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注意缺陷/多动障碍（attention-deficit/hyperactivity disorder，ADHD）以过度活动与冲动症状为核心特征，已被证实与脑内多巴胺系统的功能改变相关，但其具体调控机制尚未明确。福井大学的研究人员近期发现，在基因修饰的条件敲除小鼠中，表达多巴胺D2受体的细胞内N-乙基马来酰亚胺敏感因子（N-ethylmaleimide-sensitive factor，NSF，一种与多巴胺受体功能相关的蛋白）缺失后，小鼠脑内多巴胺水平下降，且出现类ADHD行为。该研究结果也为ADHD的治疗提供了潜在新策略。
该研究团队由福井大学儿童心理发育研究中心心理功能发育学部的助理教授Min-Jue Xie博士领衔，研究结果揭示了脑内结构改变介导ADHD发生的潜在机制，可为后续治疗方案开发提供依据。
“本研究属于基础研究范畴，尚无法直接转化为新型临床治疗方案，”Xie坦言，“但它为阐明多巴胺能系统功能异常介导ADHD发生的机制提供了重要线索。未来，这些发现可助力开发靶向D2受体功能及纹状体多巴胺信号通路的新型治疗策略，尤其适用于难治性ADHD的干预。”
Xie是该研究的第一作者兼通讯作者，相关论文发表于《神经精神药理学》（Neuropsychopharmacology），题为《多巴胺D2受体表达细胞中N-乙基马来酰亚胺敏感因子敲除可损害小鼠纹状体发育及多巴胺能功能，并诱导类ADHD行为》。
ADHD是一类神经发育障碍性疾病，可损害注意力、活动水平与冲动控制能力，症状多起病于儿童期，部分患者的症状可持续至成年。尽管ADHD的确切病因尚未完全阐明，学界长期以来认为其发病与脑内多巴胺系统的功能改变密切相关。多巴胺是介导脑细胞间信号通讯的神经递质，在运动调控、动机形成及行为调节过程中发挥重要作用。
尽管多巴胺相关的功能改变已被证实与ADHD相关，目前尚不清楚响应多巴胺信号的脑细胞的稳态维持机制，以及这类细胞功能异常介导ADHD相关行为发生的具体通路。这一问题对于表达多巴胺D2受体（D2R）的细胞尤为关键，该类细胞主要分布于纹状体——一个参与运动与行为控制的脑区。明确调控这类细胞正常发育与功能的分子机制，可为解析ADHD发生的生物学过程提供新视角。“尽管D2受体已得到广泛研究，调控其功能与亚细胞定位的上游机制仍不明确，”论文作者指出。
在此背景下，由Xie领衔的日本研究团队聚焦NSF在这类多巴胺相关脑细胞中的功能展开研究。NSF可调控膜融合过程，协助脑细胞释放神经递质，并介导膜蛋白的转运。“NSF功能异常已被证实与多种神经精神疾病相关：在自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）与精神分裂症患者中NSF表达下调，而在帕金森病患者中可观察到NSF聚集，”研究人员指出。
“本研究的立项依据源于既往发现NSF可能参与神经发育与神经精神疾病的发生过程，”Xie解释道，“既往已知NSF可与D2受体发生相互作用，但该相互作用的体内功能尚未阐明。由于目前认为ADHD的发生与纹状体多巴胺能功能下降及D2受体功能异常相关，我们提出假说：NSF对于维持D2受体表达神经元的稳态及多巴胺能功能具有重要作用。基于该假说我们启动了本研究。”
研究团队构建了特异性敲除D2受体表达神经元中NSF的敲除小鼠。“……我们构建了D2受体特异性Nsf条件敲除（Nsff/f; D2R-Cre）小鼠，用于在体探究NSF在D2受体表达细胞中的功能，”研究人员解释道。随后团队检测了该模型小鼠的脑发育情况、多巴胺水平及行为学表型，同时验证了调控多巴胺信号的药物是否可缓解基因修饰小鼠的行为学异常。
NSF缺失可损害大脑发育，导致D2受体表达细胞数量减少、发育早期细胞凋亡增加、纹状体体积缩小。该模型小鼠纹状体脑区的多巴胺水平也显著下降。上述结果共同表明，NSF可维持多巴胺相关细胞的稳态，支持大脑正常发育及多巴胺功能发挥。
脑结构改变的同时，小鼠出现了类ADHD行为。“Nsff/f; D2R-Cre小鼠表现出类ADHD行为，包括多动与冲动症状，”研究团队报道。与对照小鼠相比，条件敲除小鼠的多动症状更显著，且在高架平台跳下实验中表现出更多冲动样行为：7分钟实验结束时，实验组86%的小鼠发生跳下行为，而对照组仅为31%。“上述结果表明，D2受体表达细胞减少与类ADHD行为的发生同步，提示D2受体功能异常与上述行为学异常存在相关性。”
研究人员随后探究了调控多巴胺信号是否可缓解上述行为学表型。单独给予基因修饰小鼠ADHD临床常用治疗药物哌甲酯时，无法显著改善多动症状。但当哌甲酯与D2受体激动剂喹吡罗联合给药时，小鼠多动症状减轻，冲动样行为减少：7分钟实验中，敲除小鼠的跳下比例从未给药时的78%降至联合给药后的11%。“哌甲酯与D2受体激动剂喹吡罗联合给药可同时缓解两类行为学异常，提示该联合方案可作为ADHD治疗的潜在补充策略，”研究人员指出。
“本研究证实了Nsff/f; D2R-Cre小鼠模型可作为ADHD的转化研究模型，同时表明靶向D2受体功能异常的干预策略具有良好的应用前景，尤其适用于难治性ADHD的治疗。”
专业注释
- 条件敲除：特定细胞类群中靶向敲除目标基因的基因编辑技术
- 纹状体：基底核核心组成部分，参与运动、行为调控
- 难治性ADHD：经一线规范治疗后症状无显著改善的ADHD亚型