Обрасци експресије гена у лимбичком систему самоубистава са и без веће депресије | молекуларна психијатрија

Обрасци експресије гена у лимбичком систему самоубистава са и без веће депресије | молекуларна психијатрија

Anonim

Апстрактан

Лимбички систем је стално повезан са контролом емоција и поремећајем расположења. Циљ ове студије био је идентификовање нових молекуларних циљева повезаних са самоубиством и великом депресијом помоћу олигонуклеотидних микроарки у лимбичком систему (амигдала, хипокампус, гредија предњег цингулата (БА24) и задњи зрнцем цингулата (БА29)). Укупно 39 испитаника било је укључено у ову студију. Сви су били мушки субјекти и састојало се од 26 самоубистава (депресивних самоубистава = 18, недепресивних самоубистава = 8) и 13 контролних контрола. Анализа експресије мозга гена извршена је на узорцима људског мозга коришћењем Аффиметрик ХГ У133 скупа чипова. Диференцијална експресија у свакој од лимбичких регија показала је специфичне узорке експресије у групи, подржавајући одређене неуробиолошке механизме који су укључени у самоубиство и депресију. Потврда гена изабраних на основу њиховог значаја и интересовања за њихову функцију са реверзном транскриптаза-полимеразном ланчаном реакцијом показала је доследно корелиране сигнале са резултатима добијеним анализом микрорачуна. Анализа генетске онтологије са различито експримираним генима открила је превелику презентацију транскрипционих и метаболичких гена у хипокампусу и амигдали, док су различито експримирани гени у БА24 и БА29 опћенито више повезани са везањем РНА, регулацијом ензимске активности и метаболизмом протеина. Узорци лимбичке експресије највише су измењени у хипокампусу, где су процеси повезани са великом депресијом били повезани са измењеном експресијом фактора који су укључени у транскрипцију и ћелијски метаболизам. Поред тога, наши резултати потврђују претходне доказе који указују на глобалну измену габаергичке неуротрансмисије у самоубиству и великој депресији, нудећи нове путеве у студији и вероватно лечење тако сложених поремећаја. Свеукупно, ови подаци сугерирају да специфични обрасци изражавања у лимбичком систему доприносе етиологији депресије и суицидног понашања и истичу улогу хипокампуса у великој депресији.

Увод

Самоубиство је важан јавноздравствени проблем који има јаку повезаност с психопатологијом, а посебно са поремећајем расположења. 1, 2 Постоји велики број доказа који указују на то да неуробиолошки фактори играју улогу која повећава предиспозицију за самоубиство. 3, 4 Упркос неком преклапању, чини се да се ова неуробиолошка предиспозиција у великој мери разликује од посредованог ризика за велику депресију или друге психопатолошке процесе који су обично присутни у комплетерима самоубистава. 5

Неуроимагинг студије су произвеле велико знање о променама лимбичког система у поремећајима расположења. У амигдали су примећене промене у церебралном протоку крви и метаболизму, 6 асиметрија амигдаларних волумена, 7 као и мањих количина 8, 9, 10 и веће количине 11, 12, 13, 14 код депресивних особа у поређењу са нормалним контролама. У хипокампусу, студије волуметријске анализе такође су откриле смањену количину код особа које пате од велике депресије у неким, 7, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, али не у свим студијама 10, 21, 22, 23 упоређујући депресивних пацијената у односу на контроле. Промјене у кортексу цингулата такодје су примијећене од стране многих аутора. Међу њима је примећен мањи предњи цингулат (или Бродманново подручје 24: БА24) код депресивних пацијената у поређењу са контролама 9, 24, 25 и такође је забележена измењена активност. 26, 27, 28 Бродманн подручје 29 (БА29) или постериорни цингулат, углавном је повезан са реакцијом на лечење антидепресивима са променама метаболичког одговора повезаним са различитим третманима. 28, 29, 30, 31 Примјећене промјене у овим лимбичким регијама могу модулирати ризик од суицидног понашања кроз њихов утјецај на депресију или стресни одговор. Конкретно, учешће хипокампуса у депресији и суицидном понашању закључено је из студија које откривају морфолошке промене ове структуре као одговор на хормоне стреса, мада ове промене често могу бити реверзибилни маркери текућег стреса или процеса повезаних са депресијом. 32

