GENETIC PREDICTORS OF REGULATION OF THE ACTIVITY OF A STRESS-SYSTEM


Cite item

Full Text

Abstract

Brief information on the genes of the dopamine system, one of the most important proteins involved in the formation of stress and stress resistance, is presented. The data on the synthesis of dopamine, the COMT and MAO genes that take part in its metabolism, the role of dopamine in the activities of the reward system, the association of dopamine and Parkinson's disease, schizophrenia, attention deficit hyperactivity disorder. The gene polymorphism PRTFDC1 (rs6482463 (A; G)), which, as shown, is associated with a predisposition to stress, is described (bibliography: 48 refs).

About the authors

S. N. Kolyubaeva

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

A. M. Ivanov

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

O. V. Protasov

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

A. B. Krivoruchko

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

M. I. Eliseeva

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

References

  1. Solovieff N., Roberts A., Ratanatharathorn A, Haloosim M. Genetic association analysis of 300 genes identifies a risk haplotype in SLC18A2 for post-traumatic stress disorder in two independent samples. Neuropsychopharmacology. 2014; 39 (8): 1872-9.
  2. Roiser J. P., de Martino B., Tan G. C. Y., Kumaran D., Seymour B., Wood N. W., Dolan R. J. A Genetically mediated bias in decision making driven byfailure of amygdala control. J. Neuroscience. 2009; 29 (18): 5985-91.
  3. Львовс Д., Фаворова О. О., Фаворов А. В. Полигенный подход к исследованиям полигенных заболеваний. Acta Naturae. 2012; 4 (3): 62-75. @@Lvovs D., Favorova O. O., Favorov A. V. A polygenic approach to the study of polygenic diseases. Acta Naturae. 2012; 4 (3): 62-75. Russian
  4. Львовс Д. Статистический поиск и валидация биомаркеров, связанных с рассеянным склерозом. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М.; 2012. 27. @@Lvovs D. Statistical search and validation of biomarkers associated with multiple sclerosis. Ph. D. thesis. Moscow; 2012. Russian
  5. Munafò M. R., Johnstone E. C., Murphy M. F. G., Aveyard P. Lack of association of DRD2 rs1800497 (Taq1A) polymorphism with smoking cessation in a nicotine replacement therapy randomized trial. Nicotine & Tobacco Research, 2009; 11 (4): 404-7. doi: 10.1093/ntr/ntp007
  6. Munafò M. R., Yalcin B., Willis-Owen S. A., Flint J. Association of the dopamine D4 receptor (DRD4) gene and approachrelated personality traits: meta-analysis and new data. Biol. Psychiatry. 2008; 63 (2): 197-206.
  7. Xiao Y., Liu D., Liu K., Wu C., Zhang H., Niu Y., Jiang X. Association of DRD2, 5-HTTLPR, and 5-HTTVNTR gene polymorphisms with posttraumatic stress disorder in tibetan adolescents: A case-control study. Biological research for nursing, 2019; 21 (3): 286-95. doi: 10.1177/1099800419838325
  8. Balestri M., Calati R., Serretti A., De Ronchi D. Genetic modulation of personality traits: a systematic review of the literature. Int. Clin. Psychopharmacol. 2014; 29 (1): 1-15. doi: 10.1097/YIC.0b013e328364590b
  9. Aureli A., Del Beato T., Sebastiani P., Marimpietri A., Melillo C. V., Sechi E., Di Loreto S. Attention-deficit hyperactivity disorder and intellectual disability: a study of association with brainderived neurotrophic factor gene polymorphisms. Int. J. Immunopathol. Pharmacol. 2010; 3: 873-80.
  10. Yang C., Xu Y., Sun N., Ren Y., Liu Z., Cao X., Zhang K. The combined effects of the BDNF and GSK3B genes modulate the relationship between negative life events and major depressive disorder. Brain Res. 2010; 1355: 1-6. doi: 10.1016/j.brainres.2010.07.079
