4周时比较，先天性近视组6周时屈光度降低（P＜0.05）；先天性近视组眼轴长度组内不同时间点两两比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。组间比较:0、2、4、6周时，与正常对照组比较，先天性近视组屈光度降低、眼轴延长（P＜0.05）。见表2。

表2 两组不同时间点双眼屈光度、眼轴长度比较（）

注 与本组0周比较，aaP＜0.01；与本组2周比较，bP＜0.05，bbP＜0.01；与本组4周比较，cP＜0.05，ccP＜0.01；与正常对照组同期比较，ddP＜0.01。

2.3 两组激素比较

与正常对照组比较，先天近视组血清中FT3、FT4、T水平降低，E2 水平升高（P＜0.05）。见图2。

图2 两组激素水平比较（n=6）

aP＜0.05，aaP＜0.01。FT3:游离三碘甲状腺原氨酸；FT4:游离甲状腺素；T:睾酮；E2:雌二醇。

2.4 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2蛋白表达量比较

与正常对照组比较，先天近视组MMP2、MMP2/TIMP2蛋白表达量升高，TIMP2蛋白表达量降低（P＜0.01）。见图3。

图3 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2蛋白表达量比较（n=6）

aP＜0.05，aaP＜0.01。MMP2:基质金属蛋白酶2；TIMP2:组织金属蛋白酶抑制剂2。

2.5 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2 mRNA相对表达量比较

与正常对照组比较，先天近视组MMP2、MMP2/TIMP2 mRNA相对表达量升高，TIMP2 mRNA相对表达量降低（P＜0.05）。见图4。

图4 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2 mRNA相对表达量比较（n=6）

aP＜0.05，aaP＜0.01。MMP2:基质金属蛋白酶2；TIMP2:组织金属蛋白酶抑制剂2。

2.6 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2蛋白相对表达量比较

与正常对照组比较，先天近视组MMP2、MMP2/TIMP2蛋白相对表达量升高，TIMP2蛋白相对表达量降低（P＜0.05）。见图5。

图5 两组MMP2、TIMP2、MMP2/TIMP2蛋白相对表达量比较

A:蛋白条带图；B:MMP2蛋白相对表达量（n=6）；C:TIMP2蛋白相对表达量（n=6）；D:MMP2/TIMP2蛋白相对表达量（n=6）。aP＜0.05，aaP＜0.01。MMP2:基质金属蛋白酶2；TIMP2:组织金属蛋白酶抑制剂2。

3 讨论

先天性近视是指出生时或婴幼儿时期出现的近视，实质上是由于先天因素引起的以眼轴延长为主的一类原发性眼病，出生后近视可继续进展，即随着年龄的增加，眼轴逐渐延长，屈光度逐渐降低，更易发展为高度近视，更容易出现视网膜脱离、黄斑病变等严重致盲眼部并发症，目前尚无有效治疗方法[10]。本研究结果显示，与正常对照组比较，先天性近视组FT3、FT4 和T水平均降低，E2 水平升高，提示先天性近视可能与HPA轴功能紊乱有关。

中医认为近视的关键病机是肝肾不足和肝肾亏虚[11-12]。临床研究表明，儿童近视与肾阳虚质有关[2]。中医的现代研究表明，肾阳虚体质的实质是HPA轴功能紊乱，引起相关激素水平异常下调或上调，诱导或加重骨质疏松、糖尿病肾病等疾病发生[13-15]。本研究结果提示先天性近视可能与肾阳虚体质有关。一般认为，肾阳虚体质常表现为身形消瘦、畏寒肢冷等症状[16-17]。然而本研究并未发现相关体征，这可能是因为先天性近视豚鼠因年龄幼小，HPA轴激素失衡尚不严重，其紊乱水平可能随着年龄的增长而加重，但这一结果尚需进一步实验证实。此外，有文献以达到性成熟的时间为基准，将3周龄以前的豚鼠定义为“婴儿”，在75 d（约11周）前定义为“幼年”，1岁达到成年体重前定义为“青少年”[18]。参照这一标准，本研究结果显示，豚鼠在幼年时期（6周龄）即表现出HPA轴相关激素差异。提示对幼年期儿童进行血清HPA轴相关激素水平监测可作为近视防控的辅助手段，同时，通过中医或中西医结合方法调控体内HPA轴相关激素水平可延缓先天近视儿童的近视发展程度，以预防其发展为病理性近视。

本研究结果显示，与正常对照组比较，先天近视组MMP2、MMP2/TIMP2蛋白表达量升高，TIMP2蛋白表达量降低。研究表明，外源性补充E2 可以促进大鼠泪腺组织中的MMP2表达，加重眼表损伤；外源性补充T可以抑制泪腺组织中MMP2的表达，减少眼表损伤[19]。同时，体外研究进一步证明，外源性补充E2 可通过激活NF-κB通路，促进人视网膜色素上皮细胞和兔泪腺细胞中MMP2的表达和活性[20-21]。一般认为，巩膜中MMP2等基质金属蛋白酶高表达诱导的细胞外基质重塑是近视性眼轴增长的关键因素，TIMP2是其抑制因子，MMP2和TIMP2的平衡是维持细胞外基质稳态的关键，且在多项研究中发现豚鼠、小鼠等近视模型中MMP2表达上调，TIMP2表达下调[22-26]。提示先天性近视可能是由于E2 上调和T下调诱导巩膜中MMP2高表达，TIMP2低表达，从而导致巩膜外基质重塑，但相关机制尚需进一步研究证实。