Такође, постмортем прегледи су произвели мноштво доказа који подржавају импликацију лимбичких подручја на самоубиство. Молекуларне студије самоубица хипокампима након смрти су указале на измењени ниво 5-ХТ2А рецептора, 33 цикличног АМП (цАМП) одговорног елемента који се веже, 34 изванстаничне сигнално регулиране киназе 1/2 киназе активиране митогеном (МАП), 35, 36 протеина изоназе киназе Ц. 36 Поред тога, у недавној студији Росел ет ал. 37 примећени измењени нивои 5-ХТ2А и 5-ХТ4 рецептора и њихових одговарајућих интрацелијских сигналних система ИП 3 и цАМП код хипокамп самоубица у поређењу са контролама. Бројна недавна истраживања истакла су потенцијал идентификације генетских предиспонирајућих фактора за депресију 38 и суицидно понашање, 39 укључујући ВФС1 40, 41, 42 и п75НТР, 43, између осталих. Међутим, ове студије су се фокусирале на ниво експресије једног или више гена истовремено и упоређивале суициде са или без психопатологије са контролама, не пружајући идеју о укупним променама које се дешавају у односу на самоубиство насупрот онима повезаним са великом депресијом. Иако су многи од ових налаза можда биолошки релевантни, тешко их је потврдити у недостатку већих студија које би те резултате покушале поновити у сличним клиничким узорцима, уз свеобухватно покривање варијанти на одређеном локуму кандидата. Стога је важно да анализе генских експресија широм генома прате ове усредсређене напоре да се боље схвати релативни значај претходно пријављених налаза и усмери пажња на одређене биохемијске путеве и процесе.

Последњих година се спроводи све већи број истрага заснованих на микрорачуну; међутим, релативно мало је испитало сложене фенотипе у понашању, нарочито код људи. Постоје добри докази за различиту експресију гена у основи сложених фенотипа, као у случају избегавања учења код глодара. 44 У овом истраживању, користећи олигонуклеотидне микрорачуне за анализу нивоа мРНА у лимбичком систему (хипокампус, амигдала, БА24 и БА29), упоређивали смо обрасце израза самоубистава мушкараца са и без веће депресије и психијатријски нормалних контрола.

Резултати

Није примећена значајна разлика у погледу старости (Ц = 35, 3 ± 11, 5; С = 35, 1 ± 9, 0; СМД = 36, 5 ± 12, 3), пХ (Ц = 6, 5 ± 0, 3; С = 6, 3 ± 0, 3; СМД = 6, 5 ± 0, 4) и ПМИ (Ц = 23, 7 ± 5, 8; С = 24, 3 ± 4, 5; СМД = 24, 1 ± 6, 5) између група (Табела 1). Процењен је утицај старости и ПМИ на параметре контроле квалитета као што су β- актин и ГАПДХ 5 ′ / 3 ′ и број присутних ћелија. Није примећена значајна повезаност између ПМИ и било које од варијабли контроле квалитета у нашем узорку у свим регионима који се проучавају. Слика 1 приказује корелацију између пХ и ПМИ са 5 '/ 3' омјера за П- актин и ГАПДХ у хипокампусу. Слични односи су примећени и у осталим лимбичким областима.

Табела пуне величине

Image

Графички приказ корелације између пХ и ПМИ са 5 '/ 3' омјера за β- актин и ГАПДХ у хипокампусу. Слични односи се примећују и у осталим лимбичким областима.

Слика пуне величине

Почетно филтрирање амигдале, које се састојало од одабира гена званих „присутан“ (према МАС 5.0) код најмање 75% испитаника у најмање једној групи, резултирало је 15 007 гена који су укључени у анализу. Анализа АНОВА и пост-хоц анализа резултирала је са 182 различито изражена гена. Међу њима је 127 гена било значајно за поређење СМД-Ц, 51 за СЦ поређење и 33 за СМД-С поређење (Слика 2). Пресеци показују број значајних гена заједничких за две поређења. ПЦА граф и мапа сједињене слике показују степен дискриминације између група користећи различито изражене гене (слика 3а и б). Анализа генетске онтологије заснована на различито израженим генима показала је превелику презентацију гена који су умешани у регулацију транскрипције и метаболизам нуклеинских киселина у амигдали (Табела 2). На пример, Кс-бок везујући протеин 1, ген за фактор транскрипције за чију је експресију раније показано да је умешан у биполарни поремећај, 48 је био регулисан у две групе самоубистава, а још више међу суицидима без веће депресије (Табела 3). Такође, неколико гена који играју улогу у регулацији система других гласника различито су изражени у амигдали, међу њима је било неколико гена протеин киназе и протеинских фосфатаза, као и киназа-зависних од цАМП (Табела 3).