  11. Kim T. Y., Kim S. J., Chung H. G., Choi J. H., Kim S. H., Kang J. I. Epigenetic alterations of the BDNF gene in combat-related post-traumatic stress disorder. Acta Psychiatr Scand. 2017; 135 (2): 170-9. doi: 10.1111/acps.12675
  12. Reichmann F., Holzer P. Neuropeptide Y: A stressful review. Neuropeptides. 2016; 55: 99-109. DOI: 10.1016/j. npep.2015.09.008
  13. Zhou Z., Zhu G., Hariri A. R., Enoch M. A., Scott D., Sinha R., Virkkunen M., Mash D. C., Lipsky R. H., Hu X. Z., Hodgkinson C. A., Xu K., Buzas B., Yuan Q., Shen P. H., Ferrell R. E., Manuck S. B., Brown S. M., Hauger R. L., Stohler C. S., Zubieta J. K., Goldman D. Genetic variation in human NPY expression affects stress response and emotion. Nature. 2008; 452 (7190): 997-1001. doi: 10.1038/nature 06858
  14. WittS.H.,BuchmannA.F.,BlomeyerD.,NieratschkerV.,Treutlein J., Esser G., Schmidt M. H., Bidlingmaier M., Wiedemann K., Rietschel M., Laucht M., Wüst S., Zimmermann U. S. An interaction between a neuropeptide Y gene polymorphism and early adversity modulates endocrine stress responses. Psychoneuroendocrinology. 2011; 7: 1010-20. doi: 10.1016/j.psyneuen.2010.12.015
  15. Wray N. R., James M. R., Dumenil T., Handoko H. Y., Lind P. A., Montgomery G. W., Martin N. G. Association study of candidate variants of COMT with neuroticism, anxiety and depression. Am. J. Med. Genet B Neuropsychiatr Genet. 2008; 147B (7): 1314-8. doi: 10.1002/ajmg.b.30744
  16. Mier D., Kirsch P., Meyer-Lindenberg A. Neural substrates of pleiotropic action of genetic variation in COMT: a metaanalysis. Mol. Psychiatry. 2010; 15 (9): 918-27. DOI: 10.1038/ mp.2009.36
  17. Stein D. J., Newman T. K., Savitz J., Ramesar R. Warriors versus worriers: the role of COMT gene variants. CNS Spectr. 2006; 10: 745-8.
  18. Kim B., Yoo E., Lee J. Y., Lee K. S., Choe A. Y., Lee J. E., Kwack K., Yook K. H., Choi T. K., Lee S. H. J. The effects of the catecholO-methyltransferase val158met polymorphism on white matter connectivity in patients with panic disorder. Affect Disord. 2013; 147 (1-3): 64-71. DOI: 10.1016/j. jad.2012.10.009
  19. Tammimäki A., Männistö P. T. Catechol-O-methyltransferase gene polymorphism and chronic human pain: a systematic review and meta-analysis. Pharmacogenet Genomics. 2012; 9: 673-91. doi: 10.1097/FPC.0b013e3283560c46
  20. Lancaster T. M., Heerey E. A., Mantripragada K., Linden D. E. Replication study implicates COMT val158met polymorphism as a modulator of probabilistic reward learning. Genes Brain Behav. 2015; 6: 486-92. doi: 10.1111/gbb.12228
  21. Andrews S. J., Das D., Cherbuin N., Anstey K. J., Easteal S. Association of genetic risk factors with cognitive decline: the PATH through life project. Neurobiol. Aging. 2016; 41: 150-8. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2016.02.016
  22. Crum A. J., Akinola M., Turnwald B. P., Kaptchuk T. J., Hall K. T. Catechol-O-Methyltransferase moderates effect of stress mindset on affect and cognition. PLoS One. 2018; 13 (4): e0195883. doi: 10.1371/journal.pone.0195883
  23. Haxhibeqiri V., Haxhibeqiri S., Topciu-Shufta V., Agani F., Goci Uka A., Hoxha B., Dzubur Kulenovic A., Jakovljević M., Avdibegović E., Kravić N., Muminović Umihanić M., Sinanović O., Šabić Džananović E., Kučukalić A., Kučukalić S., Bravo Mehmedbašić A., Aukst Margetić B., Jakšić N., Cima Franc A. The Association of Catechol-O-Methyl-Transferase and Interleukin 6 Gene Polymorphisms with Posttraumatic Stress Disorder. Psychiatria Danubina. 2019; 31 (2): 241-8. doi: 10.24869/psyd.2019.241
