引用本文
王琼思, 周峰, 谢利琴, 黄芙蓉, 瞿佳, 周翔天. 多巴胺D4受体对正常屈光发育及形觉剥夺性近视小鼠的作用[J]. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2019,21(4): 270-279.
Qiongsi Wang, Feng Zhou, Liqin Xie, Furong Huang, Jia Qu, Xiangtian Zhou. Contributions of Dopamine D4 Receptor Modulation to the Development of Normal Refraction and Form-Deprivation Myopia in Mice[J]. CHINESE JOURNAL OF OPTOMETRY OPHTHALMOLOGY AND VISUAL SCIENCE, 2019,21(4): 270-279.  
Doi:10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2019.04.006.
Permissions
Copyright©2019, 《中华眼视光学与视觉科学杂志》
《中华眼视光学与视觉科学杂志》 所有
多巴胺D4受体对正常屈光发育及形觉剥夺性近视小鼠的作用
王琼思, 周峰, 谢利琴, 黄芙蓉, 瞿佳, 周翔天
温州医科大学附属眼视光医院 325027
通信作者：周翔天（ORCID：0000-0003-0350-1356）,Email：zxt-dr@wz.zj.cn

第一作者：王琼思（ORCID：0000-0001-8785-8680）,Email：614928648@qq.com

收稿日期: 2018-06-18
基金资助: 国家自然科学基金优秀青年科学基金（81422007）; 国家自然科学基金（81800860,81371047）
摘要
目的 应用多巴胺D4受体（D4R）激动剂PD-168077和拮抗剂L-745870观察D4R在正常屈光发育以及形觉剥夺性近视（FDM）小鼠中的作用。方法 实验研究。将168只4周龄C57BL/6小鼠分为正常屈光发育组和FDM组（单眼剥夺,对侧眼为对照）,每组又分为溶剂组和药物组（D4R激动剂PD-168077：1 mg/kg和10 mg/kg;D4R拮抗剂L-745870：1 mg/kg和10 mg/kg）,所有动物给予2周的正常视觉环境或持续形觉剥夺及每日腹腔注射溶剂或药物,其中,正常屈光发育组在5周龄时给予视网膜电图（ERG）检测。所有动物均在实验前后测量屈光度、眼轴和角膜前表面曲率半径等生物学参数。采用配对 t检验、单因素方差分析、重复测量方差分析对数据进行分析。结果 D4R激动剂PD-168077不影响正常屈光发育小鼠的屈光发育,而D4R拮抗剂L-745870只有在10 mg/kg时才促进正常小鼠往远视方向漂移（ P=0.047）, 但不影响眼轴等生物学参数。 10 mg/kg PD-168077在刺激强度为-0.699 log cdsm-2时升高了暗视ERG的OPs振幅（ P=0.04）,而L-745870对暗视、明视ERG的a波、b波和OPs波振幅均无明显影响。PD-168077促进FDM小鼠的近视进展（ P=0.004）,并伴随着玻璃体腔深度和眼轴的延长;L-745870可以抑制FDM小鼠的近视进展（ P<0.001）,同时抑制了玻璃体腔深度和眼轴的延长。前房深度、晶状体厚度、角膜曲率半径等参数不受实验因素的影响。结论 D4R受激动或拮抗对正常屈光发育小鼠的屈光发育无明显作用;但D4R受激动能促进FDM小鼠的近视进展而D4R受拮抗能抑制近视进展,提示D4R受抑制能减缓FDM小鼠的近视进展。
关键词: 多巴胺; 形觉剥夺性近视; D4受体; 小鼠
Contributions of Dopamine D4 Receptor Modulation to the Development of Normal Refraction and Form-Deprivation Myopia in Mice
Qiongsi Wang, Feng Zhou, Liqin Xie, Furong Huang, Jia Qu, Xiangtian Zhou
Eye Hospital, Wenzhou Medical University, Wenzhou 325027, China
Corresponding author: Xiangtian Zhou, Eye Hospital, Wenzhou Medical University, Wenzhou 325027, China (Email: zxt-dr@wz.zj.cn)
Fund:National Science Foundation for Excellent Young Scholars of China (81422007); National Natural Science Foundation of China (81800860, 81371047)
Abstract
Objective: To investigate the role of dopamine D4 receptor (D4R) in the development of normal refraction and form-deprivation myopia (FDM) by applying D4R agonist PD-168077 and D4R antagonist L-745870 in mice.Methods: This was an animal experimental study. Four-week-old C57BL/6 mice were raised either in a visually normal environment or subjected to FDM by covering one eye with vision obstructing goggles while the other eye served as the normal control. Both groups were divided into sub-groups including vehicle and drug groups (D4R agonist PD-168077: 1 mg/kg/day and 10 mg/kg/day; D4R antagonist L-745870: 1 mg/kg/day and 10 mg/kg/day). They were intraperitoneally injected daily for two weeks. ERG was measured in normal enviroment mice on postnatal day 35. Refraction, corneal curvature radius, and ocular axial components were measured in all animals prior to and after each experiment. Statistical analyses were performed by a paired t test, one-way ANOVA, and repeated measurement ANOVA.Results: Normal refractive development was not affected by D4R agonist PD-168077 treatment. On the other hand, the D4R antagonist L-745870 enhanced normal refractive development towards hyperopia at a dose of 10 mg/kg ( P=0.047) with no significant changes in other biometric parameters. PD-168077 increased the ERG OPs amplitude under scotopic conditions at an intensity of -0.699 log cdsm-2 ( P=0.04), while L-745870 had no significant effect on the a-wave, b-wave, or summed OPs amplitudes under scotopic and photopic conditions. The development of FDM was promoted by PD-168077 treatment ( P=0.004), with increases in both vitreous chamber depth and axial length. In contrast, D4R antagonist L-745870, inhibited FDM ( P<0.001), with a shortened vitreous chamber depth and axial length. No significant changes in anterior chamber depth, lens thickness or corneal curvature radius were observed.Conclusions: D4R is activated or inactivated had no significant effects on normal refractive development in mice. In contrast, in a form-deprived environment, D4R is activated enhance while D4R inactivated inhibit FDM development, suggesting D4R activation enhances while D4R inactivation inhibits the development of myopia in mice.
Keyword: dopamine; form-deprivation myopia; D4 receptor; mice