Image

Веннови дијаграми који приказују број гена који су идентификовани као различито експримирани и преклапање гена између различитих поређења у амигдали, хипокампусу, БА24 и БА29. Пресјеци кругова показују број гена заједничких између контраста.

Слика пуне величине

Image

Образаци експресије гена Амигдале. ( а ) Кластерирана мапа слике (ЦИМ) различито изражених гена у амигдали. Оба обрасца експресије код појединаца и гена су групирана. Боја и интензитет означавају правац и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају регулисан израз. ( б ) ПЦА заснована на различито израженим генима. Боја и интензитет указују на смер и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају нерегулирани израз (само за он-лине верзију).

Слика пуне величине

Табела пуне величине

Табела пуне величине

У хипокампусу, 14 537 гена је прошло иницијално филтрирање и укључено је у анализу. Укупно 429 гена је различито изражено између три групе, 35 за СМД-Ц поређење, 120 за СЦ поређење и 359 за СМД-С поређење (Слика 2). Значајно је да се за разлику од осталих региона, у хипокампусу велика већина гена значајно разликовала између две групе самоубистава, са и без веће депресије. Сходно томе, хијерархијска анализа кластера показала је највеће раздвајање између две групе самоубистава, а мапа сједињене слике јасно показује две групе гена различито изражене између две групе самоубистава (слика 4а). Такође, у ПЦА 20 гена који највише доприносе првој компоненти ПЦА различито су изражени између ове две групе, што се одражава њиховим раздвајањем у дводимензионални простор (слика 4б). Анализа генетске онтологије открила је прекомерну презентацију гена који се углавном тичу регулације транскрипције и везивања нуклеинских киселина и метаболизма (Табела 2). Прекомерно представљене категорије онтологије одговарале су неколико киназа, фосфатаза, једној фосфодиестерази и једној аденлатној циклази (АДЦИ8), а све су умешане у интрацелуларне сигналне каскаде и друге мессенгер системе (Табела 2). Неколико гена који су умешани у неуротрансмисију такође је измењено у хипокампусу, као што су гени који кодирају вишеструки завојни протеин-везујући завојница ГАБАБР1, инозитол 1, 4, 5-трифосфатни рецептор типа 1, канабиноидни рецептор 2 (ЦНР2) и лептински рецептор. Коначно, три гена који кодирају протеине који су укључени у биосинтезу и катаболизам полиамина такође су различито експримирани у хипокампусу: ССАТ2, спермин синтаза и орнитин аминотрансфераза 1 (ОАТЛ1).

Image

Обрасци експресије гена хипокампуса. ( а ) ЦИМ различито изражених гена у хипокампусу. Оба обрасца експресије код појединаца и гена су групирана. Боја и интензитет означавају правац и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају регулисан израз. ( б ) ПЦА заснована на различито израженим генима. Боја и интензитет указују на смер и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају нерегулирани израз (само за он-лине верзију).

Слика пуне величине

Анализа у БА24 обављена је на 14 556 гена након иницијалног филтрирања и открила је 84 гена као различито изражене између три групе. Пост-хоц анализом идентификовано је 52 гена као различито изражена за СМД-Ц поређење, 20 гена за СЦ поређење и 27 гена за СМД-С поређење (Слика 2). Добра раздвојеност и групирање група је примећено са ПЦА и хијерархијском анализом кластерирања коришћењем различито експримираних гена (слике 5а и б). Генска онтолошка анализа различито експримираних гена открила је превелику презентацију функција везивања и везивања, као што су РНА и везивање нуклеинских киселина, као и ензиматску регулацију (Табела 2). Занимљиво је да је ензим 1 за уклањање β- сити амилоидног прекурсора (АПП) -цијепљујући ензим (БАЦЕ1) који има важну улогу у неуродегенерацији и код Алзхеимерове болести 49 у регулацији депресије самоубиства у поређењу са контролама, што сугерира могућу улогу у томе ензим у неуробиологији депресије. Два габаергичка рецептора такође су различито изражена на супротне начине у БА24. Иако је рецептор γ -амино-маслачне киселине (ГАБА), α -1 (ГАБРА1) био високо смањен међу депресивним суицидима у односу на контроле, ГАБА А рецептор, β -1 (ГАБРБ1) показао је важну регулацију за то исто поређење. Суициди без веће депресије показали су средње нивое, што сугерише могуће квантитативне ефекте на фенотип.