  24. Nievergelt C. M., Maihofer A. X., Mustapic M., Yurgil K. A., Schork N. J., Miller M. W., Logue M. W., Geyer M. A., Risbrough V. B., O'Connor D. T., Baker D. G. Genomic Predictors of Combat Stress Vulnerability and Resilience in U. S. Marines: A Genome-Wide Association Study Across Multiple Ancestries Implicates PRTFDC1 as a Potential PTSD Gene. Psychiatry. 2016; 73 (7): 695-704. doi: 10.1001/jamapsychiatr
  25. Serretti A., Calati R., Mandelli L., De Ronchi D. Serotonin transporter gene variants and behavior: a comprehensive review. Curr. Drug. Targets. 2006; 12: 1659-69.
  26. Kuzelova H., Ptacek R., Macek M. The serotonin transporter gene (5-HTT) variant and psychiatric disorders: review of current literature. Neuro. Endocrinol Lett. 2010; 31 (1): 4-10.
  27. Иванец Н. Н., Кинкулькина М. А., Тихонова Ю. Г. Связь полиморфизма 5-HTTLPR гена серотонинового транспортера с эффективностью и переносимостью селективных ингибиторов обратного захвата серотонина. Журнал неврологии и психиатрии. 2016; 116 (2): 46-51. @@Ivanets N. N. The association between the 5-HTTLPR polymorphism of the serotonin transporter gene and the efficacy and tolerability of selective serotonin reuptake inhibitors. Journal of Neurology and Psychiatry. 2016; 116 (2): 46-51. Russian
  28. Xu H., Guan J., Yi H., Yin S. A systematic review and meta-analysis of the association between serotonergic gene polymorphisms and obstructive sleep apnea syndrome. 2014; 9 (1): e86460. doi: 10.1371/journal.pone.0086460
  29. Tang Y., Buxbaum S. G., Waldman I., Anderson G. M., Zabetian C. P., Köhnke M. D., Cubells J. F. A single nucleotide polymorphism at DBH, possibly associated with attention-deficit/ hyperactivity disorder, associates with lower plasma dopamine beta-hydroxylase activity and is in linkage disequilibrium with two putative functional single nucleotide polymorphisms. Biol. Psychiatry. 2006; 60 (10): 1034-8.
  30. Alfimova M. V., Golimbet V. E., Egorova M. S. Personality traits, control functions and genetic characteristics of monoamine metabolism. Psychology. Journal of the Higher School of Economics. 2009; 6 (4): 24-41. Russian (Алфимова М. В., Голимбет В. Е., Егорова М. С. Личностные черты, управляющие функции и генетические особенности метаболизма моноаминов. Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2009; 6 (4): 24-41).
  31. Nievergelt C. M., Maihofer A. X., Klengel T., Atkinson E. G., Chen C.-Y., Choi K. W., Coleman J. R. I., Dalvie S., Duncan L. E., Gelernter J. L., Levey D. F. International meta-analysis of PTSD Genome-Wide association studies identifies sexand ancestry-specific genetic risk. Loci. Nat. Commun. 2019; 10 (1): 4558.
  32. Auxéméry Y. Posttraumatic stress disorder (PTSD) as a consequence of the interaction between an individual genetic susceptibility, a traumatogenic event and a social context. Encephale. 2012; 38 (5): 373-80.
  33. Kravić N., Šabić Džananović E., Muminović Umihanić M., Džubur Kulenović A., Sinanović O., Jakovljević M., Babić D., Kučukalić A., Agani F., Kučukalić S., Bravo Mehmedbašić A., Goci Uka A., Haxhibeqiri S., Haxhibeqiri V., Hoxha B., Aukst Margetić B., Jakšić N., Cima Franc A., Rudan D. Association analysis of maoa and Slc6a4 gene variation in south east european war related posttraumatic stress disorder. Psychiatr Danub. 2019; 31 (2): 211-8. doi: 10.24869/psyd.2019.211
  34. Puthucheary Z., Skipworth J. R., Rawal J., Loosemore M., Van Someren K., Montgomery H. E. The ACE gene and human performance: 12 years on. Sports Med. 2011; 41 (6): 433-48. doi: 10.2165/11588720-000000000-00000
