低强度红光通过调控UBE2C/AKT/mTOR通路抑制缺氧微环境下人视网膜色素上皮细胞纤维化的机制研究

本研究针对近视防控领域的关键问题，探索了低强度红光(LLRL)在模拟近视缺氧微环境中对人视网膜色素上皮细胞(hRPE)纤维化的抑制作用。研究人员通过RNA测序发现UBE2C基因的核心调控作用，证实LLRL通过UBE2C/AKT/mTOR信号通路抑制α-SMA和MMP2表达，促进COL1A1生成，从而阻断hRPE细胞向肌成纤维细胞转化。该研究为红光疗法控制近视进展提供了分子机制证据，具有重要临床转化价值。

　　

近视已成为全球公共卫生危机，预计到205年全球近视患病率将达49.8%。高度近视引发的视网膜脱离、黄斑变性等并发症可导致不可逆视力损伤。现有防控手段如角膜塑形镜、阿托品滴眼液存在控制效率低、停药反弹等局限。更令人担忧的是，研究发现缺氧微环境会触发视网膜色素上皮细胞(hRPE)纤维化，通过分泌α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和基质金属蛋白酶(MMP)2等因子，破坏巩膜细胞外基质(ECM)平衡，加速近视进展。

广州市第一人民医院眼科团队在《European Journal of Medical Research》发表的研究，首次揭示低强度红光(LLRL)通过调控泛素结合酶E2 C(UBE2C)抑制hRPE细胞纤维化的分子机制。研究人员采用630nm/600lx红光参数，通过MTT实验确定20秒×2次/12小时为最佳照射方案。RNA测序发现缺氧使UBE2C表达上调2.1倍，而LLRL可逆转此效应。Western blot证实LLRL使p-AKT和p-mTOR蛋白水平降低40%，同时α-SMA表达下降57%。创新性实验显示，经LLRL处理的hRPE细胞培养上清液可使人类巩膜成纤维细胞(HSFs)中COL1A1表达恢复至常氧水平。

关键技术包括：1）建立0.1%氧浓度细胞缺氧模型；2）MTT法优化LLRL照射参数；3）RNA测序筛选UBE2C关键基因；4）慢病毒载体构建UBE2C过表达/敲除细胞系；5）Western blot和免疫荧光检测AKT/mTOR通路蛋白。

LLRL抑制缺氧诱导的成纤维细胞化
缺氧使hRPE细胞α-SMA蛋白表达增加3.2倍，MMP2上调2.8倍，而LLRL照射可使其分别降低至缺氧组的43%和51%。免疫荧光显示LLRL组细胞骨架中α-SMA荧光强度减弱62%。

UBE2C是促纤维化关键基因
基因富集分析显示差异基因主要富集于ECM受体通路。UBE2C过表达使缺氧hRPE细胞α-SMA mRNA水平升高4.3倍，而RNA干扰产生与LLRL类似的保护效应，证实UBE2C是红光作用的分子靶点。

UBE2C通过AKT/mTOR通路发挥作用
KEGG分析显示mTOR通路显著激活。UBE2C过表达使p-mTOR水平增加2.9倍，使用mTOR抑制剂雷帕霉素处理后，α-SMA表达下降68%，证实该通路的核心调控地位。

该研究阐明LLRL通过UBE2C-AKT/mTOR轴抑制hRPE细胞纤维化的级联反应：红光照射→UBE2C下调→AKT/mTOR通路抑制→Smad2/3磷酸化减少→α-SMA/MMP2表达降低→巩膜重塑减缓。这不仅解释临床观察到的红光控制近视进展现象，还为开发靶向UBE2C的近视干预策略提供理论依据。值得注意的是，研究首次发现UBE2C在眼科疾病中的作用，其通过HIF-1α调控缺氧反应的机制可能为其他视网膜病变提供新研究方向。