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151个精神分裂症家系中多巴胺D3受体基因Ser9Gly多态的
[摘 要] 目的: 探讨多巴胺D3受体基因(DRD 3)第一外显子Ser9Gly多态性与精神分裂症的关系。方法:采集151个家系,每家有2名或2名以上符合ICD-10精神分裂症诊断标准的患病同胞父母存活且父母中至多只有一方有精神分裂症患病 史。对DRD3基因的Ser9Gly多态性进行检测。结果: (1)总体而言,DRD3基因的Ser9Gly等位 基因频度和基因型频度在父母组、非患病同胞组和患病同胞组之间差异无显著性,在精神分裂症不同亚型之间基因型频度和等位基因频度的分布差异也没有统计学意义。(2) 传递不平衡检验(TDT)发现在患病同胞中存在传递不平衡(χ2=7.76,P=0.005 3,OR=1.70,95%置信区间为1.15~2.52)。(3) 基因型与临床特征的相关分析显示,具有Ser9等位基因的患病同胞较多地出现阴性症状。结论:DRD3基因的Ser9Gly多态与家族性精神分裂症相关联。研究支持DRD3作为精神分裂症的候选基因之一。

[关键词] 精神分裂症/遗传学;受体,多巴胺;多态现象;外显子

[中图分类号] R749.3  [文献标识码] A

[文章编号] 1000-1530(2000)05-0455-03


Disequilibrium transmission of Ser9Gly polymorphism of Do pamine D3 receptor gene in 151 schizophrenia families


ZHOU Ru-Lun HU Xian-Zhang ZHOU Chao-Feng HAN Yong-Hua CHEN Chang-Hui WANG Yu-Feng SHEN Yu-Cun

(Peking University Institute of Mental Health, Beijing 100083, China)


ABSTRACT Objective: To investigate the asso ciation between Ser9Gly polymorphism of dopamine D3 receptor gene (DRD3) and schizophrenia. M etho ds: The Ser9Gly polymorphism of DRD3 was tested in 151 Chinese Han#39;s pe digrees each of which had two or more affected schizophrenia siblings who fulfilled the ICD-10 criteria with the parents alive and at most only one of whose parents may have the history of suffering schizophrenia. Results: (1) Totally, the distributions of alleles o r genotypes of DRD3 Ser9Gly polymorphism are not significantly different between the groups of paren ts, unaffected-siblings and affected-siblings, and between the sub-types of schi zophrenia. (2) The transmission disequilibrium test (TDT) shows the transmission disequilib rium in affected-siblings (χ2 = 7.76, P = 0.005 3, OR = 1.70, 95%IC: 1.15-2.52). (3) The correlation analysis was taken between genotypes and clinical status. The res ults show that schizophrenia siblings with Ser9 allele are apt to have negative symptoms. Conclusion: The results show that there may exist assoc iation between DRD3 and schizophrenia. This research supports that DRD3 may be one of the candidate gene s of schizophrenia.

KEY WORDS Schizophrenia/genet; Receptors, dopamine; Po lymorphism(genetics); Exons


(J Beijing Med Univ, 2000, 32:455-457)


  多巴胺系统是精神分裂症生物学背景中引起最多关注的因素。近年来,对二者关系的基因水平研究呈现相互矛盾的结果,其中阴性结果居多,因此,对多巴胺假说尚需进一步探索。综合大量的研究结果,有理由认为,多巴胺系统在精神分裂症中具有难以替代的重要作用:(1)大多数抗精神病药通过多巴胺受体发挥作用是一个不争的事实;(2)动物实验中提高多巴胺水平可以产生类似精神分裂样症状,可重复性比较稳定;(3)尽管基因水平研究中大多数属于阴性结果,但有若干阳性报道来自于大样本、亚型分类的研究;(4)有相当多的阴性报道中,多巴胺受体基因与症状群或症状呈明显相关。因而利用大规模样本对多巴胺系统进行深入细致地研究对进一步认识多巴胺系统在精神分裂症中的作用具有十分重要的意义。

  精神分裂症与多巴胺受体关系的研究始于70年代中期。作者在1995年对多巴胺D2受体基因(DRD2)第七外显子Ser311Cys(习惯表示法,意为第311位密码子由丝氨酸变为半胱氨酸)多态与精神分裂症的关系进行了研究,发现该多态与精神分裂症家族史和发病年龄相关[1]。继多巴胺D2受体之后,研究发现经典和非经典抗精神病药都可以提高多巴胺D3受体基因的表达水平[2]。有鉴于此,为进一步验证精神分裂症的多巴胺假说,我们利用多年来积累的较大规模的样本对DRD3基因第一外显子Ser9Gly(第9密码子由丝氨酸变为甘氨酸)多态性进行了分析。


