Temperamentum, kognitív teljesítmény és hipnábilitás pszichogenetikai asszociációvizsgálatai
Habilitációs dolgozat
Veres-Székely Anna, Ph.D. 2010
TARTALOMJEGYZÉK BEVEZETÉS......................................................................................................................................................... 4 Ábrajegyzék........................................................................................................................................................... 6 Táblázatok jegyzéke.............................................................................................................................................. 6 Rövidítésjegyzék.................................................................................................................................................... 7 1 AZ ASSZOCIÁCIÓ VIZSGÁLATOK LOGIKÁJA ..................................................................................... 9 1.1.1 Eset-kontroll vizsgálatok...................................................................................................................... 10 1.1.2 Dimenzionális vizsgálatok.................................................................................................................... 11 1.2 Kandidáns gének......................................................................................................................................... 13 1.2.1 Kandidáns gének kiválasztása funkciójuk alapján............................................................................... 14 1.2.2 Kandidáns gének kiválasztása kromoszómális pozíciójuk alapján ...................................................... 14 1.2.3 Genetikai polimorfizmusok .................................................................................................................. 16 1.3 A dopamin rendszer kandidáns génjei ........................................................................................................ 18 1.3.1 A D4-es dopamin receptor (DRD4) ..................................................................................................... 18 1.3.2 A dopamin jel terminálása: a dopamin transzporter (DAT 1) ............................................................. 24 1.3.3 A dopamin bontó enzime: COMT......................................................................................................... 26 1.4 A szerotonin rendszer kandidáns génjei...................................................................................................... 28 1.4.1 A szerotonin transzporter..................................................................................................................... 28 1.5 Hogyan lesz a szájhámsejtből genetikai adat? ............................................................................................ 32 1.5.1 Etikai engedély..................................................................................................................................... 33 1.5.2 Fájdalommentes szájnyálkahártya mintavétel és a DNS biobank létrehozása .................................... 33 1.5.3 A genetikai vizsgálatok alapelve, és a genotipizálás lépései................................................................ 34 1.6 A genotípus-fenotípus adatbázis ................................................................................................................. 41 1.6.1 A genetikai adatok validálása .............................................................................................................. 42 1.6.2 Összevont genotípus kategóriák........................................................................................................... 43 1.7 Módszertani buktatók – miért fontos a jó endofenotípus?!......................................................................... 44 2 A TEMPERAMENTUM DIMENZIÓK GENETIKAI HÁTTERÉNEK VIZSGÁLATA....................... 47 2.1 Cloninger pszicho-biológiai modellje és személyisékérdőíve .................................................................... 48 2.2 A „kaland gén” vizsgálatainak ellentmondó eredményei............................................................................ 49 2.3 A vizsgált minta jellemzése és módszertani aspektusok ............................................................................. 51 2.3.1 Genotípus és fenotípus adatok megbízhatósága................................................................................... 51 2.3.2 Nemi hatások és a korfüggés tesztelése................................................................................................ 53 2.4 A DRD4 exon III VNTR 7-es allélt hordozó férfiak kitartása alacsonyabb ............................................... 54 2.5 Gén-gén interakció két TCI temperamentum dimenzióban ........................................................................ 57 2.6 Az eredmények megbeszélése – következtetések ....................................................................................... 60 3 KOGNITÍV ENDOFENOTÍPUSOK PSZICHOGENETIKAI VIZSGÁLATA ....................................... 62 3.1 A figyelem és figyelemzavar kandidáns génjei........................................................................................... 63 3.2 A figyelmi rendszer összetevői és mérésük: Attention Network Test (ANT)............................................. 65 3.3 Egészséges személyek figyelmi funkcióinak asszociáció vizsgálata .......................................................... 67 3.4 A kutatás előzményei: igény egy objektív „kitartás” endofenotípus kidolgozására.................................... 69 3.5 A kutatás résztvevői, genetikai validálás és egy új kognitív endofenotípus ............................................... 70 3.5.1 Az elemzett dopaminerg génváltozatok validálása............................................................................... 70 3.5.2 A résztvevők egyéni kognitív teljesítményét mérő feladatok................................................................. 72 3.5.3 A fenotípusos adatok jellemzése és a feladat-független reakcióidő endofenotípus .............................. 73 3.5.4 Kor és nem, mint a kognitív teljesítményt befolyásoló tényezők .......................................................... 74 3.6 A dopaminerg polimorfizmusok és a válaszidő asszociáció elemzései ...................................................... 75 3.6.1 A DRD4 7-es allélt hordozók átlagos válaszideje minden feladatban lassabb .................................... 75 3.6.2 A standardizált válaszidő és a dopaminerg génváltozatok összefüggései ............................................ 77 3.7 Nemi különbségek a DRD4 VNTR válaszidőre gyakorolt hatásában......................................................... 79 3.8 További elemzési szempontok: fáradás, a feladat hossza, típusa és nehézsége .......................................... 80 3.9 Az eredmények megbeszélése – következtetések ....................................................................................... 82 4 A HIPNÓZIS IRÁNTI FOGÉKONYSÁG KANDIDÁNS GÉNJE............................................................ 86 4.1 Hipnábilitás, kitartás és figyelmi képességek ............................................................................................. 87 4.2 A hipnózisban lezajló tudati változások és a szkizofrénia .......................................................................... 88
2
4.3 Az egyéni hipnózisban mért fogékonyság optimális genotípusa: COMT Val/Met.................................... 90 4.4 Célkitűzés, módszerek és a résztvevők jellemzése ..................................................................................... 91 4.4.1 A tesztelt kandidáns polimorfizmusok és a genetikai adatok megbízhatósága..................................... 92 4.4.2 Új hipnábilitás endofenotípus: a Waterloo-Stanford Szuszceptibilitási Csoportskála......................... 93 4.4.3 Csoporthipnózisban mért fogékonyság és dopaminerg génváltozatok asszociáció elemzése .............. 95 4.4.4 A WSGC hipnábilitás mutató temperamentum és kognitív összetevőinek feltárása............................. 99 4.4.5 A hipnózis iránti fogékonyság összetevőinek statisztikai modellezése ............................................... 104 4.5 Az eredmények összefoglalása, megbeszélés – következtetések .............................................................. 105 5 KITEKINTÉS ............................................................................................................................................... 109 Köszönetnyilvánítás .......................................................................................................................................... 111 HIVATKOZÁSOK ........................................................................................................................................... 112 MELLÉKLET ................................................................................................................................................... 128
3
BEVEZETÉS Napjainkban genetikusok és "fenomikusok" (orvosok, pszichiáterek, pszichológusok) kutatják, hogy pontosan mit is kódol "az élet könyve", a humán genom. A PhD megszerzése után lehetőségem adódott arra, hogy bekapcsolódjak egy kiterjedt nemzetközi kutatócsoport munkájába ezen az izgalmas, interdiszciplináris területen. Pszichogenetikai vizsgálataink során öröklött emberi jellemzők hátterében igyekszünk önálló génhatásokat azonosítani. Ezeket a tulajdonságokat jellemzően sokféle génváltozat alakítja egymással és környezeti tényezőkkel interakcióban. Egyetlen génvariáns hatása általában igen kicsi, ezért az elemzéshez több száz személy genetikai és fenotípusos adatát ideális felhasználni. Kutatásaink során a résztvevőktől fájdalommentes módszerrel DNS mintát veszünk, mely a Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézetének Molekuláris Genetikai Laboratóriumában kerül genetikai tesztelésre. A vizsgálandó fenotípusos jellemzők egyéni különbségeit kérdőíves és viselkedés tesztek alapján mérjük. Míg tíz évvel ezelőtt a genetikai adatok meghatározása volt a bonyolultabb feladat, ma a chiptechnológia alkalmazásával több száz személy számos génváltozata határozható meg néhány óra alatt. A pszichológiai tesztelés azonban továbbra is hosszadalmas, így a mai pszichogenetikai kutatások időigénye a „fenomikusok” irányába tolódott el. Az interdiszciplináris kutatás során nyert pszichológiai és genetikai paraméterek együttes kiértékelése statisztikai asszociáció vizsgálattal történik. Az elemzés célja olyan génvariánsok meghatározása, melyek kimutathatóan hozzájárulnak a mért fenotípusos jellemző populációs szintű variabilitásához. Az eredmények elsősorban elméleti jelentőségűek, és populációs szinten érvényesülnek, azaz egyedileg nem értékelhetők. Habilitációs dolgozatomban a temperamentummal, a kognitív teljesítménnyel és a hipnábilitással kapcsolatos pszichogenetikai asszociáció vizsgálataink eredményeit foglalom össze. Az első fejezetben a pszichogenetikai kutatások logikáját, módszereit és buktatóit vázolom fel, illetve röviden bemutatom a vizsgált kandidáns géneket. A következő fejezetben a temperamentum egyéni különbségeit alakító génváltozatokkal kapcsolatos kutatási eredményeket prezentálom. A harmadik fejezetben a kognitív teljesítménnyel összefüggő génváltozatokat elemzem egy több mint kétszáz fős minta adatai alapján. Eredményeink szerint egy dopaminerg génvariáns kismértékben, de konzekvensen lassítja a válaszidőt több, különböző feladatban. Úgy tűnik, hogy ebben a munkában sikerült egy olyan örökletes tényezőt azonosítanunk, mely kimutatható hatással van az információ feldolgozás
4
sebességére. A dolgozat negyedik fejezete egy igen érdekes jellemző, a hipnózis iránti fogékonyság örökletes elemeinek kutatásáról szól. Korábbi, szakirodalmi vizsgálatok eredményeivel összhangban igazoltuk egy fontos genetikai tényező hatását. Ugyanakkor, a két vizsgálatban eltér az a génváltozat, mely a mély hipnózis eléréséhez optimális. Elméletünk szerint ez arra vezethető vissza, hogy a szakirodalomban leírt és az általunk alkalmazott hipnózis helyzet eltérő volt. Valószínű, hogy egyéni hipnózis helyzetben az optimális agyi történések mások, mint amikor a személy – talán feszültebb hangulatban – csoportos helyzetben reagál a hipnotizőr szuggesztióira. Ezek az eredmények felhívják a figyelmet arra, hogy a környezeti tényezők jelentősen módosíthatják a gének hatásait. A szakirodalom néhány, nagysikerű, gén-környezet interakciót leíró közleményében olyan genetikai hatásokra mutattak rá, melyek csak bizonyos környezeti helyzetben realizálódnak. Például egy adott génvariáns csak akkor válik a depresszió, vagy az öngyilkosság rizikófaktorává, ha a személy stresszes életeseményeket él át. Ilyen hatások kimutatásához azonban igen nagy (ezres nagyságrendű) mintára van szükség ahhoz, hogy az eredmények megfelelő statisztikai szignifikanciát érjenek el. Fontos alapelv, hogy az asszociáció vizsgálatok eredményei alapján kimutatott génvariánsok nem determinálnak egyértelműen egy adott viselkedést. Például a fenti tanulmányokban biztosan volt olyan személy is, aki hordozta a depresszióra hajlamosító génvariánst, stresszel teli élete volt, ám mégsem fordult meg a fejében soha az öngyilkosság gondolata. A komplex öröklődésű, azaz több gén és a környezet által alakított jellegek vizsgálatánál rizikó tényezőkről vagy hajlamosító faktorokról szokás beszélni. Egyetlen személy esetében ezeknek a faktoroknak a hatása nem egyértelmű, ezért komplex öröklődésű jellegek esetében életvezetési tanácsok vagy diagnózis csupán génvizsgálatok alapján nem adható. Ugyanakkor az olyan tulajdonságok öröklött hátterének feltárása, mint a temperamentum, a kognitív teljesítmény vagy a hipnábilitás, fontos elméleti kérdésekre világít rá. Az ember korántsem „tiszta lappal” születik, ezért érdemes megfejteni genetikai örökségünk titkait.
5
Ábrajegyzék 1. ábra Az eset-kontroll asszociáció vizsgálatok modellje................................................................................... 11 2. ábra A dimenzionális asszociáció vizsgálatok modellje .................................................................................. 12 3. ábra A kandidáns gének kiválasztása a gén funkciója (1) vagy kromoszómális pozíciója (2) alapján ............ 13 4. ábra Egy kémiai ingerületátvitel vázlata .......................................................................................................... 14 5. ábra Új kandidáns gének keresése pozíciójuk alapján ..................................................................................... 15 6. ábra A polimorfizmusok csoportosítási lehetőségei......................................................................................... 17 7. ábra A dopamin D4-es receptor (DRD4) gén szerkezete és fontosabb polimorfizmusai ................................. 20 8. ábra A dopamin transzporter (DAT 1) gén szerkezete és hosszúság polimorfizmusa ..................................... 25 9. ábra A COMT gén szerkezete és fontosabb polimorfizmusai.......................................................................... 27 10. ábra A szerotonin transzporter gén szerkezete és polimorfizmusai................................................................ 29 11. ábra A PCR reakció elve ................................................................................................................................ 35 12. ábra A DRD4 exon III VNTR genotipizálásának elve ................................................................................... 36 13. ábra SNP genotpipzálása PCR RFLP-vel....................................................................................................... 37 14. ábra SNP genotipizálása TaqMan rendszerrel.............................................................................................. 39 15. ábra „Nyitott” SNP chip (ABI-BioTrove OpenArray) .................................................................................. 41 16. ábra A DRD4 VNTR – kitartás asszociáció férfiakra jellemző...................................................................... 56 17. ábra DRD4 és 5-HTTPR génváltozatok interakciós hatása a temperamentumra ........................................... 59 18. ábra A 7-es allélt hordozók átlagos válaszideje minden feladatban nagyobb ................................................ 76 19. ábra A DRD4 7-es allél és válaszidő asszociáció nemi különbségei.............................................................. 79 20. ábra A 7+ és 7− csoportok átlagos válaszideje a feladatok teljes időtartama alatt ......................................... 80 21. ábra DRD4 –521 CT SNP és COMT Val/Met génváltozatok interakciós hatása a hipnózis iránti fogékonyságra csoporthelyzetben ......................................................................................................................... 99 22. ábra A kitartás és hipnábilitás kapcsolata nemenként .................................................................................. 101 23. ábra A COMT genotípusok feltételezett működési modellje különböző hipnózis helyzetekben ................. 106 24. ábra A hipnózis iránti fogékonyság összetevői ............................................................................................. 108
Táblázatok jegyzéke 1. táblázat: A genetikai adatbázis felépítése......................................................................................................... 41 2. táblázat Genetikai adatok validálása a Hardy-Weinberg egyensúly alapján .................................................... 43 3. táblázat: A DRD4 exon III VNTR lehetséges genotípusai................................................................................ 44 4. táblázat A vizsgált polimorfizmusok genotípus eloszlása................................................................................. 52 5. táblázat Hasonló genotípus gyakoriságok férfiaknál és nőknél........................................................................ 53 6. táblázat Nemi különbségek a TCI temperamenum dimenziókban ................................................................... 54 7. táblázat A DRD4 VNTR összefüggése a temperamentum dimenziókkal ........................................................ 55 8. táblázat DRD4 VNTR – temperamentum skála asszociációk férfiaknál.......................................................... 57 9. táblázat Interakciós génhatások a TCI személyiségdimenziókra ..................................................................... 58 10. táblázat A 48 bp DRD4 VNTR genotípusok Hardy Weinberg egyensúlya ................................................... 71 11. táblázat További tesztelt genotípus kategóriák gyakoriság értékei a mintában.............................................. 72 12. táblázat Az asszociációelemzésekhez használt kognitív feladatok jellemzői................................................. 73 13. táblázat Dopaminerg polimorfizmusok hatása a standardizált válaszidőre .................................................... 78 14. táblázat A vizsgált génváltozatok gyakorisága............................................................................................... 93 15. táblázat Nők és férfiak hipnábilitása hasonló................................................................................................. 94 16. táblázat A WSGC 12 hipnózis indukciójának pszichometriai jellemzése....................................................... 95 17. táblázat A hipnábilitás mértéke egyes kandidáns génváltozatok mellett........................................................ 96 18. táblázat A hipnábilitás nem mutat lineáris kapcsolatot a temperamentum dimenziókkal ............................ 100 19. táblázat A hipnábilitás nem mutat lineáris kapcsolatot a fókuszált figyelmi teljesítmény mérőszámaival a Pearson-féle kapcsolati mérőszám alapján.......................................................................................................... 102 20. táblázat A hipnábilitás gyenge pozitív összefüggést mutat a fókuszált figyelmi teljesítmény mérőszámaival a Spearman-féle kapcsolati mérőszám alapján ...................................................................................................... 102 21. táblázat Alacsony és magas hipnábilitású személyek fókuszált figyelmi teljesítménye .............................. 103 22. táblázat A hipnábilitás temperamentum, kognitív és genetikai összetevői ................................................. 104
6
Rövidítésjegyzék 120 bp dup
lásd DRD4 120 bp dup
3’
a gén „alsó” végét jelző biokémiai rövidítés
3’ UTR
3’ untranslated region, magyarul: 3’ nem-átíródó génszakasz
5’
a gén „felső” végét jelző biokémiai rövidítés
–521 CT
lásd DRD4 –521 CT
5-HT
5-hidroxitriptofán = szerotonin
5-HTTLPR
5-hydroxytryptophan transporter linked polymorhic region, magyarul: 5-hidroxitriptofán transzporter génhez kapcsolódó polimorf régió (a szerotonin transporter leggyakrabban vizsgált polimorfizmusa)
–615 AG
lásd DRD4 –615 AG
–616 CG
lásd DRD4 –616 CG
ADHD
Attention Deficit Hyperactivity Disorder, magyarul: figyelemhiányos hiperaktivitási zavar
ANOVA
analysis of variance, magyarul: variancia analízis
ANCOVA
analysis of covariance, magyarul: kovariancia analízis
ANT
Attention Network Test
APIK
Affektív Pszichológiai Intézeti Központ
ASA
allél specifikus amplifikáció (egy SNP azonosítási módszer)
bp
bázispár (genetikai „betű”)
BP
Bipolar Disorder, magyarul: bipoláris zavar
COMT
catechol-O-methyl transferase, magyarul: katekol-O-metiltranszferáz
COMT G1947A
lásd COMT Val/Met
COMT Val/Met
a COMT gén polimorfizmusa (SNP), ahol az 1947-es helyen G lehet vagy A, melynek eredményeképp a fehérje egy adott helyén valin (Val) vagy metionin (Met) van
DAT
dopamin transzporter
DAT 1
dopamin transzporter génje (lásd még: SLC6A3)
DAT 1 3’UTR VNTR
a dopamin transzporter gén (DAT 1) 3’ UTR régójában található hosszúság polimorfizmus (VNTR); (lásd még: 3’UTR, VNTR, DAT 1)
DNS
dezoxiribonukleinsav, a genetikai információ anyaga
DRD4
D4-es dopamin receptor, ill. a gén nevének rövidítése
DRD4 120 bp dup
a DRD4 gén promoterében előforduló hosszúság polimorfizmus, ahol egy 120 genetikai betűből álló szakasz csak egyszer fordul elő, vagy duplikálódott
DRD4 –521 CT
a DRD4 gén promoterében előforduló polimorfizmus (SNP), melynél a –521-es pozícióban C vagy T lehet
DRD4 –615 AG
a DRD4 gén promoterében előforduló polimorfizmus (SNP), melynél a –615-es pozícióban A vagy G lehet
DRD4 –616 CG
a DRD4 gén promoterében előforduló polimorfizmus (SNP), melynél a –616-os pozícióban C vagy G lehet
DRD4 exon III. VNTR
a DRD4 gén III. exonjában előforduló hosszúság polimorfizmus (VNTR)
DRD4 VNTR
lásd DRD4 III. exon VNTR
DRD4 VNTR 4
a DRD4 gén III. exonjában 4 ismétlési egységet tartalmazó (leggyakoribb) genetikai variáns
DRD4 VNTR 7
a DRD4 gén III. exonjában 7 ismétlési egységet tartalmazó (ritkább) genetikai variáns
DSM IV
Diagnostic and Statistical Manual, IV. verzió
EPQ
Eysenck Personality Questionnaire, magyarul: Eysenck-féle személyiség kérdőív
7
ETT TUKEB
Egészségügyi Tudományos Tanács Tudományos és Kutatásetikai Bizottság
fMRI
funkcionális MRI
GWAS
genom wide association study, magyarul: teljes genomra kiterjedő asszociációs vizsgálat
HGP
„Humán genom projekt”
l allél
long (hosszú) allél – a szerotonin transporter promoterében található 5-HTTLPR 16 ismétlődést hordozó változata
MANOVA
multivariate analysis of variance, magyarul: többváltozós variancia analízis
MDD
Major Depresszive Disorder, magyarul: major depresszió
Met
metionin – egy fehérjealkotó aminósav
MRI
Magnetic Resonance Imaging, magyarul: mágneses magrezonancia képalkotó eljárás
mRNS
messenger (hírvivő) RNS
ms
millisecond, magyarul: ezredmásodperc
P2RX7
a P2X purinoceptor 7 receptor (egy ATP függő ioncsatorna típus) génje
PCR
polymerase chain reaction, magyarul: polimeráz láncreakció – a DNS egy részének mesterséges felsokszorosítására szolgáló módszer
PCR RFLP
polymerase chain reaction resctriction fragment lenght polymorphism, magyarul: polimeráz lánc reakció (felhasználásával kapott) restrikciós fragmentumok hosszúság polimorfizmusa – egy SNP azonosítási módszer (lásd még: PCR, RFLP)
PET
Positron emission tomography, magyarul: pozitronemissziós tomográfia
RFLP
restriction fragment length polymorphism, magyarul: restrikciós fragmentumok hosszúság polimorfizmusa
s allél
rövid (short) allél – a szerotonin transporter promoterében található 5-HTTLPR 14 ismétlődését hordozó változata
SERT
serotonin transporter, magyarul: szerotonin transzporter (a fehérje, illetve a fehérjét kódoló gén rövidítése; lásd még SLC6A4)
SHSS
Stanford Hipnotikus Szuszceptibilitási Skála (diádikus hipnózis helyzet, A, B és C formája létezik)
SLC6A3
solute carrier family 6 (neurotransmitter transporter, dopamine), member 3 – a DAT1 gén hivatalos neve
SLC6A4
solute carrier family 6 (neurotransmitter transporter, serotonin), member 4 – a SERT gén hivatalos neve
sMRI
strukturális MRI
SNP
single nucleotide polymorphism, magyarul egypontos nukleotid polimorfizmus – egy genetikai polimorfizmus típus, melyben egy genetikai betű (A,G,C vagy T) legalább kétféle változatban fordul elő
SSRI
selectiv serotonin reuptake inhibitor, magyarul: szelektív szerotonin visszavétel gátló anyag
StIn2
serotonin transporter intron 2, magyarul: a szerotonin transzporter gén 2. intronja – az itt található polimorfizmust jelöli
TCI
Temperament and Character Inventory – egy személyiség kérdőív
TPQ
Tridimensional Personality Questionnaire – egy személyiség kérdőív
Val
valin – egy fehérjealkotó aminósav
VNTR
variable number of tandem repeats, magyarul: tandem isméltődések változó számú ismétlődése – egy hosszúság polimorfizmus típus
WSGC
Waterloo-Stanford Group Scale of Hypnotic Susceptibility, Form C., magyarul: WaterlooStanford Hipnábilitási Csoportskála, C forma
8
1
Az asszociáció vizsgálatok logikája
A pszichológiai jellegeket és a pszichiátriai rendellenességeket kialakító biológiai folyamatok létezése ma már egyértelműen elfogadott, ezen belül az öröklött (genetikai) komponensek szerepe is alátámasztott (R. Plomin, 2001). Az, hogy egy humán jellemző vagy betegség öröklődik-e, többféleképpen is vizsgálható. Az egyetlen gén hibájából adódó, azaz monogénes betegségek felismerése egyszerű, mivel a betegség öröklődése Mendel törvényeit követi. A mutáns gén előfordulhat homozigóta és heterozigóta formában, a homozigóta mutáns értelemszerűen beteg lesz. A heterozigóta akkor lesz beteg, ha a jelleg domináns öröklődésű. Ha a mutáció recesszív, akkor a heterozigóta csupán hordozza a betegségre való hajlamot. Például ha valaki a recesszív fenilketonúria mutáns allélját heterozigóta formában örökli, ő maga nem lesz beteg, de a betegséget okozó allélt a mendeli törvényeknek megfelelően örökíti tovább. Mára már a „Humán genom projekt” (HGP) eredményei alapján a mindössze pár tízezer gén pontos kromoszómális helyzete ismert, így a monogénes betegségeket okozó mutáns változatok azonosítása viszonylag könnyű feladat (Hamosh, 1995). A monogénes öröklődésű betegségek azonban ritkák, mivel a mutáns génváltozat fenotípusos hatása jelentős (gyakran halálos betegséget kódol), így a betegséget okozó allél legtöbbször nem terjed el a populációban. Ezzel szemben a gyakori betegségeket okozó génvariánsok csak úgy terjedhettek el a populációban, ha egyenként kicsi a hatásuk. A „Common Disease – Common Variant” („Népbetegségek – Gyakori változatok”) teória alapján a népbetegségek genetikai háttere szükségképpen komplex, azaz sok gén (poligénes öröklődés) és a környezet hatására együttesen alakul ki a fenotípus (Wright és Hastie, 2001). Egyes daganatos betegség-típusok, a szív és érrendszeri betegségek, illetve számos egyéb betegség hátterében megtalálhatók olyan génvariánsok, melyek fontos rizikófaktorok a betegség kialakulásának szempontjából, azonban hatásuk a monogénes betegségektől eltérően nem „minden vagy semmi” jellegű. Ez még inkább igaz az emberi pszichikum természetesnek (egészségesnek) tekintett változékonyságára. A pszichogenetikai vizsgálatok tehát olyan, egyenként kishatású génekkel foglalkoznak, melyek összessége a környezethatásokkal együtt alakítja ki az emberi viselkedést. A kishatású gének vizsgálata módszertanilag nem könnyű feladat, mivel a vizsgált genetikai komponens csak nagyon kis eltérést okoz a fenotípusban. A poligénes tulajdonságok/betegségek örökölhetősége családi halmozódás, valamint iker- és adoptációs vizsgálatok alapján mutatható ki (R. Plomin, 2001). Ezek azonban csak általánosságban támasztják alá a vizsgált jelleg/rendellenesség/betegség örökölhetőségét, a 9
hátterében álló gének felderítése ezzel a módszerrel nem lehetséges. Ehhez legtöbbször a kandidáns génvariánsok genetikai asszociáció analízisét használják, melynél elméleti alapon feltételezik, hogy egy adott gén egy vizsgált fenotípusos kialakításában részt vesz, majd ezt vizsgálati úton igazolják. A bizonyítás során molekuláris genetikai módszerekkel mérik egy nagy, genetikailag független egyedekből álló mintában a kandidáns génvariánsokat, valamint a vizsgált fenotípusos jellemzőt. A génváltozat és a fenotípusos jelleg együttes előfordulását a nagyszámú minta adatai alapján statisztikai módszerekkel elemzik (Taylor, Choi, Foster, és Chanock, 2001). Ha a statisztikai elemzés szignifikáns összefüggést mutat, az valószínűsíti, hogy a kiválasztott génváltozat részt vesz a vizsgált betegség vagy jelleg átörökítésében. Azonban a szignifikáns asszociáció csupán azt jelzi, hogy ez a génváltozat összefügg a fenotípusos jellemzővel, mely nem jelent ok-okozati összefüggést. A génvariáns valószínűleg nem közvetlenül, hanem több lépcsőn keresztül hat, a háttérben lévő biológiai mechanizmusokat további vizsgálatokkal kell kideríteni (lásd például (Rebbeck, Spitz, és Wu, 2004). Mivel az asszociáció vizsgálatok során egy adott populáció egyedeit vizsgáljuk, az eredmények is erre a populációra érvényesek. A poligénes öröklődésű jellemzőket kialakító variánsok egyedi hatásaival kapcsolatban csupán durva becslésekre van mód, például megadhatjuk, hogy az adott génváltozat mellett mennyire nő meg egy betegség esetleges bekövetkezésének rizikója. Ez az érték a legtöbb kandidáns gén esetében igen alacsony, például a relatív rizikó (értelmezését lásd az 1.1.1 alfejezetben) egyetlen genetikai variánsra az ezt a változatot nem hordozó testvérhez képes 1,1 – 1,3 (Wright és Hastie, 2001). Mindezek alapján az asszociáció vizsgálatokban azonosított genetikai információ egyénre lebontva jelenleg nem informatív – a hatékony genetikai szaktanácsadáshoz elsőként a poligénes öröklődésű jellemző többi ismert komponensét is azonosítani kellene. Felmerülhet, hogy akkor mi a haszna ezeknek a vizsgálatoknak? A kandidáns gének asszociáció vizsgálata a poligénes rendszerek megismerésének első lépése, ami hozzásegíthet a vizsgált viselkedés hátterében álló biológiai mechanizmusok feltárásához. Az alábbiakban bemutatom az asszociáció vizsgálatok leggyakoribb kísérlet elrendezéseit. 1.1.1
Eset-kontroll vizsgálatok
A poligénes öröklődésű népbetegségek genetikai asszociáció vizsgálatában az alapvető mintavételi elrendezés két populációból áll. Az egyik csoport a klinikai (beteg) minta, a másik kontroll (egészséges) személyekből áll (lásd 1. ábra). A fenotípus ebben az esetben egy diagnosztikus kategória (betegség) megléte vagy hiánya. A genetikai vizsgálat célja, hogy
10
megtudjuk, vajon gyakrabban fordul-e elő a feltételezett rizikó allél a beteg csoportban a kontrollhoz képest.
