注意力缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder,ADHD）又称多动综合症或多动症,是一种常见的儿童期起病、多种因素引发的复杂精神类疾病,具有遗传性和可持续性,其发病机制尚未完全明确。临床上一般认为多巴胺含量的减少是造成ADHD的最重要原因之一,然而直到目前,临床上仍然没有一个有效的分子诊断标准。另一方面,ADHD患者均伴有睡眠/觉醒障碍,其中又以有显著的睡眠相位延迟及觉醒困难症状为主。高等生物的睡眠觉醒周期与生物钟振荡周期一致,研究表明ADHD患者在起病过程中都或多或少的伴有生物节律问题,相关机制有待进一步研究。前期研究发现斑马鱼核心生物钟基因per1b突变体表现出类似人类多动、冲动和注意力不集中等行为特征,同时大脑多巴胺（dopamine,DA）含量显著下降,据此建立了第一个斑马鱼ADHD模型。本研究中,我们进一步发现小鼠Per1突变体也表现出部分ADHD表型,且Per1蛋白在中脑多巴胺神经元中特异表达并与多巴胺合成关键限速酶Th（tyrosine hydroxylase）共定位。其在中脑多巴胺神经元中更深入的调控机制未知。多巴胺能神经元的分化发育受到了一系列重要生理生化途径的调节,多个基因家族参与其中,其中Nurrl（Nuclear receptor related factor 1）是决定多巴胺神经元发育和分化的最重要的转录因子之一,对DA神经元的产生,迁移和存活都是必不可少的。在哺乳动物中Nurr1主要分布于中脑黑质（SN）和腹侧被盖区（VTA）,与多巴胺合成关键酶Th共定位,而在去甲肾上腺素NE能神经元分布区无表达,说明Nurr1是特异性调节多巴胺能神经元发育的关键因子。研究表明,小鼠Nurr1杂合突变体表现为部分ADHD表型,即多动和冲动,但注意力正常,多巴胺神经元发育也正常。Nurr1和多巴胺合成限速酶酪氨酸羟化酶Th在小鼠中脑多巴胺能神经元中共定位,而Per1也同样在多巴胺能神经元中表达,三者存在表达空间的一致性。此外,斑马鱼per1b及小鼠Per1突变体均表现为类似ADHD症状,提示我们生物节律周期可能会被作为一个ADHD的干预靶点用于临床辅助治疗。结合大量文献调研以及相关前期研究基础,我们提出了以下几个科学问题:（1）Nurr1与Per1在大脑多巴胺神经元中是否共定位并在多巴胺信号通路中共同发挥作用?其作用机制又是如何?（2）敲降Nurr1对中脑多巴胺细胞影响如何?对多巴胺系统的钟控基因的表达影响又是如何?（3）调节生物节律的相关分子化合物或生物材料能否缓解甚至恢复动物模型的ADHD表型从而起到辅助治疗的作用?为回答以上问题,本项目采用的酵母双杂交、免疫组化、染色质免疫共沉淀（ChIP）、基因敲降、ELISA等遗传学和分子生物学相关技术手段,系统研究了 Nurr1和Per1在多巴胺系统中的调节机制,研究结果如下:（1）小鼠节律基因Per1突变能引起部分类似人类ADHD症状。（2）Nurr1与Per1在中脑神经元中共定位并形成蛋白复合体共同发挥作用。（3）Nurr1/Per1蛋白复合物特异性结合在多巴胺羟化酶基因Dbh（dopamine beta-hydroxylase）启动子的E-box元件上,且在Dbh启动子结合的强弱与Per1基因的节律表达相吻合。（4）在中脑多巴胺神经细胞系MN9D中敲低Nurr1表达时,Dbh mRNA和蛋白的表达显著上调,且多巴胺神经元细胞分泌的多巴胺的量减少,同时抑制细胞的增殖。（5）设计合成一系列有机分子,最终筛选到一类5nm碳基分子聚合物,命名为VCD,可以延长斑马鱼生物节律周期约0.6小时,并能有效恢复斑马鱼ADHD模型的相关表型。本项目研究结果从节律控制角度深入阐述了 ADHD的发病机制,首次将节律调控与多巴胺神经元发育有机结合,为ADHD相关靶向药物开发、辅助干预手段的介入提供了重要的理论依据与实践基础,具有重要的理论价值和实际指导意义。