近几十年来, 近视已然成为全球性的公共卫生健康问题[1]。中国是世界上近视患病率最高的国家之一, 患病年龄日益提前, 近视的并发症也随之增加, 不同程度降低了视力, 甚至致盲, 带来了严重的社会和经济问题[2, 3, 4, 5, 6, 7]。然而, 到目前为止, 近视的发病机制尚未明了[8], 临床上亦缺乏对近视有效的预防和治疗方法。

多巴胺（Dopamine, DA）是视网膜上一种重要的神经递质, 由一类多巴胺能的无长突细胞合成并释放[9, 10, 11]。DA在调控视网膜信息传递、光刺激的反应以及对比敏感度视力等过程中起着重要的作用[12]。不同种属的动物实验都一致表明DA是调控眼球屈光发育和眼球生长中起停止作用的信号[13, 14]。DA通过其受体才能发挥生物学效应, DA受体可分为5种亚型— — D1类受体的D1R、D5R和D2类受体的D2R、D3R、D4R。D4R高表达于视网膜, 主要分布于光感受器层, 参与光敏感的cAMP的调控[15, 16], 在内核层和神经节细胞层也有少量表达[17, 18], 但不参与调控视网膜cAMP的表达[17]。

据报道, D4R在维持对比敏感度视力中起着重要的作用, D4R敲除小鼠的对比敏感度视力明显下降[19]; D4R激动剂能提高糖尿病小鼠的对比敏感度视力[20]。这些结果提示D4R很可能也参与了眼球屈光发育及生长的调控。然而, D4R在近视发生发展中的作用研究报道少之又少。有学者发现玻璃体腔注射D4R激动剂PD168077能抑制树鼩形觉剥夺性近视（Form-deprivation myopia, FDM）的进展, 而D4R拮抗剂PD168568不影响树鼩FDM的形成[21]。因此, 本研究利用D4R激动剂和拮抗剂来进一步研究D4R在小鼠正常屈光发育及FDM中的作用, 以明确D4R对正常屈光发育及FDM的调控。

1 材料与方法
1.1 实验动物

选择4周龄生长发育情况良好, 能够正常摄食、饮水, 活动能力正常的C57BL/6小鼠168只, 要求无角结膜炎、角膜白斑、瞳孔闭锁、白内障、玻璃体积血等眼部疾病。进行屈光筛查, 排除双眼屈光参差> 3.0 D, 双眼瞳孔直径差值> 0.1 mm的小鼠。所有动物给予12 h光照/12 h黑暗循环的日光灯照明（光照时间0800-2000）, 笼周光照约500 lx, 环境温度控制在25 ℃, 给予充足的饲料和水。本研究经温州医科大学动物伦理委员会审批通过。所有实验小鼠的饲养、照顾和处理都遵循ARVO关于眼科和视觉中心对动物的处理原则。

