西北大学范伯格医学院的研究人员发现，有氧糖酵解——细胞将葡萄糖转化为乳酸的过程——是哺乳动物眼睛早期发育的关键。该研究发表在《自然-通讯》上，揭示了代谢物在器官形成中的直接作用。

众所周知，视网膜细胞在分化过程中会利用乳酸，但这一过程在早期眼球发育中的确切作用此前并不清楚。资深作者Guillermo Oliver博士表示，这些发现加深了对器官发育基础代谢途径的理解。

研究团队利用小鼠胚胎干细胞衍生的眼球类器官，观察到早期眼祖细胞具有高糖酵解活性并产生乳酸。当向培养的类器官中加入糖酵解抑制剂时，视泡（optic vesicle）发育停滞；而补充乳酸盐后，正常的眼球形态发生得以恢复。

通过全基因组转录组和表观遗传学分析，研究人员发现抑制糖酵解并添加乳酸盐可调节早期眼球发育所需的关键基因表达。进一步的小鼠实验表明，敲除葡萄糖转运蛋白基因Glut1或乳酸脱氢酶基因Ldha会阻止葡萄糖转运至眼形成区域，从而影响发育。

第一作者Nozomu Takata博士指出，糖酵解途径的作用与ATP无关，乳酸盐作为一种曾被视作废物的代谢物，在眼睛形态发生中发挥关键作用。这一发现可能具有更广泛的意义，其他器官的发育、再生和疾病中也可能需要这种代谢物。

参考文献：Takata, N., et al. (2023). Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-023-39672-2