Варијанте гена рецептора допамина д1 и постсинаптичке густине повезане су са злоупотребом опијата и нивоом стријаталне експресије | молекуларна психијатрија

Варијанте гена рецептора допамина д1 и постсинаптичке густине повезане су са злоупотребом опијата и нивоом стријаталне експресије | молекуларна психијатрија

Anonim

Субјекти

  • Овисност
  • Генетика болести
  • Молекуларна неурознаност

Апстрактан

Опиоидни лекови веома изазивају овисност и њихова злоупотреба има снажно генетско оптерећење. Претпоставља се да су интеракције допамин-глутамат важне за регулисање неуронских система који су од велике важности за угроженост зависности. Уравнотежена интеракција допамин-глутамат посредује се кроз неколико функционалних асоцијација, укључујући физичку везу између дискова, великог хомолога 4 ( Дросопхила ) (ДЛГ4, ПСД-95) и рецептора допамина 1 (ДРД1) у оквиру постинаптичке густине за регулисање трговине ДРД1. Да бисмо размотрили да ли постоје генетске асоцијације на злоупотребу хероина у односу на допамин и глутамат и њихове потенцијалне интеракције, проценили смо полиморфизме једног нуклеотида кључних гена у тим системима у три популације злостављача и контрола опијата, укупно 489 појединаца из Европе и Сједињених Држава . Упркос значајним разликама у расној саставу одвојених узорака, пронађено је да су полиморфизми ДРД1 и ДЛГ4 повезани са злоупотребом опијата. Поред тога, предвиђено је да се јака интеракција гена и гена између хомолога 1 хомолога ( Дросопхила ) (ХОМЕР1) и ДРД1 догоди код кавкаских испитаника. Ова интеракција је даље анализирана проценом генотипа ДРД1 у односу на експресију протеина ХОМЕР1б / ц у ткиву постмортема из подскупине кавкаских испитаника. ДРД1 рс265973 генотип корелиран са нивоима ХОМЕР1б / ц у стриатуму, али не и кортексу или амигдали; корелација је била обрнута код злостављача опијата у поређењу са контролама. Кумулативно, ови резултати подржавају хипотезу да могу постојати значајне, генетски под утицајем интеракције између глутаматергичних и допаминергичких путева код злостављача опијата.

Увод

Опиоидни лекови су од критичног медицинског значаја као моћни аналгетици, али њихова немедицинска употреба и злоупотреба су се повећали широм света1 и повезани су са високом смртношћу и морбидитетом. 2, 3 Поред велике зависности, злоупотреба опијата има снажну генетску компоненту у породичним, близанским и усвојеним студијама које показују да генетски фактори чине најмање 40–60% укупне рањивости због злоупотребе хероина. 4 Документиране су генетске асоцијације између полиморфизама гена повезаних са опиоидима и злоупотребе хероина, 5, 6, 7, 8, али постоје ограничене информације о потенцијалној важности других неуробиолошких система у вези са генетским ризиком. Неуробиолошке теорије су претежно представљале поремећаје неуротрансмисије допамина и глутамата и њихову интеракцију, као критичну за угроженост зависности, јер су ови неуротрансмитери снажно повезани са наградом, циљно усмереним деловањем, као и са уобичајеним и компулзивним понашањем које карактеришу поремећаје зависности. 9 Штавише, таква понашања зависе од интегритета стриатуму, мождане регије са истакнутим интеракцијама између допаминергичког и глутаматергичког система.