Allél gyakoriság értékek Rizikó allél Védő allél Klinikai minta a c Kontroll minta d b
Klinikai minta
Kontroll minta
Relatív rizikó = a/b Kockázati arány = a/b x d/c
1. ábra Az eset-kontroll asszociáció vizsgálatok modellje Az ábrán a nagy körök a vizsgált mintákat jelzik, a benne található kis körök a személyek, akik vagy hordozzák a rizikó allélt (pirossal jelölve), vagy nem (üres kis körök). A rizikó allélt hordozók lehetnek homozigóták (pirossal kitöltött kör) vagy heterozigóták (félig piros kör). A rizikó allél párját védő allélnek is nevezhetjük.
A statisztikai analízis során a két minta allél (vagy genotípus) gyakoriság értékekeit hasonlítjuk össze 2 próbával. Szignifikáns különbség esetén megadható a relatív rizikó (relative risk) és a kockázati arány (odds ratio) értéke. A relatív rizikó azt mutatja meg, hogy mennyivel többször fordul elő a betegség a rizikó alléllel rendelkezők között, mint a kontroll populációban. A kockázati arány arról ad információt, hogy mennyire különbözik az allélok eloszlása az eset és a kontrol csoportok között. Mindkét paraméter esetében az érték 1,0, ha a vizsgált allél (vagy genotípus) eloszlása egyenletes a populációk között, azaz az adott allél (vagy genotípus) valójában nem tekinthető rizikófaktornak. Minél nagyobb a relatív rizikó ill. a kockázati arány értéke, annál nagyobb a vizsgált genetikai faktor hatása. 1.1.2
Dimenzionális vizsgálatok
A genetikai asszociáció vizsgálatok másik mintavételi elrendezésében egyetlen populációt vizsgálunk. A vizsgálati személyeket egy kvantitatív klinikai vagy pszichológiai paraméter mentén jellemzik, így minden személyhez tartozik egy skálaérték. A statisztikai elemzéshez a mintát a személyek genotípusa alapján osztjuk fel csoportokra: pl. hordozzák, vagy nem hordozzák a vizsgált rizikó allélt (2. ábra). A kérdés az, hogy az egyes genotípus csoportba tartozó
személyek
klinikai/pszichológiai
paramétereinek
átlagértékei
mutatnak-e
statisztikailag szignifikáns eltérést egymástól. A jelen dolgozat eredményeinek túlnyomó többségénél ezt az elrendezést használom.
11
Újdonságkeresés
24
16
8
7-es allélt hordozók
7-es allélt nem hordozók
2. ábra A dimenzionális asszociáció vizsgálatok modellje Az ábrán a nagy körök a vizsgált mintákat jelzik, a kis körök a személyek, akik kétféle allélt hordozhatnak, az egyik piros félkörrel, a másik fehér félkörrel van jelölve (egy személynek 2 allélja van). A vizsgált mintát a genetikai eredmények birtokában osztják szét csoportokra, a személyek genotípusa alapján. Az így létrejött csoportok kvantitatív paramétereinek átlagértékeit hasonlítják össze. Az ábra egy illusztráció, melyben a DRD4 gén 7-es allélját hordozók és nem hordozók csoportjai eltérést mutatnak az „Újdonságkeresés” temperamentum dimenzió értékeiben.
Ebstein és munkatársainak (Ebstein, és mtsai., 1996) sokszorosan referált cikke a klasszikus példája a 2. ábra bemutatott elrendezésnek. Ebstein munkacsoportja egy egészséges populációban vett fel személyiség kérdőívet, valamint meghatározta a vizsgált személyek DRD4 VNTR genotípusát. Eredményei azt mutatták, hogy a dopamin D4-es receptor hosszabb (7-es) allélját hordozók csoportja szignifikánsan magasabb átlagértékkel jellemezte önmagát az újdonságkeresés temperamentum dimenzióban. Ez volt az első olyan vizsgálat, melyben egy pszichológiai paraméterhez egy genetika variációt sikerült kapcsolni. Ugyanebben az évben még két ilyen jellegű vizsgálat jelent meg, melyekben hasonló eredményeket
kaptak:
Benjamin
és
munkatársai
(1996)
megismételték
Ebstein
munkacsoportjának eredményeit egy független minta alapján, illetve Lesch és munkatársai (1996) kimutatták a szerotonin transzporter 5-HTTLPR polimorfizmusa és a szorongással kapcsolatos személyiségdimenziók összefüggését.
12
1.2 Kandidáns gének A genetikai asszociáció vizsgálatokban a fenotípust a molekuláris hatásmechanizmusban résztvevő, azaz elméleti úton kiválasztott génekkel (ezeket „kandidáns” géneknek nevezik) próbálják összefüggésbe hozni. Fontos, hogy a kiválasztott génnek többféle allélja forduljon elő a vizsgált populációban, azaz polimorf legyen. A polimorfizmus ténye azonban önmagában nem elegendő, szükséges az is, hogy funkcionális eltérés legyen a génváltozatok között, azaz más legyen a kódolt fehérje mennyisége vagy minősége. Ha az asszociáció vizsgálat eredménye szignifikáns, feltételezhetjük, hogy a kandidáns gén alléljai közül valamelyik a vizsgált fenotípus kialakításában közrejátszik, azaz genetikai rizikófaktorként azonosítható. De minek alapján választják ki egy vizsgálat kandidáns génjét a sok ezer lehetséges alternatíva közül? A kiválasztás jellemzően (1) a gén funkciója vagy (2) kromoszómális pozíciója alapján történik (3. ábra). A pszichogenetikai asszociáció vizsgálatok kandidáns génjeit egészen a közelmúltig szinte kizárólag funkciójuk alapján választották ki. Jelen dolgozatban is nagyobbrészt ilyen vizsgálatokat mutatok be. A molekuláris genetika rohamos módszertani fejlődésével azonban egyre jobban teret hódítanak az olyan asszociáció vizsgálatok is, amelyekben az egész genomot egyszerre vizsgálják (Genom Wide Association Study, GWAS). Az ilyen vizsgálatok eredményeként olyan, ún. kandidáns kromoszómális régiókat határoznak meg, amely egy adott betegséggel vagy jelleggel összefüggést mutatnak. Ezekben a régiókban valószínűsíthetők olyan gének, melyek kromoszómális pozíciójuk alapján összefügghetnek a vizsgált fenotípussal. Ismert agyi funkciók komponensei
Teljes genomra kiterjedő asszociáció vizsgálatok
(GWAS) (1) Kandidáns gének (2)
Kandidáns kromoszómális régiók
A kandidáns régióban található gének kiválasztása pozíciójuk alapján
3. ábra A kandidáns gének kiválasztása a gén funkciója (1) vagy kromoszómális pozíciója (2) alapján
13
1.2.1
Kandidáns gének kiválasztása funkciójuk alapján
Funkcionális alapon tipikusan olyan kandidáns géneket választunk ki az asszociáció elemzésekhez, melyekről tudjuk, hogy az általuk kódolt fehérjék az idegi folyamatokban kulcsfontosságúak. Ilyenek például a neurotranszmisszióban szerepet játszó fehérjék (4. ábra) génjei.
v (tr issz an as z sz ív po ás rte r)
preszinaptikus neuron in sz té
receptorok
zis
szinaptikus rés
posztszinaptikus neuron 4. ábra Egy kémiai ingerületátvitel vázlata A kémiai ingerületátvitel főszereplője maga a neurotranszmitter, mint például a dopamin vagy a szerotonin. Ugyan a dopamin és a szerotonin nem fehérje, azonban szintézisükhöz és lebontásukhoz fehérjékre van szükség. A posztszinaptikus neuronok receptorai is fehérjék, melyek génjei gyakran szerepelnek kandidáns génként a pszichogenetikában, ilyen például a dopamin D4-es receptor. Kiemelkedő jelentőségű még a transzporter fehérje, mely a neurotranszmittert a szinaptikus résből a preszinaptikus neuronba visszaszívja. A dopamin transzporter például nemcsak fontos kandidáns gén a pszichogenetikában, de a pszichiátriai betegségek gyógyszereinek egyik célpontja is.
1.2.2
Kandidáns gének kiválasztása kromoszómális pozíciójuk alapján
A GWAS során a genom teljes területén szétszórt több százezer marker és egy adott tulajdonság/betegség előfordulása között végeznek asszociáció analízist (5. ábra A része). A markerek olyan polimorfizmusok, melyek kromoszómális pozíciója jól ismert, funkciójuk azonban érdektelen. A GWAS eredményeképp megkapják azokat a markereket, melyek (a többszörös tesztelésre való korrekció után) szignifikáns asszociációt mutatnak a vizsgált fenotípussal. Az asszociáló markerek pozíciója határozza meg a kandidáns kromoszómális
14
régió(ka)t. A következő lépés a kandidáns kromoszómális régió részletes elemzése, melynek célja egy új kandidáns gén azonosítása. Az asszociáció elemzés az előbbiekhez hasonlóan történik, azzal a különbséggel, hogy itt valamennyi marker a kandidáns kromoszómális régióba esik (5. ábra B része).
A: Teljes genom asszociáció vizsgálata (GWAS)
B: A kandidáns kromoszómális régió génjeinek vizsgálata
5. ábra Új kandidáns gének keresése pozíciójuk alapján A. Valamennyi emberi kromoszómán (1-22; X; Y és mitokondriális DNS: MT) nagyjából egyenletesen eloszlásban választanak ki marker polimorfizmusokat (vízszintes vonalakkal jelölve; az egyszerűség kedvéért az ábrán kromoszómánként csak néhány marker pozícióját jelöltem, de a valóságban sok ezer markert használnak). A vizsgált fenotípussal legjobban asszociáló marker(ek) pozíciója jelöli ki a kandidáns kromoszómális régiót, mely itt a pirossal jelölt marker. B. A 12. kromoszóma modellképén a 12q24.2 és a 12q24.3 közti szürke csík jelöli az „A” részben leírt módszerekkel kapott kandidáns kromoszómális régiót. Ez a régió az ábra jobb oldali részén ki van nagyítva, az itt található gének listázva vannak (kék nagybetűs rövidítések). A finom analízis során a kandidáns kromoszómális régióban választanak ki több száz marker polimorfizmust (az ábrán néhány vízszintes vonallal van jelölve). A vizsgált fenotípussal legjobban asszociáló marker(ek) jelölik ki az új kandidáns gént, mely ebben a példában a P2RX7. Az ábra a HGP szabadon felhasználható web oldalai alapján készült: (http://www.ncbi.nlm.nih.gov – homo sapiens (build 36.3), search: P2X7R)
A kiválasztott fenotípussal asszociáló markerek kijelölik az új kandidáns gént. Tehát a kandidáns gén kiválasztása ebben az esetben kromoszómális pozíciója alapján történik.
15
Meg kell azonban jegyezni, hogy a GWAS vizsgálatok igen költségesek, így általában nemzetközi összefogással jöhetnek csak létre. Másrészt a GWAS vizsgálatokban a sokszoros tesztelés (több ezer markert vizsgálnak) statisztikai jellegű problémája miatt nagyon fontosak az új kandidáns gének szerepét megerősítő, független (mások kutatócsoportok által, más populáción elvégzett) vizsgálatok. 1.2.3
Genetikai polimorfizmusok
A 2003-ban befejezett „Humán genom projekt” óriási lendületet adott a genetikai-genomikai kutatásoknak. A HGP alapvető célkitűzése az ember 22 + X + Y (és a mitokondrium) kromoszómáiban található, összesen 3 x 109 genetikai betűsorrendjének megismerése, azaz a humán haploid genom megismerése volt (Lander, és mtsai., 2001, Venter, és mtsai., 2001). Ezt a nemzetközi összefogással megszerzett tudásanyagot teljesen szabadon hozzáférhető formában tették közzé a világhálón (NCBI, 2009 a homo spaiens DNS szekvenciájának legutolsó verziója jelenleg a Build 37.1 adatbázis). A közelmúltban ez a tudásanyag tovább bővült az első két diploid genom adataival. A DNS szerkezetének megismeréséért Nobel díjjal kitüntetett James Watson (Wheeler, és mtsai., 2008), és az „alternatív” HGP vezetője, Craig Venter
(S. Levy, és mtsai., 2007) voltak azok a személyek, akiknek egyedi genom
információját elsőként fejtették meg. Még ebben az évben megszületett egy ázsiai (J. Wang, és mtsai., 2008), és egy afrikai (Bentley, és mtsai., 2008) személy egyedi genom szekvenciája is. Ez a tudásanyag elengedhetetlen forrása minden modern genetikai kutatásnak, így a modern pszichogenetikai kutatásoknak is. Mindezek az eredmények alátámasztották azt a régebben is ismert tényt, hogy az emberek öröklött (genetikai) információjában jelentős egyéni különbségek vannak, melyek hozzájárulnak
a
populáció
variabilitásához,
esetenként
betegségek
kialakulásához
vezethetnek, de általánosságban inkább segítik a környezethez való alkalmazkodást (R. Plomin, 2001). A HGP eredeti becslései alapján ezek a különbségek a teljes genom kb. 0,1 %át teszik ki, amely hozzávetőlegesen 3 millió genetikai betű-eltérést jelent. Az újabb vizsgálatok azonban arra utalnak, hogy az egyedi különbségek legalább ötször nagyobbak, mint ahogy azt eredetileg becsülték (Lander, és mtsai., 2001, Venter, és mtsai., 2001). Mutációnak szokás nevezni azokat a ritka variánsokat, amelyek előfordulási gyakorisága 1% alatt van. A mutációk általában monogénesen öröklődő, súlyos betegségeket okoznak. Ezzel szemben a gyakoribb, ám kisebb hatású genetikai változatokat polimorfizmusoknak nevezik (Taylor, Choi, Foster, és Chanock, 2001). Jelen dolgozatban kizárólag polimorfizmusokkal kapcsolatos kutatásokról lesz szó. 16
A fenotípusos hatás szempontjából a polimorfizmusok lehetnek semlegesek, ilyenek például a DNS „ujjlenyomathoz” használt variációk (lásd 6. ábra). A polimorfizmusok egy részéről azonban feltételezik, és gyakran kísérleti úton bizonyították is, hogy funkcionális hatásúak, azaz
hatásuk
molekuláris
szinten
kimutatható
(funkcionális
polimorfizmusok).
A
polimorfizmusok lokalizációja szempontjából beszélünk a fehérjéket kódoló gének exonjaiban (kódoló régió) elhelyezkedő variációkról. Ezek gyakran (de nem minden esetben) megváltoztatják a génről képződő fehérje szerkezetét. Ha a genetikai variánsok nem a kódoló szakaszokban vannak, akkor gyakran semleges hatású a polimorfizmus. De az is lehet, hogy egy genetikai variáció a gének kifejeződését szabályozó DNS területeken (pl. promoter) található, és hatással van a génről képződő fehérje (pl. receptor) mennyiségére.
Fenotípusos hatás Funkcionális polimorfizmus
Semleges polimorfizmus
(Kimutatott fenotípusos hatás van)
(Nincs kimutatható fenotípusos hatás)
Pozíció Nem-kódoló régióban
Kódoló régióban (exonban)
(Megváltozhat a képződő fehérje minősége) (Megváltozhat a képződő fehérje mennyisége)
Technikai felosztás Betűcsere (SNP)
Hosszúság polimorfizmus (VNTR)
G C AG T A C C CGTAATGG
Apai kromoszóma
4-szeres ismétlődés
G C A AT A C C CGTTATGG
Anyai kromoszóma
7-szeres ismétlődés
Genotípus: GA
Genotípus: 4,7
6. ábra A polimorfizmusok csoportosítási lehetőségei Formai szempontból a polimorfizmusoknak két fő típusát különböztetjük meg (SasváriSzékely, Székely, Nemoda, és Rónai, 2003): a polimorfizmusok egyik csoportjában a genetikai információsorozat egy adott helyén egyetlen betű (bázis) változik meg, ez az ún. SNP (single nucleotide polymorphism). Másrészt gyakran előfordul, hogy egyes genetikai
17
információrészletek egymás után többször ismétlődnek („tandem repeat”). Az is előfordul, hogy az egymást követő ismétlődések száma eltérő az egyes emberekben, ezt hosszúság polimorfizmusnak VNTR (variable number of tandem repeats) nevezzük (6. ábra). Az itt bemutatásra kerülő eredmények között mindkét típusra találunk majd példákat.
1.3 A dopamin rendszer kandidáns génjei A dopamin az egyik legkiterjedtebben vizsgált neurotranszmitter. Fő termelési területe az agyszövet, de emellett a mellékvesében is képződik. A dopamin termelő sejtek egy része a dopamint továbbalakítja noradrenalinná, illetve adrenalinná, melyek biológiai hatása szintén rendkívül jelentős. Az agyi dopamin rendszer két fő, anatómiailag jól körülhatárolható pályarendszerből áll: a nigrastriatális pályákból, illetve a pszichológiai-pszichiátriai szempontból igen fontos mezokortikális és mezolimbikus pályarendszerekből (Martin, 2003). A mezolimbikus pályarendszer ventrális tegmentális területről kiinduló rostjai a limbikus rendszer elemeihez, a nucleus accumbenshez, az amygdalához, és a hippokampuszhoz, valamint a prefrontális agykéreg mediális részéhez futnak. A mezokortikális pálya rostjai szintén a ventrális tegmentális területről indulnak ki, és a frontális kérgi régiókhoz futnak. Mindkét rendszer kulcsfontosságú a motiváció és az érzelmek kialakításában, illetve az agyi jutalmazó mechanizmusokban. Ezek a pályarendszerek különösen jelentősek az egészséges kognitív működés szempontjából. A nigrastriatális pályarendszer diszfunkciója a Parkison kórral, míg a mezokortikolimbikus pályarendszer sérülései a szkizofrénia és a depresszió tüneteivel függhetnek össze (Martin, 2003). A dopaminerg neurotranszmisszió fő komponensei az idegsejtek dopamin szintetizáló és bontó rendszere, a dopamin kiválasztása a szinaptikus résbe, a posztszinaptikus neuron dopamint érzékelő receptorai, valamint a dopamint a szinaptikus résből visszaszívó dopamin transzporter. A dopaminerg neurotranszmisszió fehérjéit kódoló leggyakoribb kandidáns gének (és a dolgozatban később részletes tárgyalásra kerülő polimorfizmusok) a következők: 1.3.1
dopamin receptor gének (pl. a dopamin D4-es receptor polimorfizmusai: 120 bp DUP, DRD4 exon III. VNTR, –521 CT SNP) dopamin transzporter fehérjék (pl. DAT 1 3’ UTR VNTR) dopamin bontó fehérjék (pl. COMT Val/Met) A D4-es dopamin receptor (DRD4)
A dopamin receptorok az idegsejtek felszínén található kémiai ingerületátvivők. A dopamin receptor-családhoz tartozó fehérjék szerkezetük és funkciójuk szempontjából nagyon hasonlóak. Génjeik egy közös ősi génből származnak, de már az evolúció korai szakaszában
18
több változat alakult ki. Funkcionális szempontból két fő típust különböztetünk meg: a D1szerű (D1-es és D5-ös) és a D2-szerű receptorokat (D2-es, D3-as és D4-es). A D1-szerű receptorok növelik, míg a D2-szerűek csökkentik a ciklikus AMP szintjét. Mivel a ciklikus AMP a neurotranszmisszió intracelluláris jelátvivő molekulája, a D1-szerű receptorok aktiváló, míg a D2-szerűek gátló hatást váltanak ki. Az ötféle emberi dopamin receptor mindegyikének számos genetikai variánsa létezik, közülük a D4-es receptor (DRD4) rendelkezik a legtöbb változattal (Missale, Nash, Robinson, Jaber, és Caron, 1998). A DRD4 az agy számos területén kimutatható, bár előfordulása ritkább, mint a D2-es dopamin receptoré. Érdekes módon a legtöbb DRD4 a retinában található, de jelen van a prefrontális kéregben, az amygdalában, a hipotalamuszban, a hipofízisben és a bazális ganglionok területén is. Kisebb mértékben előfordul a hippokampusz egyes sejtjein és az agykéreg számos neuronján. A D4-es dopamin receptor specifikus funkciója ma még kevéssé ismert, bár állatkísérletek alapján feltételezhető, hogy a mozgásszabályozás területén (is) lehet szerepe. Ezt támasztja alá például az a megfigyelés, hogy a DRD4 génkiütött egerek kevesebb spontán lokomotoros aktivitást, felágaskodást mutattak nem génkiütött társaikhoz képest, viszont hiperérzékennyé váltak a kokain, a metamfetamin és az etanol lokomotoros stimuláló hatására (Rubinstein, és mtsai., 1997). A DRD4 gén fontosabb polimorfizmusai (DRD4 exon III. VNTR, –521 CT SNP, 120 bp DUP) A DRD4 gén a 11-es kromoszóma rövid karján (11p15.5) helyezkedik el, és igen variábilis: eddig több mint 90 SNP-t és számos hosszúság polimorfizmust írtak le ebben a kromoszómális régióban (Gelernter, Kennedy, van Tol, Civelli, és Kidd, 1992). Ezek közül csupán néhány, a pszichogenetikai szakirodalomban részletesebben vizsgált polimorfizmust mutat be a 7. ábra. A gén „elejét” a biokémikusok 5’-vel, a „végét” 3’-vel jelölik, a fehérjére vonatkozó kódszavak leolvasása 5’→3’ irányban történik. A fehérjét kódoló részt megelőzi, azaz a gén „5’ végén” található a promoter régió, mely a gén átíródását, azaz a génről képződött receptorok mennyiségét határozza meg, így az itt található polimorfizmusok a receptorok sűrűségére lehetnek hatással. A promoter régiót negatív számokkal számozzák, a pozitív számozás a fehérjét kódoló „betűknél” kezdődik. A DRD4 promoter régió egyik legjobban ismert hosszúság polimorfizmusa az ún. 120 bp (bázispár) hosszúságú duplikáció, melyről feltételezték, hogy szerepet játszik a génexpresszió szabályozásában (Seaman, Fisher, Chang, és Kidd, 1999). Ezt a feltételezést a Semmelweis
19
Egyetem kollaboráló munkacsoportja kísérletesen is igazolta (Kereszturi, és mtsai., 2007, Ronai, Guttman, Keszler, és Sasvari-Szekely, 2004). A 120 bp szakasz a gén átíródását gátolja, így egy példányban a gátlás mértéke kisebb, míg a duplikált verzió kifejezettebben gátol. A DRD4 gén promoter területén több SNP is található, ezek közül azonban munkacsoportunk csak a –616 CG, a –615 AG és a –521 CT variánsokat vizsgálta. A Dr. Sasvári Mária munkacsoportja által azonosított –615AG polimorfizmus (Ronai, és mtsai., 2004) funkcionális jelentőségét még nem bizonyították, azonban a közeli lokalizáció alapján feltételezhető, hogy a –616CG SNP moduláló szerepét befolyásolhatja. A legszélesebb körben vizsgált promoter polimorfizmus a –521CT SNP, melyről in vitro kísérletekben kimutatták, hogy T allél esetében 40%-kal kevesebb fehérje képződik, mint a C változat mellett (Okuyama, Ishiguro, Toru, és Arinami, 1999). A kódoló régió teljes egészében átírásra kerül, de később az intronok kivágódnak, és csak az exonok fogják meghatározni a kódolt fehérje szerkezetét. A DRD4 génben 4 exon található, melyet római számokkal szokás jelölni. A legtöbbet vizsgált DRD4 polimorfizmus a III. exonban előforduló VNTR.
A dopamin D4-es receptor gén (DRD4) promoter régió
–← →+ I.
5’
kódoló régió II.
III.
IV.
3’
120 bp dup (2)
- 521 CT - 615 AG - 616 CG
III. exon 48 bp VNTR (7)
7. ábra A dopamin D4-es receptor (DRD4) gén szerkezete és fontosabb polimorfizmusai A gének „felső” végét 5’-vel, „alsó” végét 3’-vel jelölik. A DRD4 gén 5’ végén található promoter régió polimorfizmusai közül egy VNTR-t (120 bp dup, zölddel jelölve) és 3 SNP-t (–616 CG, –615 AG, –521 CT, kékkel jelölve) tüntettem fel. A promoter SNP-k számozása negatív számokkal történik, mely jelzi, hogy az SNP a kódoló régió előtt található. A kódoló régió 4 exonból (fekete dobozok, római számmal számozva) és 3 intronból (fekete dobozok közötti rész) áll. A III. exonban található egy VNTR (III. exon 48 bp VNTR), mely 2-10 ismétlődő egységből állhat (az ábrán hét ismétlődő egység látható, pirossal és narancssárgával jelölve).
A III. exonban található VNTR egysége 48 bp, mely minimum 2-szer, maximum 10-szer ismétlődhet (Van Tol, és mtsai., 1992). Így a DRD4 allél elnevezése az ismétlődések számán alapul (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, illetve 10). Egy emberben 2 allél van, melyeket a két szülőtől
20
öröklünk. A DRD4 VNTR genotípusa igen változatos lehet, de mindig a fenti számok kombinációja. Kaukázusi populációban a leggyakoribb allél 4 ismétlődést tartalmaz, így a leggyakoribb genotípus a 4,4. A második leggyakoribb a 7 ismétlődést tartalmazó forma, így a második leggyakoribb genotípus a 4,7. Mivel kettőnél kevesebb ismétlődést tartalmazó genotípust ez idáig nem találtak, feltételezik, hogy két egység feltétlenül szükséges a fehérje funkciójához. Populációs vizsgálatok során kiderült, hogy az allél gyakoriságok igen eltérőek az egyes népcsoportokban. A 4-es allél frekvenciája például 16%-tól 96%-ig változik, míg natív dél-amerikai népcsoportok kivételével minden vizsgált populációban ez az allél a leggyakoribb. Kaukázusi populációban a 7-es allél gyakorisága 20,6%, a 2-es allélé 8,2%, a többi változat meglehetősen ritka (Chang, Kidd, Livak, Pakstis, és Kidd, 1996). Az evolúciós szempontból legfiatalabbnak tartott 7-es allél széleskörű elterjedését pozitív szelekciós mechanizmussal magyarázzák (Ding, és mtsai., 2002). Funkcionális szempontból a 7-es formáról feltételezik, hogy kevésbé hatékony (azaz kevésbé gátol), mint az általánosabban elterjedt, 4 ismétlődést tartalmazó forma (Van Tol, 1998), azonban ezt molekuláris bizonyítékok nem támasztják alá egyértelműen. A legvalószínűbb, hogy a különböző
számú
ismétlődést
tartalmazó
D4-es
receptorokban
a
jelátviteli
mechanizmusokban szerepet játszó fehérjék kapcsolódási felületének nagysága különböző (Asghari, és mtsai., 1995). Azonban az ismétlődések száma és a kifejtett hatás között nem húzható közvetlen párhuzam (pl. nem a legrövidebb vagy a leghosszabb a „legjobb”). A négy ismétlődést tartalmazó változat tűnik a legjobb hatásfokú jelátvivő rendszernek, míg az ennél rövidebb vagy hosszabb változatok szuboptimálisak, azaz kevésbé hatékonyak a dopamin szignál továbbításában (Jovanovic, Guan, és Van Tol, 1999). Bár a III. exon VNTR a DRD4 gén legtöbbet vizsgált polimorfizmusa, az egyes variánsok tényleges funkcionális eltéréseit a eddig nem sikerült egyértelműen tisztázni. A DRD4 gén polimorfizmusainak pszichológiai/pszichiátriai vonatkozásai A D4-es dopamin receptor gén polimorfizmusait elsőként a személyiségjegyek öröklött faktoraival kapcsolatban vizsgálták, a „kaland gén”-nek is nevezett DRD4 volt az egyik első pszichogenetikai sikertörténet. Az újdonságkeresés temperamentum dimenzió és a DRD4 III. exon VNTR asszociációját 1996-ban két, azonos időben és azonos újságban megjelenő tanulmány mutatta ki. Ebstein és munkatársai (1996) Cloninger háromdimenziós személyiség kérdőívét (TPQ: Tridimensional Personality Questionnaire) alkalmazták, a másik tanulmány a NEO-PI-R személyiség kérdőívet használta (Benjamin, és mtsai., 1996). Mindkét
21
kutatócsoport
szignifikánsan
magasabb
átlagos
újdonságkeresés1
skálaértéket
talált
egészséges fiatal felnőtteknek abban a csoportjában, amely hordozta a 7 ismétlődést tartalmazó „hosszú” DRD4 allélt. Pszichiátriai vonatkozású munkákban a DRD4 gén polimorfizmusait olyan kórképekben vizsgálják, ahol a dopamin rendszer zavara feltételezhető. Mivel a klozapin, a szkizofrénia kezelésében széles körben elterjedt gyógyszer, erősen kötődik a D4-es receptorhoz, nagy lendülettel indultak el az asszociációs vizsgálatok a szkizofrénia vonatkozásában, azonban a kutatócsoportok
nagy
része
negatív
eredményeket
kapott.