Image

Обрасци експресије гена БА24. ( а ) Кластерирана мапа слике (ЦИМ) различито изражених гена у БА24. Оба обрасца експресије код појединаца и гена су групирана. Боја и интензитет означавају правац и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају регулисан израз. ( б ) ПЦА заснована на различито израженим генима. Боја и интензитет указују на смер и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају нерегулирани израз (само за он-лине верзију).

Слика пуне величине

Након филтрирања, у анализу за БА29 укључено је 15 032 гена, од којих је 83 различито изражено према дефинисаним критеријумима. Прецизније, 19 гена је било значајно за поређење СМД-Ц, 40 за поређење СЦ и 40 за поређење СМД-С (слика 2). Диференцијално експримирани гени коришћени за ПЦА и хијерархијско групирање били су у стању да дискриминишу групе, што је показало добро одвајање и тачно групирање (Слике 6а и б). Анализа гена за онтологију изведена је са различито експримираним генима, али само 69 ​​гена је у потпуности обележено и укључени су у анализу обогаћивања. Вероватно су захваљујући малом броју гена значајна само два онтолошка термина у БА29, што одговара кретању организма и метаболизму протеина. Један од ових метаболичких гена, ССАТ1, различито је изражен између две групе самоубица.

Image

Обрасци експресије гена БА29. ( а ) ЦИМ различито изражених гена у БА29. Оба обрасца експресије код појединаца и гена су групирана. Боја и интензитет означавају правац и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају регулисан израз. ( б ) ПЦА заснована на различито израженим генима. Боја и интензитет указују на смер и ниво промене: плаве боје спектра означавају регулисан израз, док црвене боје спектра означавају нерегулирани израз (само за он-лине верзију).

Слика пуне величине

Будући да су неки испитаници из три групе имали историју зависности или злоупотребе супстанци, што је можда имплицирало више хроничних промена гена повезане са супстанцом, док су други испитаници имали негативну историју поремећаја повезаних са супстанцама, али имали су позитиван токсиколошки резултат на алкохол или кокаина (Табела 1), који може бити повезан са акутнијим изменама експресије гена повезаних са супстанцом, извели смо АНОВА да бисмо контролисали ова два различита ефекта на наше налазе генске експресије. Већина гена различито изражених остала је значајна након ове анализе, сугерирајући да је већина наших открића директно повезана са депресијом и самоубиством. Табела 3 приказује исправљене П- вредности ( * П ) за гене који нас занимају. На неке гене (Табела 4) значајно је утицао ( П  0, 01) историја зависности / злоупотребе супстанце (амигдала = 2; хипокампус = 8; БА24 = 0; БА29 = 2) и присутност у складу са токсиколошким скринингом (амигдала = 4; хипокампус = 4; БА24 = 1; БА29 = 1). Међутим, због ограниченог броја испитаника по категорији, даљња анализа треба бити урађена на већем узорку како би се истражила улога коју ти гени играју у злоупотреби и опојности супстанцама.

Табела пуне величине

Сличности у погледу заједничких различито изражених гена испитиване су између три регије. Запажено је мало сличности у погледу различито гена различитих региона између региона (амигдала-хипокампус (један ген), амигдал-БА24 (нулта гена), амигдала-БА29 (два гена), хипокампус-БА24 (нулти гени), хипокампус-БА29 ( два гена) и БА24-БА29 (два гена). То, међутим, није изненађујуће у случају таквих подручја која су већим дијелом функционално и неуроанатомски различита. Више преклапања примећено је, на пример, у претходној студији наше групе која је истраживала израз у кортикалним регионима. 50

Такође је примећено одређено преклапање између упоређивања СМД-С и СЦ, што сугерише да су ти гени вероватно укључени у процесе повезане са самоубиством независно од депресивне психопатологије. На пример, у амигдали су примећена четири гена који су заједнички за те поређења (МАКС, МИЕФ2, ИВХАБ и ГРИПАП1) док је само један примећен у БА24 (ЦИРБП), а три у БА29 (РГН, ТДЕ1 и ЦКЛФСФ1). Међутим, у хипокампусу су пронађена заједничка 72 гена међу којима је неколико умешаних у трансдукцију сигнала (АРХГЕФ7, МАП3К5, РАП2А, РАПХ1 и РРЕБ1) и ЦНР2.

