注意缺陷/多动障碍（attention-deficit/hyperactivity disorder,ADHD）在全球范围内学龄儿童的患病率约为5%,其核心特征是多动、冲动和/或注意力缺陷。然而ADHD的病因尚无定论,最常用于治疗ADHD的哌醋甲酯效果也不尽如人意,仍有1/3的患儿对该药无反应。目前主流观点认为ADHD的发生与突触间隙多巴胺浓度下降有关。哌醋甲酯的作用机制在于提高突触间隙多巴胺和去甲肾上腺素浓度。对哌醋甲酯治疗反应不佳的病人中,是否存在除多巴胺之外其他神经递质的变化尚不明确。NDRG2在哺乳动物中枢神经系统表达丰度很高,并主要表达于星形胶质细胞,但其生物学功能并不完全清楚。星形胶质细胞在中枢神经系统中的主要作用之一是再摄取突触间隙的谷氨酸。一些针对缺血性脑卒中的研究表明,NDRG2在卒中后表达上升引起星形胶质细胞活化,提示NDRG2可能与谷氨酸的兴奋性毒性损伤有关。ADHD患者出现多动冲动等行为,表明其中枢神经系统的兴奋性增高,这种兴奋性的增高是否与中枢神经系统兴奋性神经递质谷氨酸有关?因此,本课题旨在揭示NDRG2在ADHD发生发展中的作用和机制,揭示除多巴胺假说外新的ADHD致病机制。有助于增加我们对ADHD的认识,并为寻找基于NDRG2的ADHD治疗药物或者干预措施奠定理论基础。第一部分Ndrg2^-/-小鼠表现出自主活动增加、注意缺陷、冲动增加的ADHD样症状目的:探索Ndrg2^-/-小鼠是否具有ADHD的全部行为学特征,能否成为新的ADHD实验动物模型。方法:采用旷场实验检测不同月龄的Ndrg2^-/-（KO）小鼠与同窝野生型（WT）小鼠自主活动的差异;采用步态和肌力实验检测KO小鼠与WT小鼠肌肉力量及协调性的差异;采用小鼠五孔视觉注意力实验检测KO小鼠与WT小鼠在注意力及冲动行为的差异;新事物识别实验检测KO小鼠与WT小鼠相比短期和长期记忆的差异,以证实Ndrg2^-/-小鼠具备ADHD的全部行为学特征,是否可作为ADHD新的实验动物模型。结果:旷场实验证实,2月龄KO小鼠与WT小鼠相比,自主活动（运动总距离、穿格次数、运动速度）明显增加（P<0.01）,8月龄和12月龄的KO小鼠与WT小鼠相比自主活动情况无明显差异,符合临床上ADHD具有自愈性的特点;五孔视觉注意力实验证实,2月龄KO小鼠与WT小鼠相比,注意力存在缺陷（P<0.01）,冲动行为增加（P<0.05）;新事物识别实验证实,KO小鼠与WT小鼠相比,短期和长期记忆受损（短期记忆P<0.01;长期记忆P<0.05）。结论:Ndrg2^-/-小鼠表现出ADHD的全部行为学特征,可作为ADHD新的实验动物模型。第二部分NDRG2敲除导致细胞间隙谷氨酸蓄积及神经兴奋性传导增加目的:研究NDRG2敲除对脑电图、中枢神经系统中神经递质含量及神经元放电造成的影响。方法:通过脑电波分析、微透析采集脑组织间液中检测神经递质含量和电生理的方法,检测KO小鼠与WT小鼠在脑电波、中枢神经系统中神经递质含量和神经元放电情况的差异,明确NDRG2敲除后对神经递质和神经元兴奋性的影响。结果:KO小鼠与WT小鼠相比表现出更多的Theta脑电波（P<0.05）;脑组织间液中的兴奋性神经递质谷氨酸浓度明显增高（P<0.01）;KO小鼠海马区谷氨酸能锥体神经元表现出增高的自发性兴奋性突触后电流（P<0.01）。结论:NDRG2敲除导致突触间隙谷氨酸蓄积及神经兴奋性传导增加。第三部分NDRG2缺失导致星形胶质细胞再摄取谷氨酸障碍的分子机制目的:探索NDRG2在谷氨酸再摄取过程中的作用。