Affektív
zavarok
és
szenvedélybetegségek körében is végeztek kutatásokat, de megerősített asszociációt itt sem találtak (Oak, Oldenhof, és Van Tol, 2000). Ugyanakkor rendkívül érdekes eredmények születtek a DRD4 gén és a figyelemhiányos hiperaktivitási zavar (Attention Deficit Hyperactivity Disorder – ADHD), valamint – főképp egy hazai kutatócsoport eredményei alapján – a korai dezorganizált kötődés vonatkozásában, melyeket alább részletesen bemutatok. Az ADHD az egyik legelterjedtebb gyermekkori pszichiátriai rendellenesség, mely – mint azt a neve is mutatja – a kitartó figyelem hiányának és a hiperaktivitás/impulzivitás magas fokának kombinációja (Wender, 2000). A zavar biológiai hátterét leíró dopamin-deficit elmélet (F. Levy, 1991) egyik legfontosabb bizonyítéka az a tény, hogy a gyógyszeres kezelés fő célpontja a dopamin transzporter gátlása, azaz a szinaptikus rés dopamin tartalmának növelése a visszaszívás gátlása révén. Így nem csoda, hogy a legfontosabb kandidáns gének is a dopamin rendszer tagjai közül kerültek ki. Az 1996-os év nemcsak a személyiség vonatkozásában hozott áttörő eredményeket: ekkor írták le először a DRD4 III. exon VNTR és az ADHD közti szignifikáns asszociációt is (LaHoste, és mtsai., 1996). Bár az első asszociáció analízis pozitív eredményét nem minden kutatócsoport replikálta, az összesített eredmények metaanalízise megerősítette, hogy a DRD4 III. exon VNTR 7-es változata az ADHD egyik fontos rizikó faktora (Faraone, és mtsai., 2005), (D. Li, Sham, Owen, és He, 2006). A DRD4 exon III. variációk mellett elindultak a gén promoter régiójában található polimorfizmusok vizsgálatai is. McCracken és munkatársai (2000) kimutatták, hogy a 120 bp duplikáció kétszeres ismétlődésű variánsa kétszer gyakoribb ADHD-s gyermekek körében a kontrollhoz viszonyítva. A vizsgálatot később egy nagyobb mintaszámon megismételve 1
A NEO-PI-R kérdőív nem tartalmaz újdonságkeresés skálát, azonban a szerzők az 5-faktoros kérdőív pontszámai alapján kiszámolták a TCI újdonságkeresésnek megfelelő skálaértéket. 22
hasonló eredményt kaptak (Kustanovich, és mtsai., 2004). A promoter számos SNP-t is tartalmaz, például a –616 C/G és a –521 C/T SNP-ket, melyeket szintén többen vizsgáltak az ADHD-val kapcsolatban (pl. Lowe, és mtsai., 2004, Mill, és mtsai., 2003). A pszichogenetikai kutatásainkban együttműködő partnereink a Semmelweis Egyetemen a közelmúltban megerősítették és újabb adatokkal egészítették ki a DRD4 promoter polimorfizmusainak szerepét az ADHD vonatkozásában (Kereszturi, és mtsai., 2007). Érdekes megközelítést mutat be Brookes és munkatársainak (2006) tanulmánya is, mely kombinálja a szélesebb genom vizsgálat és a kandidáns gének kutatásának módszerét: 51 kandidáns gént vizsgálva igazolták a DRD4 szerepét az ADHD vonatkozásában, illetve újabb kandidáns gének szerepét is kimutatták. Hazai vizsgálatok elsőként igazolták a dezorganizált kötődés kandidáns génvariánsát A gyermek és az anya (vagy gondviselő) közötti kötődés vizsgálata a fejlődéspszichológia egyik központi területe. John Bowlby, angol pszichiáter, családjuktól elválasztott, intézetben nevelt gyermekek klinikai tünetei alapján alkotta meg korai kötődés elméletét (Bowlby, 1958), mely az anya és gyermeke közötti érzelmi köteléket az emberi evolúció keretében értelmezi. Bowlby feltételezte, hogy létezik egy mechanizmus, mely egyensúlyt teremt a gyermek biztonság igénye és kíváncsiság szükséglete között. Ezt a szabályozórendszert „kötődésnek” nevezte el. Mary Ainsworth és munkatársai az anya és gyermeke közötti interakció, azaz a kötődési mintázat jellemzésére egy tesztet dolgozott ki. Az „Idegen Helyzet” eljárás rövid szeparációk hatásainak mérésén alapul (a vizsgálati eljárást részletesen Ainsworth, 1978 tanulmánya mutatja be). Az anya visszatérésekor produkált gyermeki viselkedés elemzése alapján megkülönböztetik a biztonságosan, illetve bizonytalanul kötődő fő típusokat, illetve az utóbbi időben a bizonytalan kötődési mintázaton belül az elkerülő és ambivalens kötődési típus mellett egy harmadik, dezorganizált, vagy dezorientált (D) kötődési típust is elkülönítettek (Main és Solomon, 1986). A korai dezorganizált kötődés a későbbiekben a gyermekkori agresszivitás, kortárs kapcsolati problémák és az önértékelési zavarok kockázati tényezőjének tűnik (Solomon és George, 1999), sőt egyes pszichiátriai zavarok kialakulásának valószínűségét is fokozhatja (Carlson, 1998), így például az ADHD előzménye is lehet. Fontos kérdés, hogy mitől alakulnak ki ezek az optimális vagy kevésbé optimális kötődési mintázatok? Először az anyai viselkedés egyes aspektusait, például válaszkészségüket tartották fontosnak, majd később a kulturális hatások, illetve a gyermeki temperamentum jellemzőit kutatva azt találták, hogy mindezek a tényezők egymásra hatva, az anya-gyerek interakción keresztül folyamatosan alakítják a kötődési mintázatot. Az anyai
23
viselkedéssel kapcsolatban például kulcskérdés, hogy az hogyan illeszkedik a gyermek temperamentumához, és itt fontos szerepet kapnak azok a génváltozatok, melyeket a gyermek örököl. A csecsemőkori dezorganizált kötődési típus és a DRD4 polimorfizmusok összefüggését a világon elsőként hazánkban vizsgálták (Lakatos, és mtsai., 2000). Amellett, hogy a DRD4 7es allélt mint igen jelentős rizikófaktort igazolták a dezorganizált kötődés kialakulásában, további
vizsgálataik
alátámasztották
a
DRD4
promoterben
található
–521 T allél, valamint a 7-es allélt és a –521T allélt tartalmazó haplotípus szerepét is (Lakatos, és mtsai., 2002). Az eredmények alapján a DRD4 7-es allélt hordozók csoportjában a dezorganizált kötődés rizikója tízszeresére nő, ha a 7-es allél mellett a DRD4 receptor gén promoter régiójában a –521T variáns is jelen van. További vizsgálatokban családi triók analízisével is alátámasztották, hogy a 7-es allél preferenciálisan adódik át a dezorganizált csecsemőkbe (Gervai, és mtsai., 2005, Lakatos, és mtsai., 2002). 1.3.2
A dopamin jel terminálása: a dopamin transzporter (DAT 1)
A dopamin transzporter (DAT 1) a szinaptikus résbe ürült dopamin visszavételéért felelős, így részt vesz a dopamin jel terminálásában, amely kulcsfontosságú a központi idegrendszer dopamin egyensúlyának kialakításában (Jones, és mtsai., 1998). A DAT 1 főleg a substantia nigra, a striatum, a nucleus accumbens és a ventrális tegmentális área régióiban található, de kimutatható a prefrontális cortex és az amygdala területén is (Garris és Wightman, 1994). Génkiütött egerek vizsgálata azt mutatta, hogy dopamin transzporter hiány esetén a striatum extracelluláris terében 300-szorosára nő a dopamin koncentráció. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy DAT hiányában a neurotranszmitter kevésbé jut vissza a sejtekbe, vagyis a transzporter a dopaminerg funkciók szabályozásának és a dopamin egyensúly fenntartásának nélkülözhetetlen eleme. A dopamin transzporter számos pszichiátriai kezelésben alkalmazott gyógyszer, illetve kábítószer támadáspontja. A dopaminhoz hasonló szerkezetű amphetamin és származékai a DAT segítségével juthatnak az idegvégződésekbe, ahol a monoamin tartalmú vezikulák kiürülését okozzák, fokozva ezzel az ingerületet (G. W. Miller, Gainetdinov, Levey, és Caron, 1999). Az is jól ismert, hogy az antidepresszánsok egy része a dopamin transzporter gátlásával emeli meg a dopamin koncentrációját a szinaptikus térben (Tatsumi, Groshan, Blakely, és Richelson, 1997). A szinaptikus dopamin koncentráció emelkedése a receptorok folyamatos ingerléséhez, így a jutalmazási rendszer kontroll nélküli aktiválásához vezet.
24
A dopamin transzporter gén (DAT 1) polimorfizmusai ( 3’ UTR VNTR) A dopamin transzporter génje (DAT 1, SLC6A3 – lásd 8. ábra) az 5-ös kromoszómán lokalizálódik, 15 exont és 14 intront tartalmaz (Vandenbergh, és mtsai., 1992). A génben számos polimorfizmus található, de a pszichogenetikai asszociáció-analízisekben elsősorban a gén „alsó” (3’) végén található VNTR-t vizsgálják. A VNTR elhelyezkedése igen érdekes: bár a kódoló régióban található, ez a rész a fehérje kialakításában közvetlenül mégsem vesz részt (UTR: untranslated region, magyarul: nem átíródó génszakasz), de feltételezhető, hogy a képződő fehérjék mennyiségét szabályozza. A 3’ UTR VNTR-jének egy egysége 40 bp, melyből leggyakrabban 9 vagy 10 egység van jelen (a 8. ábra egy 10 egységnyi VNTR-t ábrázol). Vannak azonban ritka változatok is, így az ismétlődések száma 3 és 15 között változhat. A polimorfizmus feltételezhetően funkcionális jelentőségű, bár pontos hatását ez idáig még nem sikerült egyértelműen tisztázni (G. M. Miller és Madras, 2002).
A dopamin transzporter gén (SLC6A3, DAT1) promoter régió 5’
kódoló régió XV. exon
3’
3’ UTR VNTR (10)
8. ábra A dopamin transzporter (DAT 1) gén szerkezete és hosszúság polimorfizmusa A gének „felső” végét 5’-vel, „alsó” végét 3’-vel jelölik. A kódoló régió 15 exonból (fekete téglalap) és 14 intronból (fekete téglalapok közötti rész) áll. A 15. exont követően, a gén 3’ vége felé található UTR (untranslated region) egy VNTR-t tartalmaz. A 3’ UTR VNTR-t kiemeltem, az ábra a 10-es változatot illusztrálja.
25
A DAT 1 gén polimorfizmusainak pszichológiai/pszichiátriai vonatkozásai A dopamin transzporter az ADHD gyógyszeres kezelésének célpontja, gátlásával növekszik a szinaptikus rés dopamin tartalma. Így az ADHD legelső kandidáns génjei közt szerepelt a DAT 1, de az eredmények nem igazolták egyértelműen valamely DAT 1 variáns egyértelmű hatását a betegség kialakulásában. A korai negatív eredmények mellett azonban egy újabb metaanalízis (Yang, és mtsai., 2007) és más, szélesebb körű genom vizsgálatok (Brookes, és mtsai., 2006), valamint GWAS vizsgálatok (Manolio, és mtsai., 2007) valószínűsítették a DAT 1 szerepét az ADHD kialakulásában. Ezért a további vizsgálatokban a DRD4 és a DAT 1 gének interakciójára fókuszáltak (Gabriela, és mtsai., 2009). A szkizofrénia és a DAT 1 asszociáció vizsgálatait egy közelmúltban megjelent metaanalízis foglalja össze, mely nem talál szignifikáns összefüggést a DAT 1 VNTR és a szkizofrénia előfordulása között (Gamma, Faraone, Glatt, Yeh, és Tsuang, 2005). Ennek legvalószínűbb oka az, hogy a prefrontális kéregben, mely a szkizofrénia szempontjából kulcsfontosságú agyi régió, elsősorban a katekol-O-metiltranszferáz (COMT) enzim bontja a szinaptikus dopamint. 1.3.3
A dopamin bontó enzime: COMT
A katekol-O-metiltranszferáz enzim fontos szerepet játszik a dopamin és más, hasonló szerkezetű vegyületek lebontásában (pl. adrenalin, noradrenalin, illetve katekol-ösztrogének). A 22-es kromoszóma hosszú karján (22q11.2) elhelyezkedő COMT génről (lásd 9. ábra) kétféle fehérjetermék íródhat át. Az egyik hosszabb, ez a membránhoz kötött forma (MBCOMT), amelynek az agyban van kiemelt szerepe, míg a másik 50 aminosavval rövidebb, amely főképp a májban és a vesében képződik (S-COMT) (Lundstrom, és mtsai., 1995). A továbbiakban csupán az agyi enzimről (MB-COMT) lesz szó. A COMT gén Val/Met polimorfizmusa A COMT gén sokat vizsgált polimorfizmusa a gén 1947-es pozíciójában előforduló GA SNP (rs 4680), ami a kifejeződő fehérjében egy aminosav cserét (Val/Met) eredményez. A valint (Val) tartalmazó enzim aktivitása 3-4-szerese a metionint (Met) tartalmazó formának, ami feltehetően nagyobb hőstabilitásának köszönhető (Mannisto és Kaakkola, 1999). Bár a Val/Met polimorfizmus a legáltalánosabban tanulmányozott genetikai variáció, a COMT gén számos további polimorfizmust is tartalmaz (Mukherjee, és mtsai., 2008).
26
A katekol-O-metiltranszferáz gén (COMT) promoter
MB-COMT kódoló régió promoter I.
II.
S-COMT kódoló régió
III. IV.V.
VI.
5’
3’
rs933271
rs740603
His/His
Val/Met
rs1740699 rs165599
9. ábra A COMT gén szerkezete és fontosabb polimorfizmusai A gének „felső” végét 5’-vel, „alsó” végét 3’-vel jelölik. A kódoló régió 6 exonból (fekete téglalap) és 5 intronból (fekete téglalapok közötti rész) áll. A gén kétféle fehérje terméket kódol, a 6 exonból álló, MB-COMT-ot (membrán-kötött COMT) és a 3 exonból álló S-COMT-ot (soluble, azaz oldékony COMT). A génben több SNP található, melyek egy része a nem-kódoló régióban helyezkedik el (rs számokkal jelölve), másik része a kódoló régióban van és vagy megváltoztatja az aminosav szerkezetét, (mint pl. a vizsgált Val/Met) vagy nem (pl. His/His).
Szkizofrénia és a COMT genotípus A COMT a szkizofréniának hosszú idő óta vizsgált kandidáns génje, azonban a COMT Val/Met polimorfizmus és a szkizofrénia előfordulása közti asszociáció vizsgálatok igen ellentmondásosak még a metaanalízisek szintjén is (Fan és Sklar, 2005, Munafo, Bowes, Clark, és Flint, 2005). A szkizofréniával kapcsolatos asszociáció eredményeket összefoglaló, nemzetközi összefogással létrehozott adatbázis (Bertram, 2008) folyamatosan frissített weboldala (http://www.schizophreniaforum.org/res/sczgene/) alapján például a COMT gén nincs benne a szkizofréniával leginkább asszociáló gének „toplistájában”. Mivel a szkizofrénia nagyon összetett fenotípus, az asszociáció elemzésben használt fenotípus pontosítása,
a
megfelelő
endofenotípusok
kialakítása
járhat
elsősorban
hasznos
eredményekkel. A kognitív diszfunkciók közül egy nemrégiben megjelent metaanalízis (Barnett, Scoriels, és Munafo, 2008) kiemeli a munkamemória deficitjéhez és a kitartó figyelem problematikájához kapcsolható endofenotípusokat, melyeket egészséges populáción és betegekben is vizsgáltak. Korábbi asszociáció vizsgálatok eredményeit felhasználva hat kognitív fenotípus metaanalízisét végezték el (ezek a verbális szóterjedelem, a verbális fluencia, az IQ pontszám, a Trail Making, a Wisconsin kártyaválogatási feladat, illetve az „N-et vissza” memória feladatok teljesítménye), és egyik fenotípus esetében sem tudtak szignifikáns összefüggést kimutatni a COMT genotípussal. Természetesen a COMT-on kívül 27
igen sok más kandidáns gén merült fel a szkizofrénia vonatkozásában, például egy hazai kutatócsoport DRD3-al végzett elemzéseket (Keri, és mtsai., 2005, Szekeres, és mtsai., 2004), illetve új endofenotípusokkal próbálkozott (Racsmany, és mtsai., 2008, Szendi, és mtsai., 2006).
1.4 A szerotonin rendszer kandidáns génjei A szerotonerg pályarendszer a dopamin rendszerrel együtt alakítja érzelmeinket, diszfunkciója hangulatzavarok kialakulásához vezethet. Emellett számos agyi funkció szabályozásában is részt vesz. A szerotonerg neuronok az agytörzs mediális és dorzális raphe magvaiból kiindulva a központi idegrendszer csaknem minden részébe eljutnak, és az agytörzs felé is leágaznak. A felszálló rostokon keresztül, melyek a limbikus rendszerrel, a törzsdúcokkal, a talamusszal, a hipotalamusszal és a frontális kéreggel biztosítanak összeköttetést, az alvás és a táplálékfelvétel, illetve a hőháztartás szabályozásában vesznek részt. A raphe magvak leszálló ágai a nyúltvelőben és a gerincvelőben játszanak fontos szerepet a motoros működés és a fájdalomkontroll kialakításának folyamatában. 1.4.1
A szerotonin transzporter
A szerotonin rendszer működését számos gyógyszer befolyásolja. Az egyik legismertebb farmakológiai példa a szerotonin szinaptikus visszavételét gátló (Selective Serotonin Reuptake Inhibitor – SSRI) antidepresszáns gyógyszercsoport. Ezt a vegyület típust antidepresszánsként, valamint szorongásos kórképekben, étkezési zavarok esetén és szkizofréniában is használják (Silver, 2004). A szerotonin által közvetített ingerület átvitel különféle receptorok közvetítésével jöhet létre, jelenleg 7 fő receptor családot (5-HT 1-7) és 14 altípust ismerünk. A szerotonin receptorokra jellemző diverzitással szemben a szinaptikus résbe került szerotonin visszavételéért egyetlen fehérje, a szerotonin transzporter (SERT) felelős (lásd 10. ábra). A SERT a preszinaptikus sejt plazmamembránjában helyezkedik el, és kulcsszerepe van az intracelluláris neurotranszmitter raktár feltöltésében, valamint az extracelluláris térben hozzáférhető szerotonin szint csökkentésében. Ezt támasztja alá a SERT génkiütött egerek vizsgálata is. Ezekben az állatokban megfigyelték, hogy több agyi terület extracelluláris szerotonin szintje kb. a hatszorosára emelkedett, míg a szöveti neurotranszmitter szint jelentősen csökkent (Torres, Gainetdinov, és Caron, 2003). A transzporter fehérje a szerotonin rendszer egész területén kimutatható, az idegrendszeren kívül megtalálható még a vérlemezkéken, a gyomorbélrendszerben és a mellékvesevelőben is.
28
A szerotonin transzporter gén (SLC6A4, SERT) promoter
kódoló régió Ia Ib II
III
V
VIII
XII
XIII
XIV
5’
5-HTTLPR (16)
3’ StIn2 (12)
10. ábra A szerotonin transzporter gén szerkezete és polimorfizmusai A gének „felső” végét 5’-vel, „alsó” végét 3’-vel jelölik. A promoter régióban található VNTR az 5-HTTLPR (5-HT Transporter Linked Polymorphic Region), melynek az ábrán egy 16 ismétlődést tartalmazó változatát jelöltem. A kódoló régió 14 exonból és 13 intronból áll. A 2-es intronban található VNTR a StIn2 (Serotonin Transporter Intron 2), melynek 12 ismétlődést tartalmazó változata látható az ábrán.
A szerotonin transzporter gén (SERT) polimorfizmusai: 5-HTTLPR és StIn2 A szerotonin transzporter génje (SERT, SLC6A4) a 17-es kromoszóma hosszú karján, a 17q11.1-12 régióban található. A 14 exont és 13 intront tartalmazó gén kódoló régiója nagymértékben konzervált, így a genetikai vizsgálatok középpontjában a promoter (5HTTLPR) és a 2. intron (StIn2) ismétlődési polimorfizmusai állnak (10. ábra). A gén promoter régiójában található 5-HTTLPR (5-HT Transporter Linked Polymorphic Region) egy 20-23 bp hosszúságú szekvencia, mely leggyakrabban 14-szer (rövid, „short”, s) vagy 16-szor (hosszú, „long”, l) fordul elő egymás után. Megtalálhatóak azonban ritkább változatok is (14-22 ismétlődés). Ezek az egymást követő ismétlődések nem teljesen azonosak, eltérhetnek a bázisok számában és sorrendjében is. A polimorfizmus leggyakrabban előforduló variációinak funkcionális vizsgálata során a homozigóta, 16 ismétlődést tartalmazó genotípus esetében 2-3-szor nagyobb transzkripciós aktivitást tapasztaltak, mint a rövidebb, 14 ismétlődést tartalmazó allél jelenléte esetén (Heils, és mtsai., 1996), azaz a rövid allél génje kevésbé intenzíven íródik át. A szerotonin transzporter másik gyakran vizsgált hosszúság polimorfizmusa a gén 2. intronjában található STin2 (Serotonin Transporter Intron 2), amelyben egy 16-17 bp hosszú szakasz ismétlődik leggyakrabban 9-, 10- vagy 12-szer. A 12 ismétlődést tartalmazó allél jelenlétében fokozottabb génexpressziót tapasztaltak, mint a 10 ismétlődést hordozó forma
29
esetén (Fiskerstrand, Lovejoy, és Quinn, 1999), azaz ez a polimorfizmus is hatással lehet a termelődő fehérje mennyiségére. A SERT gén 5-HTTPLR polimorfizmusa és a neuroticitás asszociációja A DRD4 gén és az újdonságkeresés dimenzió asszociációjának felfedezésével egy időben jelent meg egy olyan asszociációvizsgálat, melyben szignifikáns összefüggést mutattak ki az 5-HTTLPR és a NEO-PI-R személyiség kérdőív neuroticitás faktora között. A rövid (s) alléllal rendelkezők (s/s és l/s genotípusúak) magasabb pontszámot értek el ebben a személyiség dimenzióban, mint az l/l genotípusú egyének (Reif, és mtsai., 2009). Az 1996-os évben megjelent első „siker-publikációkat”, melyek a kérdőívvel mért személyiségjegyeket elsőként hozták összefüggésbe kandidáns génváltozatokkal, a következő években számos közlemény követte. Ezek megerősítették vagy megcáfolták az eredeti tanulmányokat. Az 5-HTTLPR és a szorongás asszociáció vizsgálatai is ezt az utat járták be: pár évvel később japán kutatóknak nem sikerült reprodukálniuk az eredetileg leírt összefüggést (Kumakiri, és mtsai., 1999, Nakamura, és mtsai., 1997). Fontos megjegyezni, hogy a japán populációban lényegesen eltérnek az 5-HTTLPR allélfrekvenciái: a hosszú allél a japánok közt igen ritka (kb. 18%), míg az európai populációban 55% körüli a gyakorisága. Ez azonban csupán a megbízható eredményekhez szükséges minimális elemszámot növeli meg, az összefüggést ettől függetlenül még ugyanúgy lehet tesztelni mindkét populációban, amennyiben a konstruktum teszteléséhez megfelelően standardizált mérőeszközök állnak a kutatók rendelkezésére. A későbbiekben azonban az eredeti populációhoz hasonló kaukázusi csoportokban sem sikerült maradéktalanul alátámasztani a korábbi eredményeket. Jorm és munkatársai (1998) egy igen nagy (N=759) mintát használtak, azonban az alkalmazott mérőeszköz különbözött az eredeti tanulmányhoz képest: itt a továbbfejlesztett Eysenck-féle személyiség kérdőívet (EPQR) vették fel az ausztrál vizsgálati személyekkel. Az így kapott eredmények alapján nem volt szignifikáns különbség az 5-HTTLPR genotípus csoportok átlagos neuroticitás pontszámában. Az első eredményeket két amerikai vizsgálat is igyekezett reprodukálni. Az egyik ugyanazt a NEO-PI-R kérdőívet használta, amelyet az eredeti vizsgálat használt (Flory, és mtsai., 1999), ezzel szemben a másik tanulmány a TPQ személyiség kérdőívet alkalmazta (Gelernter, Kranzler, Coccaro, Siever, és New, 1998). Az eltérő kérdőívek személyiség dimenziói azonban egymásnak megfeleltethetők.
30
1999-ben két újabb japán asszociáció vizsgálat részben replikálta a korábbi összefüggést, (Katsuragi, és mtsai., 1999, Murakami, és mtsai., 1999), majd később egy amerikai (Greenberg, és mtsai., 2000), illetve egy svéd (Melke, és mtsai., 2001) vizsgálat is kimutatta az 5-HTTLPR rövid allélja és a neuroticitás közötti összefüggést. Az egymással ellentmondó publikációk adatait metaanalízisnek vetették alá, melynek eredményeképpen kicsi, de megbízható hatást találtak a szorongásos személyiségek és az 5-HTTLPR rövid allélja között (Schinka, Busch, és Robichaux-Keene, 2004). Az első gén-környezet interakció igazolása a depresszió és az öngyilkossági hajlam kapcsán A depresszió gyakori pszichiátriai rendellenesség, mely súlyos esetben öngyilkossághoz is vezethet. A kórkép azonban nem egységes, a különböző pszichiátriai klasszifikációs rendszerek többféle felosztást javasolnak, melynek részleteit itt nem tárgyalom. A genetikai asszociációvizsgálatokban leggyakrabban szereplő kategóriák az MDD (Major Depressive Disorder, major depresszió) és a BP (Bipolar Disorder, bipoláris zavar). A megkülönböztetés alapja, hogy tipikusan előfordulnak-e rendkívül szélsőséges hangulatingadozások (BP) vagy ez nem jellemző (MDD). A depressziós rendellenességek családi halmozódása jól ismert, a BP örökölhetősége 80% felett van (McGuffin, és mtsai., 2003). Annak ellenére, hogy a rendellenesség öröklöttségét ikervizsgálatok eredményei egyértelműen alátámasztják, a depresszió kialakulásában szerepet játszó kandidáns gének még ma sem tisztázottak (Serretti és Mandelli, 2008). Mivel a depresszió kezelése gyakran a szerotonin visszaszívásának gátlásával (SSRI) történik, a depresszió kandidáns génjei elsősorban a szerotonin rendszer génjei közül kerülnek ki, ezen belül is a legtöbbet vizsgált célgén a szerotonin transzporter. Számos közlemény bizonyította az 5-HTTLPR rövid allélja és a hangulatzavarok kapcsolatát, bár itt is voltak ellentmondásos vizsgálatok. A változó eredményeket összesítő metaanalízisek azonban összességükben pozitív összefüggést mutatnak a szerotonin transzporter 5-HTTLPR és StIn2 polimorfizmusa és a bipoláris depresszió előfordulása között, (Anguelova, Benkelfat, és Turecki, 2003, LaskySu, Faraone, Glatt, és Tsuang, 2005). Sokat vizsgált terület az öngyilkosságra való hajlam és az 5-HTTLPR összefüggése is, melynek ellentmondó eredményei szintén pozitív kicsengésű metaanalízisekben konkludáltak (Anguelova, Benkelfat, és Turecki, 2003, Lin és Tsai, 2004). Az öngyilkosság biológiaigenetikai hátterének feltérképezéséhez jelentős hazai-nemzetközi kollaborációs vizsgálatok is hozzájárultak (Anisman, és mtsai., 2008, Du, és mtsai., 2002, Dwivedi, és mtsai., 2004,
31
Merali, és mtsai., 2004, Pandey, és mtsai., 2006, Poulter, és mtsai., 2008). Az ilyen típusú vizsgálatokban további előrehaladást jelenthet, ha az öngyilkossághoz vezető fenotípust részletesebben megismerjük (Rihmer, Gonda, Balazs, és Faludi, 2008). Nagy áttörést jelentett a szerotonin transzporter polimorfizmusok és a depresszió vonatkozásában Caspi munkacsoportjának (Caspi, és mtsai., 2003) új megközelítési módja: a genetikai faktorok és a környezeti kölcsönhatások együttes vizsgálata. Longitudinális vizsgálatuk során kimutatták, hogy az 5-HTTLPR hatása elsősorban stresszhelyzetek sorozatos átélése mellett nyilvánul meg. Az egy vagy két rövid alléllal rendelkező személyek több depresszív tünetet és magasabb szuiciditást mutattak a növekvő számú stresszhelyzetek függvényében, mint a két hosszú allélt hordozó társaik. Ez a munka egyben új megközelítési mód kezdetét is jelentette a pszichiátriai genetikában, mivel rámutatott arra, hogy a genetikai rizikófaktorok csak bizonyos környezeti tényezők jelenlétében (vagy hiányában) nyilvánulnak meg, így a két komponens együttes vizsgálata látszik szükségesnek. Meg kell azonban jegyezni, hogy az ilyen, többkomponensű asszociáció analízishez igen sok vizsgálati személy (ezres nagyságrendű minta) szükséges.