На молекуларном нивоу, уравнотежена интеракција допамин-глутамат посредује се кроз функционалне интеракције између рецептора допамина Д1 (ДРД1) и Н- метил-Д-аспартата (НМДА) рецептора глутамата у постсинаптичким неуронима. Активација ДРД1 појачава активност НМДА рецептора и индукује брзи промет интрацелуларних НМДА рецептора до постсинаптичке густине. Протеин 95 постсиннаптичке густине (ПСД-95, ДЛГ4) делује у интеракцији са НМДА рецепторима путем НР2 подјединица и може помоћи у локализацији ових рецептора на синапси. 10, 11 ПСД-95 такође комуницира са ДРД1 преко Н-краја ПСД-95 и Ц-краја ДРД1 ради регулисања трговине ДРД1. 12 Поред ПСД-95, ХОМЕР протеини (ХОМЕР1-3) су такође присутни у постинаптичкој густини и имају критичну улогу у преношењу глутаматергике, а такође су комплексни са ПСД-95 од стране протеина Сханк. 13, 14, 15 Животињски модели пружили су значајне доказе у снажној подршци улози протеина ХОМЕР и ПСД-95 у поремећајима зависности, 16, 17, 18, али ниједно истраживање још није проценило генетске варијанте ових гена у вези са злоупотребом опијата. Штавише, упркос превладавајућим хипотезама у вези с абберантном стријаталном синаптичком пластичношћу и поремећајем ХОМЕР-а и ПСД-95 у поремећајима зависности, нема података о њиховој експресији у људском стриатуму наркомана.

Да бисмо стекли увид о ДРД1 и постинаптичким глутаматергичким генима директно у људском мозгу, проучили смо генетску повезаност у различитим популацијама злоупотребе хероина и измерили експресију гена унутар постмортем стријаталних узорака. Налази откривају да су ДЛГ4 и ДРД1 повезани са злоупотребом опијата. Поред тога, постоје докази о интеракцији гена и гена између домаћег хомолога 1 ( Дросопхила ) (ХОМЕР1) и ДРД1 уз злоупотребу хероина који потенцира потенцијалне поремећаје између глутаматергичних и ДРД1 путева.

материјали и методе

Субјекти

За ову студију кориштене су три популације против злоупотребе хероина / опијата. Први се састојао од узорака људског мозга из доминантне посмртне колекције злоупотребе хероина која се састојала од кавкаских шведских и мађарских субјеката који су претходно описани. 5 Укратко, ови су предмети прикупљени на Националном институту за судску медицину, Каролинском институту, Стокхолм, Шведска, као и на Одељењу за судску медицину на Универзитету Семмелвеис, Мађарска. Проучавали смо 127 испитаника кавкаске националности: 46 контрола (36 мушкараца, 10 жена; просечна старост 37, 2 ± 14, 4), које су имале негативну токсикологију крви за опијате и друге недозвољене супстанце и 81 корисника хероина (67 мушкараца, 14 жена; просечна старост 25, 7 ± 5, 4) уз узрок смрти идентификоване као интоксикација хероином (процена токсикологије крви и урина), документована историја злостављања из полицијских, медицинских и породичних извештаја, као и физички знаци злоупотребе хероина (трагови игле). За испитанике зависне од опијата једина друга супстанца позитивне употребе био је алкохол (23%); за контролу, алкохол (15%). Од тога 53 узорка коришћена су за анализе експресије мозга (видети Дракенберг и др. 5 ): контроле, 16 мушкараца, 3 жене, просечне старости 34, 2 ± 12, 4 године, просечна пХ мозга 6, 72 ± 0, 05; хероин, 30 мушкараца, 4 жене, просечна старост 27 ± 5, 3, просечна пХ мозга 6, 55 ± 0, 04.

Друга збирка састојала се од узорака од документованих субјеката предозирања опијата и субјеката контроле без дроге добијених на обдукцији (у року од 20 сати након смрти), као што је претходно описано, 19, 20, 21 које је одобрио Комитет за истраживање људи са Универзитета Ваине. Укратко, медицинско-правна испитивања вршили су форензички патолози, при чему су начин и узрок смрти утврђени након процене околности смрти, токсикологије крви и урина, доступних полицијских извештаја, медицинских картона и резултата обдукције. За особе овисне о опијатима, токсикологија је открила употребу кокаина (50%) и алкохола (16%). Проучавали смо 164 испитаника: 114 контрола (108 мушкараца, 6 жена; просечна старост 32, 7 ± 10, 6) и 50 особа са опиоидима (44 мушкарца, 6 жена; просечна старост 33, 9 ± 6, 9). Свеукупно 56% становништва било је Афроамериканца, а 43% Кавкасанца. Погледајте додатну табелу 1 за потпуне информације о популацији.

