2026年7月13日，中南大学生命科学学院李家大/邓穗馨团队以“Increased activity of DRD1-MSNs in dorsolateral striatum underlies Cry1Δ11 mutation-induced repetitive behaviors”为题，在国际期刊《Translational Psychiatry》在线发表研究论文。临床上重复刻板行为常被视作自闭症、强迫症核心症状，同时大量 ADHD 患者伴随同类表现，且 ADHD 人群普遍存在昼夜节律紊乱，但节律异常与刻板行为之间的分子脑轴机制长期缺乏完整实验证据；该团队前期已证实 Cry1Δ11 生物钟突变会造成小鼠腹侧纹状体 DRD1 信号亢进，诱发多动、冲动等 ADHD 典型表型，却无法解释模型小鼠的重复刻板行为。本研究以Cry1Δ11基因敲入小鼠为核心研究对象，整合行为学、分子染色、离体电生理、在体光纤钙成像、化学遗传操控、药理学干预多维度实验体系，完整解析昼夜节律 - 背外侧纹状体多巴胺 DRD1调控脑轴，证实Cry1Δ11突变会破坏 CRY1 蛋白对 Gαs 的抑制功能，特异性升高背外侧纹状体 DRD1 阳性中型多棘神经元内在兴奋性，进而诱发小鼠过度舔毛、刻板站立两类重复行为；研究通过双向细胞操控明确 DRD1-MSNs 是异常舔毛发生的必要且充分条件，DRD1 受体拮抗剂 SCH23390 可同步修复神经元亢进、完全逆转刻板行为。该研究首次搭建起生物钟基因突变介导 ADHD 共病重复行为的完整病理链条，划分纹状体腹侧、背外侧亚区差异化致病功能，提出 DRD1 受体作为跨诊断治疗靶点，为节律紊乱相关神经发育障碍的机制解析与转化干预提供全新实验依据。

1.1 实验动物构建与饲养

采用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建Cry1Δ11敲入突变小鼠，野生型（WT）同窝小鼠作为空白对照；将DRD1-Cre工具小鼠与突变小鼠杂交，获得可实现 DRD1 神经元特异性标记、操控的实验鼠。所有实验选用 8–12 周雄性小鼠，统一标准化饲养环境，全部行为实验固定在昼夜周期 ZT14–16 小鼠活跃时段开展，规避昼夜节律对行为结果的干扰。

1.2 行为学检测体系

采用透明圆筒行为范式观测三类典型重复行为，全程录像后由不知情实验人员盲法统计行为时长；药物干预实验分为化学遗传激动剂 CNO、DRD1 选择性阻断剂 SCH23390 两类，均通过腹腔注射给药，给药 30 分钟后开展行为检测，对比给药前后行为变化。

1.3 分子蛋白检测技术

一是免疫荧光双标染色，对背外侧纹状体脑组织切片同步标记神经元激活标志物 c-Fos 与 DRD1 受体，通过共定位荧光信号量化兴奋的 DRD1 阳性神经元数量；二是 Western blot 蛋白免疫印迹，提取纹状体组织总蛋白，检测 c-Fos、磷酸化 CREB（p-CREB）两种 DRD1 通路活性标志物的表达水平。

1.4 离体全细胞膜片钳电生理

向黑质网状部（SNr）注射逆行荧光微球，特异性标记背外侧纹状体投射至 SNr 的 DRD1-MSNs；制备 300μm 厚度脑切片后，通过全细胞膜片钳记录神经元静息膜电位、输入电阻、放电频率曲线，同时记录微小兴奋性突触电流（mEPSC）、微小抑制性突触电流（mIPSC），区分神经元内在兴奋性与突触输入的影响。

1.5 在体光纤钙成像技术

借助立体定位手术向背外侧纹状体注射 Cre 依赖型钙指示剂病毒 GCaMP6s，植入光纤导管；待病毒充分表达后，同步采集小鼠自发刻板行为与 DRD1-MSNs 钙荧光信号，以曲线下面积（AUC）量化神经元活动强度，对比不同行为状态下细胞激活水平差异。

1.6 化学遗传 DREADD 双向细胞操控

立体定位向双侧背外侧纹状体注射两种 Cre 依赖病毒：抑制型 hM4D (Gi) 用于沉默 DRD1-MSNs，兴奋型 hM3D (Gq) 用于激活 DRD1-MSNs；病毒注射三周后注射 CNO 药物，分别验证神经元活动对刻板行为的必要性与充分性。

1.7 药理学干预验证

离体层面，向脑片灌流 DRD1 拮抗剂 SCH23390，观测神经元电生理特征的修复效果；活体层面，对突变小鼠腹腔注射 SCH23390，检测刻板行为是否恢复至正常水平。

1.8 统计学分析方案

根据数据分布特征选择对应统计检验方法，正态分布数据采用 t 检验、双因素方差分析，非正态数据采用秩和检验、KS 检验，以 P<0.05 作为统计学差异判定标准，全部实验数据以均值 ± 标准误形式呈现。