1.5 Hogyan lesz a szájhámsejtből genetikai adat? Az ember valamennyi sejtjében – kevés kivételtől eltekintve – azonos a genetikai információ. Így a genetikai vizsgálatok során mindegy, hogy melyik szövetféleségből nyerjük ki a vizsgálathoz szükséges DNS-t. A genetikai adatok másik előnyös tulajdonsága, hogy állandóak, azaz nem függenek a kortól, állapottól, környezeti hatásoktól, stb. Egy longitudinális vizsgálat során például DNS mintát csak egyszer kell venni. Mindez igen megkönnyíti a genetikai vizsgálatokhoz szükséges mintavételt: egyrészt a legkényelmesebben hozzáférhető, illetve legkönnyebben feldolgozható szövetből veszünk mintát, másrészt elég egyszer levenni a DNS mintát. Mivel a személy által hordozott génváltozat meghatározásához csak kis mennyiségű DNS-re van szükség, egyetlen DNS mintából sokféle kandidáns gén polimorfizmus vizsgálata végezhető el. Emellett az izolált DNS mélyhűtőben hosszú ideig eltartható, könnyen szállítható, így esetleg nemzetközi projektekben is felhasználható. A DNS minták fent felsorolt tulajdonságai következtében egyre több DNS bank (biobank) jön létre, mely nem más, mint meghatározott fenotípusok alapján jellemzett személyek anonim DNS minta gyűjteménye. A bemutatásra kerülő pszichogenetikai kutatások DNS vizsgálatait kollaborációs partnerünk, a Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézetének
32
Molekuláris Genetikai Laboratóriuma végezte. A vizsgálati személyek szájhámsejt mintáit a vizsgálatok után név nélkül, kódszámokkal ellátva szállítottuk át a genetikai laboratóriumba. Itt történt a DNS izolálása és a vizsgált kandidáns gének polimorfizmusainak meghatározása. A laboratórium a DNS mintákat tárolja, illetve további kandidáns génvizsgálatokhoz használja fel például kontrollként. A kandidáns génvizsgálatok eredményeit közösen kidolgozott formátumú adatbázisokban kapom vissza. Az adatbázisok a személyek kódszámaihoz tartozó genotípusokat tartalmazzák (két számot, vagy két betűt az alléloknak megfelelően, lásd részletesen az alábbi, 1.6 alfejezetben). A statisztikai elemzések során ezeket a genetikai adatbázisokat egyesítjük a részletes fenotípusos jellemzéssel. 1.5.1
Etikai engedély
A DNS mintavétellel járó pszichogenetikai vizsgálatokat minden esetben az Egészségügyi Tudományos Tanács (ETT) Tudományos és Kutatásetikai Bizottsága (TUKEB) engedélyezi. Az engedély szigorúan szabályozza a résztvevők tájékoztatásának módját, továbbá azt, hogy mit tartalmazzon a beleegyező nyilatkozat, illetve hogyan történjen a DNS mintavétel (kutatásainkban kizárólag fájdalommentes módszerrel veszünk DNS-t). A tájékoztatást követően a résztvevők írásban járultak hozzá a vizsgálathoz. A genetikai eredményekről általában nem adhatunk visszajelzést, mivel genetikai információ egyénre lebontva jelenleg nem informatív. Kivételt képezett az, ha egyes résztvevők kifejezetten érdeklődtek genetikai adataink iránt. Ilyen esetben, az adatok megfelelő értelmezését szolgáló tájékoztatás után, rendelkezésükre bocsátottuk a kért adatokat. 1.5.2
Fájdalommentes szájnyálkahártya mintavétel és a DNS biobank létrehozása
Az önként vállalkozó résztvevőktől fájdalommentes eljárással vettünk szövetmintát. Ez abból állt, hogy a személy egy vattapálcával, arcának belső felületéről, néhány perces dörzsöléssel gyűjtött össze szájnyálkahártya sejteket. Minden személy legalább két, független mintát adott (pl. A és B) melyeket a DNS kinyeréséig mélyhűtőben tároltunk. A Molekuláris Genetikai Laboratóriumban az A és B mintákból külön-külön tisztították a DNS-t, mely a laboratórium munkatársai által publikált módszerrel történt (Boor, és mtsai., 2002). A kettős procedura indoka az, hogy ha valami probléma merül fel, és az izolálás nem sikerül, akkor csak az egyik minta vész el. Ilyen eset egyszer fordult elő ez idáig. Azonban a fájdalommentes mintavétel eljárásának sajátosságaiból adódóan előfordulhat, hogy nincs, vagy csak nagyon kevés DNS található a pálcán. Az izolált és kódolt DNS mintákat a laboratórium -20Co-on (mélyhűtőben) tárolja, ezt nevezzük DNS banknak.
Egy adott
33
vizsgálathoz a mintasorozat egy kis részét használjuk fel a DNS bankból, majd különböző genotipizálási módszereket alkalmazva meghatározzuk a kiválasztott kandidáns gén változat(ok)at. Általában az A és a B mintából is történik genetikai elemzés. Azokat az eredményeket fogadjuk el, ahol az A és B minta alapján meghatározott genotípus azonos. 1.5.3
A genetikai vizsgálatok alapelve, és a genotipizálás lépései
A genetikai vizsgálatok komoly szakértelmet követelnek, melyet a kollaboráló Molekuláris Genetikai Laboratórium munkatársai végeztek. Az itt bemutatásra kerülő eredmények tehát egy interdiszciplináris munkacsoport eredményei. Együttműködésünk fontos része volt az a közös nyelv kialakítása, mellyel a határterületek technikai és elméleti problémái megoldhatóvá váltak. Ehhez szükséges volt egymás munkájának pontosabb megismerése is. Az alábbiakban röviden összefoglalom a Molekuláris Genetikai Laboratórium által végzett genotipizálási módszerek elvét, valamint a kapott genetikai adatok feldolgozásának alapvető lépéseit. DNS izolálás A laboratóriumba szállított szájnyálkahártya mintákból történő DNS izolálás során a vattapálcáról a sejteket egy csőbe centrifugálják, majd a sejtmembránt feloldják, és a sejtben lévő DNS-t a többi nagy molekulától (fehérjék, zsírok) biokémiai módszerekkel elválasztják. Végül a DNS-t alkohollal kicsapják, majd az alkoholt szárítással eltávolítják, és az immár tiszta DNS-t feloldják. Így kapják meg azt a DNS oldatot, melyet minőségi és mennyiségi elemzés után hosszú ideig tárolhatnak, illetve a kandidáns génvizsgálatokhoz egy-egy kis részletét felhasználhatják. PCR amplifikáció A genotipizálás első lépése a DNS minta vizsgálandó részének megsokszorozása. A polimeráz lánc reakció (polymerase chain reaction, PCR) olyan eljárás, amellyel egy tetszőleges részletet kiválasztunk a teljes genomot tartalmazó DNS mintából, és ezt felsokszorosítjuk. A vizsgálni kívánt DNS kijelölése a következőképp történik. A HGP eredményeképp létrejött genetikai adatbázisban kikeresik a kiválasztott kandidáns gént, valamint ennek polimorfizmusait. A kiválasztott polimorfizmus elé és mögé ún. primereket terveznek (a primer 18-22 genetikai betűből (bázisból) áll, és megfelel a felsokszorosítandó DNS szakasz elejének és végének). Ezután a vizsgált személy izolált DNS mintájából egy keveset felhasználva elkészül a primereket és egyéb komponenseket tartalmazó reakcióelegy, mely PCR-el felsokszorosítható (11. ábra). A keletkezett PCR termék csak a vizsgálat
34
szempontjából érdekes gén-részletet tartalmazza, de azt igen sok példányban. Ez az ún. PCR termék, mely további vizsgálatra kerül.
Teljes humán genom (2 x 3 x 109 bp)
A felsokszorozandó rész kijelölése primerekkel
PCR termék A kiválasztott rész (100-1000 bp) sok példányban
11. ábra A PCR reakció elve Az emberi sejtek a teljes humán genom (3 x 109 DNS betű vagy bázispár, bp) két példányát tartalmazzák. A teljes humán genom egy polimorfizmust hordozó, kicsiny részlete (100-1000 DNS betű) primerek (piros nyilak) segítségével specifikusan felsokszorozható. A keletkezett PCR termék további vizsgálatával meghatározató a személy genotípusa.
VNTR-ek genotipizálása Amennyiben a genetikai munka célja egy VNTR ismétlési számának meghatározása, akkor ez a
PCR
termék
méretéből
közvetlenül
meghatározható.
Ez
legtöbbször
agaróz
gélelektroforézissel történik (lásd 12. ábra), melynek során az agaróz gél egyik végére felvitt PCR termék (DNS darabok) elektromos áram hatására elmozdulnak, és a pozitív pólus felé vándorolnak. Minél kisebb a DNS darab, annál gyorsabban vándorol az elektromos térben. Egy idő után kikapcsolva az áramot, megfelelő megvilágításban (UV fény alatt) láthatjuk az egyes személyek DNS-éből képződött PCR termék aktuális helyzetét a gélben, ebből pedig a mérete – az ún. „létra” ismert méretű darabjai alapján – meghatározható. A 12. ábra 3 személy (A, B és C) DRD4 exon III VNTR genotipizálási eredményeit mutatja be. Az elektroforetikus képről leolvasható, hogy az A személy mindkét kromoszómáján a DRD4 exon III VNTR 7 ismétlődésből áll, azaz homozigóta a 7-es allélra (genotípusa 7,7), a B személy homozigóta a 4-es allélra (genotípusa 4,4), míg a C személy egyik kromoszómáján 7, a másikon 4 ismétlődés van, azaz kétféle allélt hordoz, ezért 4,7 heterozigóta. A kollaboráló Molekuláris Genetikai Laboratórium részt vett a DRD4 VNTR (Ronai, és mtsai., 2000) és az 5-HTTLPR (Nemoda, és mtsai., 2001) genotipizálási módszereinek kifejlesztésében.
35
2. lépés: Elektroforézis
4-es allél
DRD4 exon III. VNTR
–
létra
1. lépés: PCR
A
B
C
START
7-es allél
agaróz gél
PCR termék
DRD4 exon III. VNTR
PCR termék
+
7,7 4,4 4,7 genotípus
12. ábra A DRD4 exon III VNTR genotipizálásának elve 1. lépés: PCR. A piros nyilakkal jelölt primereket úgy tervezik meg, hogy közrefogják a VNTR-t. A PCR kizárólag a két primer közötti részt sokszorosítja fel, mely a 4 ismétlődést tartalmazó 4-es allél esetében rövidebb, a 7 ismétlődést tartalmazó 7-es allél esetében hosszabb lesz. 2. lépés: elektroforézis: Az ábrán három személy (A, B és C) DNS mintájából készült PCR termékek agaróz gélen történő elektroforetikus (feszültség különbség hatására történő) elválasztása látható. A létra ismert méretű DNS darabokból áll. A PCR termékek elektromos erőtér hatására vándorolnak, a rövidebbek gyorsabban, a hosszabbak lassabban. Példámban az A személy csak 7-szeres ismétlődésű (hosszabb) alléleket hordoz, ezért genotípusa 7,7; a B személy csak a 4-szeres ismétlődésű (rövidebb) alléleket hordoz, ezért genotípusa 4,4. A C személy esetében mindkét allél kimutatható, genotípusa 4,7 (heterozigóta).
SNP genotipizálási módszerek Ha a polimorfizmus típusa SNP, azaz betűcsere (lásd 13. ábra), ez nem okoz méretbeli eltérést a PCR termék hosszában. Ezért az SNP genotipizálási protokollok eltérnek attól az egyszerű eljárástól, amit az előző fejezetben a VNTR meghatározására leírtam. Nagyon sokféle módszer létezik SNP genotipizálásra, melyekből a kollaboráló laboratórium három féle eljárást használt pszichogenetikai kutatásaink során (ezeket az alábbiakban részletesen bemutatom): SNP genotipizálás PCR RFLP-vel: A PCR-t követő restrikciós fragment hosszúságanalízis (PCR RFLP, restriction fragment length polymorphism) egy klasszikusnak számító, ma is széles körben elterjedt SNP genotipizáló módszer. Itt egy biológiai „ollót” használnak, az ún. restrikciós endonukleázt, mely igen specifikus arra a genetikai betűsorra (bázisszekvenciára), amit elvág: egyetlen betű eltérés esetén már nem jön létre a hasítás (lásd 13. ábra).
36
1. lépés: PCR
G allél G C A GT A C C CGTAATGG
G C A AT A C C CGTAATGG
A
G
vág
A allél
2. lépés: RFLP
Nem vág
(3. lépés: Elektroforézis)
13. ábra SNP genotpipzálása PCR RFLP-vel A PCR reakció a primerekkel kijelölt szakaszt felsokszorozza, SNP esetében mindkét allélról egyenlő hosszúságú PCR termék keletkezik. A második lépésben (RFLP) a PCR termékeket egy olyan biológiai ollóval (restrikciós endonukleázzal) vágjuk, mely csak a G allél termékét vágja el. Ezáltal különböző hosszúságú termékeket kapunk, melyek azonosítása egy következő lépésben elektroforézissel történik, hasonlóan a VNTR-nél leírtakhoz (12. ábra). Az itt szereplő AG SNP meghatározásának harmadik lépésben az agaróz gélen csak hosszú terméket azonosítunk a létra alapján, a személy A,A homozigóta. Ha kétféle hosszúságú termék van jelen, a személy G,G homozigóta. Ha a gélen három különböző méretű termék látszik, a személy A,G heterozigóta.
Így tehát a PCR RFLP módszer első lépésében a különböző genetikai betűt tartalmazó PCR termékek hossza azonos, azonban a második lépésben a restrikciós endonukleázzal való vágás segítségével ez a betű-eltérés hosszúságbeli eltéréssé alakítható (lásd 13. ábra). Ezt követően elektroforézis segítségével azonosítható a második lépésben keletkezett PCR termékek hossza. PCR RFLP módszerénél tehát az SNP és a VNTR genotipizálás közt mindössze annyi a különbség, hogy SNP vizsgálat esetében az elektroforézis előtt a PCR terméket restrikciós endonukleázzal hasítják. Ilyen módszerekkel fedezett fel a kollaboráló laboratórium egy új SNP-t a DRD4 promoter régiójában (Ronai, és mtsai., 2004). SNP genotipizálás ASA-val: Az allél specifikus amplifikáció (ASA) lényege, hogy olyan primereket használ, amelyek allél specifikusak, azaz csak a megfelelő allél jelenlétében jön létre PCR termék. Egy SNP vizsgálatnál tehát egy személyre két PCR reakciót kell végezni. Ha mindkét allél specifikus PCR reakcióban képződik PCR termék, akkor a személy heterozigóta, ha csak az egyikben, akkor arra az allélra nézve homozigóta. A kollaboráló laboratórium több ilyen módszert bevezetett a DRD4 promoter régió vizsgálatára (Ronai, Barta, és mtsai., 2001, Szantai, és mtsai., 2005), és az új vizsgálati módszer bevezetésénél a
37
már elfogadott módszerrel párhuzamosan alkalmazza az első 100 mintára. A kétféle módszerrel egyező eredmények validálják az újonnan bevezetett módszert. Ezt követően általában az egyszerűbb és/vagy az olcsóbb módszert használják. SNP genotipizálás TaqMan rendszerrel: A molekuláris genetikai módszerek gyors fejlődésével párhuzamosan a genotipizáló módszerek költségei jelentősen csökkentek, a módszerek teljesítő képessége pedig egyre fokozódott. Mivel a fentiekben bemutatott módszerek
legmunkaigényesebb
lépése
a
PCR
termékek
méret
meghatározása
elektroforézissel, a kollaboráló laboratórium nemzetközi együttműködéssel igyekezett fejleszteni az elektroforézis technológiáját (Barta, és mtsai., 2001, Ronai, Barta, SasvariSzekely, és Guttman, 2001). Az elektroforetikus chiptechnológia hazai alkalmazása azonban túlságosan költségesnek bizonyult, így azok a módszerek kerültek előtérbe, amelyekben kimarad az elektroforézis lépés, ezek a módszerek csupán egyetlen PCR reakcióból állnak, és egyáltalán nem használnak további lépéseket. Az egyik ilyen megoldásnál a PCR reakcióhoz egy speciális műszert, az ún. valós idejű PCR (real time PCR, RT PCR) készüléket használják. Az RT PCR készülék egyszerre 96 mintát képes feldolgozni az un. 96-lukú tálcák felhasználásával. A tálca mind a 96 pozíciójában másmás személy DNS mintája van, így egyszerre 96 személy genotípusát lehet meghatározni (lásd 14. ábra). A módszer elve hasonlít az ASA-hoz, itt is allél specifikus amplifikáció történik. Ebben az esetben egy allél specifikus próbát, az ún. TaqMan próbát alkalmazzák, amiről a módszer a nevét is kapta. Ez a próba specifikusan hozzákötődik a megfelelő allélhoz, és a PCR reakció során a kétféle allélről képződő PCR termék kétféle színű (fluorescent) jel megjelenésével arányos, így a mért fluoreszcencia alapján a gép automatikusan meghatározza a 96-os tálca minden egyes mintájában a genotípust. Eredményül a 14. ábra látható képet kapjuk. Az ábrán minden egyes pont egy-egy személynek felel meg, mely az un. KCNA3 gén -1645 CT SNP genotipizálásának eredményét mutatja be. A „kék” jelet adó minták genotípusa CC, a „zöld” jelet adóké CT, a „piros” jelet adóké TT. Az ábrán látható színek az eredmények vizuális elemzését segítik, melyek a programban szabadon választhatók. A valóságban mért három érték a két különböző fluorecszens jel, illetve ezek közös megjelenése. A fluoreszcens jelek detektálása és a kiértékelés automatikus. Az ábrán az is látható, hogy a különböző genotípusú csoportok jól elkülönülnek egymástól, ami a módszer megbízhatóságát igazolja. A vizsgált DNS minták kódszáma és a hozzá tartozó genotípusok táblázatos formában is lekérhetők a programból. Ezt a módszert a kollaboráló laboratórium felhasználta nemcsak
38
egyes SNP-k, hanem egy új típusú polimorfizmus, a gén kópiaszám variációnak mérésére is (Szilagyi, és mtsai., 2006).
CC
CT
(-)
TT
14. ábra SNP genotipizálása TaqMan rendszerrel A TaqMan rendszer alkalmazásához RT PCR készülék szükséges. A módszer lényege, hogy két, különböző fluoreszcens festékkel megjelölt, allél specifikus próbát használ fel. A bemutatott példában a KCNA3 gén -1642 CT polimorfizmusát vizsgáltuk. A Cspecifikus próba csak a C allél jelenlétében, a T specifikus próba csak a T allél jelenlétében érzékelhető a berendezés számára. Így a fluoreszcencia intenzitások alapján három csoport különíthető el: a kék (CC), zöld (CT) és piros (TT) genotípusú minták. Az ábrán szintén szerepel két fekete színnel jelölt negatív kontroll (–), ezekben a mintákban nincs DNS. A gép programja igen flexibilis, az adatokat a kért formátumban prezentálja.
SNP chip: sok DNS minta több génváltozatának egyidejű elemzése Az SNP chip (gén chip, DNA „microarray”)2 legegyszerűbben kifejezve egy olyan platformot jelent, melyen egyszerre nagyon sok SNP vizsgálható (Falus, 2006). A „nagyon sok” persze tág fogalom, és jelenleg két csoportba osztható:
Ha egyetlen chip-en csupán néhány száz SNP mérhető, akkor ez egy macrochip, vagy alacsony sűrűségű chip. Ebben az esetben az egy-egy SNP méréséhez szükséges terület viszonylag nagy (300 mikronnál nagyobb), így kevesebb mérés végezhető ugyanazon a területen, de az eredmény kiértékelése könnyebb.
2
Az angol nomenklatúrában elterjedt „microarray” elnevezés a mérés elrendezéséből származik. Tudomásom szerint nem sikerült olyan magyar elnevezést találni, ami az „array” kifejezésnek megfelelne, ezért itthon inkább a „chip” kifejezést használják. 39
Ha az egy időben vizsgálható SNP-k száma nagyságrendileg sok-százezer, akkor ez egy magas sűrűségű microchip (pl. egy 500k microarray 500 000 SNP vizsgálatára alkalmas).
A microchip-en egy mérés területe jóval kisebb, mint a macrochipnél, így több SNP helyezhető el ugyanazon a területen, de nagyon speciális leolvasók szükségesek a kiértékeléshez. Egyetlen chip mérete egy tárgylemezhez hasonlítható. Ezen helyezik el a gyártók azokat a miniatűr egységeket, amelyek az SNP-k meghatározására alkalmasak (Bier, és mtsai., 2008). A komplex öröklődésű jellegek genetikai vizsgálataiban tesztelt nagy elemszámú minták genotipizálására olyan új eszközöket fejlesztettek ki, melyek sok ezer DNS mintában egyszerre tudják megmérni a felhasználó által kiválasztott SNP változatokat. Ez az ún. „open array” („nyitott chip”) technológia. Az open array rendszereket azért nevezik nyitottak, mert a felhasználó eldöntheti, mely SNP-ket kívánja mérni. Jelenlegi kutatásunkban például a Molekuláris Genetikai Laboratórium munkatársai 960 fő 64 SNP-jét vizsgálják az ABIBiotrove open-array rendszerében (15. ábra), összesen 20 db chip-en. A mérés elve teljesen megegyezik az előzőekben bemutatott TaqMan rendszerrel. Az egyetlen különbség a miniatürizálás: 1 db SNP mérése csupán 33 nanoliter folyadékban történik, mely tartalmazza a DNS mintát, a speciális próbákat és primereket, illetve egyéb adalék és hígító anyagokat, valamint ebben a mennyiségű folyadékban keletkezik a PCR termék is. A nem chip-alapú méréseinkhez ezerszer nagyobb térfogatot, és sokkal több DNS-t használunk. A mérés
előnye
azonban
nem
csak
a
miniatürizálás,
hanem
az
automatizálás:
a 960 DNS x 64 SNP = 61 440 genotípus adatot néhány napi munkával nyerjük. (Összehasonlításként: a Molekuláris Genetikai Laboratórium kb. ennyi genotípust határozott meg összesen az elmúlt 8 évben). A nyitott chip technológia eredményeként keletkező igen nagy mennyiségű adat validálása és szakszerű statisztikai kiértékelése persze továbbra is nehéz és időigényes feladat. A téma elismert kutatóinak véleménye alapján azonban érdemes ezeket a kutatásokat folytatni, mivel ezekben a modern technikákban rejlik számos pszichológiai-pszichiátriai probléma örökletességének kulcsa (R. Plomin és Davis, 2009).
40
48 DNS mintahely/chip
Egy DNS mintán 64 SNP mérése 15. ábra „Nyitott” SNP chip (ABI-BioTrove OpenArray) Egy „open array” lemezen (chipen) egyszerre 48 DNS minta mérhető. Egy DNS minta területén 64 SNP mérésére alkalmas „subarray”-t készítenek a gyártók. A mérendő SNPket a felhasználó választja ki.
1.6 A genotípus-fenotípus adatbázis A tesztelt genetikai és fenotípusos adatok elemzése szempontjából igen fontos egy olyan adatbázis létrehozása, mely a két adathalmazt egységesíti, és alkalmassá teszi a statisztikai kiértékelésre. Kutatásaink során számos ilyen adatbázist hoztam létre, és közösen kialakítottunk egy-két alapelvet, mely az adatok, elemzések pontosságát garantálja. A Molekuláris Genetikai Laboratórium által meghatározott genetikai adathalmaz egysége egyetlen személy egy adott genotípusa. A genotípus mindig két értéket foglal magában, ezek a személy két alléljának megfelelő betűk az SNP-k, vagy számok a VNTR-ek esetében (1. táblázat). Ha a két allél egyforma, homozigótáról, ha különböző, heterozigótáról beszélünk. A két allél sorrendje biológiai szempontból tetszőleges, de a statisztikai feldolgozás szempontjából fontos volt azt a szabályt kialakítani, hogy az első allél SNP esetében mindig az abc sorrendben előbb következő betű, VNTR esetében pedig a kisebbik szám. Formai szempontból fontos volt még, hogy a genetikai adatbázis allél, illetve genotípus oszlopai a megfelelő betűkön, illetve számokon kívül semmilyen más jelet ne tartalmazzanak. Amennyiben egy allél meghatározása nem sikerült, az adatbázisban ezen a helyen semmilyen jel nem szerepel (nulla sem). DNS szám IZ101 IZ102 IZ103 IZ104 IZ105 …
1. Kandidáns gén: DRD4 2. Kandidáns gén: SERT 120 bp dup VNTR -521 CT SNP III. exon VNTR 5-HTTLPR VNTR … allél 1 allél 2 genotípus allél 1 allél 2 genotípus allél 1 allél 2 genotípus allél 1 allél 2 genotípus 11 CC 1 1 C C 4 4 44 14 16 14,16 … 22 CT 1 2 C T 2 4 24 14 14 14,14 … 22 CT 2 2 C T 4 7 47 16 16 16,16 … 22 TT 2 2 T T 4 4 44 14 16 14,16 … 12 CC 1 2 C C 7 7 77 16 16 16,16 … … … … … … … … … … … … … …
1. táblázat: A genetikai adatbázis felépítése
41
A genetikai adatbázis egy-egy sorában egy adott személy összes vizsgált genotípus adatát megtaláljuk. Egy adott kandidáns génnek többféle polimorfizmusát is vizsgálhatjuk (pl. DRD4 gén esetében a promoter régióban található 120 bp dup VNTR és –521 CT SNP, valamint a kódoló régióban a III. exon VNTR). A személyazonosságukra nem utaló azonosító szám különbözteti meg, melyet az első oszlop tartalmaz. Ez mindig két betűből és három számból áll, ennek alapján lehetséges a fenotípus adatbázissal való egyesítés. A statisztikai elemzés lehet genotípus alapú, illetve allél alapú is. A genotípus alapú elemzés gyakoribb, és igen gyakran szükséges ún. genotípus csoportosítások kialakítása (pl. a DRD4 VNTR esetében a genotípus adatok alapján két csoportot alakítunk ki: a 7-es allélt hordozók, illetve a 7-es allélt nem hordozók csoportjait – lásd bővebben alább, a 1.6.2 alfejezetben). 1.6.1
A genetikai adatok validálása
Honnan lehet tudni, hogy a genetikai meghatározás során kapott betűk vagy számok valóban megfelelnek a személy genotípusának? A kérdőívek pszichometriai vizsgálataihoz hasonlóan a genetikai adatok validálása is lehetséges. Egyrészt lehetséges két alternatív módszerrel meghatározni a genotípust, melyet a Molekuláris Genetikai Laboratórium rutinszerűen alkalmaz, különösen új módszerek bevezetésénél. Egy további, igen fontos lépés a kapott genetikai adathalmaz validálása: vajon nem határoztak-e meg – valamely módszertani hiba folytán – például több homozigóta genotípust, mint amennyit a populációgenetika egyik alaptörvénye, a Hardy-Weinberg egyensúly diktál (munkacsoportunk egy ilyen problémát bemutató tanulmánya: Ronai, és mtsai., 2000). Ha nincs szelekciós nyomás, azaz nem kifejezetten káros vagy hasznos egyik allél sem, az egyes genotípus frekvenciák értéke a mért allél frekvenciából kiszámíthatók (Hardy, 1908). Ha a számított genotípus gyakoriság és a mért genotípus gyakoriság jól egyezik, akkor a minta egy genetikai egyensúlyban lévő populációt reprezentál. Az egyezés egyben a genotipizáláshoz használt molekuláris genetikai módszer megbízhatóságát is igazolja. SNPk esetében összesen 2 féle allél fordul elő általában, ennek gyakoriság értékeit p és q-val szokás jelölni. Az allélfrekvenciákból egyszerű szorzással számoljuk a genotípus gyakoriság elméleti értékeit (2. táblázat).