1 材料与方法


1.1 研究对象

1.1.1 家系的来源 家系的收集从1991年开始到1998 年结束。共收集来自北京、新乡、天津、石家庄、四平、长春、吉林、丹东、哈尔滨、开原等地的精神分裂症核心家系(每家包括两个或两个以上精神分裂症患病同胞和患病同胞的父母)。按ICD-10精神分裂症诊断标准,通过研究组临床专家和患病家庭成员面谈进行疾病诊断的确认和合格家系的筛选。共获得家系151个,633人。将151个家系的成员分成3组:父母组(308人);患病同胞组(303人);非患病同胞组(22人)。所有样本均为汉族。

1.1.2 临床资料的收集 家系入组后由经过培训的研究人员对合格家 系中的精神分裂症患者进行“遗传学研究诊断会谈表(DIGS)”检查,同时用“遗传学研究家属会谈表(FIGS)”对知情人进行定式调查(DIGS和FIGS由哈佛大学提供,北京大学精神卫生研究所翻译并测试,双方共同组织了相关的人员培训)。

1.2 实验方法

1.2.1 标本的采集与处理 对合格样本以书面形式获得知情同意后,抽 取外周静脉血10 ml,4 ℃保存,两周内常规方法提取DNA。

1.2.2 基因型检测 聚合酶链式反应(PCR):设计上游引物5′-ACA GGAAGCCCCTTGGCATC-3′和下游引物5′-CAGTAGGAGAGGGCATAGT AGGCAT-3′。该序列所扩增的产物长度为148 bp, 中间包扩一个对应于内切酶MscⅠ的多态性切点(MscⅠ的识别顺序是TGGCCA),由此形成限制性片段长度多态(RFLP)。PCR总反应体积25 μl,循环条件为94 ℃,30 s;56 ℃,90 s;72 ℃,1 min。反应在双槽PTC-200型PCR仪(MJ Research, USA)上进行。以上循环针对0.1 μg基因组DNA进行35轮, 进入循环前于95℃预变性5 min,出循环后于72℃延长反应10 min。 限制性内切酶消化:PCR产物用MscⅠ酶切。通过2%(20 g.L-1)琼脂糖电泳分离鉴定基因型, 以50 bp DNA ladder (Gibco-BRL)作分子量标准品。如果为Ser9,切点阴性,表现为148 bp片段,本文中用A1表示该等位基因;如果为Gly9,切点阳性,表现为94 bp+64 bp两个片段,本文中用A2表示该等位基因。

1.2.3 统计分析 采用统计分析软件包(statistical packages for social sciences, release 7, SPSS Corp. USA)及Epi INFO v6.0c进行数据管理和统计分析。


2 结果


  在家系中,用χ2检验对DRD3基因型频度和等位基因频度进行比较,基因型分布在父母和患病同胞之间(χ2=1.87, P=0.39)以及父母和非患病同胞之间(χ2=4.03, P=0.13) 差异无显著性。 等位基因分布在父母和患病同胞之间(χ2=0.2, P=0.66)以及父母和非患病同胞之间(χ2=0.23, P=0.63 ) 差异亦无显著性。

  按文献[3]报道的方法,在151个家系中,根据父母基因 型在同胞中的传递情况,进行传递不平衡检验(TDT)。发现在患病同胞中存在传递不平衡性(χ2 =7.76,P=0.005 3,OR=1.70,95%置信区间1.15~2.52)。 编码Gly9的等位基因较多地传递给了患病同胞。说明以家族成员作为对照时,DRD3基因Ser9Gly多态与精神分裂症明显相关。

  设A1/A1 = 1,A1/A2 = 1.5,A2/A2 = 2,对基因型进行变量变换,分别以起病年龄、病程、临床症状分、阳性及阴性症状量表总分和各分量表总分作为对应变量,以Pearson法进行二元变量的相关分析。结果发现DRD3基因型与阴性症状量表综合评定总分呈负相关(r=-0.148, P=0.046)。


