目的:视网膜色素变性是人类遗传性失明的主要原因,其病理机制尚不清楚,目前还缺乏有效的治疗手段。本研究的目的旨在通过动物模型理解基因突变引起视网膜变性的病理过程和分子机制,为临床上预防和治疗这类疾病创造条件。方法:应用TALEN技术敲除视网膜变性特异的致病基因,通过杂交得到纯合突变的斑马鱼品系。应用HE组织染色和免疫荧光,以及电镜技术,观察基因突变后视网膜组织结构的变化和视网膜变性发病的病理过程。应用real—time PCR、免疫荧光和Western Blot分析相关基因和关键蛋白表达和正确运输的变化。应用TUNEL分析视网膜视锥和视杆细胞的凋亡情况。应用ITRAQ分析基因突变后视网膜蛋白的改变以及变化趋势,综合分析RP2和CERKL基因的功能,突变引起视网膜变性的病理过程和分子机制。结果:成功敲除了视网膜变性基因RP2和CERKL,获得这两个基因纯合突变的斑马鱼动物模型。观察了基因突变引起视网膜变性的细胞、组织、生理学和病理学基础,发现RP2突变可特异地影响视杆细胞光转导蛋白的表达;CERKL缺陷可累积视网膜组织中的ROS,其毒副作用引起感光细胞凋亡;电镜结果提示,CERKL缺陷还可导致感光细胞外节的吞噬缺陷。上述结果揭示了这两个基因突变引起视网膜变性的新的病理机制。结论:鉴于人体作为遗传病研究材料存在固有的缺陷,研究者无法直接观察遗传病发病的发生发展过程,应用动物模型可以很好地克服这一缺陷。近年来兴起的TALEN技术为动物模型的制备开辟了广阔的应用前景。斑马鱼和人类的视网膜具有同样的功能,感光细胞的结构和组成较小鼠更为类似。我们在国内外首次构建了视网膜变性两个基因缺陷的斑马鱼模型,通过观察这两个基因突变引起遗传病的细胞和组织学病理过程,揭示了它们突变导致视网膜变性的分子机制。这两个动物模型的获得,为视网膜变性这类重要遗传病的临床预防和治疗研究打下了良好的基础。