정신분열병과 DRD3, DRD4, HTR2A 유전자 다형성의 연합연구

Abstract

Though it is established that genetic components contribute to the development of schizophrenia, specific genes involved and their interactions are not known. Dopamine and serotonin receptors are candidate genes for the genetic study of schizophrenia because these receptors have been considered to be implicated in the pathophysiology and etiology of schizophrenia. Population-based association was investigated in this study to elucidate whether these genes are susceptible to the schizophrenia. Ser9Gly polymorphism of DRD3, 12 bp repeat polymorphism of DRD4, and 102T/C polymorphism of HTR2A were tested in this study subject consisting of 145 schizophrnics and 242 normal controls. The molecular techniques such as polymerase chain reaction - restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) for the detection of DRD3 and HTR2A, and PCR - polyacrylamide gel electrophoresis (PCR-PAGE) for DRD4 were used. Difference of allele, genotype and linearity between two groups was assessed by chi-square analysis. After patient group were stratified by sex, age of onset (before or after years of 20), and family history of schizophrenia, the same statistical analysis of case-control association was applied. Logistic linear regression was tested to evaluate interaction between three genes. There was no statistical significance in allelic and genotypic difference of three genes between two groups but a different tendency in linear trend test with DRD4 (p=0.098). Stratified by sex, the differences of DRD4 allele (p=0.065) and HTR2A allele and genotype (p=0.083, p=0.054, respectively) were observed between male patients and controls and difference of HTR2A genotype (p=0.080) between female patients and controls as well. Stratified by age of onset, the difference in the linear trend test with DRD3 between early-onset patients and normal control (p=0.003) was observed. Stratified by family history, the difference in the linear trend test with DRD4 between patients with family history and normal controls (p=0.008) was also observed. Logistic linear regression with 145 patients and 242 normal control did not show any significant result. However, logistic linear regression with 90 patients who had early-onset phenotype (≤20 year-old) or family history showed a significant result that interaction term between DRD3, DRD4, and HTR2A has statistical significance (p=0.053). In a given condition such that DRD4 has short allele and HTR2A T allele, the odds ratio of Gly presence in DRD3 was significantly as high as 13.3 (95% confidence interval: 1.04 - 169.6). In conclusion, this study could show some implication of gene interaction between DRD3, DRD4 and HTR2A in developing schizophrenia by logistic regression analysis. Logistic regression analysis only with 90 patients arbitrarily taken in this study made some sense, considering that there were significant results after stratification by sex, age of onset and family history. Furthermore, it could be easily accepted that the patients with family history or early-onset phenotype have more genetic background. It is highly suggested that any efforts to subdivide schizophrenia into more homogeneous subgroups should be continued to elucidate responsible genes and gene interaction between them.;정신분열병의 발병에 유전적 요소가 강하다는 것은 잘 알려져 있으나, 관여하는 유전자 및 유전방식은 아직 확립된 바가 없다. 이에 정신분열병의 병태 생리 및 원인에 관여할 것으로 추정되는 도파민 및 세로토닌계의 주요 유전자들 의 다형성(polymorphism)과 정신분열병과의 관련성을 대조사례군 연합연구 (association study)를 통하여 알아보고자 하였다. DSM-Ⅳ (Diagnositc and Statistical Manual-Ⅳ) 진단기준에 의해 정신 분열병으로 진단된 145명의 환자군과 242명의 대조군을 대상으로 D3 도파민 수용체(dopamine receptor B3, DRD3) 유전자의 Ser9Gly 다형성, D4 도파민 수용체(dopamine receptor D4, DRD4) 유전자의 12개 염기반복 다형성, 5-hydroxytryptamine 수용체 2A(HTR2A) 유전자의 102T/C 다형성을 비교함으로써 이들 사이에 대립유전자 빈도, 유전자형 빈도 및 선형경향성에 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 유전자형의 확인은 중합효소연쇄반응 이후 DRD3·HTR2A 다형성의 경우에는 제한효소 절단법으로, DRD4 다형성의 경우에는 polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) 이후 은염색하여 12 bp 이동성 차이로 확인하였다. 또한, 환자군을 성별, 20세 이전 발병 여부, 정신분열병의 가족력 유무 등의 기준으로 구분하여 이들 집단과 대조군 사이에도 차이가 있는지를 살펴보았다. 이들 후보유전자들의 상호작용이 정신분열병의 발병에 기여하는지를 평가하기 위하여 로짓선형회귀(logistic linear regression) 분석을 실시하였다. 환자군은 대조군과 비교하여 DRD3, DRD4, HTR2A 유전자 다형성에 있어 DRD4에서 선형경향성 차이(p=0.098)가 있는 것을 제외하고는 대립유전자 및 유전자형 빈도에서 유의한 차이가 없었다. 그러나 성별에 따른 분석은 남자의 경우 DRD4 대립유전자(p=0.065), HTR2A 유전자형(p=0.054) 및 대립유전자 (p=0.083) 등에서 남자대조군과 차이를 보였으며, 여자의 경우는 HTR2A 유전자형 빈도에서 여자대조군과 차이(p=0.080)를 보였다 발병 나이에 따른 비교는 DRD3 다형성에서 20세 이전 발병군이 대조군과 선형경향성의 차이를 보였고 (p=0.003), 가족력에 따른 비교는 DRD4 다형성에서 가족력이 있는 군이 정상대조군과 선형경향성의 차이(p=0.008)를 보였다 전 환자군에서는 유의하진 않았으나 조기발병 하였거나 가족력이 있는 환자 90명을 대상으로 한 경우에서는 DRD3, DRD4, HTR2A 다형성간에 상호작용이 있는 것이 관찰되었다(p=0.053). DRD4에서 단형, HTR2A에서 T 대립유전자를 가지는 경우 DRD3 Gly 대립유전자 존재 여부에 대한 환자군-대조군 승산비(odds ratio)가 13.3 (95% 신뢰구간 1.04 - 169.6)으로 유의한 차이를 보였다. 결론적으로 DRD3, DRD4, HTR2A 유전자 다형성은 정신분열병 환자군 과 대조군 사이에 유의한 연합이 관찰되지 않았다 그러나 성별, 발병 연령, 정신 분열병의 가족력 등으로 나누어 본 결과 일부 아형에서는 수용체별로 차이를 보이고 있어 아형에 따라 유전적 영향이 다를 수 있음을 알 수 있었다. 조기에 발병하였거나 가족력이 있어 유전적 영향을 많이 받을 것으로 생각되는 환자들을 대상으로 로짓선형회귀 분석을 시행한 결과 DRD3, DRD4, HTR2A 유전자간에 상호작용이 있었고 각 유전자에서 특정 대립유전자의 존재여부가 정신분열병 발현에 영향을 미치는 것으로 나타나 본 연구에 포함된 세 종류의 유전자간에 상호작용이 있음을 시사하였다. 향후 정신분열병을 유전적으로 보다 더 동질적인 아형으로 구분하는 시도와 이를 토대로 관련 후보 유전자를 밝히고 이들의 상호 작용을 파악하는 시도가 지속되어야 할 것으로 생각된다.