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背景：Rho GDP分离抑制因子α（Rho GDP-dissociation inhibitorα,RhoGDIα），能通过Rho家族蛋白影响细胞迁移过程，然而有研究表明RhoGDIα的激活通路可能独立于Rho家族蛋白。由于缺少在活细胞内直接观测RhoGDIα活性变化的探针工具，剪切应力（Shear Stress）激活RhoGDIα的信号转导机制仍不明确。 方法：本课题基于荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,FRET)原理设计了一种基因编码的生物探针sl-RhoGDIα。这一探针结构包括RhoGDIα全长序列、switch II序列、linker序列和ECFP/Ypet荧光蛋白对。该探针能动态反映由RhoGDIα活性变化引起的与Rho家族蛋白间结合水平的改变，并且通过Kras或Lyn序列的修饰，该探针能被特异性连接到细胞膜上不同位置。当探针被转染入肿瘤Hela细胞后，利用平行平板流动腔施加不同大小的剪切应力，同时改变细胞膜流动性及细胞骨架状态，结合荧光显微镜技术实时记录RhoGDIα-Rho GTPases复合体间的结合程度；荧光图片经过计算得到ratio图片，利用自编的Matlab程序对ratio图片进行滤波、形态学处理和扣除背景等操作；沿剪切应力方向上将细胞划分为五十等份，计算每一区间中ratio平均值占整体平均值的百分比，按时间序列排列后获得RhoGDIα-Rho GTPases复合体结合水平随时间及空间变化的图像。通过统计学方法衡量上下游间的差异，即复合体结合程度的极性。 结果：实验表明，sl-RhoGDIα生物探针能准确地在活细胞中反映出RhoGDIα与Rho家族蛋白间的结合水平；在不同大小的剪切应力作用下，不同亚细胞位置上RhoGDIα与Rho家族蛋白的结合水平均呈现出不同程度的下降，并且上游下降更多；改变细胞膜流动性能显著影响RhoGDIα-Rho GTPases复合体的解离程度及极性；解聚微丝或抑制微丝收缩都能明显促进复合体的解离，而解聚微管则无显著影响；此外，抑制Src活性能降低复合体的解离并改变极性出现的部位。 结论：上述实验结果表明，本课题成功构建出在活细胞中反映RhoGDIα与Rho家族蛋白间的结合水平的FRET探针；剪切应力作用下，肿瘤Hela细胞RhoGDIα与Rho家族蛋白间的结合水平下降呈现极性分布趋势，其信号转导与细胞膜的流动性、微丝收缩及Src蛋白活性有关；剪切应力激活RhoGDIα的信号通路是相对独立的，与Rho家族蛋白的激活通路并无直接关联。