Tübingen, Univ., Diss., 2006.

Ulm, Univ., Diss., 2009.

Zugl.: Sydney, Univ., Diss., 2007

Es wurde bereits mehrfach vermutet, dass das auf dem Chromosomabschnitt 1p36.11 lokalisierte Stathmin-Gen, welches durch seine Funktion als Regulator der Mikrotubulidynamik für die neuronale Plastizität bei Vertebraten eine entscheidende Rolle spielt, für die Angstentstehung von essentieller Bedeutung sein könnte. Zum einen wurde von Shumyatsky und Kollegen der Befund erbracht, dass Stathmin-defiziente Mäuse weder angeborene noch erlernte Furcht zeigten. Zum anderen konnten Brocke und Mitarbeiter für gesunde Probanden nachweisen, dass zwei Promotor-SNPs rs182455 und rs213641 mit der Induktion von Angst und psychosozialem Stress assoziiert sind. Aus diesen Gründen, die Stathmin zu einem ausgezeichneten Kandidatengen für angstrelevante Erkrankungen machen, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Fall-Kontroll-Studie durchgeführt, die den oben genannten rs182455 und einen neu identifizierten Promotor-Polymorphismus in Form eines STR-Bereichs analysierte. Das untersuchte Patientenkollektiv bestand aus 642 Patienten mit Persönlichkeitsstörungen, von denen 115 eine „ängstliche“ Cluster C Persönlichkeitsstörung aufwiesen. Des Weiteren wurden 239 Patienten mit einer Panikstörung und komorbider Agoraphobie und eine Kontrollgruppe aus 239 gesunden Blutspendern analysiert. Methodisch wurde hierbei zunächst eine Sequenzierung des Stathmin-Gens zur genaueren Analyse des STR-Bereichs durchgeführt. Die Genotypisierung des STR-Bereichs erfolgte anschließend mit Hilfe drei verschiedener PCR-Ansätze und einer Kapillar-Gelelektrophorese. Die Genotypisierung des rs182455 wurde mittels PCR, einem nachfolgenden Restriktionsverdau und einer Gelelektrophorese durchgeführt. Abschließend wurden die Allelfrequenzen des rs182455 und des STR-Bereichs auf eine mögliche Assoziation mit Persönlichkeitseigenschaften, Persönlichkeitsstörungen und Panikstörung und Agoraphobie statistisch untersucht. Die in dieser Arbeit durchgeführten Assoziationsanalysen von rs182455 zeigen zum einen eine signifikante Assoziation mit der TPQ Dimension „reward dependence“ (p=0,009), insbesondere mit der Subskala „Bindung“, mit der NEO-PI-R Dimension Extraversion (p=0,035), insbesondere mit den Facetten „Wärme“ und „Geselligkeit/Zusammenleben“. Bezüglich der NEO-PI-R Dimension Neurotizismus ergab sich bei geschlechtsgetrennten Analysen eine signifikante Assoziation für die Facette „Ängstlichkeit“ bei Frauen (p=0,026). Zum anderen wurde bei geschlechtsgetrennten Analysen eine signifikante Assoziation mit Cluster C Persönlichkeitsstörungen bei weiblichen Patienten (p=0,025) nachgewiesen. Darüber hinaus zeigte sich eine signifikante Assoziation des rs182455 mit der Panikstörung, wobei diese Assoziation insbesondere auf die Patienten mit Agoraphobie zurückzuführen ist (p=0,041). Die Assoziationsanalysen des STR-Bereichs, der aus einem ATC-Insertionspolymorphismus und einer TAA-Trinukleotidwiederholung besteht, ergaben bezüglich der NEO-PI-R Dimension Neurotizismus im Hinblick auf die Facette „Ängstlichkeit“ ebenfalls eine signifikante Assoziation (p=0,011) mit dem ATC-Insertionspolymorphismus. Im Hinblick auf Cluster C Persönlichkeitsstörungen zeigte sich bei geschlechtsgetrennten Analysen eine signifikante Assoziation des ATC-Insertionspolymorphismus (p=0,019) bei weiblichen Patienten und eine signifikante Assoziation mit der Trinukleotid-Wiederholung