1.2 实验方法

在研究D4R激动剂PD-168077对正常屈光发育小鼠及FDM小鼠的作用时, 将C57BL/6小鼠按随机数字表法分为正常屈光发育组及FDM组, 每组又随机分为二甲基亚砜（DMSO）溶剂对照组（DMSO：n=13; FDM-DMSO：n=12）, 1 mg/kg PD-168077组（1PD：n=16; FDM-1PD：n=15）及10 mg/kg PD-168077组（10PD：n=15; FDM-10PD：n=14）。在研究D4R拮抗剂L-745870对小鼠正常屈光发育及FDM的作用中, 同样选取4周龄的C57BL/6小鼠随机分为正常屈光发育组及FDM组, 每组又随机分为维生素C（VC）溶剂对照组（VC：n=12; FDM-VC：n=12）, 1 mg/kg L-745870组（1L：n=17; FDM-1L：n=15）及10 mg/kg L-745870组（10L：n=14; FDM-10L：n=13）。所有动物给予持续2周的正常视觉环境或FDM处理, 分别于实验前后进行屈光度、眼轴长度（Axial length, AL）等生物学参数的检测, 并且选取5周龄的正常屈光发育小鼠进行视网膜电图（ERG）的检测。D4R激动剂PD-168077以及D4R拮抗剂L-745870均来自美国的Tocris bioscience公司。

1.3 形觉剥夺与药物操作

FDM组小鼠随机选取一只眼睛进行剥夺, 对侧眼作为对照, 不进行任何处理。采用自行制作的半球形塑料片粘贴在小鼠眼球周围, 同时用薄塑料项圈防止小鼠将眼罩剥离[22]。D4R激动剂PD-168077属于脂溶性药物, 溶于DMSO溶液中配制, 而D4R拮抗剂L-745870属于水溶性药物, 溶于1 mg/kg的VC蒸馏水溶液中防止氧化。每天上午取新鲜配制的药物于亮灯1 h后进行腹腔注射给药。溶剂对照组给予等体积的溶剂注射（0.1 ml/10 g）。所有操作于暗室进行。

1.4 实验测量

在4周龄和6周龄时, 采用改良的红外偏心摄影验光仪对小鼠进行屈光度的检测。测量在暗室环境中进行, 小鼠不需要麻醉或散瞳, 只需要测量前暗适应至少约30 s, 测量者轻轻抓住小鼠的尾巴以调整小鼠眼睛的方向, 当屏幕上显示的Purkinje影像清晰并且位于瞳孔中央时, 表示此时检测的是小鼠中央屈光度, 即可以记录数据。每只眼睛的屈光度至少测量3次, 取平均值作为该眼的最终屈光度。

在4周龄和6周龄时, 利用自行搭建的超长深度、高分辨率的频域OCT系统对小鼠进行前房深度、晶状体厚度、玻璃体腔深度、眼轴长度以及角膜前表面曲率半径的检测[23]。将麻醉后的小鼠固定在可调节的平台上, 测量者通过调整小鼠被测眼和探头的位置, 使X方向扫描和Y方向扫描的虹膜处于水平并且均有角膜中央垂直反光带的出现, 表示此时眼轴与OCT的光带对齐, 可以捕获相应的OCT数据。采用自行编写的Matlab（美国MathWorks公司）程序对原始OCT图片进行分析, 并最终获得各部分的生物学参数数据。每只眼睛采集3张OCT图片, 取其平均值作为该眼的最终结果。

在5周龄时, 将小鼠进行过夜暗适应, 散瞳、麻醉后置于自动水浴恒温加热台面上。环状角膜电极、参考电极和接地电极分别置于被测眼的角巩膜缘、同侧颞颊部皮下以及尾巴皮下, 并将1%羧甲基纤维素钠滴眼液滴于角膜表面, 从而发挥耦合剂的作用, 并避免角膜干燥。采用RETIport刺激器系统（Q450, 德国罗兰公司）, 在暗适应情况下, 依次采用刺激强度为-3.699、-2.201、-0.699、0.301、0.799 log cdsm-2这5个梯度的闪烁光进行刺激并诱导出视杆细胞和视杆-视锥细胞反应（混合反应）; 在10 min明适应之后, 依次采用-0.699、-0.201、0.301、0.799、1.301 log cdsm-2这5个梯度的闪烁光诱导视锥细胞反应。从基线到波谷的垂直距离代表a波的振幅大小, 而从a波波谷到b波波峰的垂直距离代表b波振幅的大小。震荡电位（Oscillatory potential, OPs）是所有单个震荡电位振幅的总和。

1.5 统计学方法

实验研究。采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析。所有数据用均数± 标准差表示。各组小鼠左右眼之间的屈光度、AL等生物学参数比较采用配对t检验。各组间的屈光度、AL等生物学参数比较采用单因素方差分析。各组间的ERG振幅比较采用重复测量方差分析。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 多巴胺D4R对正常屈光发育小鼠的作用