42
allélok
C
T
mért gyakoriságok
p
q
CC
CT
TT
genotípusok
2
p+q=1
2
elméleti gyakoriságok
p
2pq
q
mért gyakoriságok
x
y
z
2
2
p +2pq+q = 1
2. táblázat Genetikai adatok validálása a Hardy-Weinberg egyensúly alapján Az egyensúly feltételezi, hogy az ivarsejtekben található allélok az utódokban véletlenszerűen találkoznak. A táblázat adatai alapján C találkozása C-vel p x p = p2 valószínűséggel jön létre, tehát a CC genotípus elméleti gyakorisága p2, ugyanígy a TT genotípus elméleti gyakorisága q2. C és T allélokat tartalmazó heterozigóta ivarsejtek kombinációjának valószínűsége 2pq, ezen felül más esemény nem lehetséges, így ezek összege 1. Ha a Hardy –Weinberg egyensúly a vizsgálati mintában érvényesül, ez validálja a genotipizálási módszer megbízhatóságát, valamint a minta homogenitását. Ha az egyensúly nem érvényesül, a módszereket alaposan felül kell vizsgálni.
A Hardy-Weinberg egyensúly feltétele, hogy a mért genotípus gyakoriságok (melyeket x, y és z jelöl a 2. táblázatban) nem térnek el szignifikánsan az allél gyakoriságokból számított elméleti genotípus gyakorisági értékektől (melyeket p2, 2pq és q2 jelöl a 2. táblázatban). A bemutatásra kerülő valamennyi pszichogenetikai vizsgálatban teszteltük, és érvényesnek találtuk a Hardy-Weinberg egyensúlyt. 1.6.2
Összevont genotípus kategóriák
A statisztikai elemzés szempontjából kritikus a különböző genotípusok megfelelő csoportosítása (összevonása), hiszen előfordul, hogy egy génváltozat annyira ritka, hogy nem érdemes külön csoportként kezelni, illetve az ismétlődési polimorfizmusok esetén a kandidáns génváltozatok száma gyakran jóval több, mint három, így szükségszerű lehet a csoportosítás. SNP-k esetében maximum 3 genotípus kategóriával számolunk (lásd 2. táblázat). Ez akkor jó megoldás, ha a heterozigóta genotípus fenotípusos értékei a két homozigóta közé esnek (mely intermedier öröklésmenetre vagy kodominanciára utal). Előfordul azonban, hogy a heterozigóta csoport fenotípusos hasonlósága alapján összevonható valamelyik homozigóta csoporttal (ez jellemző domináns öröklődésű jellegek esetében). A 2. táblázat példája alapján a C allél dominanciája esetén összevonható a CC és a CT csoport, amennyiben e két utóbbi csoport fenotípusos értékei nem különböznek lényegesen. Az így kialakított, összevont genotípus kategóriák használata a szakirodalomban általánosan elfogadott. Ritkán előfordul a heterozigóta csoport kiemelése és a két homozigóta kategória összevonása is. Ez biológiai
43
szempontból
nem jól
értelmezhető,
de
ha
szakmailag
indokolt,
használható
(a
szakirodalomban találunk példát ilyen elemzési elrendezésre is). VNTR-ek esetében a helyzetet komplikálja, hogy általában kettőnél több allél változatuk van. Így ezek kombinálódásával nagyon sokféle genotípus jöhet létre (lásd 3. táblázat). Bármilyen sok legyen is a lehetséges allélok száma, általában egy vagy két allél a gyakori, a többi nagyon ritka. A ritka allélokat azonban nem ajánlatos kihagyni az elemzésből, mert ez irányítottan torzítja az adatokat. Ehelyett összevonásokat használunk. allélok
2 2 2,2 3 4 5 6 7 8 9 10
3 2,3 3,3
4 2,4 3,4 4,4
5 2,5 3,5 4,5 5,5
6 2,6 3,6 4,6 5,6 6,6
7 2,7 3,7 4,7 5,7 6,7 7,7
8 2,8 3,8 4,8 5,8 6,8 7,8 8,8
Genotípusok
9 2,9 3,9 4,9 5,8 6,9 7,9 8,9
10 2,10 3,10 4,10 5,10 6,10 7,10 8,10 9,10 10,10
3. táblázat: A DRD4 exon III VNTR lehetséges genotípusai A táblázat vízszintes és függőleges fejlécében a lehetséges allélok vannak feltüntetve; a szám az ismétlődő egységek számát jelenti. A genotípus elvben két, tetszőleges allél kombinációját jelenti. Az ábrán zölddel jelöltem a leggyakoribb, sárgával azt ezeket követően leggyakoribb genotípusokat.
A 3. táblázat például bemutatja a DRD4 III. exon VNTR összes létező allélját és lehetséges genotípusait. Ebben az esetben a leggyakoribb allél a 4-es, a második leggyakoribb a 7 ismétlődést tartalmazó forma (a szakirodalom alapján ez a legérdekesebb változat, mely számos fenotípusos jelleggel asszociál). Ezért a DRD4 genotípusok leggyakoribb, szakirodalomban általánosan elfogadott felosztása annak alapján történik, hogy az adott személy hordozza-e 7-es allélt akár heterozigóta, akár homozigóta formában („van 7”), vagy nem hordozza („nincs 7”). Emellett persze más csoportosítás is lehetséges.
1.7 Módszertani buktatók – miért fontos a jó endofenotípus?! Az asszociáció vizsgálatok eredményeinek reprodukálhatósága gyakran igen változó egy-egy humán jelleg (például a figyelemhiányos hiperaktivitás, a szkizofrénia, vagy az újdonságkeresés
temperamentum
dimenzió
esetében).
Az
egymásnak
ellentmondó
eredmények publikációját gyakran követi intenzív vita arról, hogy minek köszönhetők az ellentmondások (lásd például: Paterson, Sunohara, és Kennedy, 1999). Így alakultak ki fokozatosan az asszociáció vizsgálatok metodikai szabályai, melyek magukba foglalják a (1) mintavétel, (2) a genetikai módszer és (3) a pszichológiai/pszichiátriai adatfelvétel butatóit is. 44
1. A mintavétel legfőbb buktatója a vizsgált populáció genetikai rétegződése, a populáció stratifikáció (Hamer és Sirota, 2000). Az evolúciós szinten relatíve izolált populációk (pl. kaukázusi, orientális, afrikai, stb.) lényegesen különbözhetnek egyes polimorfizmusok allélfrekvenciáiban (lásd pl. a DRD4 VNTR allélgyakoriságait leíró közleményt: E. Wang, és mtsai., 2004). Így módszertanilag az a helyénvaló, ha egy adott mintavétel csak egy típust (pl. kaukázusi) foglal magában. Jelen dolgozatban bemutatásra kerülő eredmények ebbe a csoportba tartoznak. A probléma másik megoldása, hogy például a nagy mintaszámú, nemzetközi eset-kontroll vizsgálatokban minden országból ugyanannyi kontroll és beteg személyt vonnak be a vizsgálatba. 2. A molekuláris genetikai módszereknek is megvannak a maguk technikai buktatói, például a DRD4 VNTR vonatkozásában korábban már idézett allél-kiesés lehetősége a genotipizálás során (Ronai, és mtsai., 2000). A bemutatásra kerülő munkákban a kollaboráló molekuláris genetikai laboratórium az alkalmazott genotipizálási módszereket egyenként validálta két, független módszer használatával, valamint minden elemzett genetikai adathalmaz esetében teszteltük a Hardy-Weinberg egyensúlyt. 3. A pszichológiai/pszichiátriai adatfelvétel módja az asszociáció vizsgálatok legkritikusabb pontja. A fenotípus jellemzése történhet egy meghatározott klinikai diagnosztikai kategória meglétével vagy hiányával (eset/kontroll elrendezés), ebben az esetben a kiválasztott diagnosztikai rendszer, valamint a beválasztási és a kizárási kritériumok pontos meghatározása igen lényeges. A bemutatásra kerülő pszichiátriai eset-kontroll vizsgálatokban a DSM IV diagnosztikus rendszert használta a kollaboráló pszichiátriai intézmény, mely a szakirodalomban elfogadott. A klinikai kategóriák azonban köztudottan nagyon heterogének, ezért egyre jobban elterjedőben van az a nézet, hogy az egyszerű, kategorikus (igen/nem) jellegű fenotípusok helyett kvantitatíven jellemezhető (skálatípusú) jellemzőket érdemes mérni. A fenotípus kifejezés nagyon általános, magában foglal bármilyen jelleget, betegséget, amit egy genetikai paraméterhez próbálunk rendelni. Az „endofenotípus” kifejezés annyiban különbözik a fenotípustól, hogy egy kvantitatív mérőszámmal jellemzett fenotípusos paramétert jelöl, melyet egy pontosan körülhatárolt vizsgálati eljárással lehet meghatározni (Flint és Munafo, 2007, Freimer és Sabatti, 2003). A genetikai asszociációvizsgálatok vonatkozásában hasznos, ha ez a vizsgálati eljárás viszonylag gyors és könnyen alkalmazható nagy mintaszámú vizsgálatok esetében is, emellett igen fontos a reprodukálhatósága, illetve hogy nemzetközileg standardizált legyen. Az endofenotípus legfontosabb tulajdonsága
45
azonban az, hogy örökölhető, azaz genetikai meghatározottsága kimutatható. Egyes vélemények szerint (pl. Gottesman és Gould, 2003) az endofenotípus fontos tulajdonsága még az ún. státusz függetlenség. Ez azt jelenti, hogy egy betegséggel kapcsolatos endofenotípus például akkor is fennáll, ha a beteg éppen jól van (a glukóz tolerancia teszt cukorbetegeknél akkor is jellemzően a normálistól eltérő eredményt ad, ha egyébként a beteg megfelelő kezelés alatt áll és vércukorszintje normális). Ugyanakkor az endofenotípus nem felétlenül feleltethető
meg
egy
adott
betegségnek.
Egy
endofenotípus
jellemzően
több
betegségcsoportban is megtalálható, sőt, esetenként az egészséges populációban is mérhető (Berrettini, 2005). A
pszichogenetikai
asszociáció
vizsgálatok
egyik
fontos
célja
tehát
megfelelő
endofenotípusok kifejlesztése, melynek széleskörű használata garantálhatja a kandidáns génvizsgálatok reprodukálhatóságát, illetve közelebb vihet a biológiai háttér megismeréséhez. Flint és Munafò összefoglalójukban (2007) a pszichiátriában jelenleg használatos endofenotípusok hat csoportját különbözteti meg: anatómiai, egyedfejlődéssel kapcsolatos, elektorfiziológiai, metabolikus, érző funkciókkal kapcsolatos, valamint pszichológiai endofenotípusok. Ez utóbbi kategóriában elsősorban a személyiség és a kognitív funkciók mérésére vannak példák, jelen dolgozatban bemutatásra kerülő endofenotípus vizsgálatok is ide tartoznak.
46
2
A temperamentum dimenziók genetikai hátterének vizsgálata
Az emberek személyisége igen különböző, ezt senki nem vitatja. Egyetértés van abban is, hogy az egyénre tartósan jellemző az aktivitási szint, vagy hogy milyen könnyen haragszik meg, illetve más jellemzők, melyeket összefoglalva temperamentumként szokás definiálni, bizonyos mértékben örökletesek. A temperamentum egyéni különbségeinek megbízható mérése azonban a pszichológia egyik legrégebbi, és legnehezebb feladata. A kategóriák helyett ma skálák segítségével próbáljuk mérni, hogy mennyire jellemző a személyre egy-egy dimenzió végpontja, például. mennyire extravertált, vagy szociális valaki. Számos kérdőívet hoztak létre a személyiségdimenziók mérésére, melyek közül itt csak a saját vizsgálatainkban használt eszközöket mutatom be részletesen. Ikervizsgálatok eredményei alapján a személyiség dimenziók reprodukálhatóan jelentős (30% és 50% közötti) genetikai meghatározottságot mutatnak (R. Plomin, 2008). Ugyanakkor meglepő eredmény, hogy a különböző személyiségdimenziók örökletessége nem különbözik markánsan. Az egyéni személyiségét kialakító környezeti hatások közül csak igen kis szerep jut az ún. közös környezeti hatásoknak (melyek az egy családban felnövekvő gyermekeket hasonlókká teszik). Inkább az olyan, egyedi környezeti hatásoknak van jelentős szerepe, melyek tipikusan csak az egyik testvért érintik, pl. barátok, baleset, stb. A téma elismert kutatói szerint a genetikai „hozomány” jelentős szerepet játszik abban, hogy a személy hogyan reagál a környezet ingereire, milyen reakciókat vált ki az őt körülvevő személyekből, illetve később, amikor ezt megteheti, milyen helyzeteket keres ő maga. Ennek következményeként az örökletes és környezeti hatások szinte elválaszthatatlanul összekeveredve, egymásra hatva alakítják az egyén viselkedését. A pszichogenetikai vizsgálatok célja annak feltérképezése, hogy egy-egy személyiségvonásban tapasztalható egyéni különbségek mennyiben függnek attól, hogy a személy melyik génváltozatot hordozza. A nem rokon személyek véletlenszerű mintavétele azt garantálja, hogy az őket érő környezeti hatások random váltakozzanak a különböző genotípus csoportokban. A poligénes tulajdonságok esetében egy-egy gén hatása igen kicsiny (lásd bővebben az 0 alfejezetben), és ez a temperamentum jellemzőket alakító kandidáns génekre is igaz. Így a hatásokat „nehéz tetten érni”, és ezért fontos, hogy a mérést ne zavarják például életkorból, vagy képzettségből adódó ingadozások. Ezért a személyiség kandidáns génjeit kutató vizsgálatainkban Ebstein és Belmaker (1997) útmutatásait szem előtt tartva egyetemisták szűk életkori csoportján vettük fel a Temperamentum és Karakter kérdőívet. Az alábbi alfejezetekben bemutatom vizsgálataink szakirodalmi hátterét, az alkalmazott módszereket és pszichogenetikai asszociáció eredményeinket.
47
2.1 Cloninger pszicho-biológiai modellje és személyisékérdőíve A vizsgálatainkban használt önbeszámolón alapuló módszer elméleti alapja Coninger pszichobiológiai modellje. A modell első változata (Cloninger, 1987) három, egymástól biológiailag független személyiség összetevőt különített el: az újdonságkeresést (novelty seeking), a ártalomkerülést (harm avoidance) és a jutalomfüggőséget (reward-dependence). Ezek a dimenziók már kora gyermekkorban megmutatkoznak. A három összetevő egy-egy környezeti ingerre adott automatikus, adaptív válasz megnyilvánulásait jelenti: egy új inger beindítja, a veszély leállítja, a jutalom pedig fenntartja a viselkedéses választ. Ezt a három jellemzőt a temperamentum dimenzió összetevőiként azonosították, melyek a személyiség öröklött jegyeit tükrözik. Az elmélet alapján
kidolgozott kérdőív első verziója a Tridimensional Personality
Questionnaire, vagy röviden TPQ (Cloninger, Przybeck, és Svrakic, 1991). Cloninger és munkatársai 1993-ban továbbfejlesztették az eredeti modellt, és a fentebb említett három dimenzió mellett elkülönítették a kitartás dimenziót (persistence), amely eredetileg a jutalomfüggőség alfaktorként szerepelt (Cloninger, Svrakic, és Przybeck, 1993). Ebben a modellben a személyiség temperamentum összetevőire későbbi életkorban ráépülő karakterdimenziókat is leírtak a szerzők. A temperamentum összetevők felnőttkorban is az öröklött komponensek által determinált válaszok kialakításában játszik szerepet: Az újdonságkeresés alapvető fontosságú az automatikus választendenciák kialakításában, míg az ártalomkerülés, jutalomfüggőség és kitartás dimenzióknak a viselkedés megszűntetésében, illetve jutalmazó hatások esetében a válasz fenntartásában van szerepük. Ezeket az automatikus választendenciákat azonban a tapasztalat során tanult elemek módosíthatják. Cloninger ezeket karakter tényezőknek nevezte (pl. ilyen az inger fontossága, vagy hogy mennyire érdekes az egyén számára). Az önirányultság (self-directedness), együttműködés (cooperativeness) és transzcendencia (self-transcendence) karakterdimenziói a temperamentum összetevőkkel ellentétben csak a felnőttkorban teljesednek ki. A modell alapfeltevése, hogy az egyes személyiségzavar típusok a temperamentum változók mentén különíthetők el, míg azt, hogy a személyiség normálisan, avagy zavartan funkcionál-e, a karakterdimenziók befolyásolják. A temperamentum illetve karakter skálák egyértelmű elkülönítése lehetővé teszi a személyiség, illetve az egyéni viselkedés kapcsolatának árnyaltabb magyarázatát: egy extrém temperamentummal rendelkező egyén is lehet jól adaptálódott, hasznos tagja a társadalomnak, amennyiben ezt a környezet, és karakterének
48
kedvező összjátéka lehetővé teszi. Ezzel szemben, az alacsony önirányultság, és együttműködés valószínűsíti a személyiségzavart, átlagos temperamentum esetében is. A Temperament and Character Inventory (TCI) a négy temperamentum, illetve három karakter jellemző mérésére kidolgozott önbeszámolón alapuló kérdőív (Cloninger, Svrakic, és Przybeck, 1993). Jelen vizsgálatban alkalmazott magyar fordítást, Bánki M. Csaba készítette (lásd: Rózsa, Kállai, Osváth, és Bánki, 2005).
2.2 A „kaland gén” vizsgálatainak ellentmondó eredményei A személyiség genetikai hátterét feltérképező kandidáns génvizsgálatok számos génváltozat szerepét igazolták egy-egy személyiségdimenzió hátterében. Az asszociációvizsgálatok metaanalízisei azonban egyes gének szerepét igazolták, más esetekben ez a próbálkozás nem járt sikerrel (összefoglaló: Ebstein, 2006). Az első két nagysikerű tanulmány az újdonságkeresés temperamentum dimenzió a D4-es dopamin receptor (DRD4) II. exonjában található hosszúság polimorfizmus 7-szeres ismétlődésű változata, a DRD4 VNTR 7-es allél között mutatott ki asszociációt (Benjamin, és mtsai., 1996, Ebstein, és mtsai., 1996). Ebstein munkacsoportja 124 egészséges izraeli személyt vizsgált, és Cloninger háromdimenziós személyiség kérdőívét (TPQ). Benjamin csoportja 315 egészséges amerikai férfit vizsgálva kapták a fent említett eredményeket, ők a NEO-PI-R (Costa és McCrae) indexét használták, és a nyers pontok transzformációjával számolták ki az újdonságkeresés dimenzió értékeit. Ezt követően több munkacsoport próbálta meg replikálni a „kaland gén” és az újdonságkereső magatartás közötti összefüggést, a kapott eredmények azonban igen ellentmondásosak voltak. Malhotra és munkatársai nem találtak összefüggést (1996) egészséges finn személyeket (N=193) alkoholistákat (N=138) vizsgálva. Hasonlóképpen Gelernter és munkacsoportja (1997) sem tudta igazolni az asszociációt, ők 72 egészséges, 154 drogfüggő, és 112 személyiségzavarban szenvedő személyt teszteltek. Szintén negatív eredménnyel zárult egy amerikai vizsgálat, ahol egy igen nagy elemszámú egészséges, diplomás fehér mintából csak az extrém magas és extrém alacsony újdonságkeresés pontszámmal rendelkező személyek genotípusait elemezték (Vandenbergh, Zonderman, Wang, Uhl, és Costa, 1997). Ebstein csoportja később újabb 94 egészséges izraelit vizsgált meg és első eredményeihez hasonlóan talált asszociációt 1997-ben. Ono és munkacsoportja (1997) szintén asszociációt mutatott ki 153 egészséges japán nőt vizsgálva a hosszú allél és az újdonságkereső magatartás között. Az elkövetkezendő években újabb ellentmondásos eredmények születtek: német (Sander, és mtsai., 1997), új-zélandi (Sullivan, és mtsai., 1998), amerikai (Comings, és mtsai., 1999), és
49
svéd (Jonsson, és mtsai., 1998) mintákon negatív eredmények születtek. Ugyanakkor fiatal amerikai férfiak (Noble, és mtsai., 1998), japán nők (Tomitaka, és mtsai., 1999), és német személyek (Strobel, Lesch, Jatzke, Paetzold, és Brocke, 2003) vizsgálata alapján sikerült igazolni az asszociációt. Ebstein már egy 1997-es összefoglalójában (Ebstein és Belmaker, 1997) megpróbálta rendszerezni az elmélete mellett és az ellene szóló adatokat. Felmerült, hogy nőkben jobban kimutatható a hosszú allél és az újdonságkeresés összefüggése, mint férfiakban. Ebstein rámutatott arra is, hogy a vizsgált populáció kiválasztásánál bizonyos szabályokat fontos betartani, pl. szűk életkoreloszlást (18-32), nem túl alacsony iskolázottsági szintet (legalább középiskola), pszichiátriai betegségek, drog és alkoholizmus kizárását, stb. Egy újabb próbálkozás az eredmények rendszerezésére és értékelésére már a címében is szkeptikus „Dopamine D4 receptor gene: Novelty or Nonsense?” (Paterson, Sunohara, és Kennedy, 1999). A vizsgálatok ennek ellenére tovább folytatódtak, mivel olyan pszichiátriai betegcsoportokban is felmerült a hosszú allél nagyobb gyakorisága, mint a figyelemhiányos hiperaktivitási szindróma (LaHoste, és mtsai., 1996), vagy a beteges játékszenvedély (Perez de Castro, Ibanez, Torres, Saiz-Ruiz, és Fernandez-Piqueras, 1997). Fontos vizsgálati területté vált továbbá a drogfüggőség és a hosszú allél gyakoriságának esetleges összefüggése (Kotler, és mtsai., 1997, T. Li, és mtsai., 1997). 1999-ben egy igen nagyszámú mintát felhasználó munkában (737 kontroll, 707 patológiás függő személy) megerősítették a genetikai hatás jelentőségét a patológiás esetekben, azonban az újdonságkeresés és a DRD4 hosszú allél összefüggését nem reprodukálták (Comings, és mtsai., 1999). Ezekből az ellentmondó eredményekből kiindulva, munkacsoportunk kaukázusi (magyar) fiatal felnőttek felmérésével kapcsolódott be ezekbe a korai vizsgálatokba. Kutatási eredményeink nem igazolták a DRD4 VNTR 7-es allél és az újdonságkeresés összefüggését, azonban igen érdekes eredményeket mutattunk ki az eddig még keveset vizsgált kitartás temperamentum dimenzió kapcsán, mely egybecseng egy korábbi, német kutatás eredményeivel (Strobel, Wehr, Michel, és Brocke, 1999). Tanulmányunkban különösen fontos szerepet kapott a nemi különbségek eddig csak keveset vizsgált aspektusa, valamint sikerült két gén interakcióját is kimutatnunk, mely az ártalomkerülés dimenzióval függ össze (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). A közlemény elkészítése óta további adatokat gyűjtöttünk, így mára az eredeti mintaszám kétszeresén tudtam újraszámolni ezeket az eredményeket. Ezeket az elemzéseket az alábbiakban részletesen bemutatom.
50
2.3 A vizsgált minta jellemzése és módszertani aspektusok A Semmelweis Egyetem és az ELTE közös vizsgálatában 18-33 éves magyar felnőttek vettek részt. A személyeket semmilyen szempont alapján nem szűrtük, azonban nagyobbrészt felsőoktatásban résztvevő, lelkes hallgatók vállalkoztak önkéntes alapon a TCI kérdőív magyar változatának kitöltésére, illetve a fájdalommentes DNS mintavételre (a DNS mintavétel módszerét az 1.5.2 fejezet mutatja be). Közülük néhány személy nem adott megfelelő válaszokat a kérdőív kitöltés érvényességére vonatkozó kérdésekre (pl. „Sokat hazudtam ebben a tesztben” – igen), illetve néhány DNS minta izolálása vagy DNS meghatározása nem sikerült. Így összesen 301 személy adatait dolgoztuk fel, ők rendelkeztek érvényes DRD4 VNTR és 5-HTTLPR genotípussal, valamint TCI skálapontszámmal. Átlagos életkoruk 22,6 (±3,9) év, nemi arány: 36,5% férfi és 63,5% nő. Hozzájárulásukat a fájdalommentes DNS mintavételhez, és a kérdőíves adatok kísérleti célra való felhasználásához írásban jelezték. Eredményeiket bizalmasan kezeltük, genotípus és személyiségvonás jellemzőikről visszajelzést adtunk, amennyiben ezt igényelték. 2.3.1
Genotípus és fenotípus adatok megbízhatósága
A két tesztelt polimorfizmus génváltozatainak megoszlását a 4. táblázat mutatja be. A genotipizáló módszerek megbízhatóságát a Hardy-Weinberg egyensúly alapján igazoltam (lásd 1.6.1 alfejezet). Mivel azonban a DRD4 VNTR genotípusok közül egyesek igen ritkák, csak azokat vettem bele statisztikai tesztelésbe, melyek előfordulása 2% fölött volt (a 4. táblázatban ezeket szürke háttér jelzi). A mért DRD4 VNTR allél gyakoriságok alapján számolt genotípus gyakoriságokat khi-négyzet próba segítségével vetettem össze a mért genotípus gyakoriságokkal: Khi2=11,186 szabadságfok=6 (p=0,083). Az eredmény nem szignifikáns, tehát nincs statisztikailag jelentős különbség a mért és várt értékek között. Csak a két leggyakoribb allél változat, a 4-es és 7-es allélok genotípusait elemezve (mely a szakirodalomban elfogadott) a próba eredménye: Khi2=0,422 szabadságfok=2 (p=0,810). A további elemzésekben a szakirodalomban elterjedt nincs 7-es / van 7-es felosztást alkalmaztam a DRD4 genotípusok elemzésére (lásd 1.6.2). Az 5-HTTLPR három genotípusának várt és mért gyakorisági értékei szintén HardyWeinberg egyensúlyban voltak Khi2=0,897 szabadságfok=2 (p=0,638). Az elemzés eredményei tehát egyik genotípus esetében sem mutatnak szignifikáns eltérést a Hardy-Weinberg egyensúlytól, mely a mintavételt és a genetikai analízis megbízhatóságát igazolja.
