Nat子刊丨自闭症竟是儿童遗传病前兆？D1受体靶向药或成救星

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。 《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。

以硫酸乙酰肝素（HS）降解缺陷为特征的溶酶体贮积症，如ⅢA-D型粘多糖贮积症（MPS-IIIA-D）会导致儿童神经退行性病变和痴呆。然而，在出现痴呆之前，患儿会先表现出严重的类自闭症行为（ALBs），症状包括多动、刻板行为、社交互动缺陷以及睡眠障碍。

基于此，2025年1月26日意大利泰勒松遗传学与医学研究所Elvira De Leonibus研究团队在Molecular Psychiatry杂志发表了“D1 dopamine receptor antagonists as a new therapeutic strategy to treat autistic-like behaviours in lysosomal storage disorders”揭示了D1多巴胺受体拮抗剂：治疗溶酶体贮积症中类自闭症行为的一种新治疗策略。

由于缺乏针对MPS-III中ALBs发病机制的实验研究，临床医生只能采用对症治疗，如使用治疗非遗传性神经精神疾病的抗精神病药物。然而，这些药物对MPS-III的疗效有限，且会引发更多锥体外系反应，使得MPS-IIIA中的ALBs成为未满足的医疗需求，给患者及其家庭带来沉重负担。之前利用MPS-IIIA小鼠模型和细胞模型研究发现，ALBs是由于胚胎发育过程中中脑多巴胺神经元增殖增加所致。成年MPS-IIIA小鼠表现出多巴胺能受体亚型失衡，导致纹状体中D1多巴胺受体（D1R）直接通路过度刺激，而D2多巴胺受体（D2R）间接通路则下调。在本研究中，作者旨在为MPS-IIIA中ALBs的治疗提供一种基于循证医学的药理学方法。假设使用D1R拮抗剂而非D2拮抗剂来重新平衡多巴胺能受体信号传导，将实现安全有效的治疗。在MPS-IIIA小鼠模型中，利培酮和哌醋甲酯均无法改善ALBs，与同窝野生型动物相比，前者还表现出更多的僵住（类锥体外系）副作用。哌醋甲酯对神经炎症和后期出现的类痴呆行为有一定的有益作用。依考匹泮（一种已在临床上用于治疗其他神经精神疾病的D1拮抗剂）可改善ALBs、认知功能和D1过度活跃症状，且不会加重神经退行性病变体征。

图一 利培酮对幼年MPS-IIIA小鼠的急性影响

利培酮是一种具有D2受体（D2R）拮抗作用的非典型抗精神病药物，在Ⅲ型粘多糖贮积症（MPS-III）患者中引发的锥体外系反应比医源性精神疾病患者更为明显。基于作者的初步研究结果，推测利培酮仅抑制D2R而不作用于D1R，对ALBs的治疗效果甚微或无治疗效果。为验证这一假设，采用两种不同剂量（0.1和0.2 mg/kg）的利培酮对两月龄的野生型（WT）和MPS-IIIA小鼠进行腹腔注射给药，随后对其进行行为学评估。接受溶媒处理的MPS-IIIA小鼠能够完全重现ALBs。在社交新奇偏好实验中，与同龄WT对照组小鼠相比，接受溶媒处理的MPS-IIIA小鼠社交指数降低，即与非社交刺激相比，它们对社交刺激的偏好降低。在旷场实验中，它们表现出多动症状，总运动距离增加，同时出现更多包括自我梳理和直立在内的刻板行为。利培酮对ALBs有一定的改善作用，能恢复MPS-IIIA小鼠的社交指数，减少刻板行为，但在旷场实验中无明显效果，也无法减轻MPS-IIIA小鼠的多动症状。采用药物诱导的僵住反应作为衡量锥体外系副作用的指标，通过测量小鼠前肢搭在横杆上保持不动的时间（这一实验具有较高的表面效度、结构效度和预测效度，可用于识别抗精神病药物潜在的锥体外系副作用）来评估。与WT小鼠相比，利培酮使MPS-IIIA小鼠的僵住反应增加。此外，还通过对另一组小鼠进行注射给药，并评估纹状体中多巴胺和环磷腺苷调节磷蛋白-32（DARPP-32）的磷酸化水平，来测试在行为学实验中有效的最低剂量利培酮对D1R过度活跃的影响。与接受溶媒和药物处理的WT小鼠相比，接受溶媒和药物处理的MPS-IIIA小鼠纹状体中磷酸化DARPP-32水平均显著升高，而利培酮对DARPP-32的磷酸化水平无影响，表明其无法改善D1R过度活跃。WT和MPS-IIIA小鼠的DARPP-32总水平保持不变，利培酮对其也无影响。综上所述，与对照小鼠相比，利培酮治疗MPS-IIIA中的ALBs疗效有限，且会增加副作用。