TAA (p=0,031). Bezüglich des ATC-Insertionspolymorphismus wurde darüber hinaus eine signifikante Assoziation des STR-Bereichs mit der Panikstörung (p=0,020) und komorbider Agoraphobie (p=0,024) nachgewiesen. Diese Resultate bestätigen die Annahme, dass dem Stathmin-Gen für die Angstentstehung und für die Genese angstrelevanter Erkrankungen möglicherweise eine Bedeutung zukommt. Die Assoziation mit den Persönlichkeitseigenschaften „Ängstlichkeit“, „Bindung“, „Wärme“ und „Geselligkeit/Zusammenleben“, die eventuell als maternale Eigenschaften gewertet werden können, entspricht ebenfalls dem Modell der Stathmin-defizienten Maus, da außer dem Nichtvorhandensein angeborener oder erlernter Furcht weibliche Stathmin-defiziente Mäuse die Aufzucht der Jungtiere vernachlässigen. Dies könnte auch eine mögliche Erklärung für den Geschlechtereffekt im Sinne einer Frauenwendigkeit darstellen, der sich insbesondere für die genannten Persönlichkeitseigenschaften und für die Cluster C Persönlichkeitsstörungen, aber auch für die Panikstörung und Agoraphobie detektieren ließ. Zusammenfassend sprechen diese Daten für die Hypothese, dass es sich bei Stathmin um ein geschlechtsspezifisches Suszeptibiltätsgen für Cluster C Persönlichkeitsstörungen und die Panikstörung und Agoraphobie handelt. / Stathmin, a gene located on chromosome 1p36.11 and enriched in the amygdala, seems to control learned and innate fear and to play also a role in maternal behaviours in mice. Two recent studies argued for stathmin as a regulator of affective control processes and especially anxiety processing in humans. A case-control study of one of these SNPs (rs182455) as well as another polymorphism in the transcriptional control region of stathmin was conducted in 642 patients with personality disorders, 115 of them suffered from Cluster C personality disorders, in 239 patients suffering from panic disorder and agoraphobia and in 239 controls. Both promoter polymorphisms were specifically and significantly associated with panic disorder and agoraphobia as well as with Cluster C personality disorders, however the rs182455 only yielded a significant association within the female subsample. Furthermore both polymorphisms were significantly associated with the Revised NEO Personality Inventory (NEO-PI-R) neuroticism facet “anxiety” and the rs182455 again only yielded a significant association within the female subsample. Rs182455 also showed a significant association with the NEO-PI-R dimension “extraversion” and especially with the facets “warmth” and “gregariousness” and the Tridimensional Personality Questionnaire (TPQ) dimension “reward dependence” especially with the subscale “attachment”. The stathmin variation is associated with Cluster C personality disorders and “anxiety” as well as with “warmth”, “gregariousness” and “attachment”, which may be considered as maternal traits. All the results showed a gender effect, some even only yielded significant results in the female subsample. In conclusion stathmin may constitute a susceptibility gene with a gender effect for panic disorder and agoraphobia and for Cluster C personality disorders.

Zugl.: Berlin, Humboldt-Univ., Diss., 2005 u.d.T.: Deindl, Philipp: Gen-Gen- und Gen-Umwelt-Interaktionsanalysen bei Kindern der multizentrischen Allergie-Studie / Hergestellt on demand

Hohenheim, Univ., Diss., 2001.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Würzburg, Univ., Diss., 2002.

