注意缺陷多动障碍关联基因蛛毒素受体基因3对斑马鱼发育早期行为

目的

初步建立注意缺陷多动障碍(attention-deficit/hyperactivitydisorder,ADHD)易患基因蛛毒素受体基因3(latrophilin-3,LPHN3)的斑马鱼幼鱼疾病模型，分析lphn3.1基因活性降低对斑马鱼行为的影响。

方法

使用标准条件下饲养的TU品系斑马鱼，单胞期显微注射lphn3.1基因的吗啡啉反义寡核苷酸(antisensemorpholinooligonucleotides,MO)，建立lphn3.1吗啡啉基因敲低组(MO组，白天n=116，夜间n=81)及其错配对照，即lphn3.1对照组(CO组，白天n=109，夜间n=79)。通过实时定量荧光聚合酶链反应(real-timequantitativepolymerasechainreaction,RT-PCR)检测MO的基因表达水平；使用斑马鱼行为轨迹跟踪系统记录受精后6d的幼鱼白天和夜间的行为，包括15min游泳的距离、游泳时间、游泳速度及游泳过程中身体活动幅度。

结果

MO组lphn3.1基因表达较CO组明显降低。白天行为学结果显示MO组较CO组游泳距离更远［(2511&plusmn;1230)mm与(1791±1156)mm，t=4.52，P<0.01]，游泳速度更快［3.67(1.38)mm/s与3.22(1.13)mm/s，Z=2.35，P=0.019]，游泳时间更长[752(320)s与556(447)s，Z=4.38，P<0.01]，大、中、小幅摆动频率更高(Z=3.81~5.37，均P<0.01)；夜间MO组较CO组游泳距离更远［709(1097)mm与336(1057)mm，Z=2.56，P=0.010]、游泳时间更长[415(525)s与166(459)s，Z=2.69，P<0.01]，大、中、小幅摆动频率更高(Z=2.37~3.01，P<0.05或P<0.01)。

结论

lphn3.1基因活性降低能引起斑马鱼幼鱼的多动冲动行为。

注意缺陷多动障碍(attention-deficit/hyperactivitydisorder，ADHD)是一种神经发育障碍性疾病，是儿童期常见的精神疾病，主要表现为注意力不集中、多动和冲动症状，患病率为5%[1]。ADHD病因复杂，基因与环境的交互作用参与ADHD的发病过程[2]。ADHD的总体遗传度为0.76，表明遗传因素在ADHD发病过程中发挥重要作用[3]。

Arcos-Burgos等[4]基于家系的连锁分析发现蛛毒素受体基因3(latrophilin-3，LPHN3)可能是ADHD的易患基因。脑影像学研究显示LPHN3基因在ADHD发病的关键脑区表达，影响神经元代谢[4]。本课题组前期的研究显示，LPHN3基因rs11131347位点对ADHD冲动症状表型有影响，提示LPHN3基因多态可能参与中国汉族人群ADHD的病理发病机制[5]。Lange等[6]敲低斑马鱼lphn3.1基因，发现基因敲低的斑马鱼幼鱼出现ADHD相关表型，同时腹侧间脑结节区多巴胺神经元减少，多巴胺神经元分布发生变化。

LPHN3编码基因位于染色体4q13.2，是一种G蛋白偶联受体，属于突触黏附分子，参与突触细胞间相互作用、轴突导向、突触形成以及突触可塑性的调控等神经活动[7,8]。斑马鱼是一种常见的小型淡水热带鱼，具有其他模式脊椎动物所不具备的体外发育、繁殖力强、基因易操纵等优势[9]，且斑马鱼与人类的生理同源性及遗传同源性较高[10]，已应用于多项神经发育障碍性疾病的易患基因功能研究[11]。我们旨在初步建立ADHD易患基因LPHN3的斑马鱼幼鱼疾病模型，分析lphn3.1基因活性降低对斑马鱼行为的影响，为今后ADHD新易患基因的功能研究奠定基础。

本研究的局限为：只在行为学层面上支持LPHN3基因是ADHD的易患基因，缺少深入的机制研究及药物干预。本研究提示lphn3.1基因活性降低的斑马鱼可能是的ADHD动物模型，因此lphn3.1基因突变斑马鱼品种有待于建立，并在此基础上深入研究ADHD发病机制，挖掘经典的多巴胺、去甲肾上腺素等神经递质系统在ADHD发病过程中的作用。