Трећа збирка састојала се од 197 субјеката добијених из лонгитудиналне клиничке кохезије „Манхаттан ХИВ Браин Банк“. ДСМ-ИВ дијагнозе зависности од опијата добијене су применом Психијатријског истраживачког интервјуа за супстанцијалне и менталне поремећаје. 22 Овај полуструктурирани интервју омогућава темељну расветљавање образаца конзумирања алкохола и супстанци од почетне употребе. Поред тога, токсикологија урина за недозвољене супстанце изведена је у интервалима од 6 месеци; испитаници који нису сами пријављивали зависност, али су хронично показали позитивну токсикологију урина за недозвољене опијате, сматрани су зависним. Контроле су биле особе без ДСМ-ИВ зависности од опијата и негативне токсикологије за нелегалне опијате. За зависнике од опијата, друге супстанце укључују кокаин (72%), канабис (32%) и алкохол (60%); за контроле, алкохол (21%). Проучавали смо 88 контрола (52 мушкарца, 36 жена; просечна старост 44, 4 ± 9, 5) и 109 зависника од опијата (61 мушкарац, 48 жена; просечна старост 44, 3 ± 6, 8). Раса и националност су одређени самоизвештавањем; за потребе ове студије, латиноамериканци који се идентификују као црни окарактерисани су као афроамериканци, а они који се идентификују као бели окарактерисани су као белци. Расно, 48% становништва су били Афроамериканци, а 45% белци. Погледајте Додатну табелу 2 за потпуне информације о популацији.

Генотипизација

ДНК је пречишћен из можданог ткива или лимфоцита периферне крви помоћу ДНеаси стубова (Киаген, Валенциа, ЦА, УСА). Сва испитивања једног нуклеотидног полиморфизма (СНП) добијена су као Такман Ассаи-Он-Деманд (примењени биосистеми, Фостер Цити, Калифорнија, САД) и генотипизација је изведена према протоколу произвођача. Генотип је одређен у три примерка коришћењем АБИ 7900ХТ доступног у програму за количински ПЦР дељење ресурса Моунт Синаи.

Изабрано је пет ДРД1 (рс4532, рс686, рс265978, рс265975 и рс265973), три ХОМЕР1 (рс4323213, рс13356332 и рс4293896) и три ДЛГ4 (рс2521985, рс507506 и рс2242449). Сви одабрани СНП-ови били су или функционални, у јакој неравнотежи везе с функционалним полиморфизмом, или су претходно били повезани са фенотиповима повезаним са зависношћу. 23, 24, 25, 26, 27, 28 Погледајте таблицу 3 за додатну листу свих генотипова СНП-а, укључујући локацију СНП-а, алеле и малу фреквенцију алела.

Експресија гена

Рибопробе ДРД1, ХОМЕР1 и ДЛГ4 синтетизоване су из хумане комплементарне ДНК библиотеке користећи гнездени ПЦР као што је претходно описано. 20, 29 ин ситу хибридизација је изведена као што је претходно описано. 5, 30

За квантификацију нивоа експресије гена ДРД1, ХОМЕР1 и ДЛГ4 код људи и цингулатских удараца у мозгу, синтетизована је комплементарна ДНК (Куанта БиоСциенцес, Гаитхерсбург, МД, САД) и подвргнута ПЦР анализи у реалном времену користећи Такман-базиране сонде (Апплиед Биосистемс); сви прајмери ​​и сонде били су производи испитивања на захтјев из примењених биосистема (ДРД1, Хс00377719_г1; ХОМЕР1, Хс00188676_м1; ДЛГ4, Хс00176354_м1). ПЦР у реалном времену и касније анализе извршени су помоћу Роцхе ЛигхтЦицлер 480 ПЦР система у реалном времену (Роцхе Апплиед Сциенце, Индианаполис, ИН, УСА). Квантификација експресије циљног гена у свим узорцима, изведена у троструком узорку, нормализована је на 18С рибосомалну РНК (4319413Е; Апплиед Биосистемс) коришћењем ΔΔЦ Т методе. 31