实验前, 各组内的左右眼间以及各组间的生物学参数, 差异均无统计学意义。D4R激动剂处理2周后, DMSO溶剂对照组、1 mg/kg PD-168077组及10 mg/kg PD-168077组的左右眼间以及各组间的生物学参数差异均无统计学意义（见图1）, 说明腹腔注射D4R激动剂不影响小鼠的正常屈光发育。D4R拮抗剂处理2周后, 1 mg/kg L-745870组对屈光无明显影响, 而10 mg/kg L-745870组促进小鼠左眼的屈光度从（5.33± 1.01）D往远视方向漂移到（8.31± 0.74）D（P=0.047）, 同时, 也有促进小鼠右眼屈光度往远视漂移的趋势。各组间的角膜曲率半径和AL等生物学参数差异均无统计学意义（见图2）。

图1. D4R激动剂PD-168077对正常屈光发育小鼠屈光发育的作用
A：屈光度; B：角膜前表面的曲率半径; C：前房深度; D：晶状体厚度; E：玻璃体腔深度; F：眼轴长度。OD, 右眼; OS, 左眼; DMSO, 二甲基亚砜Figure 1. Effects of D4R agonist PD-168077 on refractive development and ocular growth in normal mouse eyes.
A: Refraction. B: Corneal curvature radius. C: Anterior chamber depth. D: Lens thickness. E: Vitreous chamber depth. F: Axial length. OD, right eyes; OS, left eyes; DMSO, dimethyl sulfoxide; 1PD, 1 mg/kg PD-168077; 10PD, 10 mg/kg PD-168077.

图2. D4R拮抗剂L-745870对正常屈光发育小鼠屈光发育的作用
A：屈光度; B：角膜前表面的曲率半径; C：前房深度; D：晶状体厚度; E：玻璃体腔深度; F：眼轴长度。VC, 维生素C; OD, 右眼; OS, 左眼。与VC组比, aP< 0.05Figure 2. Effects of D4R antagonist L-745870 on refractive development and ocular growth in normal mouse eyes.
A: Refraction. B: Corneal curvature radius. C: Anterior chamber depth. D: Lens thickness. E: Vitreous chamber depth. F: Axial length. VC, vitamin C Vehicle; OD, right eyes; OS, left eyes; 1L, 1 mg/kg L-745870; 10L, 10 mg/kg L-745870; D, diopter. Compared to VC group, aP< 0.05.

2.2 D4R对正常屈光发育小鼠ERG的作用

注射D4R激动剂1周后, 与DMSO溶剂对照组相比, 1 mg/kg PD-168077组或10 mg/kg PD-168077组的暗视或明视ERG的a波或b波振幅的大小无改变。而10 mg/kg PD-168077组有升高暗视ERG的OPs振幅的趋势, 其中在刺激强度为-0.699 log cdsm-2时, 10 mg/kg PD-168077组明显升高了暗视ERG 的OPs振幅（P=0.04）, 见图3。注射D4R拮抗剂1周后, 与VC溶剂对照组相比, 1 mg/kg L-745870组或10 mg/kg L-745870组暗视、明视ERG的a波、b波和OPs波振幅均无明显变化, 见图4。

图3. D4R激动剂PD-168077腹腔注射1周对正常屈光发育小鼠ERG的作用
A：暗视反应的a波、b波振幅; B：暗视反应的OPs振幅; C：明视反应的a波、b波振幅。DMSO, 二甲基亚砜。与DMSO组比, aP< 0.05Figure 3. Effects of D4R agonist PD-168077 intraperitoneally injected daily for one week on ERG in normal mouse eyes.
A: Scotopic a-wave and b-wave amplitudes. B: Scotopic OP amplitudes. C: Photopic ERG a-wave and b-wave amplitudes. ERG, electroretinogram; OP, oscillatory potential; DMSO, dimethyl sulfoxide; 1PD, 1 mg/kg PD-168077; 10PD, 10 mg/kg PD-168077. Compared to DMSO group, aP< 0.05.

图4. D4R拮抗剂L-745870腹腔注射1周对正常屈光发育小鼠ERG的作用
A：暗视反应的a波、b波振幅; B：暗视反应的OPs振幅; C：明视反应的a波、b波振幅。VC, 维生素CFigure 4. Effects of D4R antagonist L-745870 intraperitoneally injected daily for one week on ERG in normal mouse eyes.
A: Scotopic a-wave and b-wave amplitudes. B: Scotopic OP amplitudes. C: Photopic ERG a-wave and b-wave amplitudes. ERG, electroretinogram; OP, oscillatory potential; VC, vitamin C Vehicle; 1L, 1 mg/kg L-745870; 10L, 10 mg/kg L-745870.