Процена промена микрораста је извршена на независним узорцима прикупљеним из суседног ткива из узорка коришћеног за микроарраи тест у укупно 11 контрола, седам недепресивних самоубистава и 13 депресивних самоубистава помоћу ПЦР-а у реалном времену. Гени изабрани за верификацију ланчане реакције реверзне транскриптазе (РТ-ПЦР) изабрани су на основу познате функције и значаја налаза микрораста. Анализа у стварном времену потврдила је промене у експресији примарне групе на свих седам гена изабраних за даље истраживање из почетног скупа значајних гена: ССАТ1 (БА29), ССАТ2 (хипокампус), ОАТЛ1 (хипокампус), СИТ4 (хипокампус), АДЦИ8 ( хипокампус), АПЛП2 (амигдала) и БАЦЕ1 (БА24). Прецизност мерена договором између резултата поновљених вођења у реалном времену била је висока (средњаΔЦ т СД = 0, 13), са 3% узорака који показују ΔЦ т СД већи од 0, 3 циклуса. Промјене набора у фази потврде кретале су се у распону од 1, 11 до 1, 62 пута, а неколико ових измјена премашило је оне из анализе микроарраи-а (АДЦИ8 и ССАТ2). За четири од седам гена, најјача промена набора резултат је С-СМД поређења: ОАТЛ1 (мицроарраи ФЦ = 1, 50, РТ ФЦ = 1, 19), ССАТ1 (мицроарраи ФЦ = 1, 45, РТ ФЦ = 1, 19), ССАТ2 (мицроарраи ФЦ = -1, 36, РТ ФЦ = -1, 57) и СИТ4 (микроарраи ФЦ = -1, 69, РТ ФЦ = -1, 11). БАЦЕ1 ген је показао смањену експресију у СМД групи у поређењу са контролама (Ц): БАЦЕ1 (мицроарраи ФЦ = -1, 32, РТ ФЦ = -1, 14). Коначно, два гена су потврђена као прекомерно изражена у недепресивном самоубиству у поређењу са контролама: АДЦИ8 (микрорачун ФЦ = 1, 46, РТ ФЦ = 1, 62) и АПЛП2 (микрорачун ФЦ = 1, 35, РТ ФЦ = 1, 33). Свеукупно, као што је приказано у другим истраживањима која су користила микрорачуне и ткиво мозга, 51 корелација између релативних промена набора опажених коришћењем микрорачуна и анализа у реалном времену за седам гена била је добра (средња вредност Р = 0, 377, сд = 0, 179). Сви гени осим ОАТЛ1 и БАЦЕ1 показали су значајне приступне корелације у израчунатој промени набора на нивоу П <0, 05, у свим групама. Варијација гена према гену у величини промена и корелација набора вероватно настаје услед репликације на нивоу ткива, а не на нивоу РНА, и употребе преклапајућег, али не-идентичног узорка постављеног за потврду.

Дискусија

Анализа микрораста је изведена у четири лимбичка подручја самоубистава са и без веће депресије и психијатријски нормалних контрола. Огромна већина промене експресије примећена је у амигдали (182 сета сонди), а посебно у хипокампусу (429 скупова сонди, од 761 у све четири регије). Супротно томе, примећено је мање гена различито експримираних у две регије кортекса цингулата (БА24 = 84; БА29 = 83). Одабрани гени за валидацију алтернативном методом (РТ-ПЦР) показали су конзистентно корелиране сигнале са резултатима добијеним анализом микрорачуна, подржавајући способност дизајна студије да идентификује молекуларни циљ кандидата који може бити укључен у неуробиологију велике депресије и самоубиства .

Користили смо дизајн који нам је омогућио да контролишемо присуство самоубистава (самоубиства са великом депресијом насупрот самоубиствима без велике депресије) и, према томе, да идентификујемо процесе који су вероватно повезани са великом депресијом. Као такав, у нашем дизајну, идентификација процеса који се искључиво приписују самоубиству омета је присутношћу психопатологије. Ипак, имајући нормалну контролну групу, такође смо имали способност да идентификујемо молекуларне процесе који могу бити повезани са суицидношћу независно од велике депресије (поређење са СЦ). Имати упоредну групу са мултиплексним поремећајем у развоју (МДД) који није умро самоубиством омогућило би нам потпуно одвајање ефеката приписаних самоубиству. Међутим, да би таква група била упоредива, било би неопходно укључити субјекте који су били погођени МДД-ом пре смрти, или барем у последњих 6 месеци. Прикупљање групе која би била демографски упоредива са групом самоубица и која је умрла док је погођена МДД оперативно је изазовна.