Експресија протеина

Узорци ткива ултразвучни су у екстракционом пуферу натријум додецил сулфата. Екстракти су аликвотирани и чувани на -80 ° Ц до употребе. Концентрација протеина је одређена коришћењем протеина бицинхонинске киселине (Фисхер, Роцкфорд, ИЛ, САД). Коришћено је поликлонално антитијело зеца против ХОМЕР1б / ц (Абцам, Цамбридге, МА, САД). Мембране су испране три пута у трајању од 15 минута у пуферу са фосфатном физиолошком отопином између-20 пуфера и инкубиране су 1 сат на собној температури са козјим анти-зечјим антителом (ЛИ-ЦОР, Линцолн, НЕ, УСА). МемЦоде обојење мембране мембраном (Фисхер) коришћено је за контролу укупног садржаја протеина. Мембране су развијене системом детекције ЛИ-ЦОР, а за дензитометријску анализу коришћен је ИмагеЈ софтвер (НИМХ, Бетхесда, МД, САД).

Ин ситу хибридизациона анализа слике

Вредности оптичке густине мерене су коришћењем Сцион Имаге за Виндовс (Сцион, Фредрицк, МД, САД) на дигитализованим сликама резолуције 300 дпи (филмови скенирани у Мицротек СцанМакер ИИИ, Дусселдорф, Немачка) или ФЛА3000 (ФУЈИФИЛМ, Стамфорд, ЦТ, САД) ). Вриједности оптичке густине су претворене у дезинтеграције по мин мг -1 у односу на коекспониране 14 Ц стандарде (Америцан Радиолабелед Цхемицалс, Ст Лоуис, МО, УСА). Мерења су вршена у стријаталним подрегијама (каудата, путамен, језгра и шкољка језгре језгре (нуклеус ацумбенс)) уз помоћ објављеног атласа стријума примата. 32 Просечне дезинтеграције по мин мг мг- 1 са дупликата су приказане и коришћене за статистичке прорачуне.

Статистичка анализа

ПЛИНК 1, 07 програм анализе генетске асоцијације 33 коришћен је за верификацију квалитета података СНП-а, тест за одлазак из равнотеже Харди-Веинберг, тестирање појединих СНП-ова за статистичко удруживање, вршење вишеструких корекцијских испитивања (Бонферрони) и анализа парних комбинација СНП-а. Општа линеарна степенаста регресијска анализа коришћена је за процену разлика у генотипним групама са коваријатима: на пример, старост, пол, постмортемски интервал, пХ мозга и токсикологија. Пост-хоц анализа генотипа изведена је коришћењем Фисхер-овог теста разлике најмање квадрата. Значај је постављен на П <0, 05, а трендови су узети у обзир за П <0, 10. Статистичка евалуација извршена је коришћењем софтверског пакета ЈМП (САС Институте, Цари, НЦ, САД).

Резултати

Полиморфизми ДРД1, ДЛГ4 и ХОМЕР1 повезани су са злоупотребом опијата

Користећи нашу комбиновану популацију ( Н = 489; 248 контрола, 241 злостављача опиоида, види Додатну табелу 4 за демографију), генотипизовали смо 11 СНП-а унутар ДРД1 , ХОМЕР1 и ДЛГ4 (види таблицу 3 додатне листе за тестиране СНП-ове) и проценили њихову повезаност уз употребу опијата. Пронашли смо значајну повезаност за један ДРД1 СНП (рс686), један ДЛГ4 СНП (рс507506) и један ХОМЕР1 СНП (рс4323213) са употребом опијата ( П <0, 05, Табела 1). Када су се белци и Афроамериканци прегледали одвојено, открили смо значајна удружења за два СНП-а ДРД1 (рс265975 и рс265973) и два СНГ4 СНГ4 (рс2521985 и рс507506) код становништва Кавказа ( Н = 286, 128 контрола и 158 злостављача опиоида) и значајна повезаност за један ДРД1 СНП (рс686) у афроамеричкој популацији ( Н = 187, 113 контрола и 74 злостављача опиоида; П <0, 05, Табела 1). Тренд повезивања у ХОМЕР1 (рс4323213, П = 0, 081) примећен је и код Афроамериканаца. Стога су асоцијације на ДРД1 и постинаптичке глутаматергичке гене са употребом / злоупотребом опиоида виђене унутар сваке расе иако су се појединачни СНП-ови који су били имплицирани разликовали.

