Untersuchungen der tri-/quatroallelen Serotonintransporter-Promoter-Region (5-HTTLPR) auf Assoziation mit depressions-relevanten Phänotypen

Abstract

Die funktionale Serotonintransporter-Promoter-Region (5-HTTLPR), herkömmlich unterteilt in ein langes Allel (L), bestehend aus 16 Repeats und ein kurzes Allel (S) mit 14 Repeats einer imperfekten 20-23 bp Sequenz. Das S-Allel wurde assoziiert mit Neurotizismus und Major Depression im Zusammenhang mit der Erfahrung stressvoller Lebensereignisse. Auch eine weniger effiziente 5-HTT- Expression wurde bei Trägern des S-Allels gefunden. Die Studienlage zeigte sich jedoch in den vergangenen Jahren inkonsistent. Neuere Untersuchungen schlugen die triallele Betrachtung des Locus 5-HTTLPR durch zusätzliche Genotypisierung des funktionalen A->G SNPs rs25531 vor. Zielsetzung: 1) Genotypisierung von 5-HTTLPR und rs25531 von Probanden großer Studienkollektive. 2) Prüfung der biallelen und triallelen Assoziation zu Neurotizismus sowie der berichteten Gen x Umwelt-Interaktion, wonach homozygote Träger des S-Allels nach Erfahrung stressvoller Lebensereignisse eine erhöhte Vulnerabilität für Major Depression aufweisen. 3) 5-HTT- Expressionsanalyse an Gewebeproben der mesencephal gelegenen Kernkomplexe des Nucleus raphe dorsalis und Nucleus raphe medianus. Methoden: Für die Genotypisierung von 5-HTTLPR und rs25531 wurde eine Methode mittels PCR und RFLP etabliert. Die Expressionsanalysen erfolgten mittels Microarray- Technologie. Ergebnisse: 1796 Individuen, zugehörig zu sechs Studien, die im Rahmen dieser Arbeit untersucht wurden, konnten genotypisiert werden. Es zeigte sich eine statistisch signifikante Assoziation zwischen biallelem 5 -HTTLPR-Genotyp und Neurotizismus bei 788 Probanden (p = 0.03). Hinsichtlich der Gen x Umwelt-Interaktion ergab sich nur in der triallelen Analyse ein grenzwertig signifikanter Zusammenhang. Bei der Untersuchung des Nucleus raphe dorsalis zeigte sich bei 23 Individuen eine signifikant höhere 5-HTT- Expression bei Vorliegen des LL-Genotyps gegenüber LS- und SS-Genotyp (p=0.02 bzw. 0.005 nach linearer Regression). Schlussfolgerung: Die Diskrepanzen, die sich in der Vergangenheit in Assoziationsanalysen des Locus 5-HTTLPR mit dem Persönlichkeitsmerkmal Neurotizismus fanden, lassen sich nicht allein durch die zusätzliche Genotypisierung des funktionalen SNPs rs25531 erklären. Die Ergebnisse bestärken die Annahme, dass auch in einer für den Serotoninmetabolismus entscheidenden Hirnregion eine 5-HTTLPR abhängige 5-HTT- Expression existent ist. Dies könnte auch die hier gefundenen Zusammenhänge des 5-HTTLPR-Polymorphismus mit Neurotizismus und Major Depression verständlich machen.

The functional serotonin transporter promoter region (5-HTTLPR) was commonly subdivided into a long allele (L) with 16 repeats and a short allele (S) with 14 repeats of an imperfect 20-23bp sequence. The S-allele was associated with neuroticism and major depression after experiencing stressful life events. Moreover, a less efficient 5-HTT expression was detected in S-allele carriers. Studies to replicate these findings have shown inconsistent results in the past. Recent reports suggested considering the locus 5-HTTLPR as triallelic by additional genotyping of the functional A->G SNP rs25531. Objective: 1) Genotyping of 5-HTTLPR and rs25531 in a large study sample. 2) Testing the biallelic and triallelic association with neuroticism, as well as the reported gene x environment interaction indicating that homozygous S-allele carriers have a higher risk to develop major depressive disorder after having experienced stressful life events. 3) 5-HTT expression analysis in postmortem human midbrain samples of dorsal and median raphe nuclei. Methods: For genotyping 5-HTTLPR and rs25531, a method with PCR and RFLP was established. The expression analysis was carried out by microarray technology. Results: 1796 subjects of six studies could be genotyped. In 788 subjects, the biallelic 5-HTTLPR genotype showed a statistically significant association with neuroticisim (p=0.03). Concerning the gene x environment interaction, statistical significance could be found only in the triallelic analysis marginal. Brain samples of the dorsal raphe nucleus in 23 subjects showed a significantly higher 5-HTT expression when the LL-genotype was present compared to LS- and SS genotype (p=0.02 and p=0.005 respectively, after linear regression). Conclusion: The discrepancies in association studies of 5-HTTLPR with neuroticism cannot merely be explained by additional genotyping of the functional SNP rs25531. The results encourage the presumption that there also is a 5-HTTLPR dependent 5-HTT expression in the brain region of dorsal raphe nucleus which is involved in the serotonin metabolism. This could also explain the detected association between 5-HTTLPR and neuroticism and major depression.