图二 哌醋甲酯对MPS-IIIA小鼠类自闭症行为和类痴呆行为的长期影响

临床证据表明，多动对ⅢA型粘多糖贮积症患者的病情管理有重大负面影响。哌醋甲酯（MPH）通过抑制DA的再摄取从而提高其水平，长期使用对注意缺陷多动障碍患者具有矛盾的镇静作用，且不会引发锥体外系症状。由于MPS-IIIA中的ALBs与ADHD的行为变化相似，作者认为MPH可能也是治疗MPS-IIIA中ALBs的有效策略。因此，从2月龄开始对小鼠进行长期口服治疗，直至8月龄，并在3月龄和8月龄时对小鼠进行测试，以评估其对ALBs和类痴呆症状（DLSs）的影响。在3月龄时，MPH对MPS-IIIA小鼠的ALBs没有改善作用。实际上，与WT小鼠相比，接受溶媒处理的MPS-IIIA小鼠运动活性增加，而MPH未能改善这一情况。同样，与溶媒处理组相比，MPH未能改善MPS-IIIA小鼠过度的自我梳理和直立行为。在社交测试中，与溶媒处理组相比，接受MPH治疗的MPS-IIIA小鼠均未出现任何显著变化。有趣的是，MPH在WT小鼠中诱发了多动和更多的刻板行为。为确保MPH不会引发DLSs，还对WT和MPS-IIIA小鼠分别进行了悬挂测试和恐惧条件反射测试，以评估其神经肌肉功能和记忆功能。在3月龄时，接受溶媒处理的小鼠在这些测试中未表现出任何类型的损伤，为期1个月的MPH治疗也未引发损伤。在8月龄时DLSs出现。与8月龄的WT小鼠相比，MPS-IIIA小鼠未出现社交互动缺陷、刻板行为或多动症状，且MPH对这些症状没有影响。在这个年龄，小鼠在悬挂测试和恐惧条件反射测试中分别出现神经肌肉和记忆缺陷。MPH改善了悬挂测试中的神经肌肉功能，但在情境记忆方面未观察到有益效果。作者分析了WT和MPS-IIIA小鼠的饮水量未发现差异。据报道，8月龄的MPS-IIIA小鼠存在溶酶体功能障碍， MPH对LAMP-1或LC3比率没有影响，但略微改善了GFAP的升高。这些发现表明，MPH对治疗MPS-IIIA中的ALBs并无帮助，但可能对该疾病晚期具有特征性的神经肌肉功能和神经炎症有一些有益影响。

图三 依考匹泮对MPS-IIIA小鼠类自闭症行为和类痴呆行为的长期影响

基于依考匹泮两种急性给药剂量的实验结果，为模拟临床应用情况，作者采用与MPH相同的实验设计（从2月龄至8月龄），对小鼠进行长期口服依考匹泮治疗。有趣的是，与急性注射不同，依考匹泮一个月的长期治疗使WT小鼠的直立行为增加，即长期低剂量使用SCH-23390会使对照大鼠出现过多刻板行为，这可能是由于磷酸化多巴胺和环磷腺苷调节磷蛋白-32（phospho-DARPP-32）长期下调所致。下调该通路的D2受体激动剂也会使对照动物的刻板行为增加。在MPS-IIIA小鼠中，依考匹泮一个月的治疗改善了类自闭症行为。为了更好地识别依考匹泮对认知可能产生的副作用，在早期阶段增加了一项工作记忆测试。WT和MPS-IIIA小鼠接受了改良版的物体识别任务测试，即在学习阶段，小鼠探索6个相同的物体（6-IOT）。经过1分钟的试验间隔后，6个物体中的5个被替换为相同的复制品，其中1个被替换为新物体，对新物体的偏好被视为记忆指标（辨别指数）。3月龄时，接受溶媒处理的MPS-IIIA小鼠辨别指数已经降低，而依考匹泮治疗使其升高。此外，依考匹泮一个月的治疗并未损害神经肌肉和情境恐惧记忆表现。然而，在8月龄时，长期治疗对所有分析的行为均无重大影响，这表明依考匹泮不会加重DLSs。无论是WT小鼠还是MPS-IIIA小鼠，依考匹泮对纹状体溶酶体/自噬标记物LC3比率和溶酶体相关膜蛋白1（LAMP-1）的相对表达，以及神经胶质纤维酸性蛋白的升高均无影响。

总结

研究表明典型与非典型抗精神病药对MPS-IIIA行为症状非有效策略，而D1R拮抗剂或有益且安全。安非他明模拟实验显示抗精神病药通过抑制D1通路起效，暗示D1R是精神症状治疗靶点。研究为D1型抗精神病药在溶酶体贮积症及相关神经退行性疾病的临床应用提供依据。

文章来源

https://doi.org/10.1038/s41380-025-02904-6

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