2.3 D4R对FDM的作用

实验前, 各组内的左右眼间以及各组间的生物学参数差异均无统计学意义。剥夺及用药2周后, 溶剂对照组、1 mg/kg及10 mg/kg药物组的对侧眼（非剥夺）之间的生物学参数差异无统计学意义（见表1-2）。

表1 D4R激动剂PD-168077对形觉剥夺性近视小鼠屈光度和眼球生物学参数的作用 Table 1 Refraction and ocular biometry for D4R agonist PD-168077 treatment in FDM mice
表2 D4R拮抗剂L-745870对形觉剥夺性近视小鼠屈光度和眼球生物学参数的作用 Table 2 Refraction and ocular biometry for D4R antagonist L-745870 treatment in FDM mice

2周的形觉剥夺在C57BL/6小鼠上诱导出了明显的近视量, 同时伴随着玻璃体腔深度以及AL的延长, 说明2周时间的形觉剥夺成功在小鼠上诱导出了近视。给予D4R激动剂处理后, 进一步促进了近视的漂移（F=6.46, P=0.004）。与DMSO溶剂对照组[（-2.81± 0.63）D]相比, 1 mg/kg和10 mg/kg PD-168077组的近视量分别是（-5.57± 0.72）D（P=0.025）和（-6.27± 0.70）D（P=0.004）, 进一步促进近视的发生发展。与屈光度变化相一致的是, 1 mg/kg和10 mg/kg PD-168077组的剥夺眼较对侧眼的玻璃体腔深度延长了（0.026± 0.005）mm和（0.030± 0.006）mm, AL延长了（0.028± 0.004）mm和（0.033± 0.006）mm, 但差异无统计学意义。给予D4R拮抗剂处理后, 1 mg/kg和10 mg/kg L-745870明显抑制了小鼠的近视形成量（F=12.15, P< 0.001）, 分别使其降低至（-1.62± 0.41）D（P< 0.001）和（-1.90± 0.44）D（P< 0.001）。与屈光度的改变相呼应的是, L-745870处理抑制了玻璃体腔的加深（F=4.36, P=0.020）和AL的延长（F=3.59, P=0.037）。其中, 1 mg/kg L-745870组表现出了抑制玻璃体腔加深和AL延长的趋势, 但差异无统计学意义; 10 mg/kg L-745870明显抑制了形觉剥夺导致的玻璃体腔加深（P=0.045）和AL的延长（P=0.025）。各组间的前房深度、晶状体厚度和角膜前表面的曲率半径等生物学参数差异均无统计学意义。见图5-6。

图5. 多巴胺D4R激动剂PD-168077对FDM的作用
A：屈光度; B：玻璃体腔深度; C：眼轴长度; D：前房深度; E：晶状体厚度; F：角膜前表面曲率半径。与FD-DMSO组比, aP< 0.05。FDM, 形觉剥夺性近视; DMSO, 二甲基亚砜Figure 5. Effects of D4R agonist PD-168077 on the development of form-deprivation myopia.
A: Refraction. B: Vitreous chamber depth. C: Axial length. D: Anterior chamber depth. E: Lens thickness. F: Corneal curvature radius. FDM, form-deprivation myopia; DMSO, dimethyl sulfoxide; 1PD, 1 mg/kg PD-168077; 10PD, 10 mg/kg PD-168077; D, diopter. Compared to FDM-DMSO group, aP< 0.05.

图6. 多巴胺D4R拮抗剂L-745870对FDM的作用
A：屈光度; B：玻璃体腔深度; C：眼轴长度; D：前房深度; E：晶状体厚度; F：角膜前表面曲率半径。与FDM-VC组比, aP< 0.05。FDM, 形觉剥夺性近视; VC, 维生素CFigure 6. Effects of D4R antagonist L-745870 on the development of form-deprivation myopia.
A: Refraction. B: Vitreous chamber depth. C: Axial length. D: Anterior chamber depth. E: Lens thickness. F: Corneal radius of curvature. FDM, form-deprivation myopia; VC, vitamin C Vehicle; 1L, 1 mg/kg L-745870; 10L, 10 mg/kg L-745870; D, diopter. Compared to FDM-VC group, aP< 0.05.