In mehreren klinischen und außerklinischen Populationen werden die allelischen Variationen der Monoaminoxidase-A mit aggressivem, ängstlichem und abhängigem Verhalten in Verbindung gebracht. In unserer Studie haben wir den Einfluss von Allelvariationen der Monoaminoxidase-A auf aggressivitätsassoziierte Persönlichkeitsmerkmale und die Erkrankungswahrscheinlichkeit für Probanden mit Persönlichkeitsstörungen untersucht. Die Hypothese ist, dass ein geschlechtsspezifischer Zusammenhang zwischen der Allelvariation mit konsekutiv geringerer Enzymaktivität und Cluster-B-Persönlichkeitsstörungen nach DSM-VI, antisozialen Persönlichkeitsstörungen, sowie den Persönlichkeitsmerkmalen „Suche nach neuen Erfahrungen“ (TPQ), Neurotizismus, Verträglichkeit und Gewissenhaftigkeit bestehen könnte (NEO-PI-R). Der Genotyp des MAOA-Polymorphismus MAO-LPR wurde an 566 Patienten mit Persönlichkeitsstörungen und an 281 Probanden einer gesunden Kontrollgruppe untersucht. Der MAOA-LPR-Genotyp zeigt eine signifikante Korrelation mit Cluster-B-Persönlichkeitsstörungen nach DSM-IV (chi2=7.77, p=0.005, df=1). Dabei sind 26% der Probanden mit einer Persönlichkeitsstörung aus dem B-Cluster homo- oder hemizygot für den MAOA-Genotyp, der zur Ausprägung einer Variante mit geringer Enzymaktivität führt. Im Vergleich weisen dagegen nur 16.4% der Probanden aus der Kontrollgruppe diesen Genotyp auf. Zusammenhänge zwischen Allelvariationen der MAOA-Aktivität und Persönlichkeitsmerkmalen, die mit impulsivem und aggressivem Verhalten in Verbindung gebracht werden, erweisen sich als unbeständig. Eine Korrelation mit Cluster-C-Persönlichkeitsstörungen kann nicht nachgewiesen werden. Unsere Ergebnisse zeigen einen Zusammenhang zwischen Hemi- und Homzygotität der MAOA-LPR-Variante mit konsekutiv geringer Enzymaktivität und Cluster-B-Persönlichkeitsstörungen. Für den Einfluss der mit geringerer MAOA-Aktivität einhergehenden Variationen des Genotyps auf Aggression, Impulsivität und gewalttätiges Verhalten beim Menschen gibt es Hinweise (Shih et al. 1999). Immer häufiger werden Beweise für ein Zusammenwirken von genetischen Determinanten und Umwelteinflüssen gefunden. Unsere Erkenntnisse unterstützen weiterhin die These, dass die genetische Determination der MAOA-Aktivität auch in bestimmtem Maße zur Ausprägung des Gleichgewichts zwischen hyper- (impulsiv-aggressiv) und hyporeaktivem (ängstlich-depressiv) Verhalten beiträgt. / Genetic variants of the monoamine oxidase A (MAOA) have been associated with aggression-, anxiety-, and addiction-related behavior in several nonclinical and clinical populations. Here, we investigated the influence of allelic variation of MAOA activity on aggression-related personality traits and disease risk in patients with personality disorders. Personality disorders were diagnosed with the Structured Clinical Interview of DSM-IV and were allocated to cluster A, B, and C. Personality features were assessed by the revised NEO Personality Inventory and the Tridimensional Personality Questionnaire. The genotype of the MAOA gene-linked polymorphic region (MAOA-LPR) was determined in 566 patients with personality disorders and in 281 healthy controls. MAOA genotype was significantly associated with cluster B personality disorders (chi2=7.77, p=0.005, df=1) but not with cluster C personality disorders. In total, 26.0% of cluster B patients were hemi- or homozygous for the low-activity variant of the MAOA genotype, compared to 16.4% in the control group. Associations between MAOA variants and personality domains related to impulsivity and aggressiveness were inconsistent. Our findings further support the notion that allelic variation of MAOA activity contributes modestly to the balance of hyper- (impulsive-aggressive) and hyporeactive (anxious-depressive) traits.