Табела пуне величине

Да би се узело у обзир више тестираних СНП-ова, изведене су Бонферрони корекције на резултатима асоцијације. Најзначајнији ДЛГ4 СНП (рс507506) остао је статистички значајан након корекције ( П = 0, 0016). Након корекције у популацији Кавказа, два ДЛГ4 СНП су била значајна (рс2521985, П = 0, 016; рс507506, П = 0, 03), док је примећен тренд удруживања за ДРД1 СНП (рс265975, П = 0, 09). Нису остале значајне асоцијације после корекције у афроамеричком становништву.

Интеракције између ДРД1 и глутаматергичних маркера

Да бисмо испитали потенцијалне интеракције гена и гена, испитали смо парне комбинације СНП-а. Откривено је неколико значајних интеракција (Табела 2). Најзначајнија интеракција догодила се између рс4293896 ХОМЕР1 и рс265973 од ДРД1 (омјер коефицијента = 0, 5524, П = 0, 007), али ниједан од ових маркера није био значајан на нивоу једног локуса, што сугерише да комбинација ова два СНП-а има улогу у ризику од болести заједно, а не сами. Чини се да су ову интеракцију покренули кавкашки испитаници, с обзиром да је, када је кохорта раздвојена према расним категоријама, та интеракција била значајна само код бијелаца (омјер коефицијената = 0, 5263, П = 0, 044), али не и у Афроамериканцима (омјер коефицијената = 0, 6305, П = 0, 178; Табела 2).

Табела пуне величине

Смањење нивоа мРНА код особа које злоупотребљавају хероин

Да би се истражиле неуробиолошке импликације генетских асоцијација и интеракција, нивои мРНА ДРД1 , ДЛГ4 и ХОМЕР1 испитивани су током стриатума ин ситу хибридизационом хистохемијом (ИСХХ) у подскупини узорака из кавкаске европске хероинске постмортем колекције (34 хероина и 19 контрола предмети). Од глутаматергичних маркера, испитаници који су хероин имали су смањену експресију мРНА ДЛГ4 ( П = 0, 028) и ХОМЕР1 ( П = 0, 006) код претпостављених (Табела 3), у поређењу са контролама. Сличан пад нивоа мРНА ХОМЕР1 такође је откривен у језгру каудата ( П = 0, 030), као и у језгра НАц ( П = 0, 001) и овојници ( П = 0, 019). ДРД1 мРНА је значајно смањена код људи који су узимали хероин ( П = 0, 008; Табела 3). Сличан пад ДРР1 мРНА такође је примећен у љусци НАц ( П = 0, 033) испитаника хероина. Концентрације морфија у урину биле су у корелацији са нивоима експресије ХОМЕР1 мРНА у језгру каудата ( р = 0, 459, П = 0, 018) и путаменима ( р = 0, 476, П = 0, 018); сличан тренд у НАц. Поред тога, концентрација морфија у урину била је позитивно корелирана са ДЛГ4 експресијом у љусци НАц ( р = 0, 6959, П = 0, 001) и језгри ( р = 0, 5376 П = 0, 017).

Табела пуне величине

Полиморфизми ДРД1 и ДЛГ4 повезани су са њиховим припадајућим генским изразима у људском стриатуму