4 小结

本研究发现，先天性近视与HPA轴相关激素紊乱有关，HPA轴相关激素紊乱可能通过调控MMP2和TIMP2的表达，诱导巩膜外基质重塑，导致先天性近视，但其具体发病机制仍需进一步研究。这一结果提示可以通过调控体内HPA轴相关激素水平延缓先天性近视儿童的近视发生、发展，为儿童近视防控提供了新思路。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。

［参考文献］

[1] 张膺浩.先天性近视儿童的屈光参数变化规律及与近视度数的相关性探讨[J].世界最新医学信息文摘，2016，16（97）：105，112.

[2] 郑亚洁，吴元，刘海华.儿童中医体质辨识与视力及屈光度的相关性分析[J].中国斜视与小儿眼科杂志，2024，32（4）：40-41，71.

[3] 陈良娣，张昭，李姗姗，等.儿童青少年近视与中医体质类型相关性研究的Meta分析[J].中国中医眼科杂志，2024，34（10）：989-994.

[4] 沈自尹.肾阳虚证的定位研究[J].中国中西医结合杂志，1997（1）：50-52.

[5] 沈自尹，张丽丽，查良伦，等.肾阳虚病人的垂体-肾上腺皮质系统的改变[J].上海中医药杂志，1979（2）：34-37，28.

[6] 刘源才，杨跃军，冯声宝，等.中国劲酒对肾阳虚模型大鼠下丘脑-垂体-肾上腺轴及免疫功能的影响[J].中国免疫学杂志，2011，27（12）：1080-1084.

[7] DING M，GUO D，WU J，et al.Effects of glucocorticoid on the eye development in guinea pigs [J].Steroids，2018，139:1-9.

[8] 丁美华，吴建峰，叶翔，等.透镜诱导型近视肾阳虚豚鼠巩膜MMP-2及其抑制剂TIMP-2的表达[J].眼科新进展，2015，35（11）：1005-1010.

[9] 丁美华，沙芳，吴建峰，等.肾阳虚体质对负透镜诱导豚鼠眼球生物参数及后极部巩膜厚度的影响[J].眼科新进展，2015，35（5）：416-418，423.

[10] 赵小云，黄悦，赵少贞，等.先天性近视豚鼠眼球生物学参数及巩膜病理改变[J].新乡医学院学报，2017，34（6）：465-468.

[11] 毕宏生，田庆梅，宋继科，等.近视的中医辨证理论及治法探讨[J].山东中医杂志，2016，35（10）：854-856.

[12] 余曾芳，钟阿龙，赵晓霜，等.从肝肾论治儿童近视的理论探讨[J].世界科学技术-中医药现代化，2022，24（2）：795-801.

[13] 尹祎洁，楚玉玺，冯志毅，等.桑寄生总多糖干预肾阳虚、肾阴虚骨质疏松及其寒热的研究[J/OL].中药药理与临床，1-19[2025-08-14].https://doi.org/10.13412/j.cnki.zyyl.20250206.001.

[14] MARTINEZ G J，APPLETON M，KIPP Z A，et al.Glucocorticoids，their uses，sexual dimorphisms，and diseases:new concepts，mechanisms，and discoveries [J].Physiol Rev，2024，104（1）:473-532.

[15] 高晶，姜斯佳，冯颖童，等.藿骨牡蛎方对肾阳虚型PMOP大鼠骨密度及激素水平的影响[J].吉林中医药，2024，44（12）：1381-1387.

[16] 张金木，刘冬梅，朱聪，等.电针肾俞穴对肾阳虚近视豚鼠视网膜M1受体表达的影响[J].山东中医药大学学报，2024，48（3）：316-325.

[17] 刘桂敏，孙建辉，李建良，等.肾虚证临床与动物实验研究进展[J].中国实验方剂学杂志，2024，30（23）：269-280.

[18] HOWLETT M H，MCFADDEN S A.Emmetropization and schematic eye models in developing pigmented guinea pigs [J].Vision Res，2007，47（9）：1178-1190.

[19] SONG X，ZHAO P，WANG G，et al.The effects of estrogen and androgen on tear secretion and matrix metalloproteinase-2 expression in lacrimal glands of ovariectomized rats[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2014，55（2）:745-751.

[20] MARIN-CASTAÑOME，ELLIOTS J，POTIER M，et al.Regulation of estrogen receptors and MMP-2 expression by estrogens in human retinal pigment epithelium [J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2003，44（1）:50-59.

