Sci Adv | 苏建忠团队揭示视网膜色素沉着遗传结构与演化驱动力|全身性|细胞|苏建忠|表型|视网膜色素

视网膜色素沉着是眼底重要的生物学特征，其通过调控光吸收和散射，在保护视网膜免受光损伤方面发挥关键作用。人类视网膜色素在个体间存在显著差异，这种差异由黑色素的含量、类型及空间分布共同决定。然而，与皮肤和虹膜色素相比，视网膜色素的遗传基础及其演化驱动力长期以来缺乏系统性研究，主要受限于表型定量困难以及缺乏适用于大规模研究的技术手段。

2026年1月1日，温州医科大学眼视光医院/视觉健康全国重点实验室苏建忠、瞿佳团队、北京大学公共卫生学院韩西坤教授联合澳大利亚QIMR Berghofer医学研究所Stuart MacGregor在 Science Advances 杂志上发表了题为

Genome-wide association study reveals genetic architecture and evolution of human retinal pigmentation

的研究论文，系统解析了人类视网膜色素沉着的遗传结构、调控机制及演化特征。该研究为理解人类视觉系统的适应性演化及其与眼病和全身性疾病的关联提供了新的遗传学证据。

本研究首先开发了一种基于深度学习的框架DeepGRP，可利用高分辨率眼底照片对视网膜色素沉着程度进行精确、自动化的定量评估。基于该框架，研究人员在大规模人群中构建了可靠的视网膜色素表型数据，并进一步开展全基因组关联分析（GWAS）。GWAS共识别出42个与视网膜色素沉着显著相关的遗传位点，其中26个为此前未报道的新位点，性状遗传力估计为21.4%，表明该表型具有显著的多基因遗传基础。为解析这些遗传信号的潜在细胞机制，研究整合分析了人类视网膜组织的单细胞RNA-seq与ATAC-seq数据，发现视网膜色素上皮细胞和光感受器细胞是驱动视网膜色素变异的关键细胞类型。在多个候选基因中，研究鉴定出ARHGAP18为一 novel 黑色素生成调控因子，提示其在视网膜色素形成过程中可能发挥重要的调控作用。

在群体演化层面，研究发现欧洲人群中视网膜色素沉着相关基因座存在显著的多基因适应性演化信号。研究者推测，这种选择压力可能源于高纬度地区雪地对太阳光的强烈反射，较高的视网膜色素水平或有助于吸收积雪散射所致的眩光，从而提升视觉敏感度。该发现为人类视觉系统在不同光照环境下的适应性演化提供了新的遗传学证据。

此外，研究还构建了视网膜色素沉着的多基因风险评分（PRS），并系统评估了其与全身性疾病风险的关系。结果显示，较低的视网膜色素水平与近视风险显著升高相关，而与皮肤癌风险降低相关，揭示了视网膜色素在视觉发育与全身性疾病风险之间潜在的遗传权衡关系。

综上，该研究通过引入深度学习驱动的眼底影像表型量化策略，突破了视网膜色素研究中的表型瓶颈，系统揭示了其遗传结构、细胞机制及演化模式。相关发现不仅展示了人工智能方法在大规模眼科遗传学研究中的强大潜力，也为理解近视易感性群体差异、人类视觉适应性演化以及色素相关疾病的遗传机制提供了新的研究框架。

温州医科大学附属眼视光医院学术院长苏建忠教授、温州医科大学附属眼视光医院瞿佳教授、北京大学公共卫生学院韩西坤教授和澳大利亚QIMR Berghofer医学研究所Stuart MacGregor为本文共同通讯作者。温医大学附属眼视光医院副研究员袁健、助理研究员姚英豪、博士后李莎莎、博士生张玥为本文共同第一作者。

https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adw7768

制版人：十一

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（*排名不分先后）