Да бисмо проценили потенцијалну неуробиолошку релевантност два најзначајније повезана СНП-а са злоупотребом хероина у популацији Кавказа, испитали смо однос рс265975 ДРД1 и рс2521985 ДЛГ4 према њиховим нивоима стријаталне експресије гена. Експресија мРНА ДРД1 разликовала се у контролној групи у зависности од генотипа, тако да су контролни испитаници хомозиготни за Ц / Т генотип рс265975 имали значајно више нивое експресије мРНА ДРД1 у односу на Ц / Ц јединке ( П <0, 05, слика 1а). Учинак дозе генотипа је, међутим, изостао код испитаника хероина, показујући сличне нивое без обзира на њихов генотип ДРД1 са експресијом мРНА нижом у поређењу са Ц / Т контролама (П <0, 01, слика 1а). За експресију мРНА ДЛГ4 , контролни испитаници хомозиготни за Ц / Ц генотип на рс2521985 имали су највиши ниво експресије ДЛГ4 мРНА у поређењу са контролним Ц / Т испитаницима ( П <0, 05, Слика 1б), као и хероински субјекти свих генотипова ( П <0.01, слика 1б). Слично ефектима примећеним за генотип ДРД1 код испитаника хероина, хероин је умањио нормалне разлике зависне од ДЛГ4 у експресији ДЛГ4 видљиве у контролама (Слика 1б). За оба гена, ови ефекти генотипа на експресију гена такође су пронађени у каудатском региону стриатума (подаци нису приказани).

Image

Нивои мРНА ДРД1 и ДЛГ4 у претпостављеним модулацијама модулирају појединачни полиморфизми ДРД1 и ДЛГ4 . ( а ) Укупна мРНА ДРД1 груписана је по рс265975 генотипу. ) Укупна ДЛГ4 мРНА је груписана по рс2521985 генотипу. Укупни нивои мРНА представљени су као ДПМ мг -1 (средња вредност ± сем). * П <0, 05; ** П <0, 01 ДЛГ4, дискови, велики хомолог 4 ( Дросопхила ); ДПМ, дезинтеграције у минути; ДРД1, допамин Д1 рецептор.

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Полиморфизми ДРД1 и ХОМЕР1 повезани су са ХОМЕР1б / ц протеином у људском стриатуму

С обзиром на наше хипотезе о ДРД1 и глутаматергичким интеракцијама и да бисмо разумели улогу која генетска варијација може имати у ризику од болести, испитали смо однос између протеина ДРД1 рс265973 и ХОМЕР1б / ц код људи, јер је ово била најзначајнија интеракција гена и гена уочено (Табела 2). Алелне фреквенције за рс265973 биле су сличне у овом подскупину и целој популацији ( П = 0, 23 и 0, 73 за контролне јединице и хероинске испитанице, респективно). Иако није постојала општа разлика између нивоа Хомер1б / ц у контролним и хероинским групама (слика 2а), примећен је диференцијални образац између нивоа протеина рс265973 ДРД1 и ХОМЕР1б / ц у зависности од групирања болести, тако да код контролних субјеката, појединаца са Ц / Ц генотип на рс265973 имао је највиши ниво експресије протеина ХОМЕР1б / ц (Слика 2б). Супротно томе, појединци са Т / Т генотипом имали су најниже нивое протеина ХОМЕР1б / ц (Слика 2б). Овај образац зависан од дозе потпуно је преокренут код испитаника хероина са Т / Т испитаницима који имају највећи ниво протеина ХОМЕР1б / ц ( П <0, 01, Слика 2б). Ови ефекти су били специфични за стриатум јер ДРД1 рс265973 није био значајно повезан са нивоом експресије протеина ХОМЕР1б / ц или мРНА, мереним или у корти амигдале или у цингулату (подаци нису приказани). Такође, токсикологија није утицала на експресију протеина јер ниједан од метаболита хероина није имао значајан утицај на експресију ХОМЕР1б / ц.