Велики број различито експримираних гена у хипокампусу углавном је последица разлика између две групе самоубистава. Пошто се процеси повезани са неуробиологијом самоубиства контролишу при поређењу обе групе самоубистава, уочене разлике у експресији у овом региону вероватно су конкретније повезане са биолошким механизмима који се односе на велику депресију. Ово подржава недавна открића која указују на важну улогу хипокампуса у депресији и у антидепресивима као одговор на фармакотерапију. 52, 53 Такође, измењена величина и ослабљена функција хипокампуса нађене су у бројним недавним клиничким сликарским студијама велике депресије (за мета-анализу видети Цампбелл 54 ). Поред тога, у хипокампусу су примећене промене експресије гена умешаних у друге системе преноса, попут киназа, фосфатаза и гена аденилата циклазе 8 (АДЦИ8), што је потврда претходних доказа о променама синаптичке пластичности у поремећајима расположења 55, 56 и у одговору антидепресива. преко нивоа неуротрансмитера и рецептора. 57 Недавна молекуларна истраживања у мозгу након смрти открила су и промјене у системима другог гласника у хипокамима самоубистава и депресивних самоубистава. 36, 37, 58, 59

Мало је студија истраживало промене глобалне експресије између група самоубистава и психијатријски нормалних контрола, неке су се, међутим, фокусирале на одређену психијатријску дијагнозу, попут биполарног поремећаја или шизофреније, и у те групе укључили субјекте који су умрли самоубиством. 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 Сибилле и др. 51 недавно је упоредио узорке изражавања депресивних самоубистава у БА9 и БА47 у односу на психијатријски нормалне контроле које се подударају на основу пола, старости, ПМИ-ја и расе. Упркос броју истражених транскрипата, нису примећени значајни докази о разликама у експресији гена који су у корелацији са великом депресијом и самоубиством. У лимбичким регионима током претходних деценија константно су примећене структурне неправилности у психијатријским поремећајима 68, 69, 70, а недавна испитивања експресије у самоубиствима потврдила су измењену експресију гена који су укључени у неуротрансмисију и интрацелуларну сигнализацију у неким лимбичким областима 33, 35, 36, 37, 58, 71, 72, 73 у складу са запаженим резултатима у овом раду.

Једно потенцијално ограничење проучавања микрорастања људског мозга је могући збуњујући ефекат на експресију гена психоактивним лековима. Упркос присуству психопатологије у самоубиствима, већина случајева коришћених у овом истраживању није активно лечена пре смрти. Према томе, само су два случаја имала историју лечења антидепресивима у прошлости. То је у складу са подацима из литературе који указују на то да већина завршеника самоубистава није правилно третирана пре смрти. 74, 75 У нашем узорку, као што се очекивало и за самоубиства, неколико испитаника је имало историју зависности / злоупотребе супстанци, пре свега алкохола. То је био случај у две групе самоубистава, а у мањој мери и у контролној групи. Међутим, након контролисања историјске зависности од алкохола и / или кокаина или присутности интоксикације супстанцом према токсиколошким резултатима, групни ефекат на разлике у експресији примећене за већину гена и даље је значајан, што сугерише да опажени обрасци експресије гена нису услед дејства алкохола или кокаина. Ипак, код одређених гена примећен је специфичан ефекат акутне или хроничне изложености супстанци. Учинак алкохола и кокаина на експресију тих гена у контексту самоубиства и депресије требало би додатно истражити.

Један од изазова са микроарријским студијама је обрада велике количине добијених информација. Диференцијално експримирани гени били су у потпуности обележени коришћењем електронских база података (НетАффик) и даље истражени коришћењем генетске онтологије и алгоритама обогаћивања (ДАВИД), што представља занимљив начин да се сажеју и функционално истражују подаци микроаркира, упркос неким проблемима који се тичу нејасних виших функционалних класификација. У нашој студији имплементирали смо строге критеријуме значајности у идентификацији различито гена који су различито изражени (најмање 1, 3-промена промена, АНОВА и т- тест П- вредности <0, 01) да бисмо смањили сложеност података и обогатили гене који су биолошки релевантни до самоубиства и депресије. Комбинација АНОВА и следећих т- тестова уобичајено се назива тестом најмање значајне разлике заштићеним Фисхер-ом (ЛСД). У случају студија експресије гена сложених особина као што су психијатријски поремећаји, предложено је да се у почетним анализама користе мање строги критеријуми, 76 и да се у психијатријској пракси уобичајено прихвати само т- тестирање или Фисхер-ов заштићени ЛСД тест. студије експресије мозга 50, 64, 65 као и у другим истраживачким областима. 77

