En ny studie, med bidrag fra Norge, viser at normal DNA-variasjon har sammenheng med størrelsen til spesifikke hjernestrukturer hos friske og ved nevropsykiatrisk sykdom.
Fra venstre: Ole A. Andreassen, Srdjan Djurovic, Ingrid Melle og Erik Jönsson er noen av de norske forskerne som har bidratt i studien. Foto: Øystein H. Horgmo, Universitetet i Oslo
Hjernens subkortikale strukturer er viktige for læring, hukommelse, koordinasjon og motivasjon og er dessuten involvert i mange nevropsykiatriske sykdommer. I en studie som nylig er publisert i tidsskriftet Nature (1) er det beskrevet fem nyoppdagede DNA-varianter som spesifikt virker inn på størrelsen til de subkortikale hjerneområdene nucleus caudatus og putamen. Studien omfattet kliniske variabler for til sammen ca. 30 000 personer. Avanserte dataprogrammer og standardiserte protokoller ble brukt for å beregne volum av sju utvalgte subkortikale hjernestrukturene.
Det var sterkest sammenheng mellom DNA-variasjon i nærheten av KTN1-genet og volumet av putamen. KTN1 koder for reseptorproteinet kinektin, som er involvert i organelletransport i cellene. Putamenvolum hadde også sammenheng med DNA-varianter som er knyttet til gener med betydning for nevronal migrasjon, en antiapoptotisk faktor og for organisering av postsynaptiske kanaler. Nucleus caudatus-volumet var relatert til variasjon i et gen som koder for et cadherin-protein som er spesifikt uttrykt i nervesystemet. Funnene var signifikante også når personer med nevropsykiatriske lidelser, dvs. en femdel av kohorten, ble ekskludert fra analysene.
– Flere av disse genene uttrykkes i fosterlivet, noe som viser at tidlig nevronutvikling er viktig for hjernens struktur i voksen alder, sier Unn Kristin Haukvik, som er førsteamanuensis i psykiatri ved Universitetet i Oslo og tilknyttet NORMENT K.G. Jebsen senter for psykoseforskning.
– Det interessante med funnene er at de beviser at det er en sammenheng mellom strukturen til spesifikke hjernestrukturer som vi vet er involvert i psykisk sykdom, og DNA-varianter som er vanlig i befolkningen. Dette kan bidra til økt forståelse for de biologiske mekanismene som ligger bak alvorlige psykiske lidelser. Slike oppdagelser fordrer samarbeid mellom mange forskergrupper, noe ENIGMA-konsortiet har vist er mulig i praksis, sier Haukvik.
Internasjonalt samarbeid
Studien er en del av samarbeidsprosjektet Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA), der rundt 50 forskergrupper fra hele verden har bidratt med analyse av MR-bilder og genvarianter (GWAS-data). NORMENT-senteret for fremragende forskning og K.G. Jebsen senter for psykoseforskning ved hhv. Universitetet i Oslo/Oslo universitetssykehus og Universitet i Bergen/Haukeland universitetssykehus har bidratt med analyse av MR-bilder og genetikkdata fra ca. 1 500 personer.
NORMENT-senteret ledes av professor Ole A. Andreassen. Et av senterets hovedmål er å studere samspill mellom gener og hjernestrukturer ved alvorlige psykiske lidelser. Derrek P. Hibar, som er ENIGMA-studiens førsteforfatter, har vært gjesteforsker ved senteret. Gjennom videre samarbeid skal senteret nå kartlegge hjernestrukturer og hjernefunksjon ved schizofreni og bipolar lidelse.
Artikkelen ble e-publisert i det prestisjetunge tidsskriftet Nature 21. januar 2015
Putamen: En bilateral kjerne i hjernen med dopaminrike nervefibre som er involvert i motorisk bevegelse og læring.
Nucleus caudatus: En bilateral kjerne i hjernen med dopaminrike fibre, beliggende i nærheten av putamen, og som er involvert i motorikk, hukommelse og læring.
Genomvid assosiasjonsanalyse (GWAS): En storskala analysemetode som kartlegger fra hundretusener til millioner av enkeltnukleotidvariasjoner, dvs. DNA-varianter som er vanlig i befolkningen og som finnes spredt utover i hele arvestoffet.
