Med23 基因缺陷与多动症：大脑发育异常的新发现

《Neuropsychopharmacology》：Central Med23 deficiency leads to malformation of dentate gyrus and ADHD-like behaviors in mice

为探究 ADHD 病因，研究人员构建 Med23 条件敲除小鼠模型，发现 Med23 缺陷致 DG 畸形及 ADHD 样行为。

　　

研究背景：多动症谜团待解

在神经精神领域，注意力缺陷多动障碍（ADHD）是一种常见的精神疾病，全球患病率约为 5%。它就像一个神秘的 “小恶魔”，影响着孩子们的学习和社交生活，让他们难以集中注意力、过度活跃且冲动。ADHD 具有高度遗传性，遗传因素在其发病机制中起着关键作用。大脑成像研究发现，ADHD 患者的大脑结构和功能存在差异，尤其是海马体，这一区域与学习、记忆和感觉运动整合密切相关，但其在 ADHD 发病中的具体作用尚不清楚。

Med23 作为中介复合物的亚基，在基因表达调控中扮演着重要角色。临床遗传证据表明，Med23 突变或表达下调与智力障碍、癫痫和小头畸形等脑部疾病有关，且 ADHD 患者全血中 Med23 RNA 水平显著降低。然而，Med23 在大脑发育和相关行为后果中的生物学作用，在动物模型中尚未得到深入探究。

为了揭开 ADHD 的神秘面纱，探寻 Med23 与大脑发育及 ADHD 之间的关系，复旦大学等机构的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Neuropsychopharmacology》上。

研究方法：打造小鼠模型探寻真相

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过将 Med23^flox/flox小鼠与 Emx1-Cre 小鼠杂交，构建了 Med23 条件敲除（Med23 CKO）小鼠模型，该模型在胚胎期大脑皮层和海马体中删除了 Med23 基因。随后，利用组织学染色技术，如 Nissl 染色、免疫组化染色和 Golgi 染色，观察小鼠大脑结构和细胞形态的变化。通过 Western blot 和 RT-qPCR 技术检测 Med23 基因的表达水平。此外，还对成年小鼠进行了一系列行为学测试，包括开放场测试、Y 迷宫测试、基于物体的注意力测试、悬崖回避反应测试、低率差强化测试和前脉冲抑制测试等，以评估小鼠的行为表型。在药物干预实验中，使用了治疗 ADHD 的常用药物甲基苯丙胺（MPH），并通过体外膜片钳记录技术研究药物对突触可塑性的影响。

研究结果：基因缺陷引发连锁反应

1. Med23 缺失导致齿状回严重发育不全：研究发现，Med23 CKO 小鼠能够存活至成年且无明显大体异常。通过 Nissl 染色和免疫组化分析，发现 Med23 CKO 小鼠的大脑体积略小于对照组，齿状回（DG）区域几乎不可见，而海马体的 CA1 - 3 区域保持完整。进一步量化分析表明，Med23 CKO 小鼠的 DG 区域 Ctip2 阳性面积、细胞数量和叶片长度均显著减少，这表明 Med23 基因的缺失影响了大脑发育，尤其是 DG 的形态发生。
2. DG 中树突树畸形：Golgi 染色结果显示，与对照组相比，Med23 CKO 小鼠 DG 颗粒细胞的树突排列紊乱，长度缩短，复杂性降低，分支减少。同时，树突棘密度显著下降，蘑菇形棘的比例减少，而薄形和丝状棘的比例增加，这表明 Med23 缺失严重影响了 DG 颗粒细胞的树突和棘的形态。
3. Med23 CKO 小鼠表现出 ADHD 样行为：行为学测试结果表明，Med23 CKO 小鼠在开放场测试中表现出高水平的运动活性，包括总行程、每 10 分钟行程、移动时间和平均速度均显著增加，呈现出多动表型。在 Y 迷宫测试中，Med23 CKO 小鼠的自发交替行为得分较低，表明其工作记忆和注意力受损。在基于物体的注意力测试中，Med23 CKO 小鼠的识别指数降低，反映出其注意力不集中。此外，Med23 CKO 小鼠在悬崖回避反应测试和低率差强化测试中表现出冲动行为，在前脉冲抑制测试中表现出感觉运动门控受损。综合这些结果，Med23 CKO 小鼠表现出典型的 ADHD 样行为。
4. MPH 缓解 ADHD 样行为：MPH 是治疗 ADHD 的一线药物。研究发现，给予 Med23 CKO 小鼠 MPH 后，其在开放场测试中的多动行为得到显著改善，总行程、移动时间和速度均降低。在 Y 迷宫测试中，MPH 提高了 Med23 CKO 小鼠的工作记忆能力，表现为自发交替行为得分增加。MPH 还改善了 Med23 CKO 小鼠在基于物体的注意力测试中的表现，提高了识别指数，同时也改善了其在悬崖回避反应测试中的冲动行为和前脉冲抑制测试中的感觉运动门控能力。
5. MPH 拯救 DG 棘生成：长期给予 Med23 CKO 小鼠 MPH 2 周后，发现 DG 颗粒细胞的棘密度显著增加，且 4 种棘类型的组成恢复到对照组水平，这表明慢性 MPH 治疗能够增强 Med23 缺陷颗粒细胞的神经可塑性，恢复因 Med23 缺失导致的棘形成缺陷。
6. Med23 CKO 小鼠 DG 的突触可塑性受损：通过体外膜片钳记录技术，研究人员发现，Med23 CKO 小鼠 DG 区域的短期突触可塑性存在缺陷，表现为配对脉冲比率（PPR）显著增加。给予 MPH 后，Med23 CKO 小鼠的 PPR 缺陷得到部分恢复，但不能恢复到对照组水平。进一步研究发现，MPH 对 DG 突触可塑性的恢复作用至少部分通过 N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体（NMDA 受体）介导，因为给予 NMDA 受体拮抗剂 MK801 后，MPH 对 PPR 的改善作用被阻断。

研究结论与意义：解锁 ADHD 新机制

本研究表明，Med23 CKO 小鼠出现严重的 DG 发育不全，伴有颗粒细胞树突和棘的畸形以及短期突触可塑性缺陷。同时，Med23 CKO 小鼠表现出 ADHD 样行为，包括多动、注意力不集中、冲动、工作记忆和感觉运动门控受损。MPH 能够改善 Med23 CKO 小鼠的这些异常，提示 DG 畸形可能与 ADHD 的病因和病理相关。

Med23 CKO 小鼠可作为研究 ADHD 样行为和相关脑部疾病的新型动物模型，具有构建、表面和预测效度。该研究揭示了 Med23 在 DG 形态发生和 ADHD 发病机制中的关键作用，为深入理解 ADHD 的潜在遗传和病理基础提供了有价值的信息，有助于开发新的治疗策略。然而，研究也存在局限性，如未探讨皮质和 CA1 区域中 Med23 失活的潜在贡献，且 ADHD 的发病机制涉及多个脑区，MPH 的治疗效果可能还通过影响其他结构实现，未来需要进一步研究以拓展对 Med23 参与 ADHD 发病机制的理解。