在全球范围内，近视已成为最常见的视力障碍之一，尤其在东亚地区，其患病率高达40%–70%。近视患者眼中，光线聚焦在视网膜前方。高度近视（High myopia, HM）则更为严重，其特征是眼轴长度超过26毫米或屈光不正大于-6.00屈光度。高度近视不仅影响视力，还可能伴随白内障、周边视网膜变性、晶状体半脱位等并发症，严重时可致盲。尽管大量研究表明遗传因素在HM发病中起关键作用，特别是早发性病例，并且通过连锁分析已定位了多个近视位点（如MYP1–MYP28），但约60%的遗传性HM病例的致病基因仍未明确。因此，揭示HM的遗传病因和分子机制，对于开发有效的预防和治疗策略至关重要。
近期，一项发表在《Cell Research》上的研究为我们深入理解HM的发病机制带来了突破。该研究针对两个罹患早发性高度近视（early-onset high myopia, eoHM）的中国多代大家系，通过遗传学和功能实验，首次证实位于MYP12位点的丝氨酸蛋白酶基因PRSS56的非编码启动子变异是导致常染色体显性遗传性轴性高度近视的关键致病因素。
为了开展这项研究，作者运用了多种关键技术方法。在样本方面，研究纳入了两个中国多代HM家系成员、236例散发性eoHM患者及匹配对照。在遗传学分析上，采用了全基因组连锁分析、单倍型分析、全外显子组测序和全基因组测序来定位致病区间并鉴定变异。在功能验证层面，利用患者来源的诱导多能干细胞（iPSCs）及分化的视网膜类器官、通过CRISPR/Cas9技术构建的基因敲入（KI）与敲除（KO）小鼠模型、四环素诱导的视网膜特异性过表达转基因（Tet-on）小鼠模型，以及腺相关病毒（AAV）眼内注射模型。在机制探索上，应用了电泳迁移率变动分析（EMSA）、双荧光素酶报告基因检测、定量蛋白质组学、免疫印迹、免疫荧光、透射电镜及眼部生物测量技术。此外，还建立了豚鼠形觉剥夺性近视和透镜诱导性近视模型，并进行了蓝光干预实验。
研究结果
新型非编码PRSS56变异在两个大型家系中与HM共分离
通过对两个中国多代HM家系（F1和F2）的遗传分析，将致病区间精细定位至染色体2q37.1上一个3.9 Mb的区域，该区域包含已知的MYP12位点。全基因组测序在两个家系中分别发现了PRSS56基因启动子区的罕见杂合非编码变异c.-187G>T和c.-187G>C，这两个变异在所有患病成员中完全共分离，且在正常人群数据库中频率极低。在236例散发性eoHM病例的启动子区筛查中，也发现了另外五个疾病特异性PRSS56变异，进一步支持了PRSS56在HM发病中的普遍作用。
非编码PRSS56变异增强EGR1结合并促进自身表达
机制研究表明，c.-187G>T/C变异位于PRSS56转录起始位点上游，可能影响转录调控。携带对应人类c.-187G>T突变的小鼠敲入模型（Prss56-155T/-155T ）在出生后第1天眼组织中即显示Prss56表达升高。来自患者的iPSCs及其分化出的视网膜类器官也证实PRSS56的mRNA和蛋白水平均显著上调。生物信息学分析和EMSA实验证实，变异等位基因增强了转录因子EGR1与PRSS56启动子的结合。双荧光素酶报告基因实验进一步证明，在EGR1存在的情况下，变异启动子的转录活性显著高于野生型，表明这些非编码变异通过促进EGR1结合而上调了PRSS56的表达。
Prss56表达增加与眼轴延长持续相关