  35. Dlugos A. M., Hamidovic A., Hodgkinson C., Shen P. H., Goldman D., Palmer A. A., de Wit H. OPRM1 gene variants modulate amphetamine-induced euphoria in humans. Genes Brain Behav. 2011; 2: 199-209. doi: 10.1111/j.1601183X.2010.00655.x
  36. Chang W. H., Lee I. H., Chen K. C., Chi M. H., Chiu N. T., Yao W. J., Lu R. B., Yang Y. K., Chen P. S. Oxytocin receptor gene rs53576 polymorphism modulates oxytocin-dopamine interaction and neuroticism traits - a SPECT study. Psychoneuroendocrinology. 2014; 47: 212-20. DOI: 10.1016/j. psyneuen.2014.05.020
  37. Smearman E. L., Winiarski D. A., Brennan P. A., Najman J., Johnson K. C. Social stress and the oxytocin receptor gene interact to predict antisocial behavior in an at-risk cohort. Dev. Psychopathol. 2015; 1: 309-18. DOI: 10.1017/ S0954579414000649
  38. Conibear А. Е., Кelly E. A Biased View of μ-Opioid Receptors? Mol. Pharmacol. 2019; 96: 542-49. DOI:10.1124/ mol.119.115956
  39. Boscarino C., Nalpathamkalam T., Pellecchia G. Using nextgeneration sequencing transcriptomics to determine markers of post-traumatic symptoms: preliminary findings from a post-deployment cohort of soldiers/G3-genes genomes genetics. 2019; 9 (2): 463-71.
  40. Mehta D., Voisey J., Bruenig D., Harvey W., Morris C. P., Lawford B, Young R. M. Transcriptome analysis reveals novel genes and immune networks dysregulated in veterans with PTSD. Brain Behav. Immun. 2018; 74: 133-42. DOI: 10.1016/j. bbi.2018.08.014
  41. Lee M. Y., Baxter D., Scherler K., Kim T.-K., Wu X., Abu-Amara D., Flory J., Yehuda R., Marmar C., Jett M., Lee I., Wang K., Hood L. Distinct Profiles of Cell-Free MicroRNAs in Plasma of Veterans with Post-Traumatic Stress Disorder. J. Clin. Med. 2019; 8: 963-76. doi: 10.3390/jcm8070963
  42. Jacobsen K. K., Johansen J. S., Mellemgaard A., Bojesen S. E. AHRR (cg05575921) Methylation Extent of Leukocyte DNA and Lung Cancer Survival. PLoS One. 2019; 14 (2): e0211745. DOI: 10.1371
  43. Morrison F. G., Miller M. W., Logue M. W., Assef M., Wolf E. J. DNA Methylation Correlates of PTSD: Recent Findings and Technical Challenges. Progress in NeuroPsychopharmacology and Biological Psychiatry. 2019; 90: 223-34. doi: 10.1016/j.pnpbp.2018.11.011
  44. Logue M. W., Miller M. W., Wolf E. J., Huber B. R., Morrison F. G., Zhou Z., Zheng Y., Smith A. K., Daskalakis N. P., Ratanatharathorn A., Uddin M., Nievergelt C. M., Ashley-Koch A. E., Baker D. G., Beckham J. C., Garrett M. E., Boks M. P., Geuze E., Grant G. A., Hauser M. A. Kessler R. C., Kimbrel N. A. An epigenome-wide association study of posttraumatic stress disorder in US veterans implicates several new DNA methylation loci. Clin. Epigenetics. 2020: 12 (1): 46.
  45. Howie H., Rijal C. M., Ressler K. J.A review of epigenetic contributions to post-traumatic stress disorder. Dialogues Clin. Neurosci. 2019; 21 (4): 417-28. DOI: 10.31887/ DCNS.2019.21.4/kressler
  46. Craig V. Decrypted Life. Moscow: Binom Publisher. 2015. 447. Russian (Крейг В. Расшифрованная жизнь. М.: Бином; 2015. 447).
  47. Serrano J. M., Banks J. B., Fagan T. J., Tartar J. L. The influence of Val158Met COMT on physiological stress responsivity. Stress. 2019; 22 (2): 276-9. doi: 10.1080/10253890.2018.1553949
  48. Agorastos A., Pervanidou P., Chrousos G. P., Baker D. G. Developmental Trajectories of Early Life Stress and Trauma: A Narrative Review on Neurobiological Aspects Beyond Stress System Dysregulation. 2019; 10: 118-29. doi: 10.3389/fpsyt.2019.00118

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Kolyubaeva S.N., Ivanov A.M., Protasov O.V., Krivoruchko A.B., Eliseeva M.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».