51
Gyakorisági értékek Khi2 próba mért várt szignifikancia Genotípus N % N % 2 0,7 22 1 0,3 23 39 13,0 35 12,5 24 12 4,0 10 3,4 27 2 0,7 28 8 2,7 11 3,9 34 8 2,7 3 1,1 37 p=0,083 138 45,8 137 48,4 44 DRD4 VNTR 7 2,3 45 72 23,8 74 26,0 47 2 0,7 48 2 0,7 57 7 2,3 10 3,5 77 1 0,3 78 44 114 62,6 116 63,9 Polimorfizmusok
47
5-HTTLPR
77 14 14 14 16 16 16
63 34,6
58 32,1
7 4,0 5 2,8 53 17,6 49 16,3 137 45,5 144 48,1 111 36,9 107 35,6
p=0,810
p=0,638
4. táblázat A vizsgált polimorfizmusok genotípus eloszlása A temperamentum és karakter vonások méréséhez és az adatok kiértékeléséhez a TCI kérdőív magyar változatát (Rózsa, Kállai, Osváth, és Bánki, 2005) használtam fel. A vizsgálat résztvevői közül 154 a teljes TCI kérdőívet, 147 személy csak a temperamentum skálákat tartalmazó rövidített (112 tételes) verziót töltötte ki. A teljes kérdőív 240 itemet tartalmaz, melyek az irodalmi bevezetőben ismertetett hét skála egyikébe tartoznak, néhány azonban egyetlen alskála tételeként sincs felsorolva (69, 75, 101, 111, 118, 140, 170, és 190-es tétel). Ezek az itemek az eredeti, angol nyelvű kiértékelési útmutatóban sem szerepelnek, ezért értelemszerűen mi is kihagytuk őket az elemzésből. Az önbeszámolós módszer megbízhatóságát tesztelő pszichometriai vizsgálat eredményei alapján a négy temperamentum és három karakter főskála belső konzisztenciája megfelelő, a Cronbach- értékek:
Újdonságkeresés: 0,80 Ártalomkerülés: 0,83 Jutalomfüggőség: 0,71 Kitartás: 0,70
Önirányultság: 0,80 Együttműködés: 0,83 Transzcendencia: 0,87
52
2.3.2
Nemi hatások és a korfüggés tesztelése
Mivel az eredmények kiértékelése során fontos szerepet kapnak a nemi különbségek, az asszociáció vizsgálatok előtt teszteltem, hogy van-e eltérés a nemek között a genotípus gyakoriságokban, illetve az átlagos temperamentum skálaértékekben. Azt is megvizsgáltam, hogy a felhasznált szűk életkori csoportban kimutatható-e a temperamentum dimenziók korfüggése. Férfiak és nők genotípus gyakoriságait Khi-négyzet próbák segítségével hasonlítottam össze, melyeket az 5. táblázat mutat be. Az eredmények alapján nincs szignifikáns eltérés a 7-es allélt hordozó férfiak és nők arányában. Az 5-HTTLPR genotípus csoportok megoszlása tendenciózus különbséget mutat a nemeknél. A ritka rövid homozigóta (14/14-es) genotípus hasonló arányban fordul elő mindkét nemben, azonban a hosszú homozigóta (16/16-os) genotípus kicsit nagyobb arányban jellemző férfiaknál, mint nőknél. Ez az ingadozás azonban nem szignifikáns. A vizsgált dopaminerg és szerotonerg polimorfizmusok genotípusai tehát viszonylag kiegyenlített arányban vannak jelen mindkét nemben, így az asszociáció vizsgálatokban nincs akadálya nemek szerinti összehasonlításoknak. Gyakorisági értékek Khi2 próba férfiak nők szignifikancia Genotípus N % N % nincs 7 68 61,8 130 68,1 DRD4 VNTR p=0,271 van 7 42 32,2 61 31,9 14 14 18 16,3 35 18,3 5-HTTLPR 14 16 p=0,06 42 38,2 95 49,7 16 16 50 45,5 61 32,0 Polimorfizmusok
5. táblázat Hasonló genotípus gyakoriságok férfiaknál és nőknél A fenotípusban tapasztalható nemi különbségek elemzéséhez kétmintás t-próbát alkalmaztam. A 6. táblázat a mintában szereplő férfiak és nők átlagos TCI főskála értékeit mutatja be a négy temperamentum és a három karakterdimenzióban. Az eredmények alapján az újdonságkeresés és az ártalomkerülés temperamentum dimenziók, valamint az önirányultság és együttműködés karakter skálák átlagos pontszámában nem volt szignifikáns eltérés a nemek között. A jutalomfüggőség és kitartás temperamentum skálák, valamint a transzcendencia dimenzióban tapasztalt átlagpontszám azonban férfiaknál szignifikánsan alacsonyabb volt, mint nőknél. Ezeket a nemi különbségeket a temperamentum (és karakter) dimenziók asszociáció elemzéseknél fontos figyelembe venni. 53
Karakter
Temperamentum
TCI főskálák
N Átlag Szórás
110 191 110 191 110 191 110 191 68 86 68 86 68 Transzcendencia nők 86 ffiak nők ffiak Ártalomkerülés nők ffiak Jutalomfüggőség nők ffiak Kitartás nők ffiak Önirányultság nők ffiak Együttműködés nők ffiak
Újdonságkeresés
21,4 21,8 13,7 13,9 14,7 16,0 3,9 4,5 28,9 29,1 29,6 31,2 13,3 15,7
6,4 6,4 6,4 6,1 3,9 3,9 2,1 2,3 6,5 6,3 6,5 5,8 6,0 6,7
t-próba szignifikancia ns ns p=0,008 p=0,046 ns ns p=0,023
6. táblázat Nemi különbségek a TCI temperamenum dimenziókban Szakirodalmi adatok alapján a temperamentum dimenziók közül az újdonságkeresés csökken, a karakter skálák közül az önirányultság pedig nő az életkorral (Rózsa, Kállai, Osváth, és Bánki, 2005). Az asszociáció vizsgálatokban ez a korfüggés problémát okozhat (Ebstein és Belmaker, 1997). Ezért vizsgálati csoportunkat szűk életkori tartományból választottuk ki (18-33 év), valamint megvizsgáltam az életkor és a TCI főskálák együttjárását. Két temperamentum és két karakterdimenzió esetében igen alacsony, de szignifikáns volt a Pearson-féle korrelációs mutatók értéke. Ártalomkerülés: r = –0,16 (p = 0,006); jutalomfüggőség: r = –0,12 (p=0,034); önirányultság: r = +0,17 (p=0,031); együttműködés: r = +0,22 (p=0,007). Mindezek alapján az életkort érdemes kovariánsként bevonni a genetikai összefüggések elemzéseibe.
2.4 A DRD4 exon III VNTR 7-es allélt hordozó férfiak kitartása alacsonyabb A kérdőív skáláin végzett dimenzionális asszociáció vizsgálathoz a genotípusok, illetve a nemek szerint csoportosított személyek skálapontszámait egy, illetve két szempontos variancia analízis segítségével hasonlítottam össze (ezt a vizsgálati modellt az 1.1.2 alfejezet részletesen bemutatja). A DRD4 VNTR kandidáns génvizsgálatához egyszempontos variancia analízist használtam főskálánként.
Egy-egy
elemzés
függő
változója
az
adott
temperamentum
vagy
karakterdimenzióban elért összpontszám, a csoportosító változó a nincs 7-es / van 7-es genotípus, kovariánsok a nem és az életkor. Az eredményeket a 7. táblázat mutatja be.
54
TCI főskálák
Karakter
Temperamentum
Újdonságkeresés Ártalomkerülés Jutalomfüggőség Kitartás Önirányultság Együttműködés Transzcendencia
DRD4 N Átlag Szórás VNTR 198 103 198 103 198 103 198
22,0 20,9 13,8 14,0 15,7 15,2 4,5
6,2 6,6 6,3 6,1 3,8 4,3 2,1
van 7 103
3,9
2,4
102 52 102 52 102 van 7 52
29,1 28,8 30,4 30,6 14,8 14,3
6,4 6,3 6,6 5,3 6,7 6,2
nincs 7 van 7 nincs 7 van 7 nincs 7 van 7 nincs 7
nincs 7 van 7 nincs 7 van 7 nincs 7
ANCOVA
Kovariáns hatások
ns
–
ns
kor
ns
nem
F(1,297)=3,336 p=0,069
nem
η2=0,011 erő=0,445
ns
kor
ns
kor, nem
ns
nem
7. táblázat A DRD4 VNTR összefüggése a temperamentum dimenziókkal A táblázat ANCOVA oszlopában az egyszempontos variancia analízis csoportosító változójának hatását jellemző statisztikai mutatóikat adtam meg, amennyiben a DRD4 VNTR hatása legalább tendenciózus volt (F érték, szignifikancia érték, hatásmérték, és statisztikai erő). A kovariánsok oszlopban megjelenő nem és/vagy kor felirat jelzi, hogy melyik kovariánsnak volt szignifikáns hatása a függő változóra. Az újdonságkeresés dimenziójával kapcsolatban feltett klasszikus kérdés: van-e különbség az
átlagos újdonságkeresés pontszámban a DRD4 „hosszú” illetve „rövid” genotípusú személyek között, mely a dopamin receptor kódoló régiójának fehérjéjében minőségi változást kódol. Erre a kérdésre az eredmények alapján azt mondhatjuk, hogy nincs statisztikailag kimutatható különbség a 7-es allélt hordozók és az ezt az allélt nem hordozók csoportja között. A TCI főskálák közül csupán a kitartás temperamentum dimenzióban mutattunk ki egy tendenciózus (p=0,069) hatást a 301 fős fiatal felnőtt minta önbeszámolós adatai alapján: A 7-es allélt hordozók általában alacsonyabb kitartással jellemzik önmagukat. Ez az eredmény egybevág a korábbi, 157 fős mintán végzett elemzéseink eredményeivel (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). A jelen dolgozatban bemutatott variancia elemzés kor és nem kovariánsainak azonban több személyiség dimenzió esetében is szignifikáns hatásuk volt. A kitartás dimenzióban például a DRD4 VNTR genetikai hatás mellett nemi hatás is jellemző volt. Így érdemes volt a genotípus és a nemek együttes hatását is megvizsgálni, melyet kétszempontos variancia analízis alapján teszteltem. Az elemzés függő változója a kitartás temperamentum dimenzióban elért összpontszám, a csoportosító változók a DRD4 VNTR nincs 7-es / van 7-es genotípusok, illetve a nemek. Az életkor, mint kovariáns használatát sem a korábbi
55
kapcsolatelemzés (2.3.2 alfejezet), sem az egyszempontos variancia analízis eredményei nem indokolták. nincs 7 van 7
TCI kitartás főskála összpontszáma
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
ffiak
nők
16. ábra A DRD4 VNTR – kitartás asszociáció férfiakra jellemző Az eredményeket a 16. ábra mutatja be, a statisztikai elemzés mindkét szempont esetében szignifikáns főhatást mutatott ki (DRD4 VNTR genotípus: F(1,297)=4,563 p=0,033, η2=0,015, erő=0,567; nemek: F(1,297)=5,186 p=0,023, η2=0,017, erő=0,622), a szempontok között nem volt szignifikáns interakció. A nők kitartása genotípustól függetlenül magasabb, mint a férfiaké. Azok a férfiak, akiknek DRD4 génje tartalmaz legalább egy „hosszú”, 7szeres ismétlődésű VNTR részletet, kevésbé kitartónak írják le magukat az önbeszámolón alapuló TCI kérdőív temperamentum skálája alapján, mint azok a férfiak, akik nem hordozzák ezt a változatot. A nők esetében ez a különbség sokkal kisebb, szinte elenyésző. Ezekből az eredményekből kiindulva a férfiak 110 fős rész-mintáján is elvégeztem egy asszociációvizsgálatot. (Ez hasonló a 7. táblázatban bemutatott variancia elemzéshez, melyet a teljes minta alapján végeztem.) A függő változó itt is a temperamentum dimenzió pontszáma volt, a csoportosítás a DRD4 VNTR 7-alléljának megléte vagy hiánya alapján történt. Az eredményeket a 8. táblázat mutatja be. A TCI temperamentum főskálák közül csupán a kitartás dimenzió asszociál a DRD4 VNTR polimorfizmussal (p=0,0116). A hatást tesztelő próba ereje megfelelő, a hatásmérték a kandidáns génvizsgálatokban megszokott 56
léptékben mérve jelentős (5,8%). A szignifikancia érték belül esik a többszörös tesztelésből fakadó ál-asszociációkat kiküszöbölő ún. Bonferroni korrekció3 alapján szigorított tartományon. Ezt az eredményt valamivel kisebb mintaelemszám alapján is kimutattuk (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). Érdekes kérdés, hogy miért csak a férfiakban mutatkozik meg a DRD4 VNTR 7-es változatásnak kitartást csökkentő hatása? Lehetséges, hogy a nőkben az elvárás jellemzők hatása érvényesül, és a 7-es allélt hordozók egyszerűen „nem vallják be”, hogy ők bizony nem dolgoznak keményebben másoknál, és gyakran abbahagyják a munkát, ha tovább tart, mint gondolták. TCI DRD4 temperamentum N Átlag Szórás VNTR főskálák Újdonságkeresés Ártalomkerülés Jutalomfüggőség Kitartás
nincs 7 van 7 nincs 7 van 7 nincs 7 van 7 nincs 7
68 42 68 42 68 42
van 7
68
21,3 21,6 13,4 14,2 15,1 14,1 4,3
6,3 6,6 6,4 6,6 3,7 4,1 1,9
42
3,3
2,3
ANOVA ns ns ns F(1,108)=6,591 p=0,0116 η2=0,058 erő=0,721
8. táblázat DRD4 VNTR – temperamentum skála asszociációk férfiaknál A táblázat ANCOVA oszlopában az egyszempontos variancia analízis csoportosító változójának hatását jellemző statisztikai mutatóikat adtam meg, amennyiben a DRD4 VNTR hatása legalább tendenciózus volt (F érték, szignifikancia érték, hatásmérték, és statisztikai erő). A kovariánsok oszlopban megjelenő nem és/vagy kor felirat jelzi, hogy melyik kovariánsnak volt szignifikáns hatása a függő változóra.
2.5 Gén-gén interakció két TCI temperamentum dimenzióban A DRD4 gén és a TCI újdonságkeresés dimenzió asszociációjának felfedezésével egy időben jelent meg az első asszociációvizsgálat a szerotonin transzporter 5-HTTLPR és a NEO-PI-R személyiség kérdőív neuroticizmus faktora között (Lesch, és mtsai., 1996). A szerotonindopamin rendszer egyensúlya fontos lehet a személyiségdimenziók kialakításában, így az 5HTTLPR és a DRD4 VNTR polimorfizmusok együttes vizsgálata indokolt. Korábbi közleményünkben már leírtuk e két gén interakcióját a TCI ártalomkerülés dimenzióval 3
Ha egy hipotézis megválaszolásához több elemzést is végrehajtunk, egyes elméletek alapján indokolt a szignifikancia szintjét módosítani, hogy a többszörös tesztelésből fakadó ál-asszociációkat kiküszöböljük. A férfiak temperamentum skálapontszámainak összefüggését a DRD4 VNTR polimorfizmussal összesen négy elemzést igényelt, így a p<0,05-ös szignifikancia értéket 4-el osztva a p<0,0125-ös szigorított szignifikancia érték jelenti a szignifikancia érték szigorított elfogadási szintjét. 57
kapcsolatban (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). Az 5-HTTLPR homozigóta rövid változatát hordozók DRD4 VNTR 7-es allél mellett magasabb ártalomkerülést mutatnak, mint azok, akik nem hordozzák a 7-es változatot. Ha a személyek az 5-HTTLPR hosszú allélját homozigóta vagy heterozigóta változatban hordozták, a DRD4 VNTR genotípustól függetlenül közepes mértékű ártalomkerülésről számoltak be. Ebben az elemzésben csak 147 személy vett részt, így szükségszerű volt az 5-HTTLPR homozigóta és heterozigóta genotípus csoportok összevonása. Az itt bemutatott 301 fős mintánk alapján azonban lehetőségünk volt ezt az elemzést mindhárom szerotonerg genotípus bevonásával megismételni.
TCI főskálák
N
Karakter
Temperamentum
Újdonságkeresés 301 Ártalomkerülés
301
ANCOVA DRD4 főhatás ns
5-HTTLPR főhatás ns
ns
ns
Gén-gén interakció ns F(2,293)=4,750 p=0,009 η2=0,031
Jutalomfüggőség 301
ns
ns
Kovariáns hatások – kor
erő=0,790
F(2,293)=3,046 p=0,049 η2=0,020
nem
erő=0,586
Kitartás
301
ns
ns
ns
–
Önirányultság
154
ns
ns
ns
kor
Együttműködés
154
ns
ns
ns
kor, nem
Transzcendencia 154
ns
ns
ns
nem
9. táblázat Interakciós génhatások a TCI személyiségdimenziókra A táblázat ANCOVA oszlopaiban a kétszempontos variancia analízis két főhatásának és interakciós hatásának statisztikai mutatóit adtam meg, amennyiben a hatások legalább tendenciózus voltak (F érték, szignifikancia érték, hatásmérték, statisztikai erő). A kovariánsok oszlopban megjelenő nem és/vagy kor felirat jelzi, hogy melyik kovariánsnak volt szignifikáns hatása a függő változóra.
A szerotonerg 5-HTTLPR és dopaminerg DRD4 VNTR genotípusok interakcióját kétszempontos variancia analízissel teszteltem. Egy-egy elemzés függő változója az adott temperamentum vagy karakterdimenzió összpontszáma, a csoportosító változók az 5HTTLPR három genotípusa, illetve a DRD4 VNTR 7-es ismétlődés alapján kialakított genotípusai. Kovariánsok a nem és az életkor. A statisztikai elemzés eredményeit a 9. táblázat foglalja össze. A tesztelt kandidáns gének nem mutattak szignifikáns főhatást egyik temperamentum
dimenzió
esetében
sem.
Azonban
egymással
interakcióban
két
temperamentum dimenzióra is hatással voltak, ezek az ártalomkerülés és jutalomfüggőség.
58
A DRD4 VNTR és az 5-HTTLPR interakciós hatása az ártalomkerülésre szignifikáns (p=0,009). Ez az asszociáció hatásmértékében is jelentős (a skálapontszámok egyéni különbségeinek körülbelül 3%-át magyarázza e két gén interakciója), az elemzés statisztikai ereje megfelelő. A hat genotípus csoport átlagos skálaértékeit a 17. ábra bal oldali része mutatja be.
Ártalomkerülés
Jutalomfüggőség nincs 7
18
van 7
17
TCI főskála összpontszáma
17
TCI főskála összpontszáma
nincs 7
18
van 7
16
15
14
13
12
11
16
15
14
13
12
11
10
10 14 14
14 16
16 16
14 14
5-HTTLPR genotípusok
14 16
16 16
5-HTTLPR genotípusok
17. ábra DRD4 és 5-HTTPR génváltozatok interakciós hatása a temperamentumra A függőleges tengelyen a TCI személyiség kérdőív két temperamentum dimenziójának csoportátlagai vannak feltüntetve. A csoportosítás kétféle polimorfizmus (5-HTTLPR és DRD4 exon III VNTR) alapján történt. 5-HTTLPR genotípusok kategóriák: rövid homozigóta (14/14), heterozigóta (14/16) és hosszú homozigóta (16/16). A DRD4 exon III VNTR genotípus csoportokat a 7-es allél jelenléte (7+) illetve hiánya (7-) alapján állítottam fel.
Az
ártalomkerülés
temperamentum
dimenzió
mintázata
jól
illeszkedik
korábbi
eredményeinkhez (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004), azonban azt egy jelentős új aspektussal (az 5-HTTLPR hosszú allélját homozigóta vagy heterozigóta változatban hordozók megkülönböztetésével) egészíti ki. Azok a személyek, akik a rövid (14 ismétlődést tartalmazó) allélt homozigóta formában hordozták, magasabb ártalomkerülésről számoltak be a DRD4 VNTR 7-es allél jelenlétében, mint annak hiányában. Ez kisebb mértékben jellemző volt a 14/16-os heterozigóta genotípust hordozókra is. Azonban a hosszú (16 ismétlődést tartalmazó) 5-HTTLPR génváltozatot homozigóta formában hordozók csoportjánál ellentétes
59
tendenciát tapasztaltunk: ők a DRD4 VNTR 7-es allél jelenlétében alacsonyabb, míg a 7-es allél hiányában magasabb ártalomelkerülés értékeket mutattak. A DRD4 VNTR és az 5-HTTLPR interakciós hatása a jutalomfüggőség temperamentum dimenzió esetében is szignifikáns (p=0,049), a hatásmérték 2%, az elemzés statisztikai ereje azonban nem túl magas. A genotípus csoportokban jellemző átlagos skálaértékeket a 17. ábra jobb oldali része szemlélteti.
A jutalomfüggőséggel kapcsolatos gén-gén interakció új
eredmény, korábban a kisebb minta alapján nem tapasztaltuk ilyen interakciós hatást. Ebben a mintázatban az a jellemző, hogy az 5-HTTLPR gén rövid (14 ismétlődést tartalmazó) verzióját hordozók átlagos jutalomfüggőség pontszáma a DRD4 VNTR genotípusuktól függetlenül alakul: A homozigóta 14/14-es csoport alacsonyabb jutalomfüggőségről számolt be, amint a 14/16-os heterozigóta csoport. Ezzel szemben az 5-HTTLPR hosszú (16 ismétlődést tartalmazó) allélt hordozók jutalomfüggősége alacsony, ha hordozzák a DRD4 VNTR 7-es allélját, és magas, ha nem hordozzák a 7-es változatot. Ezek a gén-gén interakciókat feltáró eredmények arra utalnak, hogy a dopaminerg és a szerotonerg rendszer sajátosságait érdemes együtt vizsgálni. Továbbá valószínűsíthető, hogy a tesztelt génváltozatokon túl számos egyéb gén polimorfizmusa és több környezeti tényező szerepe is fontos. Meg kell azonban jegyezni, hogy az ilyen gén-gén, vagy gén-környezet kölcsönhatás vizsgálatokhoz nagy minta szükséges, mivel a több szempont alapján képzett alcsoportok elemszáma esetenként nagyon alacsony lehet.
2.6 Az eredmények megbeszélése – következtetések A személyiség genetikai hátterének szakirodalma ellentmondó eredményeket mutat. A TCI Újdonságkeresés dimenzió és a DRD4 III exon VNTR lehetséges összefüggése Ebstein munkái alapján merült fel (Auerbach, Benjamin, Faroy, Geller, és Ebstein, 2001, Ebstein, és mtsai., 1996). Munkacsoportunk korábbi eredményei számos más munkacsoporthoz hasonlóan nem erősítették meg a 7-szeres ismétlődésű „hosszú” allél és az újdonságkeresés (magas átlagérték) összefüggését. Ugyanakkor szignifikáns összefüggést találtunk a 7-es allél és a kitartás dimenziója között (alacsony átlagérték), de ez a kapcsolat csak férfiak esetében volt kimutatható (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). A közlemény elkészítése óta további adatokat gyűjtöttünk, így jelen dolgozatban az eredeti mintaszám kétszeresén számoltam újra korábbi eredményeinket, illetve újabb érdekes aspektusokkal egészítettem ki azokat. A jelen dolgozat eredményei a férfiak alcsoportjában megerősítik a kitartás, mint önálló, genetikailag meghatározott dimenzió koncepcióját. A „hosszú” allél és a kitartás dimenziójában elért
60
alacsonyabb pontszám szignifikáns asszociáció klinikai vonatkozásban is releváns, ugyanis a figyelemhiányos hiperaktivitási szindróma (ADHD) és a „hosszú” allél kapcsolata az irodalmi adatok alapján elég jól megalapozott (lásd a 1.3.1 alfejezet pszichiátriai vonatkozású részét). Az ADHD az iskoláskorúak 3-6%-át, főként fiúgyermekeket érintő pszichiátriai betegség, melynek jellemzője a hiperaktivitás, tanulási zavarok, és a hosszabb figyelmet igénylő munkára való képtelenség. Ezért a kitartás hiánya és a „hosszú allél” jelenléte között kimutatott szignifikáns összefüggés jól egyezik az ADHD és a „hosszú” allél feltételezett asszociációjával. Eredményeink alátámasztották a szerotonin transzporter 5-HTTLPR polimorfizmusának és a TCI ártalomkerülés (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004), illetve jutalomfüggőség dimenziójának lehetséges összefüggését is, de csak a DRD4 7-es allél jelenlétének vagy hiányának függvényében. Hasonló jellegű interakciót írtak le a DRD4 exon III VNTR és az 5-HTTLPR vonatkozásában (Strobel, Lesch, Jatzke, Paetzold, és Brocke, 2003), melyben a dopamin rendszer egy másik tagja, a COMT is szerepel. A COMT és az 5-HTTLPR között pedig Benjamin és munkacsoportja (Benjamin, és mtsai., 2000) találtak összefüggést. A gén-gén interakciók eredményei felhívják a figyelmet arra, hogy a neurotranszmitterek hatásai nem különíthetők el, mivel szoros kölcsönhatásban fejtik ki hatásukat a személyiség alakulására.
61
3
Kognitív endofenotípusok pszichogenetikai vizsgálata
Kognitív képességeink örökletessége ikervizsgálatok (R. Plomin, 2001), modern GWAS vizsgálatok (Butcher, Davis, Craig, és Plomin, 2008), és modern képalkotó eljárásokkal végzett vizsgálatok (J. A. Fossella és Casey, 2006) alapján egyértelmű. Ugyanakkor nagyon kevés adat áll rendelkezésünkre arról, hogy mely gének vesznek részt az átörökítésben. A kognitív teljesítmény örökletes hátterének kandidáns génvizsgálatai eddig elsősorban a figyelmi deficittel járó rendellenességekre korlátozódtak. Az egészséges személyek kognitív teljesítményét csak igen kevés vizsgálat kutatta szisztematikusan, a legtöbb asszociáció analízis egy adott feladatban mért teljesítménymutató és egy adott kandidáns gén között mutatott ki szignifikáns összefüggést (J. Fossella, és mtsai., 2002). Ugyanakkor nem végeztek szisztematikus genetikai asszociációvizsgálatokat az információ feldolgozáshoz szükséges idő egyéni különbségeivel kapcsolatban. Pedig egyértelmű, hogy az emberek ebben különböznek, logikus tehát az a felvetés, hogy ha a kognitív képességeket öröklött tényezők alakítják, ezek egy része azt befolyásolja, hogy az egyén mennyire gyorsan dolgoz fel a feladat megoldásához szükséges információkat. Ikervizsgálatok eredményei alapján vannak, akik úgy gondolják, hogy az információ feldolgozási folyamatok hatékonyságát alapvetően befolyásoló „sebesség faktor” örökletes, és a feladat típusától függetlenül hat a teljesítményre (Luciano, és mtsai., 2004, McGue, Bouchard, Lykken, és Feuer, 1984). Ezt a hipotézist az egészséges kognitív működéssel kapcsolatban azonban eddig elsősorban idősek mintáin végzett kandidáns génvizsgálatokkal igazolták. Luciano és munkatársai (2009) például asszociációt mutattak ki az Alzheimer kór egyik biomarkere, az APOE ε4 allél és az általános sebesség faktor között 70 éves korban egy skót longitudinális vizsgálatban. Ez a tanulmány arra is rámutatott, hogy ez az összefüggés 10 éves korban még nem egyértelműen kimutatható. Egy angol időseket vizsgáló tanulmányban Miyajima és munkacsoportja (Miyajima, és mtsai., 2008) az agy fejlődésében és működésében fontos szerepet játszó BDNF gén Val66/Met polimorfizmusa és a kognitív tesztekben jellemző általános teljesítménymutató között mutatott ki asszociációt. Munkacsoportunk számos dopaminerg kandidáns gén és egészséges fiatal felnőttek kognitív teljesítménymutatóinak összefüggéseit vizsgálta meg az elmúlt években, melynek eredményeit összefoglaló közleményünk a Genes Brain and Behavior folyóiratban megjelenés alatt áll (Szekely, Balota, és mtsai., 2010). Ebben elsőként írtuk le a DRD4 VNTR kandidáns gén asszociációját a kognitív feladatokban mért reakcióidővel. Az alábbiakban részletesen bemutatom a vizsgálatsorozat előzményeit, az alkalmazott eszközöket és módszereket,
62
valamint a legérdekesebb eredményeket. A kutatás célja egy általános információ feldolgozási sebesség endofenotípus kialakítása, illetve ennek hátterében kandidáns dopaminerg polimorfizmusok szerepének igazolása volt. A vizsgálatban nagyszámú résztvevő reakcióidő adataival dolgoztunk, a személyek különböző feladatokban vettek részt. Nem olyan specifikus kognitív teljesítményre voltunk itt kíváncsiak, mint amilyen a fókuszálás, vagy szelektív figyelmi képesség. Az általános feldolgozási sebesség endofenotípussal azt mértük, hogy a személy milyen gyorsan volt képes helyes válaszokat adni abban a kognitív feladatban, melyet végzett. Az egyénre jellemző reakcióidőt feladatonként standardizáltuk, így a különböző feladatokban mért válaszidő adatokat összevonva, igen nagyszámú résztvevő adatain végezhettünk asszociációelemzéseket.