3 讨论


  经典和非经典抗精神病药均与DRD3有较强的结合力,而且DRD3在中脑边缘系统的表达量最高,部分研究显示,经典与非经典抗精神病药可以上调DRD3,而对DRD2无上调作用[2]。因此, DRD3被认为对精神分裂症的治疗和病因学研究具有重要意义。DRD3基因继DRD2基因之后成为备受关注的精神分裂症候选功能基因。


  一个对24项散发病例-对照研究的荟萃分析(含精神分裂症2 619名,正常对照2 517名)发现,按地域和种族分组后,非洲人和高加索人中的精神分裂症的A1纯合子基因型显著升高,提示DRD3基因Ser9Gly多态性在上述人群中对精神分裂症的易感性可能具有影响[4]。另外,英国和法国的研究小组各自独立地发现,DRD3基因第一外显子中Ser9Gly多态与精神分裂症相关(英国样本:P=0.005, 法国样本:P=0.008)[5]。然而,在一 些小样本散发病例-对照研究没有发现DRD3基因Ser9Gly多态性与精神分裂症相关[6,7], Wiese等[8]在4个冰岛家系中的研究不支持DRD3与精神分裂症的连锁(LOD = -2.50)。但他们不排除DRD3的表达调节基因参与精神分裂症病因,或在其它家系中存在连锁以及以群体为基础的关联研究出现阳性结果的可能性。

  由于精神分裂症可能存在复杂的异质性,因而大样本量、亚型分类和严格质量控制对于研究的可靠性非常重要。同时,利用不同种族的独立样本对同一个假说的验证是获得正确结论的必要前提。本文分析了151个家系,属于非高加索人群中规模较大的研究。研究采用传递不平衡性检验(TDT)对结果进行分析,避开了精神分裂症遗传方式等诸多不清楚因素的困扰。发现在患病同胞中存在明显的传递不平衡性(χ2 =7.76, P=0.005 3,OR=1.70,95%置信区间1.15~2.52)。较有力地支持了DRD3基因作为精神分裂症候选基因之一的假说,同时也提示,多巴胺系统与精神分裂症存在复杂的联系。进一步的研究应考虑多种多巴胺系统相关基因的同步研究,还应当更加量化地纳入环境因素。

  至于DRD3多态基因型与精神分裂症症状的关系,本文发现Ser9/Ser9纯合子的精神分裂症患病同胞比较容易表现出阴性症状,而该基因型与幻觉妄想、情感障碍、运动障碍、瓦解性行为等无相关。分析时由于人为进行了变量变换,只作 参考,结果提示精神分裂症并非一个单纯性疾病,而更倾向于一个复杂的综合征,针对症状或症状群的研究是一个有前景的深入方向。

周儒伦(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

胡宪章(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

周朝凤(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

韩永华(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

陈昌惠(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

王玉凤(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)

沈渔(北京大学精神卫生研究所,北京 100083)


参考文献

1,周儒伦,周朝凤,王玉凤, 等. 多巴胺D2受体基因与精神分裂症的关系[ J]. 北京医科大学学报,1995, 28(1):23-25

2,Buckland PR, O#39;Donovan MC, McGuffin P, et al. Clozapine and sulpiride up-regulate dopamine D3 receptor mRNA levels[J]. Neuropharmacology, 1993,32:901-907

3,Spielman RS, McGinnis TE, Ewens WJ. Transmission test for linkage diseq uilibrium: the insulin gene region and insulin dependent diabetes mellitus (IDDM)[J]. Am J Human Gene t, 1993, 52:506-516

4,Dubertret C, Gorwood P, Ades J, et al. Meta-analysis of DRD3 gene and schizophrenia: ethnic heterogeneity and significant association in Caucasians[J]. Am J Med Genet, 19 98, 81: 318-322

5,Crocq MA, Mant R, Asherson P, et al. Association between sch izophrenia and homozygosity at the dopamine D3 receptor gene[J]. J Med Genet, 1992, 29:258-860

6,Manko S, Sasaki T, Fukuda R, et al. A study of the association between schizophrenia and the dopamine D3 receptor gene[J]. Hum Genet, 1993, 92: 336-338

7,Yang L, Li T, Wiese C, et al. No association between schizophr enia and homozygosity at the D3 dopamine receptor gene[J]. Am J Med Genet, 1993, 48:83-86

8,Wiese C, Lannfelt L, Kristbjarnarson H, et al. No evidence of linkage between receptor gene locus in Icelandic pedigrees[J]. Psychiatry Res, 1993, 46: 69-78


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