方法:通过免疫印迹、免疫共沉淀的方法,检测KO小鼠与WT小鼠脑内谷氨酸再摄取相关蛋白（EAAT1、EAAT2和ATPaseβ1）及谷氨酸受体（NR1、NR2A、NR2B及GluR1、GluR2、GluR3）的变化情况,明确NDRG2在谷氨酸再摄取过程中发挥作用的分子机制。结果:细胞和动物实验结果均表明,NDRG2敲除后星形胶质细胞膜表面谷氨酸再摄取相关蛋白（EAAT1、EAAT2和ATPaseβ1）表达减少（P<0.01）;免疫印迹结果表明KO小鼠与WT小鼠海马区谷氨酸受体表达水平无变化;通过免疫共沉淀实验发现NDRG2-ATPaseβ1-EAAT1/2存在相互作用,可形成潜在的分子复合体,以实现对谷氨酸的再摄取。结论:NDRG2敲除后导致NDRG2-ATPaseβ1-EAAT1/2分子复合体功能障碍,从而使星形胶质细胞膜表面的EAAT1/2对谷氨酸的再摄取出现障碍,造成突触间隙谷氨酸蓄积。第四部分NDRG2（aa 141-160）可恢复星形胶质细胞对谷氨酸的再摄取并改善Ndrg2^-/-小鼠ADHD样表型目的:筛选NDRG2与ATPaseβ1相互作用的关键肽段,连接TAT穿膜肽段后,观察Ndrg2-/-小鼠谷氨酸再摄取过程和ADHD样行为能否被纠正。方法:采用免疫共沉淀、免疫印迹的方法,筛选出NDRG2与ATPaseβ1相互作用的关键肽段,连接TAT穿膜肽段后,在细胞和动物水平验证TAT-NDRG2（aa 141-160）具备进入细胞的能力;分别在细胞和动物水平检测TAT-NDRG2（aa 141-160）对星形胶质细胞再摄取谷氨酸的影响;通过行为学实验,研究TAT-NDRG2（aa 141-160）对Ndrg2^-/-小鼠多动、注意力缺陷、冲动增加的ADHD样表现的治疗效果。结果:我们发现NDRG2（aa 141-160）是NDRG2与ATPaseβ1相互作用的关键肽段;TAT-NDRG2（aa 141-160）具备穿透血脑屏障进入细胞的能力;TAT-NDRG2（aa 141-160）可恢复培养的星形胶质细胞对谷氨酸的再摄取,可降低KO小鼠脑内谷氨酸的浓度;TAT-NDRG2（aa 141-160）可改善Ndrg2^-/-小鼠多动、注意力缺陷、冲动增加的ADHD样表现。结论:NDRG2肽段可恢复星形胶质细胞对谷氨酸的再摄取并改善Ndrg2^-/-小鼠ADHD样表型。第五部分NDRG2基因的一个SNP与ADHD发病风险相关目的:探索NDRG2基因与临床ADHD患者关系。方法:本部分的临床试验,提取两个独立队列的外周血基因组,进行SNP分析。共计151名ADHD患者和162名健康对照,其中在第一个队列研究包括70名ADHD患者和82名健康对照,第二个队列包括81名ADHD患者和80名健康对照。报告基因活性检测SNP位点荧光素酶活性;实时定量PCR检测纯和型（CC）病人和纯合型（CC）健康对照相比,杂合型（CT）病人外周血NDRG2 mRNA表达情况。结果:SNP rs1998848与ADHD易感性相关。与rs1998848纯合型（CC）人群相比,杂合型（CT）人群与ADHD发病风险显著增高。两个独立的队列研究结果显示杂合型的ADHD发病风险分别是纯合型的6.3倍和8.1倍。报告基因实验结果表明纯合型（CC）rs1998848荧光素酶活性比杂合型（CT）rs1998848高2-3倍。实时定量PCR实验结果表明,与纯合型（CC）病人和纯合型（CC）健康对照相比,杂合型（CT）病人外周血NDRG2 mRNA表达水平明显降低。结论:NDRG2基因的一个SNP与ADHD发病风险显著相关。