3.1 A figyelem és figyelemzavar kandidáns génjei Azt, azonban, hogy valaki milyen jól teljesít egy kognitív feladatban számos tényező befolyásolja: például a feladat nehézsége, a személy koncentrálása – figyelmének fókusza, intelligenciája, stb. Nyilvánvaló, hogy ezek közül az öröklött faktorok nem minden tényezőre egyformán hatnak. A legtöbb pszichiátriai genetikai tanulmány a figyelemhiányos hiperaktivitási zavarról született, melyek az elsősorban a fiúgyermekekre jellemző kognitív működési probléma genetikai rizikófaktorait próbálták meg azonosítani. Hasonlóan alapos kutatásokat folytatnak az időskori kognitív funkcióromlás hátterében legfontosabb szerepet játszó Alzheimer kór örökletes tényezőivel kapcsolatban is. Más kutatócsoportok az egészséges kognitív működést összetevőire bontva, az egyes részfunkciók (pl. figyelem, memória, verbális működés, stb.) hátterében igyekeznek egyedi génhatásokat azonosítani. A legtöbbet vizsgált ilyen kognitív összetevő a figyelmi rendszer, melynek működésében a dopamin rendszer génjeinek a kutatási eredmények alapján kiemelt szerepe van. A
D4-es
dopamin
receptor
gén
polimorfizmusait
és
pszichológiai-pszichiátriai
asszociációvizsgálatait a 1.3.1 alfejezetben mutattam be. Polimorfizmusai közül a DRD4 VNTR például fontos a figyelem diszfunkciójával jellemezhető gyermekkori zavar kialakulásában: 7-es allél jelenlétében valószínűbb az ADHD kialakulása (D. Li, Sham, Owen, és He, 2006). A DRD4 gén egyik promoter polimorfizmusa, a DRD4 –521 CT SNP szintén befolyásolja a kognitív működést. Munkacsoportunk temperamentummal kapcsolatos asszociáció vizsgálataiban – más szerzők eredményeivel összhangban – kimutatta, hogy a C allél mellett magasabb újdonságkeresés pontszám jellemző (Munafo, Yalcin, Willis-Owen, és Flint, 2008, Okuyama, és mtsai., 2000, Ronai, Szekely, és mtsai., 2001). Bellgrove és munkatársai (2005) azt is kimutatták, hogy DRD4 polimorfizmusai közül mind a VNTR,
63
mind pedig a –521 CT szerepet játszik ADHD-s gyermekek kognitív teljesítményében. A DRD4 120 bp dup szintén az ADHD rizikófaktora (Kereszturi, és mtsai., 2007, McCracken, és mtsai., 2000). Ez a polimorfizmus a DRD4 promoter régiójában található 120 bp-os duplikáció, mely feltehetően a DRD4 gén kifejeződésében tölt be fontos szerepet. Kandidáns génvizsgálatok eredményei alapján a D2-es dopamin receptor gén változatai számos jellemzővel asszociálnak, melyek között szerepel például a szkizofrénia, az alkoholizmus, a dohányzás, az ADHD, a szerfüggőség, illetve egyes személyiségvonások, elsősorban az impulzivitás (Yu, Clyne, Khoury, és Gwinn, 2010). Ezek a génváltozatok igen fontosak a figyelmi funkciók genetikai hátterének feltérképezésében is. Az alkoholizmus kialakulásában más dopamin receptorokhoz képest a DRD2-nek kiemelt szerepe van (Le Foll, Gallo, Le Strat, Lu, és Gorwood, 2009). A gén legszélesebb körben vizsgált polimorfizmusa a TaqIA SNP, mely újabb kutatási eredmények alapján a DRD2-vel szomszédos génben lokalizálódik (Neville, Johnstone, és Walton, 2004). A DRD2/ANKK1 TaqIA különösen egyes függőségi endofenotípusok vonatkozásában jelentős, mint amilyen például a figyelmi kontroll és gátlási funkciók (Rodriguez-Jimenez, és mtsai., 2006). Fossella és munkatársai egészséges személyekkel végeztek fMRI vizsgálatokat, melynek eredményei alapján a TaqIA polimorfizmus összefüggésben volt egy speciális agyi területen produkált aktivitásmintázattal miközben a tesztelt személyek az Attention Network Test (ANT) feladatot végezték (J. Fossella, Green, és Fan, 2006). A COMT dopamin bontó enzim génjét a 1.3.3 fejezetben részletesen bemutattam, mely a DRD2 mellett a szkizofrénia legtöbbet vizsgált kandidáns génje (Yu, Clyne, Khoury, és Gwinn, 2010). A COMT Val/Met polimorfizmusát széles körben vizsgálják a kognitív funkciókkal kapcsolatban (Tunbridge, Harrison, és Weinberger, 2006), elsősorban a figyelmi kontroll vonatkozásában (pl. Blasi, és mtsai., 2005). Ez a génvariáns összefüggést mutat a hipnózis iránti fogékonysággal is (Lichtenberg, Bachner-Melman, Gritsenko, és Ebstein, 2000, Szekely, Kovacs-Nagy, és mtsai., 2010), munkacsoportunk ehhez kapcsolódó eredményeit a 4. fejezet részletezi. A Dopamin transzporter (DAT 1) a neurotranszmisszió kulcsfontosságú eleme (lásd 1.4.1 alfejezet). Hosszúság polimorfizmusa az ADHD egyik jól ismert rizikófaktora, azonban figyelemhiányos hiperaktivitási szindrómával diagnosztizált gyermekeket vizsgálva Bellgrove és munkatársai összefüggést mutattak ki az ADHD egy alcsoportjaként jellemezhető specifikusan bal oldali figyelmetlenség és a DAT 1 között (Bellgrove, Hawi, Kirley, és mtsai., 2005). Később hasonló összefüggést sikerült kimutatniuk egészséges gyermekek téri figyelmi
64
képességeivel kapcsolatban (Bellgrove, és mtsai., 2007). Greene és munkatársai hasonló eredményeket kaptak egészséges felnőtt személyek téri képességeit vizsgálva (Greene, Robertson, Gill, és Bellgrove, 2010).
3.2 A figyelmi rendszer összetevői és mérésük: Attention Network Test (ANT) Fossella és munkatársai egy olyan egyszerű reakcióidő feladatot dolgoztak ki (ANT), mely a figyelmi rendszer három összetevőjét (a figyelmi készültséget, a figyelmi fókuszt, illetve a szelektív figyelmet) képes mérni (J. Fossella, és mtsai., 2002). Az ANT tesztet kidolgozó munkacsoport adatai alapján ezek a mérőszámok megbízhatóak, és 52 ikerpár vizsgálata alapján a végrehajtó funkció mérőszám örökletességi mutatója 89% (J. Fossella, és mtsai., 2002). A tesztet több kandidáns génvizsgálatban is használták (pl. Konrad, és mtsai., 2010, Oedegaard, és mtsai., 2010, Sobin, Kiley-Brabeck, és Karayiorgou, 2005, Takarae, Schmidt, Tassone, és Simon, 2009, Thimm, és mtsai., 2010), egyszerűsége miatt a feladat jól alkalmazható klinikai minták tesztelésére. A teszt szabadon letölthető a szerzők honlapjáról (http://www.sacklerinstitute.org/users/jin.fan/). A figyelmi készültség (alerting) azt jelenti, hogy a feladatot megoldó személy magas fokú érzékenységet alakít ki, és tart fenn a beérkező ingerekre. A fókuszált figyelem (orienting) a feladatot megoldó személy azon képessége, hogy a beérkező ingerekből képes kiszűrni a feladat megoldása szempontjából fontos ingereket. A végrehajtó funkció (executive control) olyan figyelmi feladatokban vizsgálható (pl. Stroop feladat), melyekben konfliktus van a beérkező ingerek (egy része) és a célinger között. Ez a funkció azt méri, hogy a személy szelektív figyelmi rendszere mennyire hatékony a konfliktus feloldásában, mennyire képes a feladat megoldását zavaró ingereket kiszűrni, legátolni. Az ANT feladatban a személy az instrukció alapján az egyes próbákban elsőként megjelenő fixációs „+” jelre fókuszál a számítógép képernyőjén (kivéve, ha a célinger megjelenését megelőzően4 csillagok jelzik számára, hogy a célinger a fixációs kereszt alatt vagy fölött fog megjelenni), miközben jobb és bal mutatóujját készenlétben tartja a számítógép két gombján. A célinger 5 db rövid vízszintes vonal közvetlenül egymás mellett a képernyőn, a vonalak végein azonos vagy különböző irányba mutató nyilak lehetnek (pl. , vagy
,
). A személy feladata, hogy a középső nyíl irányának
megfelelően minél gyorsabban nyomja le a gombot a jobb vagy bal mutatóujjával.
4
Az ANT feladatban a 100 ezredmásodpercig látható csillag mindig 400 ezredmásodperccel előzte meg a célingert. Ez probléma lehet, mivel a személyek a feladat nehézségétől független reagálási ritmusba kerülhetnek. 65
Vannak olyan próbák, ahol nincs csillag a fixációs kereszt
megjelenése után, itt egy idő
után a célinger jelenik meg (a fixációs kereszt fölött, alatt, vagy középen). Más próbákban a
fixációs kereszt helyén
vagy a alatta és fölötte is megjelenő csillagok
csupán azt
jelzi, hogy a vonalak hamarosan meg fog jelenni a célinger. Végül vannak olyan próbák, ahol
a
vagy
jelzések alapján a személy tudja, hogy a célinger a fixációs kereszt alatt,
illetve felett fog megjelenni. A célinger típusai és a figyelmi fókuszt orientáló jelzések random váltakoznak a kb. 15 perces feladat próbái során. A három figyelmi rendszer működési hatékonyságát minden személynél az egyes próba-típusokban mért átlagos reakcióidő összehasonlításával elemezték: A figyelmi készültség rendszer működését a célinger megjelenését jelző csillag hatása alapján vizsgálták: a jelzés nélküli
a dupla
próbákban produkált átlagos reakcióidőből kivonták
jelzést követő próbák átlagos reakcióidejét. Minél nagyobb ez a mérőszám,
annál hatékonyabb a személy figyelmi készültsége. A fókuszált figyelmi rendszer működését a személy figyelmét a térben felfelé vagy lefelé orientáló jelzések hatása mutatta: a középen megjelenő csillag
(mely nem ad információt
a célinger helyéről) próbáinak átlagos reakcióidejéből kivonták a térben orientáló jelzéseket
használó próbák (
és
) átlagos reakcióidejét. Minél nagyobb ez a mérőszám, annál
hatékonyabb a személy figyelmének irányításában. A végrehajtó funkció működését (a szelektív figyelmi funkció hatékonyságát) a célinger alapján mérték fel. Abban a próbában, ahol csupán egy nyíl van középen (pl.
)a
középső nyílhoz, mint célingerhez képest semleges a többi inger. Kongruens az a próba, ahol
66
a középső nyílnak megfelelően a többi is jobbra vagy balra mutat (pl. végül inkongruens minden más próba (pl.
,
). És
), ahol a személynek a
középső nyíllal ellentétes „zavaró” nyilakból származó konfliktust fel kell oldania a helyes válaszhoz. E konfliktus feloldásához szükséges időt úgy számolták ki, hogy az inkongruens próbák átlagos reakcióidejéből kivonták a kongruens próbákban produkált átlagos válaszidőket. Ha ez a különbség kicsi, akkor a személy a kongruens próbákhoz hasonlóan hatékonyan oldja meg az inkongruens próbákat is. Ha azonban a végrehajtó funkciót jellemző mérőszám értéke nagy, akkor a személy a kongruens próbákban mutatott reagálási sebességéhez képest jellemzően lassabban oldja meg a feladatot a konfliktusos információt is tartalmazó próbákban. Összefoglalva tehát az ANT feladatban tesztelt három figyelmi funkció működési hatékonyságát jellemző mérőszámok:
A figyelmi készültség hatékonyságát mérő ezredmásodperc érték tehát arról ad információt, hogy egy átlagos próbában mennyi időt spórol az egyén számára, ha van a célinger megjelenésére utaló jelzés. A nagyobb érték hatékonyabb információ feldolgozásra utal.
A fókuszált figyelem hatékonyságát mérő szám azt mutatja meg, hogy mennyivel gyorsabb a személy, ha a jelzés téri információt is közvetít számára, ha ez a szám nagy, a figyelem irányítása jó.
Végül a szelektív figyelmi funkció mérőszáma arról ad számot, hogy milyen hatékony az egyén figyelmi rendszere a célingerrel konfliktusban álló, „megtévesztő” ingerek mellett. Itt azonban a nagyobb érték a végrehajtó funkciók kevésbé hatékony működését jelzik.
3.3 Egészséges személyek figyelmi funkcióinak asszociáció vizsgálata Egészséges személyek kognitív működésének genetikai hátterét eddig elsősorban a figyelmi rendszerrel kapcsolatban vizsgálták. A figyelmi feladatok teljesítményét az eredmények alapján számos öröklött faktor alakítja (lásd ebben a témakörben írt összefoglalókat: Bellgrove és Mattingley, 2008, J. A. Fossella, Sommer, Fan, Pfaff, és Posner, 2003, Goldberg és Weinberger, 2004, Posner, Rothbart, és Sheese, 2007). A kutatók elsősorban arra voltak kíváncsiak, hogy a tesztelt genetikai variánsok hogyan befolyásolják a figyelmi rendszer egy adott összetevőjének működését (például a figyelem fenntartását, vagy a fókuszált figyelmet, a figyelmi váltást, illetve a megosztott figyelmet). Endofenotípusként különböző kognitív feladatokban produkált teljesítményt mérő összpontszámot vagy az átlagos reakcióidő mutatót használták. A rendelkezésre álló szakirodalmi adatok csak kevés jól reprodukált bizonyítékkal szolgálnak a DRD4, DRD2, COMT vagy DAT 1 gének polimorfizmusai és az egészséges figyelmi funkciók asszociációjával kapcsolatban.
67
Fossella és munkatársai (J. Fossella, és mtsai., 2002) például 200 egészséges fiatal felnőtt vizsgálata alapján a DRD4 gén VNTR polimorfizmusát a végreható funkció működésével hozták kapcsolatba. Négy kandidáns gén (DRD4, DAT, COMT, és MAOA) hatását tesztelték a figyelmi összetevőkben produkált teljesítményre, melyet az Attention Network teszt (lásd 3.2 alfejezet) segítségével mértek. Az asszociáció vizsgálat egyik legfontosabb kérdése az volt, hogy a kandidáns gének az általános teljesítményt vagy az egyes figyelmi összetevők működését befolyásolják. A vizsgálatban 220 18-50 éves amerikai személy vett részt, az eredmények alapján az ANT feladatban mért átlagos válaszidő nem különbözik szignifikánsan az egyes genotípus csoportokban. Az egyes figyelmi rendszereket mérő specifikus mutatók hátterében sem volt kimutatható egyértelmű genetikai hatás. Számos génnel
találtak
gyenge
asszociációt,
ilyen
például
jelen
dolgozat
szempontjából
kulcsfontosságú összefüggés a végrehajtó funkció működése és a DRD4 VNTR polimorfizmus között. Azonban az eredmény csak akkor szignifikáns, ha egy sajátos, módszertanilag kifogásolható genotípus csoportosítást alkalmaznak a szerzők:5 A figyelmi rendszer végrehajtó funkciója hatékonyabb volt a DRD4 VNTR 2,2 és 7,7 genotípusokat tömörítő csoportban, mint a 2,4; 4,4 és 4,7 genotípusokat tartalmazó összevont csoportban. A szerzők konklúziója alapján fontos a cikk eredményeinek megismétlése. Szerintük az asszociációk kimutatásához nagyobb elemszámú vizsgálatokra lenne szükség, illetve azt hangsúlyozzák, hogy mivel egyik polimorfizmus sem mutatott szignifikáns asszociációt az átlagos reakcióidővel kapcsolatban, valószínűsíthető, hogy a genetikai hatások specifikus neurológiai funkciók működésében érhetők tetten. Munkacsoportunk megjelenés alatt álló eredményei szorosan kapcsolódnak ehhez a témakörhöz, eredményeink az ANT feladathoz hasonló választásos reakcióidő feladatban Fossella munkacsoportjának eredményeihez hasonlóan nem mutatnak jelentős pszichogenetikai eredményeket. Azonban a feladatfüggetlen reakcióidő endofenotípust használva egy igen megbízható DRD4 VNTR hatást sikerült igazolnunk (Szekely, Balota, és mtsai., 2010).
5
A DRD4 VNTR polimorfizmusnak igen nagy számú genotípusa van, melyek előfordulási gyakorisága igen különböző az egyes populációkban (Chang, Kidd, Livak, Pakstis, és Kidd, 1996). A leggyakoribb csoportosítás a 7-es allél jelenléte alapján kialakított két csoport (lásd az 1.6.2 alfejezet példáját). Fossella és munkatársai a cikkükben leírtak alapján számos csoportosítás kipróbálása csupán ebben az egyetlen (nem túl logikusan összevont) csoportosításban találtak szignifikáns asszociációt. Azonban ha a cikkben megadott allél gyakoriságok (2-es allél: 10%, 4-es allél 74%, 7-es allél 14%) alapján kiszámoljuk, hogy hány személy adatait átlagolták ebben a két csoportban, láthatjuk, hogy a 2,2 és 7,7 genotípusokat tömörítő csoportban csupán 6 személy adatai szerepelhettek: (0,01+0,0196)x200=6. Ezt az eredményt tehát óvatosan kell kezelni. 68
3.4 A kutatás előzményei: igény egy objektív „kitartás” endofenotípus kidolgozására Doktoranduszi témám kutatásait szoros kollaborációban végeztem a kaliforniai egyetem nyelvi kutató központjával (Center for Research in Language, University of California, San Diego), mely a beszédfolyamatok összetevőinek nyelvek közötti összehasonlításával foglalkozik. 1998-ban kapcsolódtam ahhoz az interkulturális programhoz, mely egy kiterjedt, több nyelvre standardizált képi ingerkészlet kidolgozását tűzte ki célul. A program keretében elsőként 520 tárgyakat ábrázoló képet standardizáltunk egy új számítógépes képmegnevezési reakcióidőt mérő eljárás segítségével angol, német, spanyol, olasz, bolgár, magyar és kínai nyelven. A standard eljárás és mérőmódszerek biztosították az eljárás magas szintű megbízhatóságát (Szekely, és mtsai., 2003), ezáltal lehetőség nyílt az adatok nyelvek közötti összehasonlító analízisére. Az interkulturális vizsgálatok eredménye egy közel félmillió reakcióidő és válasz adatból álló komplex adatbázis (Szekely, Jacobsen, és mtsai., 2004), melyből a lexikális feldolgozás szempontjából kritikus változókat definiáltunk, és ezeket nyelvek szerint hasonlítottuk össze (Bates, és mtsai., 2003). Egy további 275 cselekményt ábrázoló képi ingeranyag angol nyelvű vizsgálatban lehetőségünk nyílt a képmegnevezési reakcióidő szófaji összehasonlítására, melynek során érdekes eltéréseket tapasztaltunk a tárgyak, illetve a cselekmények megnevezési teljesítményében (Szekely, és mtsai., 2005). A magyar nyelvű vizsgálatok eredményei (Szekely, 2002) is megerősítették, hogy a cselekmények megnevezése lassabb, a válaszok pedig változékonyabbak, mely nem magyarázható a képmegnevezés hagyományos elméleteivel, melyek a szógyakorisági hatásokra helyezik a hangsúlyt a megnevezési látenciaidővel kapcsolatban. A program célkitűzésével összhangban a kutatás során kidolgozott ingeranyagot, a hét nyelv standardjait, illetve
a
kapott
eredményeket
hozzáférhetővé
tettem
a
világhálón
(http://crl.ucsd.edu/~aszekely/ipnp/). Prof. David Balota (Washington University, St. Louis) kognitív pszichológiai csoportja kidolgozott egy olyan számítógépes feladatsort, mely a figyelmi rendszer egyes összetevőit: a figyelmi készültséget, a fókuszált és a megosztott figyelmi teljesítményt, illetve a figyelmi váltást méri. A fókuszált figyelmi teljesítmény pszichogenetikai elemzéséhez ebből a feladatsorból a Simon teszt magyar adaptációját használtuk fel. Az, hogy egy vizsgálati személy milyen gyorsan reagál egy reakcióidő vizsgálat során, nyilvánvalóan egyéni adottságoktól is függ. A beszédprodukció nyelvi összehasonlításánál ezért 30-50 azonos nyelvű személy egy-egy ingerre adott átlagos reakcióidejét használtuk fel
69
az elemzésekben. Az adatok feldolgozása során érdekes egyéni különbségekre is felfigyeltem, melynek lehetséges öröklött háttere a pszichogenetikai szakirodalomban ekkor még kidolgozatlan terület volt. A temperamentumdimenziókkal kapcsolatos korábbi eredményeink alapján, melyeket a 2.4 alfejezet tárgyal részletesen, a DRD4 gén kódoló régiójában található 7-es típusú VNTR változatot hordozó férfiak alacsonyabb „kitartással” jellemezték magukat (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). Ezekből az eredményekből kiindulva fogalmazódott meg az igény objektív, nem önbeszámolón alapuló viselkedéses jegyek mérésére, melyek endofenotípusként használhatók a genetikai asszociációelemzésekben. A „kitartás” dimenziót jellemző ilyen jelleg lehet például egy hosszan tartó, fókuszált figyelmet igénylő feladatban adott átlagos válaszidő. A különböző feladatokban mért reakcióidő adatokból kialakított mérőszámokat, mint lehetséges endofenotípusokat teszteltem a kognitív teljesítmény kandidáns génvizsgálataiban.
3.5 A kutatás résztvevői, genetikai validálás és egy új kognitív endofenotípus A fentebb megfogalmazott hipotézist olyan magyar fiatal felnőtt személyek adatai alapján teszteltük, akik az elmúlt években részt vettek a pszichogenetikai laborban zajló valamilyen reakcióidő vizsgálatban, valamint a fájdalommentes DNS mintavételhez (1.5.2 alfejezet) is hozzájárultak. A 2.3 alfejezetben bemutatott kérdőíves mintavételhez hasonlóan a résztvevőket semmilyen szempont alapján nem szűrtük, így jellemzően a felsőoktatásban résztvevő, lelkes pszichológus, bölcsész és orvosegyetemi hallgatók jelentkeztek a vizsgálatokra. A sikeresen izolált DNS-sel és fenotípus adattal rendelkező 247 személy nemi aránya 26% férfi és 74% nő, életkoruk 18-33 éves korig változott, az átlagéletkor 22.9 (±4.1) év volt. Az sikeresen meghatározott genotípusok száma 234 és 245 között variált. 3.5.1
Az elemzett dopaminerg génváltozatok validálása
A vizsgálatban szereplő kandidáns dopaminerg génváltozatok szakirodalmi adatok alapján az ADHD rizikófaktorai, vagy a kognitív funkciók működésével hozhatók kapcsolatba (lásd 3.1 alfejezet). A részletesen bemutatott DRD4 VNTR polimorfizmus mellett a DRD4 gén egyik promoter polimorfizmusát (–521 CT SNP) is bevontuk a vizsgálatba. Teszteltük továbbá a D2-es dopamin receptor DRD2/ANKK1 TaqIA SNP polimorfizmusát, a dopamin bontó COMT Val/Met génvariánsait, valamint a szinaptikus résbe ürült dopamin visszavételéért felelős DAT 1 VNTR génváltozatokat. A DNS izolálás, és a genotípusok meghatározása a korábban
bemutatott
módszerek
alapján
történt
a
Semmelweis
Egyetem
PCR
laboratóriumában (lásd: 1.5.3).
70
A DRD4 hosszúság polimorfizmus genotípusainak jelen mintában tapasztalt gyakoriság értékeit mutatja be a 10. táblázat. A vizsgálatban mért további polimorfizmusok génváltozatainak eloszlását az 11. táblázat összegzi. A genetikai módszerek megbízhatóságát igazoló Hardy-Weinberg (lásd 1.6.1 alfejezet) egyensúlyt minden vizsgált polimorfizmus esetében igazoltam: a mért gyakoriság értékek Khi2-próba alapján nem különböztek szignifikánsan a Hardy-Weinberg egyensúly alapján számolt gyakorisági értékektől. Genotípus
22 24 27 28 34 37 38 44 45 46 47 48 77 78 44 47 77
Gyakorisági értékek Khi2 próba mért várt N % N % Szignifikancia 2 0,8 31 12,7 27 11,3 7 3,0 7 2,9 1 0,4 7 2,9 11 4,5 3 1,2 8 3,3 1 0,4 p=0,171 114 46,5 115 49,0 2 0,8 1 0,4 63 25,7 62 26,2 2 0,8 2 8 3,5 5 1 0,4 114 62,6 116 63,9 63 34,6 5
2,8
59 32,1 7
p=0,563
4,0
10. táblázat A 48 bp DRD4 VNTR genotípusok Hardy Weinberg egyensúlya Mivel a DRD4 VNTR polimorfizmusban igen sokféle genotípusa előfordul, melyek közül egyesek igen ritkák, a Hardy-Weinberg egyensúlyt tesztelő eloszlásvizsgálatot csak azokra a genotípusokra számoltam, melyeknek gyakorisága legalább 2%, ezeket a táblázat felső részében szürke háttér jelzi. Kiszámoltam továbbá a Hardy-Weinberg egyensúlyt tesztelő eloszlás-mutatót csak a két leggyakoribb (4-es és 7-es ismétlődésű) allél változatokat hordozók három lehetséges genotípusára is, ez a táblázat alsó részében látható.
A DRD2/ANKK1 TaqIA SNP esetében tapasztalt szignifikancia érték közelíti az 5%-os határértéket. Az allélvariánsok közül a T igen ritka, így a TT homozigóta genotípus is csupán 2 személynél volt jelen a vizsgált mintában (a számolt gyakoriságok alapján 7 személy jelenléte lett volna indokolt). Sajnos ilyen ritka genotípusok önálló elemzéséhez az
71
alkalmazott minta elemszáma nem megfelelő, ezért az asszociáció elemzésekben a szakirodalomban általános összevont genotípus kategóriákat alkalmaztam (T nincs / T van).
Kandidáns gén
Polimorfizmus 120 bp duplication
DRD4 –521 CT SNP (rs1800955)
DRD2/ ANKK1
TaqIA SNP (rs1800497)
COMT
Val158Met SNP (rs4680)
DAT 1 40 bp VNTR (SLC6A3)
N Genotípus (mért) 11 12 22 CC CT TT CC CT TT AA AG GG 99 9 10 10 10
3 60 171 43 115 63 160 81 2 73 115 50 28 100 112
Mért gyakorisági érték (%)
Várt gyakorisági érték (%)
1,3 25,6 73,1 19,5 52,0 28,5 65,9 33,3 0,8 30,7 48,3 21,0 11,6 41,7 46,7
2,0 24,2 73,8 20,7 49,6 29,7 68,1 28,9 3,0 30,1 49,5 20,4 10,5 43,9 45,6
Khi2 próba Szig.
p=0,671
p=0,764
p=0,054
p=0,931
p=0,738
11. táblázat További tesztelt genotípus kategóriák gyakoriság értékei a mintában 3.5.2
A résztvevők egyéni kognitív teljesítményét mérő feladatok
A pszichogenetikai vizsgálatokhoz hat kognitív reakcióidő feladat adatait használtuk fel. Minden személy csak egy feladatban vett részt. A Simon feladat a résztvevők (N=123) azon képességet mérte, hogy a személy mennyire képes kiszűrni a feladat sikeres végrehajtása szempontjából célravezető feldolgozási útvonalat egy sor más, önkéntelenül aktiválódó feldolgozási útvonal közül. A közismert Stroop feladathoz hasonlóan itt is konfliktus van a beérkező ingerek (egy része) és a célinger között. Ebben az egyszerű feladatban a személy gombnyomással jelezte a képernyőn megjelenő célinger (jobbra vagy balra mutató nyíl) irányát, függetlenül attól, hogy az a képernyőn hol jelent meg (jobb, vagy baloldalon). A Simon feladat jelen vizsgálatban alkalmazott magyar adaptációjának részletes leírását a dolgozat melléklete tartalmazza. A
többi
résztvevő
(N=122)
öt
kognitív
feladat
valamelyikét
végezte
el
egy
beszédfolyamatokat vizsgáló interkulturális kutatás standardizáló eljárás részeként. Ők vagy magyar nyelven neveztek meg egy random módon bemutatott több száz képből álló sorozatot, vagy a képekre adott leggyakoribb válaszok szókiolvasási, illetve szóismétlési feladataiban vettek részt. A vizsgálat eredeti, interkulturális standardizálási célkitűzése mellett (lásd a 72
kutatás előzményeit a 3.4 alfejezetben) a vizsgálat résztvevőitől gyűjtött DNS minta lehetővé tette a válaszidő egyéni különbségeinek genetikai asszociáció vizsgálatát is. A személyek egy képernyő előtt ültek, fejükön fejhallgató, válaszaikat mikrofon segítségével rögzítettük. Az öt feladatban az alábbi ingerek valamelyike szerepelt: látott képek (melyek cselekményeket ábrázoltak), látott szavak (tárgyak vagy igék), hallott szavak (tárgyak vagy igék). A 30-60 perces feladatok során a személyeket arra kértük, hogy hangosan, röviden, egy vagy két szóval nevezzék meg a képernyőn megjelenő képeket, vagy olvassák ki a képernyőn megjelenő szavakat, illetve ismételjék meg a hallott szavakat, amilyen gyorsan csak tudják. A válaszokat rövid (1-2 másodperces intervallumon belül random váltakozó) szünet után újabb inger követte6. (Egy feladatban csak egyféle inger és instrukció szerepelt). 3.5.3
A fenotípusos adatok jellemzése és a feladat-független reakcióidő endofenotípus
Az asszociáció elemzésekhez a nyers reakcióidő adatokból csak a pontosan regisztrált, helyes válaszokat tartottam meg. A hat feladat legfontosabb jellemzőit a 12. táblázat foglalja össze. Az Simon feladatban ez azt jelenti, hogy a személy helyesen a jobb, vagy a bal gombot nyomta le a jobbra vagy balra mutató nyilat ábrázoló inger megjelenését követő 5 másodpercben. A szókiolvasási és szóismétlési feladatokban arra is ügyeltem, hogy a helyes válasz reakcióidejét valóban pontosan a szó kimondásának kezdetén regisztráltuk-e7. A Feladatok jellemzői
Reakcióidő (ms)
Rövidítés Feladat
Inger típusa Válasz típusa Átlag
Szórás N
Simon
Fókuszált figyelem
nyilak
gombnyomás
512,65
71,24 123
Olv-I
Szókiolvasási feladat Igékkel
látott szavak
verbális válasz
499,11
47,86
15
Olv-F
Szókiolvasási feladat Főnevekkel látott szavak
verbális válasz
501,00
55,59
14
Ism-I
Szóismétlési feladat Igékkel
hallott szavak verbális válasz
830,30 148,47
30
Ism-F
Szóismétlési feladat Főnevekkel
hallott szavak verbális válasz
845,26 129,21
29
Kép-I
Képmegnevezési feladat Igékkel képek
verbális válasz 1386,97 225,68
34
12. táblázat Az asszociációelemzésekhez használt kognitív feladatok jellemzői Az átlag és szórás értékek ezredmásodpercben (ms) vannak megadva. Az „N” az adott vizsgálatban részt vett személyek számát jelöli. A genetikai asszociáció elemzések eredményeinek bemutatásánál (lásd alább) a hat feladatot az itt bevezetett rövidítésekkel jelöltem. 6
A soron következő inger bemutatását megelőző random módon váltakozó idejű szünet elősegíti a személy figyelmi orientációját, és meggátolja a válaszadás ritmusának automatizálódását, mely a reakcióidő mérést torzítaná. A vizsgálat módszertani aspektusait részletesen bemutató közlemény: (Szekely, és mtsai., 2003). 7 A választ érzékelő mikrofon egyes esetekben a választ megelőző levegővételre reagált, vagy csupán a válasz második, vagy harmadik szótagjának elhangzásakor rögzítette a reakcióidőt. Ezt a személy mögött ülő kísérletvezető regisztrálta a számítógép képernyőjének szélén megjelenő hangdetektálási jelzések alapján. Az ilyen pontatlan reakcióidővel rögzített válaszokat nem tartottuk meg. A vizsgálat módszertani aspektusainak részletei: (Szekely, és mtsai., 2003). 73
A képmegnevezési feladatban a helyes válasz azonban igen sokféle lehetett, hiszen egy
cselekményt ábrázoló képet (pl.
