视网膜色素变性（retinitis pigmentosa，RP）是遗传性视觉损伤和失明最主要的原因之一，主要特征为感光细胞的退行性死亡。典型的RP病人通常在青少年时期出现夜盲，逐渐加重形成管状视野，并可进一步导致视锥视杆细胞严重损伤而失明。　　CERKL是2004年被克隆的一个重要的RP/CRD（cone-rod dystrophy）致病基因，目前已有12个CERKL突变被报道。CERKL突变引起严重的视网膜退化现象，包括早期的视网膜视杆视锥细胞受累，逐渐导致内层视网膜细胞死亡。CERKL基因包含13个外显子，编码532个氨基酸，CERKL蛋白与CERK蛋白序列同源，主要含有一个N端的PH结构域，中间的ATP结合结构域与二酰甘油激酶DAGK结构域。尽管对其进行了多方面的研究，迄今为止，CERKL的生理学与病理学功能及其突变引起视网膜色素变性的分子机制尚不清楚，建立合适的动物模型对于研究该基因功能显得尤为重要。　　斑马鱼作为研究视网膜疾病的动物模型具有其独特的优势，在眼睛的发育、解剖学结构以及感光细胞构成等方面与人类非常相似。在进化上，CERKL高度保守，斑马鱼CERKL蛋白与人类具有65％的同源性。为研究CERKL突变引起RP的分子病理机制，我们应用TALEN技术成功获得了CERKL基因敲除斑马鱼品系。对5-7dpf斑马鱼进行ERG检测，发现CERKL-/-斑马鱼中b波振幅下降约30%，表明CERKL-/-斑马鱼在早期即出现视觉损伤。组织学对不同时期斑马鱼进行研究，发现在2个月时，感光细胞外节开始出现排布紊乱现象；在3-12个月时，CERKL-/-斑马鱼中感光细胞外节呈现逐渐变短的趋势，最终严重退化；12个月斑马鱼视网膜外核层显著变薄，感光细胞出现凋亡现象。通过对不同时期WT与CERKL-/-斑马鱼中视锥与视杆进行研究，发现视杆细胞外节在3个月时即表现出明显的变短趋势，而视锥外节变短主要出现于7个月之后。这一表型表明CERKL突变导致斑马鱼呈现视杆-视锥退化（Rod-cone dystrophy）表型。　　为进一步确定CERKL在斑马鱼视网膜发育过程中的生理功能，我们检测斑马鱼不同发育时期，视杆视锥细胞光转导通路相关蛋白的表达情况。免疫印迹检测发现，在2个月时，CERKL-/-斑马鱼中视杆细胞光转导通路相关蛋白Rhodopsin,GRK1,GNAT1与GNB1表达显著下降，但是视锥细胞光转导通路相关蛋白GNB3与GCAP1表达没有明显变化，进一步提示CERKL-/-斑马鱼视杆细胞先于视锥细胞退化。　　对3个月与5个月的斑马鱼应用透射电镜进行检测，发现在CERKL-/-斑马鱼中，大量感光细胞外节脱落，并且积累了大量空泡状膜结构，堆积在RPE下方，其中脱落的外节大部分为视杆细胞外节。初步显示CERKL可能在感光细胞外节被RPE吞噬过程中起重要作用；CERKL突变导致感光细胞外节吞噬缺陷，最终导致感光细胞退化。　　RPE的吞噬过程包含感光细胞外节识别与结合，内吞以及消化3个阶段，每个阶段都涉及多种分子参与。为探索CERKL-/-斑马鱼中RPE的吞噬机制，我们通过qRT-PCR的方法检测1个月WT与CERKL-/-斑马鱼眼睛中参与RPE吞噬途径中几种重要分子的mRNA的表达水平，发现在这几种分子中只有MERTK的表达显著下降。这一结果表明CERKL可能通过调控MERTK参与RPE的吞噬途径。进一步研究发现在1个月与3个月CERKL-/-斑马鱼中，MERTK的蛋白水平分别下降至77%与64%。而在ARPE19细胞中用siRNA干扰CERKL的表达，发现MERTK的mRNA与蛋白水平均显著下调，ARPE19细胞吞噬感光细胞外节的能力也显著降低。　　综上所述，我们成功构建了斑马鱼CERKL基因敲除模型，此模型呈现显著的视杆-视锥营养不良，而不是视锥-视杆营养不良表型。敲除CERKL显著下调早期斑马鱼视杆细胞中光转导通路相关蛋白的表达。CERKL突变通过影响MERTK的表达导致RPE吞噬功能缺陷。我们的研究阐明了CERKL在视网膜发育过程中的生理功能及其突变引起视网膜变性的新的病理机制，为视网膜变性的有效预防和治疗奠定了理论基础。