Многобројност је увек забрињавајућа приликом обављања анализе микрорачуна и многи корективни поступци су развијени да би се решили као што су Бонферрони-ова метода или лажне методе откривања темељене на брзини откривања. 78 Међутим, ове методе, као што се најчешће користе, претпостављају независност тестираних хипотеза. 79 Ово је далеко од стварности у контексту експресије гена у ткиву мозга, где постоји опсежна мултиколинеарност између скупа сонди као резултата гена у путовима, или оних уплетених у одређену молекуларну функцију, која се може регулисати на координиран начин . На пример, многи истраживачи нису установили да су гени, већ породице гена или путева умешаних у психијатријске поремећаје у прошлости. 62, 64, 65, 76, 80, 81, 82, 83, 84, 85 Додатно разматрање овог истраживања било је разликовање између депресивних и недепресивних самоубистава, омогућавајући процену ефеката депресије специфичних за експресију гена одвојено од самоубиства -пецифични ефекти.

Посматрање непропорционалног броја гена идентификованих као различито изражени између самоубилачких група у хипокампусу, јасно се одражава на ПЦА, при чему је првих 10 својствених вредности за прву компоненту проистекло из гена различито изражених између депресивних и недепресивних самоубилачких група . Овај контраст између самоубилачких група у складу је са истакнутом улогом високо пластичног хипокампуса у депресији и стресном одговору, 20, 54 дискриминирајући између депресивних и недепресивних стања за подмножицу различито изражених гена. Анализа генетске онтологије сонди која је значајно различито изражена између две групе самоубистава у хипокампусу открива снажну превелику заступљеност фактора који су укључени у регулацију транскрипције и метаболизам, сличан резултату који укључује све поређења у хипокампусу, али са много већим степеном значај. Обогаћивање фактора који су укључени у метаболичке процесе може навести различит одзив на стрес између група самоубица, док превласт регулатора транскрипције може деловати на различите мреже додатних гена, повећавајући привидну разлику између ове две групе у хипокампусу. Поред тога, образац експресије гена у хипокампусу може бити у великој мери повезан са дугорочним променама које проузрокују понављајуће депресивно стање, што је супротно променама које проузрокује прелазно и узбудљиво стање не-депресивних самоубистава. Усредсређенија и критичнија истрага хипокампуса код даљих жртава самоубистава помоћи ће у разликовању тих могућности.

Међу генима који су потврђени у четири лимбичке регије, неколико њих игра фундаменталну улогу у генерализованој неуротрансмисији, као што је случај са протеином 2 сличним АПП-у (АПЛП2), чији изостанак у кноцкоут мишевима је повезан са смањењем густине и броја прикључене везикуле на активној зони. 86 И АПЛП2 и АПП су обрађени производом такође идентификованог БАЦЕ1 гена, 87 излажући пут који се сматра главним у патогенези Алзхеимерове болести. Очигледна угулација експресије гена синаптотагмин 4 (СИТ4, пресинаптички сензор калцијума и регулатор синаптичког ослобађања) у хипокампусу депресивних жртава самоубиства паралелна је са налазима у СИТ4 кноцкоут мишу, који показује смањене нивое анксиозности и понашања налик депресији, као и измењена краткотрајна пластичност (ЦА1) и хипокамп-зависна меморија, 88, 89 и нерегулирана хипокампална експресија АДЦИ8 код недепресивних самоубистава у поређењу са контролама, интегрише се са убедљивим истраживачким телесом који демонстрира поремећену цАМП сигнализацију у биполарном поремећају, 90 депресија 91 и самоубиство. 92, 93, 94 Ови гени представљају занимљиве путове за даље истраживање.