2.2 分子水平验证：突变鼠背外侧纹状体 DRD1 信号通路持续性亢进

免疫荧光染色结果显示，Cry1Δ11小鼠背外侧纹状体内同时表达 c-Fos 与 DRD1 的神经元数量大幅上升，仅表达 DRD2 受体的神经元激活水平无组间差异；Western blot 蛋白定量结果同步证实，突变鼠纹状体组织中 c-Fos、通路下游 p-CREB 蛋白表达显著上调。综合两类分子实验结论：Cry1Δ11突变仅造成 DRD1 阳性神经元信号通路过度激活，DRD2 神经元不受突变影响。

2.3 单细胞电生理表征：DRD1-MSNs 内在兴奋性自发升高

通过逆行荧光微球精准标记直接通路 DRD1-MSNs 后开展离体电生理记录，结果显示：突变小鼠 DRD1-MSNs 静息膜电位更偏向去极化状态，神经元发放动作电位的阈值更低；但两组小鼠的输入电阻、放电频率曲线、兴奋性 / 抑制性微小突触电流均无明显差异。该结果说明，DRD1-MSNs 过度兴奋并非上游突触输入信号变化导致，而是细胞内部 DRD1 信号紊乱带来的固有兴奋性提升。

2.4 在体钙成像观测：刻板舔毛行为伴随 DRD1-MSNs 病理性高活性

光纤钙成像同步记录小鼠行为与神经元钙信号，得到两层核心结论：第一，无论野生型还是突变小鼠，执行自我舔毛动作时，背外侧纹状体 DRD1-MSNs 钙信号强度显著高于刻板站立行为，说明该类神经元优先参与调控舔毛行为；第二，同等行为状态下，Cry1Δ11突变小鼠的神经元钙信号峰值整体高于野生小鼠，细胞活动存在病理性放大特征。

2.5 化学遗传双向操控：明确 DRD1-MSNs 与异常舔毛的因果关系

实验分为抑制、激活两组独立操控，分别验证神经元的必要性与充分性：

1.抑制实验（必要性验证）：向突变小鼠 DRD1-MSNs 表达抑制型病毒，注射 CNO 沉默神经元后，小鼠过度舔毛行为完全恢复至野生型水平，刻板站立、刨垫料行为无显著变化；

2.激活实验（充分性验证）：向野生小鼠 DRD1-MSNs 表达兴奋型病毒，注射 CNO 人为激活神经元后，正常小鼠直接出现过量舔毛，站立、刨土行为不受影响。 综合两组操控结果得出结论：背外侧纹状体 DRD1-MSNs 是介导异常舔毛的核心细胞单元，刻板站立行为不直接依赖该群神经元，由全脑环路间接调控。

2.6 药理学干预验证：DRD1 受体阻断可完全逆转全部病理异常

离体脑片给药实验显示，DRD1 拮抗剂 SCH23390 能够修复突变神经元异常去极化的静息膜电位，消除细胞层面的过度兴奋特征；活体腹腔给药实验进一步证实，系统性阻断 DRD1 受体后，Cry1Δ11小鼠过度舔毛、刻板站立两类异常行为均可完全恢复至野生型标准。该结果证明，模型中全部神经元、行为层面的病理改变，均完全依赖 DRD1 信号通路过度激活。

3.1 机制创新：首次完整串联 “生物钟基因 - 纹状体多巴胺通路 - 重复刻板行为” 调控轴

过往研究仅零散报道昼夜节律紊乱、DRD1 通路异常、重复行为三者独立存在，无实验体系证实三者存在线性因果关联。本文证实核心生物钟基因Cry1具备双重功能，既参与昼夜节律转录调控，又能直接调控纹状体多巴胺信号；单一基因突变可同步诱发 ADHD 多动与重复刻板两类共病症状，打通节律障碍与神经发育疾病共病的分子通路，填补领域机制空白。

3.2 脑区分工创新：拆分同一突变在纹状体不同亚区的差异化病理功能

团队前期研究证实腹侧纹状体伏隔核 DRD1 通路调控冲动、多动，本文进一步界定背外侧纹状体 DRD1 通路专一介导重复刻板行为，清晰区分同一遗传损伤在纹状体不同亚区的独立致病功能，完善纹状体分区功能理论，为精神疾病分症状脑区机制研究提供范式。

3.3 因果论证创新：多模态证据链区分不同刻板行为的神经调控层级

文章整合分子染色、离体电生理、活体钙成像、化学遗传双向操控、药物干预五层递进式实验，从相关性观测推进至严格因果验证；同时区分两类刻板行为的调控逻辑：舔毛由 DRD1-MSNs 直接驱动，站立依赖全脑环路间接调控，打破 “所有重复行为共享同一神经环路” 的片面认知。

3.4 模型创新：构建贴合人类临床突变的 ADHD 重复行为动物模型

本研究采用与人类晚发性睡眠相位障碍、ADHD 患者同源的Cry1Δ11敲入小鼠，区别于传统化学、手术造模动物，遗传背景高度贴合真实患者，为节律紊乱合并神经发育障碍的转化医学研究提供稳定、可靠的工具动物。

3.5 临床转化创新：提出跨诊断 DRD1 靶向治疗新靶点

现有 ADHD 临床药物仅能改善多动、冲动，无法针对性缓解合并的重复刻板症状；本文证实 DRD1 选择性拮抗剂可同步修复神经元亢进与刻板行为，该靶点同样适用于自闭症、强迫症等存在重复行为的神经精神疾病，具备跨疾病治疗潜力。