Alterations in Metabotropic Glutamate Receptor 1α and

Alterations in Metabotropic Glutamate
Receptor 1α and Regulator of G
Protein Signaling 4 in the Prefrontal
Cortex in Schizophrenia
(Am. J Psychiatry 167; December 2010)
Pepijn Booltink
AIOS Psychiatrie
Waarom dit onderzoek?
• Onderzoek naar verstoorde neurotransmissie via GABA en glutamaat
in de prefrontale cortex, aangezien cognitieve defecten bij schizofrenie
(o.a. geheugen) gerelateerd zijn hieraan¹
• Metabotrope Glutamaat Receptoren (mGluRs) en endocannabinoïden
beïnvloeden neurotransmissie via GABA en glutamaat
• Regulator van G-proteïne signalering 4 (RGS4) werkt op mGluRs
¹Lewis et al.: Cortical inhibitory neurons and schizophrenia. Nat Rev Neurosci 2005
Wie zijn mGluR1α en RGS4 überhaupt
en hoe kennen ze elkaar?
Metabotrope Glutamaat Receptor (mGluR) = G-proteïne-gekoppelde
glutamaat-receptor
• Activatie mGluR1α en mGluR5 leidt tot supressie GABA-afgifte
• Hippocampus, cerebellum, cortex; leren, geheugen, angst en pijn
Regulator van G-proteïne Signalering 4 (RGS4) = Cytosoleiwit dat
hydrolyse-enzym (GTPase) activeert in G-proteïnes m.a.g.
neurotransmissie
• Reductie van duur van intracellulaire signalering via groep 1 mGluRs
Methode (I)
• Post-mortem; hersenmonsters patiënten met schizofrenie (SF)
(N=28) en schizoaffectieve stoornis (SA) (N=14), elk gekoppeld aan
controle-persoon (N=42) met zelfde sexe en vergelijkbare leeftijd en
postmortem-interval om zo ‘koppel’ te vormen
• PCR voor meten mRNA-levels mGluRs1α, mGluRs5, RGS4 en
synthese- en metabolisme-enzymen van endocannabinoïden
• Eenzelfde controle bij mannelijke makaken (N=18) welk haloperidol
(6), olanzapine (6) of placebo (6) 2dd kregen gedurende 17-27 mnd
Brodmann Area 9
Methode (II)
• Covariantietest (ANCOVA) om effect van diagnose op expressielevel van verschillende mRNAs te testen:
- Expressielevel = continue uitkomstvariabele
- Diagnostische groep = categorische variabele
- Vriezer-tijd, pH, RNA-integriteitnummer = continue covariabele
- Koppel = blocking factor
- Correctie voor ‘confounders’ (sexe, farmacotherapie, etc.)
• Variatietest (ANOVA) bij makakentriade (1 makaak van elke groep):
- Expressielevel = continue uitkomstvariabele
- Behandelgroep = categorische variabele
- Triade = blocking factor
Resultaten (mGluR1α)
• 12,4% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF/SA vs controles (p=0,004)
• exclusie 2 koppels hoogste mGluR1α-mRNA-expressie → alsnog
10,2% toename mRNA-gehalte bij SF/SA vs controles (p=0,008))
• 16,3% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF vs controles (p=0,005)
• Mogelijk 11,5% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF vs SA (p=0,04)
• Niet meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SA vs controles (5,4%; p=0,30)
• ‘Diagnose’ is enige significante confounder (zie punt 4)
Resultaten (mGluR5)
• 5,9% meer mGluR5-mRNA-expressie SF vs SA (p=0,027)
• Geen verschil mGluR5-mRNA-expressie SF vs controles (p=0.127)
Resultaten (RGS4)
• 16,1% minder RGS4-mRNA-expressie SF vs controles (p=0,000)
• Correctie voor confounders → geen significant verschil
• Geen correlatie RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie zowel
binnen individu als tussen koppels
• 27/42 koppels zowel meer mGluR1α-mRNA-expressie als minder
RGS4-mRNA-expressie SF vs controles (p=0,000)
Resultaten (Endocannabinoïden)
• mRNA-expressie synthese-* en metobolisme-enzymen** niet
significant SF vs SA vs controles (p>0,30)
*
**
Diacylglycerol lipase α en β
Monoglyceride lipase en vetzuur amide hydrolase (FAAH)
Resultaten (Makaken)
• 7,7% Minder mGluR1α-mRNA-expressie haloperidol vs placebo,
niet-significant (p=0,60)
• 4,7% Minder mGluR1α-mRNA-expressie olanzapine vs placebo,
niet-significant (p=0,60)
Discussie
• Afwijkingen RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie inherent
aan SF (geen significante invloed overige confounders)
• Afwijkingen RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie mogelijk
causaal verband dysfunctie prefrontale cortex / cognitieve defecten
• Hogere mGluR1α-mRNA-expressie vaak gepaard met lagere
RGS4-mRNA-expressie (p=0,000) → langere duur intracellulaire
signalering t.g.v. mGluR1α-activatie in prefrontale cortex bij SF
Beschouwing
+ Uitgebreid onderzoek, extra controle makaken
+ Significante resultaten
+ Formulatie conclusies voorzichtig indien p>0,01
-
Celtype van resultaten onbekend
-
Los eindje: minder mGluR5-mRNA-expressie SA vs controles?
-
mGluR5-mRNA- en RGS4-mRNA-expressie makaken?
-
RNA Integriteitnummer (RIN) = 8,3 = ?
Bedankt voor de aandacht!