У овом истраживању је идентификовано неколико гена габаергичког система као различито изражени, и у БА24 и у хипокампусу, скрећући пажњу на могућу габаергичку дисфункцију у лимбичком систему суицидалних и депресивних особа. Два гена су од посебног интереса, ГАБА А рецептор, α -1 (ГАБРА1) и ГАБА А рецептор, β -1 (ГАБРБ1) (Табела 3), јер су нивои мРНА ГАБА рецептора претходно повезани са депресијом и суицидношћу. 95 Инхибицијска неуротрансмисија у мозгу сисара углавном се врши од габаергичних неурона, одговорних за ослобађање ГАБА. 96 ГАБА неуротрансмисија модулира активност норадренергичког, допаминергичког и серотонергичког система. 96 Клинички подаци указивали су на промену габаергичког неуротрансмисије у поремећајима расположења и тачније у великој депресији. 97 Дакле, испитивања цереброспиналне течности и плазме су приметила измењене нивое ГАБА код депресивних пацијената. Такође, познато је да ССРИс повећава ниво ГАБА у мозгу депресивних пацијената. 98 Коначно, наши резултати такође потврђују недавна открића друге групе која се односи на ненормалности експресије гена у преносу ГАБА сигнала у можданом кортексу испитаника, који су патили од депресије и прецизније, измене ГАБА (А) и ГАБА (Б) код особа које су умрле самоубиством сугерирајући њихову потенцијалну улогу у самоубиству. Наши налази заједно са претходним истраживањима јасно указују на промену габаергичке неуротрансмисије у самоубиству и великој депресији у контексту самоубиства и нуде нове потенцијалне фармаколошке циљеве за лечење тако сложених поремећаја.

ПЦР у стварном времену нашироко се користи у потврђивању налаза из испитивања микроаркија захваљујући високој осетљивости и прецизности. Међутим, иако ове предности могу бити значајне, недавно је дискутовано о низу техника и параметара специфичних за анализу који могу у великој мери утицати на крајњи резултат, укључујући 99 фактора као што су квалитета шаблона, корак обрнуте транскрипције, избор ендогених контрола и примијењен приступ анализи података. Тренутно истраживање је нагласило потребу за вишеструким контролним генима за релативно квантификацију 100 услед недоследности у изражавању онога што се раније сматрало генима за одржавање домаћинства. У овој студији коришћене су ригорозне контроле квалитета узорка и два референтна гена, при чему су промене у стварном времену и корелације између података о микрорасту и подацима у стварном времену подржавале валидацију најзначајнијих резултата микрорачунске компоненте. Повезаност између микрорачуна и података у реалном времену на први поглед може изгледати скромно, али треба узети у обзир чињеницу да се ови РТ-ПЦР тестови нису вршили на истом узорку РНА, већ на РНА издвојеној из додатних узорака из исти субјекти добијени из суседног ткива до оног који је коришћен у оригиналним експериментима са микрорачуном. Ово се разликује од онога што се обично изводи у већини микроарраи студија, које користе исти узорак РНА. Радећи наш поступак, не само да валидирамо резултат микрорачуна, него и унутар субјективну обновљивост. Коначно, с обзиром да је сврха РТ-ПЦР искључиво техничка репликација резултата добијених микро-низом, биолошка репликација је добијена употребом вишеструких узорака различитих субјеката, за РТ-Р је коришћен мало мање конзервативни критеријуми за квалитет РНК. ПЦР него за микрорачун. Како се наши резултати РТ-ПЦР-а позитивно повезују са подацима о микрорачуну, чак и када користимо суседне узорке из истих субјеката за оба експеримента, можемо прихватити са прихватљивим степеном поузданости да проблеми у вези са интегритетом РНА вероватно неће бити одговорни за наше резултате.

Експерименти са микрораспадањем би се требали сматрати скринингом који може избацити светлост на биолошке процесе који су укључени у сложене услове као што су они испитани у овој студији. Као такви, сетови различито експримираних гена добивених у свакој регији представљају занимљиве циљеве за будуће студије усмерене на самоубиство и велику депресију. Према нашим сазнањима, ово истраживање представља прво истраживање експресије гена на самоубиствима и депресивним самоубиствима који испитују промјене у генима у лимбичким регијама мозга. Профил експресије у хипокампусу подвлачи важност ове структуре у великој депресији у контексту самоубиства и подразумева фундаменталну улогу за измене другог система гласника. Поред тога, наши резултати потврђују претходне доказе који указују на промене габаергичке неуротрансмисије у самоубиству и великој депресији, нудећи нове путеве у истраживању и, можда, лечењу, тако сложених стања. Даљње студије су оправдане како би се потврдили ови резултати не само на нивоу мРНА, већ и на протеинском и функционалном нивоу, као и повезаности између молекуларних промена са симптомима и факторима ризика повезаним са самоубиством и са великом депресијом.