Image

Интеракције гена и гена између ХОМЕР1 и ДРД1 . ( а ) Укупна експресија протеина ХОМЕР1б / ц у људском мозгу одраслих не разликује се од контролних и хероинских субјеката. ( б ) Укупни протеин ХОМЕР1б / ц груписан је по ДРД1 рс265973 генотипу. Анализа варијанце открила је значајне разлике између ХОМЕР1б / ц протеина код испитаника са сваким генотипом. Контролни субјекти са Ц / Ц генотипом имају највиши ниво експресије ХОМЕР1б / ц, док испитаници са хероином са Т / Т генотипом имају повећан ниво експресије ХОМЕР1б / ц ( П <0, 01). ДРД1, допамин Д1 рецептор; ХОМЕР1, хомер хомолог 1 ( Дросопхила ).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Дискусија

Дисрегулација између допаминских и глутаматних неуронских система је централна хипотеза поремећаја зависности. Уравнотежена интеракција допамин-глутамат посредује се кроз неколико функционалних интеракција, укључујући физичку интеракцију између ДЛГ4 и ДРД1 у оквиру постсинаптичке густине ради регулисања трговине ДРД1. 12 Занимљиво је да смо проучавањем три одвојене популације овисника о дрогама открили да су полиморфизми ДРД1 , ДЛГ4 и ХОМЕР1 повезани са злоупотребом опијата. Такође, откривена је снажна интеракција гена и гена између ХОМЕР1 и ДРД1 са злоупотребом хероина, чија је демонстрација била ограничена на популације Кавказа, истичући поремећај интеракције између глутаматергичних и ДРД1 путева. Такве интеракције су биле очигледне и на функционалном нивоу с обзиром на диференцијални однос дозе генотипа ДРД1 на експресију ХОМЕР1 у стриатуму контролних и хероинских субјеката.

Упркос познатим функционалним везама између глутамата и допамина, ниједно истраживање о асоцијацији није претходно испитало интеракцију глутаматергичке и допаминергичке варијанте у популацији зависности. Појединачни СНП-ови који се односе на преношење допамина најчешће су испитивани с обзиром на критичну улогу допамина у понашању везаним за награду и да је синдром недостатка награде карактеристичан за разне поремећаје зависности. 34, 35, 36 Варијанте ДРД1 повезане су са злоупотребом хероина, алкохола и никотина, 23, 24, 25 и наши резултати потврђују ову повезаност. Од осталих допаминергичких рецептора, највећа пажња до данас била је усмерена на допамински Д2 рецептор (ДРД2), који је централни за награђивање и емоционалну обраду, а нека истраживања су објавила повезаност генетских варијанти ДРД2 са хероинском зависношћу или жудњом. 37, 38, 39 Допамин Д4 рецептор је такође позитивно повезан са злоупотребом хероина, 40, 41, 42, 43, али испитивања допамина Д3 или рецептора допамина Д5 била су мање плодна. 37, 44, 45 Од две студије које су оцениле ХОМЕР1 и поремећаје зависности, једна је пријавила значајну повезаност са ХОМЕР1 и зависношћу од кокаина, 27 док друга није пронашла повезаност са алкохолизмом. 28 До данас ниједна истрага није испитивала зависност од ХОМЕР1 и хероина и ниједна студија није испитивала улогу ДЛГ4 и зависности. Дакле, ова студија додаје постојећој литератури и још више наглашава потребу за даљим истраживањем генетских варијанти повезаних са постинаптичком густином и преношењем глутамата у зависности од лекова.

Снажне интеракције ХОМЕР1 и ДРД1 у злоупотребе хероина су интригантне с обзиром на њихове неуробиолошке и хромосомске везе. ХОМЕР1 и ДРД1 су смештени на хромозому 5 (5к14 и 5к35, респективно), повећавајући могућност потенцијалне физичке интеракције између ова два гена. Нажалост, техничке стратегије попут тестова хватања хромозома још увек нису оптимизоване за процену таквих физичких интеракција код људи и очекују будући технолошки напредак. Друго образложење за јаку интеракцију између ХОМЕР1 и ДРД1 може се односити на њихову неуроанатомску организацију. Оба протеина су изразито изражена у стриатуму, неокортексу и амигдали, регионима мозга релевантним за различите аспекте рањивости од зависности, укључујући награду, циљно усмерено понашање, доношење одлука и жудњу. Од ових региона само смо открили значајну интеракцију између рс265973 нивоа ДРД1 и ХОМЕР1 у стриатуму. У ствари, без разматрања генотипа ДРД1 , могло би се закључити недостатак значајне разлике између нивоа ХОМЕР1б / ц између злоупотребе хероина и контрола. Уместо тога, постојала је јасна обрнута веза, јер су испитаници хероин са Т / Т генотипом на рс265973 из ДРД1 имали највише нивое ХОМЕР1б / ц експресије, док су контролни испитаници са овим генотипом имали најмањи израз. Важно је напоменути да смо такође недавно приметили дисфункцију ХОМЕР1б / ц и ДЛГ4 у амигдали злоупотребе хероина. 20 нивоа амигдале ХОМЕР1б / ц повишен је код наркотика, али који нису повезани са генотипом за разлику од стријаталних налаза. Повезаност ДРД1 првенствено са стријаталним нивоима ХОМЕР1б / ц је у складу са добро документованом модулацијском улогом коју допамин врши на ексцитацијским синапсама у стриатуму критичном за понашање везано за зависност. 46, 47