3 讨论

DA受体广泛分布在大脑和视网膜区域, 在眼球屈光发育和生长调控过程中起着重要的作用[12]。本研究采用的是全身性干预的手段（腹腔注射）, 这些干预手段不仅影响视网膜的功能, 也会影响全身各个系统的功能。为了明确腹腔注射的药物是否如预期到达小鼠视网膜, 以及对视网膜功能的影响, 本研究在采用这些干预手段后进行了ERG的检测。D4R激动剂明显升高了暗视ERG在刺激强度为-0.699 log cdsm-2时OPs的振幅, 证明腹腔注射的D4R激动剂已经到达视网膜并发挥其生物学效应。D4R拮抗剂虽然对ERG反应无明显影响, 但其在10 mg/kg时表现出轻微地促进小鼠的正常屈光发育往远视方向漂移, 然而不伴有AL等生物学参数的改变。因此, 基本可以明确腹腔注射的D4R药物能到达眼部组织并起效, 只是其对小鼠的正常屈光发育影响不大。结合之前的研究结果, 非选择性的多巴胺受体激动剂阿扑吗啡[24]、D2R激动剂和D2R拮抗剂[22]都不影响小鼠的正常屈光发育, 提示DA系统对正常屈光发育小鼠无明显影响。这可能是由于正常屈光发育的小鼠本身的DA系统处于相对稳态, 因此外界的DA药物干预不易扰乱原本的DA系统稳态的维持。而在形觉剥夺的情况下, DA类的诸多药物都能发挥对近视的促进或延缓作用, 这提示形觉剥夺本身导致了DA系统的紊乱, 比如细胞外的DA水平降低, DA受体的敏感性增强或减弱等等, 从而形成了近视。DA受体的敏感性能随着细胞外DA水平的升高或降低而发生降低或升高的调节变化[25, 26]。然而尽管对小鸡、豚鼠、猴子等物种的研究都发现在形觉剥夺之后, DA的水平降低[14, 27, 28], 但在形觉剥夺的小鼠上, 却未发现视网膜的DA水平、酪氨酸羟化酶及多巴胺转运体的表达水平或多巴胺能无长突细胞的数量有变化[29, 30, 31]。形觉剥夺过程中的DA系统的其他方面比如细胞外的DA水平, DA受体的敏感性等等都尚未明确, 考虑到真正发挥生物学效应的是细胞外的DA水平, 而细胞外DA水平本身占整个视网膜的比例较低, 况且本研究和其他学者的多个研究结果表明了诸多DA类药物都对小鼠FDM起作用[32, 33], 因此目前尚不能对整个DA系统是否以及如何参与小鼠的FDM过程下定论。

目前, 关于D4R在近视发生发展中的作用仍鲜见报道。D4R激动剂促进近视的发生发展, 而D4R拮抗剂可以抑制近视的发生发展, 这提示激动D4R能促进近视的形成。然而, 对树鼩的研究表明D4R激动剂能抑制FDM, 但是D4R拮抗剂不影响FDM[21]。上述研究结果的不一致, 很可能与实验手段（基因敲除vs药物干预）、给药方式（腹腔注射vs玻璃体腔注射）以及物种（小鼠vs树鼩）的不同有关。据报道, D4R在维持对比敏感度视力中起着重要的作用, D4R敲除小鼠的对比敏感度视力明显下降[19]; D4R激动剂能提高糖尿病小鼠的对比敏感度视力[20]。这些结果表明D4R在眼球屈光发育及生长调控中起了重要作用。有学者发现FD本身能增强对侧眼的对比敏感度视力但是并不影响被剥夺眼的对比敏感度视力[34]。根据上述结果推理, 本研究中腹腔注射的D4R激动剂有可能进一步提高FDM小鼠的对比敏感度视力, 提高了对敏锐视觉环境的要求, 因此增强了对FDM的敏感性。

尽管本研究未发现D4R激动剂或D4R拮抗剂对小鼠的ERG有明显作用, 然而D4R激动剂表现出升高ERG振幅的趋势; 相反, D4R拮抗剂有降低ERG振幅的趋势。这一结果和文献报道的D4R激动剂升高明视ERG的b波振幅[19], D4R敲除小鼠的明视ERG振幅则降低[15]等结果相一致。考虑到D4R未被发现在双极细胞上有表达[35], 主要是在光感受器层上表达, 尤其是视锥细胞[17], 因此不难理解D4R主要影响了明视ERG的反应, 而b波振幅的变化来源很可能是源于视锥细胞的功能受影响后导致了电信号传递至双极细胞被放大后突显出来, 而a波振幅的变化则相对不敏感。这个结果也提示光感受器层细胞, 尤其是视锥细胞, 可能在近视的发生发展中起着重要的作用。理论上来讲, 屈光发育和眼球生长的调控不仅受视网膜局部功能的影响, 也会受视觉中枢的影响, 因此仅凭全身性干预的手段, 无法排除视网膜以外组织的DA系统对眼屈光发育及FDM的调控作用。利用视网膜组织特异性或细胞特异性敲除的手段将有利于明确D4R对小鼠正常屈光发育及FDM的作用部位。