HIV verursacht eine progressive Zerstörung des Immunsystems und führt zusätzlich durch Veränderungen im ZNS zu neurokognitiven Störungen (HIV-associated neurocognitive disorders, HAND). Die HIV-Infektion geht mit einer Dysfunktion von dopaminergen Signalwegen einher, die sich unter anderem in einer erhöhten Dopamin-Verfügbarkeit im Liquor von Therapie-naiven HIV-Patienten äußert. Der Grund für die Dysregulation der dopaminergen Signalwege in HIV-Patienten ist nicht geklärt. Aufgrund dessen war das Hauptziel dieser Arbeit die Identifizierung des pathogenetischen Mechanismus, der zu einer erhöhten Dopamin-Konzentration im Liquor von HIV-Patienten führt. Die primäre Hypothese war, dass die erhöhte Dopamin-Verfügbarkeit nicht durch das Virus selbst, sondern vielmehr durch die genetische Konstitution der HIV-Patienten hervorgerufen wird. Deshalb wurden Polymorphismen untersucht, die die dopaminerge Neurotransmission beeinflussen. Es wurde vermutet, dass a) verschiedene Genotypen dieser Polymorphismen in nicht-infizierten und HIV-infizierten Personen mit anderen Häufigkeiten auftreten, b) verschiedene Genotypen mit veränderten Dopamin-Verfügbarkeiten assoziiert sind, c) unterschiedliche Genotypen Auswirkungen auf Marker der Progression der HIV-Infektion haben und d) verschiedene Genotypen die Immunaktivierung beeinflussen. Dazu wurden in 190 HIV-infizierten und nicht-infizierten Teilnehmern unterschiedlicher Ethnien die Polymorphismen BDNF Val66Met, COMT Val108/158Met, DAT 3‘-UTR VNTR, DRD2 TaqIα, DRD3 Ser9Gly und DRD4 VNRT mit PCR, ggf. Restriktionsverdau und Agarose-Gelelektrophorese analysiert und die Expression des Dopamin-Transporters mit real time PCR bestimmt. Darüber hinaus wurden zur weiteren klinischen Charakterisierung die Immunmarker MCP-1, sCD14, suPAR und RANTES mit ELISA analysiert, da eine Erhöhung dieser Parameter mit einer beschleunigten HIV-Progression assoziiert ist. Die Bestimmung der T-Zell-Aktivierung (CD3/CD8/CD38/HLA-DR) wurde mit einer durchflusszytometrischen Analyse durchgeführt. In dieser Arbeit haben wir gezeigt, dass HIV-Patienten hochsignifikant häufiger homozygot für das 10-repeat Allel des Dopamin-Transporter-Polymorphismus sind als nicht-infizierte Personen (57,1 % bzw. 26,8 %, p = 0,001, OR = 3,93, 95 % CI 1,72 – 8,96, direkte logistische Regression). HIV-Patienten und nicht-infizierte Personen mit diesem Genotyp weisen eine signifikant höhere Dopamin-Verfügbarkeit im Liquor auf als Personen mit dem 9/10-Genotyp (p = 0,03) und eine signifikant geringere Expression des Dopamin-Transporters auf PBMCs (p = 0,05). Der DAT 10/10-Genotyp ist im Gegensatz zu anderen Genotypen in HIV-Patienten jedoch weder mit unterschiedlichen CD4+-Zellzahlen und Viruslasten noch mit einer veränderten Häufigkeit von HAND verbunden. Zusätzlich weisen deutsche und südafrikanische nicht-infizierte und HIV-infizierte Personen mit dem DAT 10/10-Genotyp eine signifikant höhere MCP-1-Konzentration im Plasma auf als Personen mit anderen DAT-Genotypen (p = 0,0076). Keiner der Immunmarker ist mit der Dopamin-Verfügbarkeit assoziiert. Dennoch ist die Immunaktivierung in südafrikanischen HIV-Patienten im Vergleich zu nicht-infizierten Südafrikanern signifikant erhöht: HIV-Patienten zeigen im Vergleich zu nicht-infizierten Personen eine stärkere T-Zell-Aktivierung (p = 0,0001), eine erhöhte Plasma-Konzentration von MCP-1 (p = 0,0014), eine gesteigerte sCD14-Konzentration (p = 0,0004) und eine vermehrte suPAR-Konzentration im Plasma (p = 0,006). In der vorliegenden Arbeit konnte kein Nachweis erbracht werden, dass die erhöhte Immunaktivierung in den südafrikanischen HIV-Patienten durch die Koinfektion mit Echinoccocus oder durch genetische Polymorphismen bei Chemokinen hervorgerufen wird. Eine chronisch erhöhte Immunaktivierung stellt eine treibende Kraft für die Virusreplikation dar und kann letztendlich zu einer Erschöpfung des Immunsystems führen. Der 10/10-Genotyp des DAT VNTR könnte einen Risiko-Faktor für die HIV-Infektion darstellen, da dieser eine erhöhte Dopamin-Verfügbarkeit nach sich zieht. Dopamin aktiviert HIV in chronisch infizierten T-Lymphoblasten und führt zudem zu einer erhöhten Expression und Sezernierung von TNF-α, das wiederum die Expression