视网膜色素变性(Retinitis pigmentosa,RP)是视网膜上感光细胞逐渐变性凋亡,同时伴随着视网膜色素上皮细胞功能障碍,造成夜盲,渐进性视野缺失,最终导致失明的一种遗传性视网膜疾病。已有研究资料表明,视网膜感光细胞相关的基因出现异常会导致视网膜色素变性,视紫红质(Rhodopsin,RHO)和一些其他膜蛋白是感光细胞进行光信号转导的重要成分,其运输异常是视网膜色素变性一个重要的致病原因。最近的研究表明,Rab GTPase参与调节感光细胞内膜蛋白的运输,如Rhodopsin的运输;而GDI2蛋白作为Rab GTPase活性关键的调节因子之一,可能会参与感光细胞内膜蛋白的运输过程。因此,研究GDI2在感光细胞中调节膜蛋白运输的作用对促进理解视网膜色素变性机理具有的重要意义。本课题利用Cre/Loxp重组系统获得在视网膜组织特异敲除GDI2基因的小鼠,用于研究GDI2在视网膜中功能采用视网膜电图检测视网膜功能是否受到影响及影响程度;应用免疫组化及共聚焦显微成像技术观察视网膜结构特性包括:视网膜形态、特定蛋白的表达量与分布是否变化及其相互关系;通过Western blot对视网膜中GDI2与Rhodopsin及其他膜蛋白的表达进行定性定量分析。通过这些实验确定GDI2是否参与感光细胞内膜蛋白的运输及其在运输过程中所起的作用。实验结果显示,与对照组野生型小鼠相比,GDI2条件性敲除小鼠在P30时,视网膜形态开始变化,外核层开始变薄;且敲除小鼠在暗视野下,ERG反应性降低,但在亮视野条件下的ERG反应没有明显的改变,表明视杆细胞数量有所减少或功能异常;同时,通过实验发现GDI2基因敲除会导致小鼠视网膜外核层内高尔基体分布异常,在外核层存在异常定位;在蛋白水平上,对视网膜膜蛋白进行定量的蛋白分析和定性的蛋白定位,发现敲除小鼠的Rhodopsin水平显著上调,在感光细胞外节段表达增加。据以上实验结果得出结论:GDI2对部分膜蛋白的运输并非至关重要,对大多数膜蛋白的运输不是必需的。GDI2参与Rhodopsin蛋白运输的调控,可能是通过高尔基体起调节作用;GDI2缺失会促进Rhodopsin运输到视杆细胞外节段;视杆细胞外节段过多的Rhodopsin使视杆细胞功能异常最终导致视网膜变性。Rhodopsin的运输异常可能是由于GDI2缺失导致高尔基体形态形态和功能异常所致,具体机制还有待进一步研究。