本课题组前期的研究结果表明无论是D2R拮抗剂或是敲除D2R均能抑制小鼠的FDM[22]。可见同属于D2类受体的D2R和D4R不仅有着相同的生物学效应, 而且对近视发生发展的作用相似。尽管D4R激动剂对D4R的亲和力比D2R大400倍, D4R拮抗剂对D4R的亲和力比D2R大800倍[21], 但是由于药物的特异性问题, 单纯的药物实验仍旧无法确定D2R是否也参与了D4R对屈光发育的调控, 唯有利用D4R敲除小鼠才能进一步明确D4R对眼球屈光发育的调控作用。

综上所述, 本研究结果提示激动或拮抗D4R均对小鼠的正常屈光发育无明显作用。激动D4R能促进近视的形成, 反之, 拮抗D4R抑制小鼠FDM的发展。本研究明确多巴胺D4R对小鼠正常屈光发育及FDM的调控, 一方面为进一步明确屈光发育的机制奠定了基础, 另一方面也为近视药物干预提供了理论依据。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明

王琼思：收集数据; 参与选题、设计及资料的分析和解释; 撰写论文; 根据编辑部的修改意见进行修改。周峰、谢利琴、黄芙蓉：收集数据, 参与选题、设计及资料的分析和解释。瞿佳、周翔天：参与本研究的选题、设计, 文章的修改; 根据编辑部的修改意见进行核修