von HIV induziert. Diese Ergebnisse untermauern den Zusammenhang von Dopamin und HIV. Es ist jedoch nicht völlig geklärt, ob die erhöhte Dopamin-Konzentration ausschließlich durch den Genotyp hervorgerufen oder auch durch die HIV-Infektion begünstigt wird. / HIV infection has adverse effects on the immune system and also leads to a HIV-associated neurocognitive disorder (HAND) due to changes within the CNS. It is associated with a dysfunction of dopaminergic pathways which amongst others involves an increased dopamine availability within the cerebrospinal fluid (CSF) of therapy naïve HIV patients. The reason for the dysregulation of dopaminergic pathways has not been found yet. Therefore, the main goal of this work was the identification of the pathogenetic mechanism leading to an elevated dopamine availability. The primary hypothesis was that the higher dopamine availability is not caused by the virus itself but rather by the genetic background of HIV patients. That is why we analyzed genetic polymorphisms which influence the dopaminergic neurotransmission. We hypothesized that a) different genotypes of these polymorphisms occur with different frequencies in HIV infected and uninfected individuals, b) different genotypes are associated with changes in dopamine availability, c) different genotypes have an impact on markers of HIV disease progression and d) different genotypes influence immune activation. We analyzed the polymorphisms BDNF Val66Met, COMT Val108/158Met, DAT 3‘-UTR VNTR, DRD2 TaqIα, DRD3 Ser9Gly und DRD4 VNRT in 190 HIV infected and uninfected participants of different ethnicities by PCR, restriction digestion and agarose gel electrophoresis and the expression of the dopamine transporter by real time PCR. For further clinical characterization the immune markers MCP-1, RANTES, sCD14 and suPAR were measured by ELISA as they are associated with HIV disease progression. The analysis of T cell activation (CD3/CD8/CD38/HLA-DR) was performed using flow cytometry. We found that HIV patients are highly significantly more often homozygous for the 10-repeat allele of the dopamine transporter polymorphism than uninfected individuals (57.1 % and 26.8 %, respectively, p = 0.001, OR = 3.93, 95 % CI 1.72 – 8.96, direct logistic regression analysis). HIV patients and uninfected subjects with this genotype display a significantly higher dopamine availability in CSF compared to people with the 9/10 genotype (p = 0.03) and significantly decreased mRNA expression of the dopamine transporter on PBMCs (p = 0.05). However, the DAT 10/10 genotype compared to other genotypes is neither linked to a difference in CD4 T cell counts and viral loads nor to an altered frequency of HAND. Additionally, German and South African uninfected and HIV infected participants with the DAT 10/10 genotype show higher concentrations of MCP-1 in plasma (p = 0.0076). None of the immune markers is associated with dopamine availability. In contrast, immune activation is significantly higher in South African HIV patients compared to uninfected subjects. HIV patients display an augmented T cell activation (p = 0.0001), an elevated plasma concentration of MCP-1 (p = 0.0014), increased sCD14 plasma levels (p = 0.0004) and a higher suPAR concentration in plasma (p = 0.006) compared to uninfected participants. In this study, we could not provide evidence that the higher immune activation in South African HIV patients is due to the parasitic infection Echinococcus or due to genetic polymorphisms of chemokines. A chronically elevated immune activation represents a driving force for viral replication and can lead eventually to the exhaustion of the immune system. The 10/10 genotype of the DAT VNTR could be a risk factor for HIV infection as this genotype causes a higher dopamine availability. Dopamine activates HIV in chronically infected T lymphoblasts and leads to an enhanced expression and secretion of TNF-α which in turn results in an induction of HIV expression. These results emphasize the interaction of dopamine and HIV. However, it has not been completely elucidated whether the elevated dopamine availability is entirely associated with the genotype or it might be a consequence of HIV infection.