Alterations in Metabotropic Glutamate Receptor 1α and Regulator of G Protein Signaling 4 in the Prefrontal Cortex in Schizophrenia (Am. J Psychiatry 167; December 2010) Pepijn Booltink AIOS Psychiatrie

Waarom dit onderzoek? Onderzoek naar verstoorde neurotransmissie via GABA en glutamaat in de prefrontale cortex, aangezien cognitieve defecten bij schizofrenie (o.a. geheugen) gerelateerd zijn hieraan¹ Metabotrope Glutamaat Receptoren (mGluRs) en endocannabinoïden beïnvloeden neurotransmissie via GABA en glutamaat Regulator van G-proteïne signalering 4 (RGS4) werkt op mGluRs ¹ Lewis et al.: Cortical inhibitory neurons and schizophrenia. Nat Rev Neurosci 2005

Wie zijn mGluR1α en RGS4 überhaupt en hoe kennen ze elkaar? Metabotrope Glutamaat Receptor (mGluR) = G-proteïne-gekoppelde glutamaat-receptor Activatie mGluR1α en mGluR5 leidt tot supressie GABA-afgifte Hippocampus, cerebellum, cortex; leren, geheugen, angst en pijn Regulator van G-proteïne Signalering 4 (RGS4) = Cytosoleiwit dat hydrolyse-enzym (GTPase) activeert in G-proteïnes m.a.g. neurotransmissie Reductie van duur van intracellulaire signalering via groep 1 mGluRs

Methode (I) Post-mortem; hersenmonsters patiënten met schizofrenie (SF) (N=28) en schizoaffectieve stoornis (SA) (N=14), elk gekoppeld aan controle-persoon (N=42) met zelfde sexe en vergelijkbare leeftijd en postmortem-interval om zo ‘koppel’ te vormen PCR voor meten mRNA-levels mGluRs1α, mGluRs5, RGS4 en synthese- en metabolisme-enzymen van endocannabinoïden Eenzelfde controle bij mannelijke makaken (N=18) welk haloperidol (6), olanzapine (6) of placebo (6) 2dd kregen gedurende mnd

Brodmann Area 9

Methode (II) Covariantietest (ANCOVA) om effect van diagnose op expressie- level van verschillende mRNAs te testen: - Expressielevel = continue uitkomstvariabele - Diagnostische groep = categorische variabele - Vriezer-tijd, pH, RNA-integriteitnummer = continue covariabele - Koppel = blocking factor - Correctie voor ‘confounders’ (sexe, farmacotherapie, etc.) Variatietest (ANOVA) bij makakentriade (1 makaak van elke groep): - Expressielevel = continue uitkomstvariabele - Behandelgroep = categorische variabele - Triade = blocking factor

Resultaten (mGluR1α) 12,4% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF/SA vs controles (p=0,004) exclusie 2 koppels hoogste mGluR1α-mRNA-expressie → alsnog 10,2% toename mRNA-gehalte bij SF/SA vs controles (p=0,008)) 16,3% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF vs controles (p=0,005) Mogelijk 11,5% meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SF vs SA (p=0,04) Niet meer mGluR1α-mRNA-expressie bij SA vs controles (5,4%; p=0,30) ‘Diagnose’ is enige significante confounder (zie punt 4)

Resultaten (mGluR5) 5,9% meer mGluR5-mRNA-expressie SF vs SA (p=0,027) Geen verschil mGluR5-mRNA-expressie SF vs controles (p=0.127)

Resultaten (RGS4) 16,1% minder RGS4-mRNA-expressie SF vs controles (p=0,000) Correctie voor confounders → geen significant verschil Geen correlatie RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie zowel binnen individu als tussen koppels 27/42 koppels zowel meer mGluR1α-mRNA-expressie als minder RGS4-mRNA-expressie SF vs controles (p=0,000)

Resultaten (Endocannabinoïden) mRNA-expressie synthese-* en metobolisme-enzymen** niet significant SF vs SA vs controles (p>0,30) * Diacylglycerol lipase α en β ** Monoglyceride lipase en vetzuur amide hydrolase (FAAH)

Resultaten (Makaken) 7,7% Minder mGluR1α-mRNA-expressie haloperidol vs placebo, niet-significant (p=0,60) 4,7% Minder mGluR1α-mRNA-expressie olanzapine vs placebo, niet-significant (p=0,60)

Discussie Afwijkingen RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie inherent aan SF (geen significante invloed overige confounders) Afwijkingen RGS4-mRNA- / mGluR1α-mRNA-expressie mogelijk causaal verband dysfunctie prefrontale cortex / cognitieve defecten Hogere mGluR1α-mRNA-expressie vaak gepaard met lagere RGS4-mRNA-expressie (p=0,000) → langere duur intracellulaire signalering t.g.v. mGluR1α-activatie in prefrontale cortex bij SF

Beschouwing +Uitgebreid onderzoek, extra controle makaken +Significante resultaten +Formulatie conclusies voorzichtig indien p>0,01 -Celtype van resultaten onbekend -Los eindje: minder mGluR5-mRNA-expressie SA vs controles? -mGluR5-mRNA- en RGS4-mRNA-expressie makaken? -RNA Integriteitnummer (RIN) = 8,3 = ?

Bedankt voor de aandacht!