表型分析发现，Prss56-155T/-155T KI小鼠在4周龄时眼轴长度显著长于野生型对照，视网膜也变薄，模拟了HM患者的表型。相反，新构建的Prss56 KO小鼠则表现出眼轴缩短。利用Tet-on系统在视网膜特异性诱导PRSS56过表达，可导致剂量依赖性的眼轴增长。此外，向新生小鼠玻璃体腔注射表达野生型PRSS56（PRSS56WT ）的AAV2病毒，可显著增加眼轴长度，而注射催化活性失活的突变体（PRSS56Mut(H149A) ）则无此效应，说明PRSS56促进眼轴增长的作用依赖于其蛋白酶活性。
PRSS56过表达小鼠表现出与携带PRSS56变异的HM患者相同的病理眼科表型
PRSS56过表达（通过AAV注射或Tet-on诱导）的小鼠不仅眼轴变长、眼球体积增大，还表现出明显的近视性屈光漂移。组织学检查发现其神经视网膜变薄，特别是内核层和视网膜色素上皮相邻区域。更为关键的是，巩膜发生重塑，表现为胶原纤维直径减小、排列紊乱、I型胶原表达下调，这些改变是近视眼轴延长的核心结构基础。
PRSS56过表达与巩膜及睫状体区域肌球蛋白-4丰度降低相关
为了探究PRSS56的下游作用机制，研究者对过表达PRSS56WT 与PRSS56Mut 的小鼠眼球进行了定量蛋白质组学分析。结果显示，肌球蛋白-4（myosin-4）是共同差异表达的关键蛋白之一。免疫印迹和免疫荧光证实，在PRSS56过表达的眼球、特别是显微解剖的巩膜组织中，肌球蛋白-4的蛋白水平显著降低。体外实验也发现，添加有活性的PRSS56重组蛋白可降低C2C12肌管细胞中的肌球蛋白-4水平。这些结果提示，PRSS56可能通过影响巩膜等组织中肌球蛋白-4的丰度来参与眼轴长度的调控。
蓝光通过抑制Prss56上调减轻近视模型动物的眼轴延长
在豚鼠的形觉剥夺性近视和透镜诱导性近视模型中，研究者均发现近视眼视网膜中Prss56 mRNA水平显著上调，表明Prss56表达增加既是近视的致病因素，也可能作为生物标志物。引人注目的是，在形觉剥夺结束后，对豚鼠进行为期两周的蓝光照射，与白光对照组相比，显著减缓了后续的眼轴增长，同时视网膜中Prss56的mRNA水平也相应降低。这为“户外活动（富含短波蓝光）可预防近视”的流行病学观察提供了潜在的分子解释，即蓝光可能通过下调Prss56表达来发挥保护作用。
研究结论与意义
本研究通过整合大家系遗传学、患者来源细胞模型、多种基因工程小鼠模型及非遗传性近视动物模型，提供了强有力的证据，表明PRSS56启动子区的罕见非编码变异通过增强EGR1介导的转录激活，导致PRSS56表达上调，进而以剂量和酶活性依赖的方式直接引起眼轴延长，是轴性高度近视的重要致病因素。研究不仅成功揭示了MYP12位点历时多年未明的致病基因，还阐明了其从遗传变异到分子功能再到病理表型的完整通路。
这项工作的意义重大。首先，在遗传学层面，它将常见的全基因组关联研究（GWAS）信号（如位于PRSS56附近的SNP rs1656404）与具体的功能变异和致病基因联系起来，为理解近视的多基因遗传架构提供了从“关联”到“机制”的典范。其次，在发病机制上，研究明确了PRSS56表达水平是控制眼轴生长的关键“调节旋钮”——表达不足导致远视（如既往报道的功能缺失型变异），表达过量则导致近视，这为理解屈光不正的连续谱系提供了统一的分子框架。最后，在转化医学层面，该研究具有双重启示：一方面，PRSS56本身及其下游通路成为极具潜力的药物干预靶点，针对其表达（如RNA干扰、基因编辑）或酶活性（小分子抑制剂）的治疗策略有望为HM患者带来新希望；另一方面，研究为蓝光等环境因素防控近视提供了直接的分子依据和理论支持，有助于推动更科学、个性化的近视防控方案。总之，这项研究深化了我们对近视，特别是高度近视遗传基础的认识，为未来开发针对PRSS56的精准疗法和优化环境干预措施奠定了坚实的基础。
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