（本文编辑：吴昔昔）

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Dolgin E. The myopia boom. Nature, 2015, 519(7543): 276-278. DOI: 10.1038/519276a. [本文引用:1]
[2] Marcus MW, de Vries MM, Junoy MFG, et al. Myopia as a risk factor for open-angle glaucoma: A systematic review and meta-analysis. Ophthalmology, 2011, 118(10): 1989-1994. e2. DOI: 10.1016/j.ophtha.2011.03.012. [本文引用:1]
[3] Wu LJ, Wang YX, You QS, et al. Risk factors of myopic shift among primary school children in Beijing, China: A prospective study. Int J Med Sci, 2015, 12(8): 633-638. DOI: 10.7150/ijms.12133. [本文引用:1]
[4] Pan CW, Ramamurthy D, Saw SM. Worldwide prevalence and risk factors for myopia. Ophthalmic Physiol Opt, 2012, 32(1): 3-16. DOI: 10.1111/j.1475-1313.2011.00884.x. [本文引用:1]
[5] Vongphanit J, Mitchell P, Wang JJ. Prevalence and progression of myopic retinopathy in an older population. Ophthalmology, 2002, 109(4): 704-711. [本文引用:1]
[6] Chou SC, Yang CH, Lee CH, et al. Characteristics of primary rhegmatogenous retinal detachment in Taiwan. Eye (Lond), 2007, 21(8): 1056-1061. DOI: 10.1038/sj.eye.6702397. [本文引用:1]
[7] Saw SM, Carkeet A, Chia KS, et al. Component dependent risk factors for ocular parameters in Singapore Chinese children. Ophthalmology, 2002, 109(11): 2065-2071. [本文引用:1]
[8] 周翔天, 瞿佳. 近视机制的临床和基础研究. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2014, 16(6): 321-323. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2014.06.001. [本文引用:1]
[9] Dowling JE, Ehinger B. Synaptic organization of the dopaminergic neurons in the rabbit retina. J Comp Neurol, 1978, 180(2): 203-220. DOI: 10.1002/cne.901800202. [本文引用:1]
[10] Dowling JE, Ehinger B. The interplexiform cell system. I. Synapses of the dopaminergic neurons of the goldfish retina. Proc R Soc Lond B Biol Sci, 1978, 201(1142): 7-26. DOI: 10.1098/rspb.1978.0030. [本文引用:1]
[11] Frederick JM, Rayborn ME, Laties AM, et al. Dopaminergic neurons in the human retina. J Comp Neurol, 1982, 210(1): 65-79. DOI: 10.1002/cne.902100108. [本文引用:1]
[12] Witkovsky P. Dopamine and retinal function. Doc Ophthalmol, 2004, 108(1): 17-40. [本文引用:2]
[13] 孙文峰, 杨景雷, 周翔天. 多巴胺在近视形成中作用的研究进展. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2015, 17(6): 377-380. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2015.06.015. [本文引用:1]
[14] Feldkaemper M, Schaeffel F. An updated view on the role of dopamine in myopia. Exp Eye Res, 2013, 114(2): 106-119. DOI: 10.1016/j.exer.2013.02.007. [本文引用:2]
[15] Nir I, Harrison JM, Haque R, et al. Dysfunctional light-evoked regulation of cAMP in photoreceptors and abnormal retinal adaptation in mice lacking dopamine D4 receptors. J Neurosci, 2002, 22(6): 2063-2073. [本文引用:2]
[16] Li H, Zhang Z, Blackburn MR, et al. Adenosine and dopamine receptors coregulate photoreceptor coupling via gap junction phosphorylation in mouse retina. J Neurosci, 2013, 33(7): 3135-3150. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2807-12.2013. [本文引用:1]
[17] Cohen AI, Todd RD, Harmon S, et al. Photoreceptors of mouse retinas possess D4 receptors coupled to adenylate cyclase. Proc Natl Acad Sci USA, 1992, 89(24): 12093-12097. [本文引用:3]
[18] Kay JN, De la Huerta I, Kim IJ, et al. Retinal ganglion cells with distinct directional preferences differ in molecular identity, structure, and central projections. J Neurosci, 2011, 31(21): 7753-7762. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0907-11.2011. [本文引用:1]
[19] Jackson CR, Ruan GX, Aseem F, et al. Retinal dopamine mediates multiple dimensions of light-adapted vision. J Neurosci, 2012, 32(27): 9359-9368. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0711-12.2012. [本文引用:3]
[20] Aung MH, Park HN, Han MK, et al. Dopamine deficiency contributes to early visual dysfunction in a rodent model of type 1 diabetes. J Neurosci, 2014, 34(3): 726-736. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3483-13.2014. [本文引用:2]
[21] Ward AH, Siegwart JT, Frost MR, et al. Intravitreally-administered dopamine D2-Like (and D4), but not D1-like, receptor agonists reduce form-deprivation myopia in tree shrews. Vis Neurosci, 2017, 34 E003. DOI: 10.1017/S0952523816000195. [本文引用:3]
[22] Huang F, Yan T, Shi F, et al. Activation of dopamine D2 receptor is critical for the development of form-deprivation myopia in the C57BL/6 mouse. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2014, 55(9): 5537-5544. DOI: 10.1167/iovs.13-13211. [本文引用:3]
[23] 黄芙蓉, 颜婷婷, 熊薇薇, 等. 超长扫描深度的频域光学相干断层扫描在小鼠眼球生物学测量中的应用. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2013, 15(6): 347-353. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2013.06.008. [本文引用:1]
[24] Yan T, Xiong W, Huang F, et al. Daily injection but not continuous infusion of apomorphine inhibits form-deprivation myopia in mice. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2015, 56(4): 2475-2485. DOI: 10.1167/iovs.13-12361. [本文引用:1]
[25] Ko F, Seeman P, Sun WS, et al. Dopamine D2 receptors internalize in their low-affinity state. Neuroreport, 2002, 13(8): 1017-1020. [本文引用:1]
[26] Nowak JZ, Sek B, Schorderet M. Dark-induced supersensitivity of dopamine D-1 and D-2 receptors in rat retina. Neuroreport, 1991, 2(8): 429-432. [本文引用:1]
[27] Dong F, Zhi Z, Pan M, et al. Inhibition of experimental myopia by a dopamine agonist: different effectiveness between form deprivation and hyperopic defocus in guinea pigs. Mol Vis, 2011, 17(12): 2824-2834. [本文引用:1]
[28] Papastergiou GI, Schmid GF, Laties AM, et al. Induction of axial eye elongation and myopic refractive shift in one-year-old chickens. Vision Res, 1998, 38(12): 1883-1888. [本文引用:1]
[29] Chakraborty R, Park HN, Hanif AM, et al. ON pathway mutations increase susceptibility to form-deprivation myopia. Exp Eye Res, 2015, 137: 79-83. DOI: 10.1016/j.exer.2015.06.009. [本文引用:1]
[30] Hn P, Jabbar SB, Tan CC, et al. Visually-driven ocular growth in mice requires functional rod photoreceptors. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2014, 55(10): 6272-6279. DOI: 10.1167/iovs.14-14648. [本文引用:1]
[31] Wu XH, Li YY, Zhang PP, et al. Unaltered retinal dopamine levels in a C57BL/6 mouse model of form-deprivation myopia. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2015, 56(2): 967-977. DOI: 10.1167/iovs.13-13362. [本文引用:1]
[32] Zhou X, Pardue MT, Iuvone PM, et al. Dopamine signaling and myopia development: What are the key challenges. Prog Retin Eye Res, 2017, 61: 60-71. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2017.06.003. [本文引用:1]
[33] Pardue MT, Stone RA, Iuvone PM. Investigating mechanisms of myopia in mice. Exp Eye Res, 2013, 114 96-105. DOI: 10.1016/j.exer.2012.12.014. [本文引用:1]
[34] Prusky GT, Alam NM, Douglas RM. Enhancement of vision by monocular deprivation in adult mice. J Neurosci, 2006, 26(45): 11554-11561. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3396-06.2006. [本文引用:1]
[35] Vernier P, Legros-J N, Botteri-C V. Dopamine receptor localization in the mammalian retina. Mol Neurobiol, 1999, 19(3): 181-204. [本文引用:1]