[21] ZYLBERBERG C，SEAMON V，PONOMAREVA O，et al.Estrogen up-regulation of metalloproteinase-2 and -9 expression in rabbit lacrimal glands [J].Exp Eye Res，2007，84（5）:960-972.

[22] YU Q，ZHOU J B.Scleral remodeling in myopia development[J].Int J Ophthalmol，2022，15（3）：510-514.

[23] KU H，CHEN J J，CHEN W，et al.The role of transforming growth factor beta in myopia development[J].Mol Immunol，2024，167:34-42.

[24] XIANG A，PENG Z，HE H，et al.The potential of brimonidine for myopia treatment:Targeting MMP-2 to regulate choroidal thickness and control eye growth [J].Heliyon，2024，10（18）:e37416.

[25] WU W，SU Y，HU C，et al.Hypoxia-induced scleral HIF-2α upregulation contributes to rises in MMP-2 expression and myopia development in mice [J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2022，63（8）:2.

[26] ZHANG M，ZHANG R，HAO J，et al.Quercetin alleviates scleral remodeling through inhibiting the PERK-EIF2α axis in experiment myopia [J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2024，65（13）:11.

Study on the role and mechanism of HPA axis in congenital myopia

JIANG Ting1* GU Rongxuan1* BI Hongsheng2 JIANG Wenjun2

1.Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Shandong Province,Jinan 250014,China;2.Eye Hospital Affiliated to Shandong University of Traditional Chinese Medicine Shandong Academy of Eye Disease Prevention and Therapy Shandong Provincial Key Laboratory of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine for Prevention and Therapy of Ocular Diseases,Shandong Province,Jinan 250002,China

[Abstract] Objective To investigate the relationship between the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and congenital myopia,as well as its related mechanisms.Methods Two-week-old British tricolor male hyperopic guinea pigs(with refractive error of both eyes≥2.00 D)were selected as normal control group,and congenitally myopic guinea pigs(with refractive error of both eyes≤-3.00 D) were selected as congenitally myopic group,with 6 guinea pigs in each group.The diopter and axial length of both eyes of two groups were detected at 0,2,4 weeks,and 6 weeks;at 6 weeks,the levels of serum free triiodothyronine (FT3),free thyroxine (FT4),testosterone (T),and estradiol (E2),as well as the protein expression levels of matrix metalloproteinase 2(MMP2)and tissue inhibitor of metalloproteinase 2(TIMP2)in the sclera were detected by enzyme-linked immunosorbent assay in both groups;six weeks later,the relative expression levels of MMP2 and TIMP2 mRNA were detected by RT-qPCR,and the relative expression levels of MMP2 and TIMP2 proteins in the sclera were detected by Western blot.Results The pairwise comparisons of diopter and axial length within the normal control group at different time points showed statistically significant differences (P ＜0.05).Compared with those at 0 and 2 weeks,the diopter of congenital myopia group decreased at 4 weeks;compared with those at 0,2 weeks,and 4 weeks,the diopter of congenital myopia group decreased at 6 weeks (P＜0.05);the pairwisecomparison of axial length within congenital myopia group at different time points showed statistically significant differences(P＜0.05).At 0,2,4,weeks,and 6 weeks,compared with normal control group,the diopter of congenital myopia group decreased,while axial length was elongated(P＜0.05).Compared with normal control group,the levels of FT3,FT4,T and the protein expression of TIMP2 of congenital myopia group decreased,while the level of E2 and the protein expressions of MMP2 and MMP2/TIMP2 increased(P＜0.05).Compared with normal control group,the relative expression levels of MMP2,MMP2/TIMP2 mRNA and protein in congenital myopia group increased,while the relative expression levels of TIMP2 mRNA and protein decreased (P＜0.05).Conclusion HPA axis disorder is associated with congenital myopia and may be caused by changes in the expression of MMP2 and TIMP2 in the sclera induced by variations in HPA axis-related hormones.

[Key words] Congenital myopia;Hypothalamo-pituitary-adrenal axis;Hormone;Matrix metalloproteinase-2;Tissue inhibitor of metalloproteinase-2

［中图分类号］ R77

［文献标识码］ A

［文章编号］ 1673-7210（2025）09（a）-0032-07

DOI: 10.20047/j.issn1673-7210.2025.25.05

［基金项目］ 山东省重点研发计划项目（2021LCZX09）。

［作者简介］ 姜婷（2000.3-），女，山东中医药大学眼科与视光医学院2022级眼科学专业在读硕士研究生；研究方向:眼科学基础。谷容萱（1999.1-），女，山东中医药大学眼科与视光医学院2022级眼科学专业在读硕士研究生；研究方向:眼视光学。

*具有同等贡献

［通讯作者］ 蒋文君（1984.1-），女，博士，研究员；研究方向:眼科学基础，眼科遗传学。毕宏生（1960.2-），男，博士，主任医师，山东省眼病防治研究院院长，山东中医药大学附属眼科医院院长；研究方向:中西医结合眼科，眼视光学。

（收稿日期：2025-04-30）

（修回日期：2025-07-08）