За нашу студију треба размотрити неколико ограничења. Једна се односи на употребу полисушића, што је уобичајена сметња за већину додатних студија. Иако смо се фокусирали на главну супстанцу злоупотребе код ових субјеката, опијата, неки појединци су имали и доказе о употреби других супстанци, посебно у Манхаттанској кохорти. Међутим, европско становништво је углавном злоупотребљавало хероин, а опијат је био дрога уобичајена у свакој групи испитаних група. Ипак је важно нагласити да се очекује да ће неуробиолошке поремећаје интеракције допамин-глутамат бити основна карактеристика понашања зависности уопште 48, тако да се тренутни налази могу проширити и на друге лекове за злоупотребу и фенотипе повезане са зависношћу, као што су осетљивост на награде, инхибиторни контрола и тако даље. Друго ограничење односи се на доживотни статус без дроге или непознати синдром недостатка награде у контролних субјеката. Иако у популацији постмортем није могуће искључити потенцијалну претходну употребу дроге или друго зависно понашање током свог живота, психијатријски интервјуи су вршени у популацији Манхаттана. Као такви, успели смо да утврдимо ове обрасце, а само је употреба алкохола била евидентна код неких контролних субјеката. Иако је недокументирани овиснички фенотип у контроли важно разматрање, значајна психопатологија у контролној групи ограничила би могућност откривања повезаности и интеракције гена и гена с злоупотребом опијата, али, као што је доказано, то није био случај. Коначно, може доћи до стратификације становништва, јер смо испитали више популација, а свака је била релативно мале величине узорка и различитог етничког и расног састава. Упркос овим ограничењима, априорни дизајн студије омогућио нам је значајну моћ откривања повезаности гена и гена са злоупотребом хероина.

Иако је снага постмортемских студија способност да се молекуларни догађаји истражују директно у људском мозгу, темељно знање о теми као што је историја лекова је ограничено. Токсиколошки подаци су, међутим, информативни који показују да концентрација морфија у урину при смрти има позитивну корелацију са експресијом мРНА ХОМЕР1 (већина стријаталних субрегија) и ДЛГ4 (НАц). Чињеница да су ови гени редуковани код испитаника хероина сугерира још нижу експресију у нетоксираном стању. Занимљиво је да је смањена стријатална Хомер1 49, 50 или Длг4 18 експресија у животињским моделима повезана са сензитизацијом у понашању, која би била предиктивна рањивост.

Укратко, показали смо специфичне поремећаје у глутамергичкој постсинаптичкој густини и ДРД1 код злоупотребе хуманог хероина у различитим популацијама. Примећујемо интеракције гена и гена између СНП-а у овим неуронским системима, укључујући изузетно значајну ХОМЕР1 × ДРД1 интеракцију. Ова интеракција значајно се односи на експресију протеина ХОМЕР1 у дорзалном стриатуму, можданој регији која се односи на стварање навике. Будуће студије ће истражити функцијску улогу ових интеракција ДРД1-глутамат у злоупотреби опијата, као и испитати ову интеракцију у другим популацијама злоупотребе опојних дрога.

Додатне информације

Ворд документи

  1. 1.

    Допунски материјал

    Додатне информације прате рад на веб локацији Молекуларна психијатрија (//ввв.натуре.цом/мп)