) legtöbben a „tüsszent” szóval nevezték meg, de
előfordult más, a képet helyesen leíró válasz is, pl. „tüsszög”, „köhög”, „prüszköl”, vagy „hapcizik”. Itt tehát megtartottam minden pontosan regisztrált, az adott képet röviden leíró választ. Az asszociáció elemzések első lépésében feladatonként teszteltük a DRD4 VNTR genetikai hatását. Mivel azonban egy-egy feladatban esetenként csak igen kis létszámú személy vett részt, nem különböztettük meg a feladatokat szófajonként ott, ahol ezt statisztikai elemzés indokolta: Az igékkel és főnevekkel végzett szókiolvasási feladatok átlagos reakcióideje nagyon hasonló volt (ezeket a 12. táblázatban világosszürke háttér jelzi). Az egyéni különbségek genetikai hátterének elemzésénél ezért ezeket egy feladatként kezeltük. Hasonlóképpen jártam el az igékkel és főnevekkel végzett szóismétlési feladatok esetében, mivel a mintában tapasztalt átlagos reakcióidők között itt sem volt szignifikáns különbség (sötétszürke háttérrel kiemelve az 12. táblázatban). Az asszociáció elemzések második lépésében egy olyan új endofenotípust használtunk, mely a feladat típusától független skálán méri a személy információ feldolgozási sebességét. Ehhez minden személyt a teljes feladat során mért összes válaszának átlagos reakcióidejével jellemeztem. Majd ahhoz, hogy a különböző feladatokat elvégző személyek adatait egyesíteni tudjam, ezeket az átlagos reakcióidő értékeket feladatonként standardizáltam. Így minden személy esetében kaptam egy egyénre jellemző reakcióidő mérőszámot, mely feladattípustól függetlenül azt jelzi, hogy a személy általában hány ezredmásodperc alatt volt képes helyes válaszokat megadni. Ez mérőszám a feladat-független válaszidő lehetséges endofenotípusa. 3.5.4
Kor és nem, mint a kognitív teljesítményt befolyásoló tényezők
A kognitív feladatokban résztvevők átlagos reakcióidő teljesítménye nem volt lineáris kapcsolatban az életkorukkal (a Pearson és Spearman-féle korrelációs értékek nullához közeliek mind a nyers, mind pedig a standardizált reakcióidő adatok alapján). Ennek ok valószínűleg az, hogy a személyek zöme (80%) 18-25 éves volt. Ugyanakkor a hat feladatból kettő
esetében
szignifikáns
nemi
különbségek
mutatkoztak
a
résztvevők
egyéni
teljesítményében: A Simon figyelmi feladatban, ahol a személyek gombnyomással reagáltak, a férfiak átlagosan 42ms-al voltak gyorsabbak, mint a nők t(122) = 2.966, (p=0,004). A
74
verbális feladatok közül a főnevekkel végzett szókiolvasási feladat (Olv-F) mutatott szignifikáns nemi különbségeket. A férfi résztvevők átlagosan 84 ezredmásodperccel válaszoltak lassabban t(12) = 4.291, (p=0,001), mint a nők. Ezek a nemi különbségek indokolták, hogy a pszichogenetikai elemzésekben a nemet, mint kovariánst figyelembe vegyük.
3.6 A dopaminerg polimorfizmusok és a válaszidő asszociáció elemzései A genetikai asszociációvizsgálatban hat kognitív feladat reakcióidő adatait dolgoztuk fel (minden személy csak egy feladatban vett részt). A feladatok igen változatosak voltak a bemutatott ingerek illetve válaszok szempontjából (nyilak, képek, írott, vagy hallott szavak alapján a személyek gombnyomással vagy verbális válasszal reagáltak). Mivel a hat feladat nehézségi szintje markánsan különbözött, a feladatokra jellemző átlagos reakcióidő értékek 500 és 1400 ezredmásodperc között variáltak (12. táblázat). Ahhoz, azonban, hogy a személy sikeres válaszokat produkáljon, mindegyik feladatban szükség volt arra, hogy koncentráljon az instrukcióban megadott szempontokra, például a gyors és pontos válaszadásra. Az egyes személyek teljesítményében markáns különbségek mutatkoztak (lásd a 12. táblázat szórásmutatóit). Még az egyszerűbb feladatok reakcióidő teljesítményének átlagos ingadozása is 5070 ezredmásodperc között váltakozott). A pszichogenetikai elemzések célja az volt, hogy ezeket az egyéni eltéréseket a dopaminrendszer kandidáns génváltozataihoz kapcsoljuk. 3.6.1
A DRD4 7-es allélt hordozók átlagos válaszideje minden feladatban lassabb
A szakirodalmi adatokból kiindulva első lépésben azt vizsgáltuk meg, hogy az egyik legtöbbet vizsgált genetikai változat, a DRD4 gén III. exonjában található változó számban ismétlődő szekvencia hogyan befolyásolja a különböző feladatok reakcióidő teljesítményét. Mivel ennek a génszakasznak igen nagyszámú allélvariációja létezik, a személyek reakcióidő adatait a szakirodalomban legelterjedtebb genotípus csoportosítás alapján elemeztem a leggyakoribb „hosszú” allél változat megléte (7+) vagy hiánya (7) alapján (Ebstein, és mtsai., 1996). A DRD4 VNTR 7-es alléljának hatását egyszempontos kovariancia analízis alapján térképeztem fel. Első lépésben a négy feladattípusban feladatban külön végeztem el az elemzést, melyben az egyénre jellemző válaszidő átlagérték szerepelt függő változóként, a DRD4 VNTR polimorfizmus, mint csoportosító változó, és a nem, mint kovariáns. A 7-es allélt hordozó személyek átlagos reakcióidejét a 18. ábra szürke oszlopok jelölik.
75
7+ 7-
1600
Átlagos válaszidő (ms)
1400
1200
1000
800
600
400
Simon
Olv
Ism
Kép
18. ábra A 7-es allélt hordozók átlagos válaszideje minden feladatban nagyobb Az Y-hibasávok az átlag hibáját jelölik.
Jól látható, hogy ezt a génváltozatot hordozók minden feladattípusban lassabban válaszoltak, mint a fehér oszlopokkal jelölt személyek, akikben nincs jelen ez a génváltozat. Azonban ez a genetikai hatás a négy feladattípusból jellemzően a nehezebb, verbális feladatokban volt szignifikáns: A szókiolvasási feladatok (Olv: Olv-I és Olv-F) összevont mintájában a különbség markáns F(1,26)=8,081, (p=0,009, η2=0,237, statisztikai erő=0,781). A szóismétlési feladatokban (Ism: Ism-I és Ism-F) kevésbé kifejezett (F(1,56)=4,086, p=0,048, η2=0,068, statisztikai erő=0,511). Itt a válaszok azért lassabbak, mint a szókiolvasás esetében, mert a reakcióidő mérés az inger megjelenésétől a válasz kimondásáig tart. Például a pattogatott kukorica szó esetében a személyek általában (de nem mindig) végighallgatták a teljes szót, mielőtt azt megismételték volna, míg a szókiolvasás esetében gyakran csak néhány szótag elolvasása szüksége a válaszadáshoz. Végül a legnehezebb feladatban, a cselekményeket ábrázoló képek megnevezési teljesítményében (Kép) markáns eltérést tapasztalhatunk a 7-szeres ismétlődésű DRD4 VNTR allél jelenléte alapján F(1,31)=4.645, (p=0,039, η2=0,130, statisztikai erő=0,551). A nemnek, mint kovariánsnak egyik elemzésben sem volt szignifikáns hatása. Fontos azonban megjegyezni, hogy a többszörös tesztelésből fakadó ál-asszociációkat kiküszöbölő ún. Bonferroni korrekció alapján szigorított
76
szignifikancia érték 0,0125. Ezt a kritériumot felhasználva csupán a szókiolvasási feladatok esetében beszélhetünk szignifikáns DRD4 hatásról.8 3.6.2
A standardizált válaszidő és a dopaminerg génváltozatok összefüggései
Mivel a 7-es allél válaszokat lassító hatása valamilyen mértékben minden feladatban jelen volt, a következő lépésben együtt elemeztem a különböző feladatokban részt vett személyek reakcióidő adatait. Ehhez az egyének kognitív információ feldolgozási időét tükröző átlagos reakcióidő adatokat feladatonként standardizáltam (lásd a 3.5.3 alfejezetben). A feladat típusától független reakcióidő mutató segítségével lehetőségem volt a 247 személyből álló teljes minta együttes asszociációelemzésére. Az egyszempontos kovariancia analízisben a standardizált válaszidő mutató függő változóként, a DRD4 VNTR polimorfizmus, mint csoportosító változó, és a nem, mint kovariáns szerepelt. A 13. táblázat elején bemutatott adatok alapján a DRD4 VNTR génváltozatok alapján kialakított csoportok átlagos válaszideje szignifikáns különbséget mutatott. A korábbi eredményekkel összhangban a 7-es allélt hordozók fél szórásnyival lassabban reagáltak, mint azok, akik nem hordozták ezt a génvariánst
F(1,242)=15,046, (p=0,0001, η2=0,059,
statisztikai erő=0,972). A nemnek, mint kovariánsnak nem volt szignifikáns hatása. Az, összevont adatok alapján, tehát szignifikáns asszociációt sikerült kimutatni a kognitív figyelmi teljesítmény egyik legtöbbet vizsgált polimorfizmusával, a DRD4 VNTR-el kapcsolatban. A következő lépésben azt az elméletileg is fontos kérdést vizsgáltam meg, hogy a dopaminerg rendszert kódoló más polimorfizmusokkal kapcsolatban is kimutatható-e hasonló hatás, vagy ez a kognitív jellemző specifikusan a DRD4 VNTR 7-es alléljával függ össze? Ha más polimorfizmusok is hatással vannak a válaszidőre, vajon kimutatható-e a génváltozatok interakciós hatása, vagy ezek a hatások egymástól függetlenek? A jelen vizsgálatban tesztelt dopaminerg polimorfizmusok egyrészt a dopamin D2 és D4 receptorokat kódolják, másrészt a dopamin jel terminálásáért felelős rendszerek kialakításában van szerepük. Az egyszempontos kovariancia elemzésekben standardizált válaszidő szerepelt, mint függő változó, a polimorfizmusok, mint csoportosító változó, illetve
8
Amikor egy hipotézis megválaszolásához több elemzést hajtunk végre, indokolt a szignifikancia szintjét úgy módosítani, hogy a többszörös tesztelésből fakadó ál-asszociációkat kiküszöböljük. Ebben az alfejezetben tesztelt hipotézis összesen négy kovariancia analízist igényelt, így a p<0,05-ös szignifikancia értéket 4-el osztva a p<0,0125-ös szigorított szignifikancia értéket használtam. 77
a nem, mint kovariáns változó. A 13. táblázat foglalja össze az egyes génváltozatok alapján kialakított csoportok átlagos teljesítményét, valamint a statisztikai mutatókat. Kandidáns gén DRD4
Polimorfizmus 48 bp VNTR 120 bp duplikáció
7+ 7 1+
1 CC –521 CT SNP (rs1800955) CT TT DRD2/ ANKK1 COMT
TaqIA SNP (rs1800497) Val158Met SNP (rs4680)
DAT 1 (SLC6A3) 40 bp VNTR
84 161
Standardizált válaszidő 0,30 (±1,05) -0,19 (±0,87)
63 171
-0,12 (±0,73) 0,02 (±1,03)
N
43 115 63 CC 160 CT+TT* 81+2* AA 73 AG 115 GG 50 99 28 9 10 100 10 10 112
ANCOVA Szig.
F(1,242)= 15,046 p=0,0001 η2=0,059, erő=0,972
-0,03 (±0,99) -0,01 (±0,95) 0,02 (±0,95) -0,09 (±0,92) 0,09 (±1,03) -0,04 (±1,03) -0,04 (±0,94) 0,03 (±0,98) 0,03 (±1,00) -0,10 (±0,92) -0,00 (±1,00)
ns (p=0,307) ns (p=0,953) ns (p=0,195) ns (p=0,913) ns (p=0,712)
13. táblázat Dopaminerg polimorfizmusok hatása a standardizált válaszidőre Az átlag és zárójelben a szórás értékek ezredmásodpercben (ms) vannak megadva. Az „N” az adott genotípust hordozó tesztelt személyek számát jelöli. A polimorfizmusok mellett zárójelben az adott SNP pontos azonosítására alkalmas rs szám van feltüntetve. *a TaqIA ritka genotípusát a jelölés szerint csoportosítottam.
A DRD4 VNTR mellett tesztelt ötféle dopaminerg polimorfizmus közül egy sem mutatott szignifikáns asszociációt a standardizált reakcióidő értékekkel. Ugyanakkor fontos azt kiemelni, hogy a többszörös tesztelés következményeként indokolt a DRD4 VNTR polimorfizmus szignifikáns hatásának Bonferroni korrekcióját9 elvégezni. A korrekció után a 7-es allél hatása szignifikáns maradt (az korrigált szignifikancia szint p<0,008). Nem találtam a válaszidőt befolyásoló szignifikáns interakciós génhatást sem.
9
Egy adott hipotézist tesztelő többszörös elemzés indokolja a Bonferroni korrekció alapján módosított szignifikancia érték használatát. A p<0,05-ös szignifikancia értéket elosztottam az elemzések számával (összesen 6 polimorfizmus alapján végeztem kovariancia analízist). A szigorított szignifikancia érték így p<0,008 volt. 78
3.7 Nemi különbségek a DRD4 VNTR válaszidőre gyakorolt hatásában Egy korábbi kutatásban markáns nemi különbséget találtunk a DRD4 VNTR és a kitartás temperamentum dimenzió asszociációjában: 7-es allél hatása csak férfiaknál volt jellemző (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004). Így a válaszidővel kapcsolatban is fontosnak tartottam megvizsgálni a DRD4 VNTR hatás lehetséges nemi különbségeit. Ehhez kétszempontos variancia analízist használtam, melyben a standardizált reakcióidő szerepelt függő változóként, és a nem, illetve a DRD4 genotípusok voltak a csoportosító változók. Az eredmények alapján, melyeket a 19. ábra szemléltet, a DRD4 polimorfizmus főhatása szignifikáns volt F(1,241)=17.447 (p=0,00004, η2=0,068, statisztikai erő=0,986. Ugyanakkor nem tapasztaltam szignifikáns nemi főhatást, sem interakciót. A DRD4 7-es allél hatását az egyes nemi alcsoportokban kétmintás t-próba alapján is igazoltam. Azok a férfiak, akik hordozták a 7-es allélt lassabban válaszoltak a kognitív feladatokban, mint azok a férfiak, akik nem hordozták a 7-es allélt: t(66) = −3.613 (p=0,001). A nőknél ugyanez a különbség kisebb mértékű, de a próba eredménye alapján szignifikáns: t(175) = −2.404 (p=0,02). 7+ 7-
0,8
Standardizált reakcióidő
0,6
0,4
0,2
0,0
-0,2
-0,4
-0,6
Férfiak
Nők
19. ábra A DRD4 7-es allél és válaszidő asszociáció nemi különbségei Az Y-hibasávok az átlag hibáját jelölik.
79
3.8 További elemzési szempontok: fáradás, a feladat hossza, típusa és nehézsége A dopamin D4-es receptort kódoló gén hosszúság polimorfizmusa tehát részt vesz reakcióidő egyéni különbségeinek kialakításában, a 7-es allélt hordozók általában lassabban teljesítenek a kognitív feladatokban. Vajon ez az összefüggés annak köszönhető, hogy akik ezt a génváltozatot hordozzák, hamarabb elfáradnak (vagy figyelmük lankad) ezekben a monoton feladatokban? Ezt a feltételezést alátámasztja, hogy az ADHD-s gyermekek jellemzően hamarabb vesztik el érdeklődésüket egy hosszan tartó, monoton feladat során, mint azok, akik nem jellemezhetők ezzel a gyermekkori figyelemzavarral. A kérdés megválaszolásához a 20. ábra a 7-es allél alapján csoportosított személyek átlagos standardizált reakcióidejét szemléltettem a feladatok teljes időtartama alatt. 700
Reakcióidő (ms)
600
Reakcióidő (ms)
1200
7+ 7–
500 400 300
7+ 7–
1100 1000 900 800 700
200 1
30
60
90
1
120
30
A Simon feladat próbái időrendben
600 500 400 300 200
120
200
260
7+ 7–
1100 1000 900 800 700
1
30
60
90
120
200
260
1 30 60 90 120
Az Olv-I feladat próbái időrendben 700
200
300
400
500
Az Ism-F feladat próbái időrendben 1600
7+ 7–
600
Reakcióidő (ms)
Reakcióidő (ms)
90
1200
7+ 7–
Reakcióidő (ms)
Reakcióidő (ms)
700
60
Az Ism-I feladat próbái időrendben
500 400 300 200
1500 1400 1300
7+ 7–
1200 1100
1 30 60 90 120
200
300
400
Az Olv-F feladat próbái időrendben
500
1
30
60
90
120
170
200
230
260
A Kép-I feladat próbái időrendben
20. ábra A 7+ és 7− csoportok átlagos válaszideje a feladatok teljes időtartama alatt Az X tengely az adott feladat időtengelye, melyen a feladat próbái vannak jelölve. Az Y tengelyen egy 500ms-os intervallumon belül ábrázoltam a 7-es allélt hordozók (vastag vonal), illetve a 7-es allélt nem hordozók (vékony vonal) átlagos válaszidőét. A vonalak egy adott pontja húsz próba átlagos teljesítményét jelöli: pl. a Simon feladat vastag vonalának első pontjának kiszámolásához először átlagoltam minden személyre különkülön a személy első 20 próbában mért válaszlátenciáját, majd átlagoltam ezeket az értékeket azoknál a személyeknél, akik hordozták a 7-es allélt. Az alkalmazott eljárás részletes leírása hasonló adatokon: (Szekely, és mtsai., 2003). 80
Az ábrán jól látható, hogy a vastag vonallal jelölt 7-es allélt hordozó személyek átlagos reakcióideje minden feladatban hosszabb volt, mint azoké, akik ezt a génváltozatot nem hordozzák (vékony vonal). Tehát úgy tűnik, hogy a DRD4 hatás nem fáradási hatásoknak tudható be. Egy további érdekes elemzési szempont, hogy vajon a DRD4 hatás erőteljesebb-e a hosszabb feladatokban, illetve a feladatok vége felé nagyobb eltérést tapasztalhatunk-e 7-es allélt hordozók és nem hordozók teljesítményében? A 20. ábra alapján a 7-es allél mellett jellemző nagyobb válaszidő a feladatok teljes hosszában jelen volt, és a két csoport közötti különbség nagyjából
ugyanakkora
a
feladatok
elején,
közepén
és
végén.
Mindebből
arra
következtethetünk, hogy a feladatok hossza sem befolyásolja a DRD4 hatást. Ugyanakkor a DRD4 7-es allél hatásának mértéke jól láthatóan különbözött az egyes feladatokban. A két vonal közötti távolság az egyszerű fókuszált figyelmi feladatban (Simon) a legkisebb, a szókiolvasási (Olv-I és Olv-F) és szóismétlési (Ism-I és Ism-F) feladatokban nagyobb, és végül a legmarkánsabb különbség a képmegnevezési feladatban jellemző (Kép-I). Pontosan miben különböznek ezek a feladatok? Két fontos szempont szembeötlő: a válaszok típusa (verbális: Olv, Ism és Kép vagy gombnyomásos: Simon), illetve a feladat nehézsége, melyet az Y tengelyen megadott 500 ezredmásodperces intervallum határértékei jeleznek. A feladat típusa alapján úgy tűnik, hogy a verbális válaszokat igénylő feladatokban markánsabban van jelen a DRD4 hatás, azonban azt is figyelembe kell venni, hogy a verbális feladatok mind nehezebbek voltak, mint a gombnyomásos választ igénylő Simon feladat. A kérdés eldöntéséhez sajnos jelenleg nem áll rendelkezésemre gombnyomásos választ igénylő nehéz feladat, de ilyet az éppen folyó kutatásainkban már használunk (lásd az 5 fejezetben). Érdekes kérdés az is, hogy a szókiolvasási és szóismétlési feladatokban vajon miért erőteljesebb a DRD4 hatás az ingerként főneveket használó feladatban (Olv-F és Ism-F), mint az igéket használó feladatokban (Olv-I és Ism-I). Tény, hogy főnevekből 520db, míg igéből csupán kb. feleannyi (275db) inger került bemutatásra. Ám a képmegnevezési feladatban, ahol a legmarkánsabb DRD4 hatást tapasztaltuk, szintén csak 275db igét mutattunk be a személyeknek. Sajnos a főnevekkel végzett képmegnevezési feladatok reakcióidő adataihoz nem áll rendelkezésre DNS minta, így ezt a kérdést is nyitva kell hagynom. A feladat nehézségét vizsgálva azt láthatjuk, hogy a nehezebb, hosszabb válaszlátenciát igénylő feladatokban erőteljesebb a DRD4 hatás. A Simon feladatban gyors válaszokat adtak a személyek itt a 7-es allélt hordozók és nem hordozók teljesítménybeli különbsége
81
gyakorlatilag elhanyagolható. A szókiolvasási és szóismétlési feladatokban a személyek válaszai jóval több időt vettek igénybe, és itt a DRD4 hatás is markánsabb. Végül a képmegnevezési feladatban produkálták a személyek a leglassabb válaszokat, ahol kifejezetten lassabbak voltak a 7-es allélt hordozók reakciói. Tehát úgy tűnik, hogy a nehezebb próbákat tartalmazó feladatokban markánsabb a DRD4 hatás. Ezt az állítást egy korrelációs elemzésben vizsgáltam meg, ahol a hat feladat minden egyes próbájának nyers reakcióidő adatait használtam fel. Az elemzett adathalmaz megfigyelés egységei a feladatok próbái voltak. Elsőként létrehoztam egy új, a DRD4 hatás mértékét jelző változót úgy, hogy a 7-es allélt nem hordozó személyek adott próbában adott átlagos reakcióidejét kivontam a 7-es allélt hordozó személyek átlagos reakcióidejéből. A feladat nehézségét mutató változó pedig az adott próbában produkált összes válasz átlagos válaszideje volt. E két változó közötti szoros, pozitív korreláció r= +.46 (p<0,001), azt jelzi, hogy a feladatok nehezebb próbáiban erőteljesebb a DRD4 VNTR 7-es változatának válaszidőt csökkentő hatása.
3.9 Az eredmények megbeszélése – következtetések Ebben a fejezetben a kognitív információ feldolgozási rendszerben kulcsszerepet játszó dopaminerg neurotranszmitter rendszer néhány polimorfizmusa és a kognitív feladatokban produkált válaszidő pszichogenetikai asszociációját vizsgáltam meg egy 247 fős egészséges fiatal felnőtt minta adatai alapján. A vizsgált génvariánsok közül a COMT, DRD2/ANKK1, and DAT 1 polimorfizmusai nem mutattak szignifikáns összefüggést a reakcióidővel. A dopamin D4-es receptor gén III. exonjában található hosszúság polimorfizmusnak azonban robosztus és szignifikáns (p=0,0001) hatása volt a feladat típusától független (standardizált) reakcióidőre. Azok a személyek, aki a DRD4 VNTR 7-es változatát hordozták lassabban reagáltak a kognitív feladatokban, mint azok, akik ezt az allélt nem hordozták. Tudomásom szerint a DRD4 VNTR és az információ feldolgozás sebességének egészséges személyeknél tapasztalt asszociációja a szakirodalomban új, korábban még nem publikált eredmény. Ez a hatás mind nőkben, mind férfiakban jelen van, noha a 7-es allél jelenlétében jellemző teljesítmény deficit kifejezettebb volt a férfiak alcsoportjában. Ez a hatás jól illeszkedik korábbi, az egészséges felnőttek temperamentumdimenzióival kapcsolatos eredményeinkhez (Szekely, Ronai, és mtsai., 2004), melyet a 2.4 alfejezetben foglaltam össze. Míg a 7-es allélt hordozó férfiak alacsonyabb kitartással jellemezték önmagukat, ez a genetikai hatás a nőkben önbeszámolójuk alapján nem volt jellemző. De miből is áll a kitartás temperamentum dimenzió?
82
Ha megnézzük ennek a TCI skálának a tételeit, a kérdőíven magas kitartás pontszámot elért személyek az alábbi kérdésekre tipikusan „igen”-el válaszoltak:
Biztosan többre is képes lennék, de nem látom értelmét a szükségesnél jobban hajtani magam. Rendszerint kitartóan tovább dolgozom akkor is, amikor mások már régen abbahagyták. A legtöbb embernél keményebben dolgozom. Mindig jobban hajtom magam másoknál, mert mindent a lehető legjobban akarok megcsinálni. Másoknál jobban törekszem mindig mindenben a tökéletességre. Gyakran a kimerülésig hajszolom magam és többet próbálok teljesíteni, mint amennyire a képességeim futják.
Ezzel szemben erre a két kérdésre jellemzően „nem” válaszokat adtak:
Elégedett vagyok azzal, amit elértem, és nem vágyom sokkal többre. Gyakran abbahagyom a munkát, ha jóval tovább tart, mint eredetileg gondoltam.
Feltételezésem szerint ez a temperamentum jellemző összefügghet a kognitív feladatokban mért reakcióidővel, és az is elképzelhető, hogy a háttérben egy közös motivációs tényező áll, melynek egyik fontos genetikai faktora a DRD4 VNTR. Azonban az önbeszámolós kérdőívekben számos tényező befolyásolja azt, hogy hogyan válaszol a személy a feltett kérdésekre (például a nők lehet, hogy a társadalmi elvárásokhoz igazodva kevésbé ismerik be, hogy „nem látják értelmét annak, hogy fölöslegesen hajtsák magukat”, illetve hogy „gyakran nem dolgoznak kitartóan”. Így tehát igen fontos szempont a kitartás temperamentum vonásban tapasztalt egyéni különbségek genetikai meghatározottságának igazolása olyan objektív, viselkedéses jellemzők alapján is, mint amilyen a fentebb bemutatott válaszidő endofenotípus. A jelen vizsgálatban elemzett feladatokban a feladatot végző személy miközben észben tartotta az instrukcióban megadott szempontokat, a képernyőn megjelenő ingerekre figyelt, és gyors és pontos válaszokat produkált. A személyek teljesítményében markáns különbségek mutatkoztak, melynek az eredmények alapján egyik fontos genetikai faktora, hogy a személy hordozza-e a DRD4 VNTR 7-es rizikó allélját. Ez az eredmény jól illeszkedik a szakirodalmi adatokhoz, hiszen a gyermekkori figyelemhiányos zavar egyik öröklött jellemzője, hogy a kognitív feladatok reakcióidő teljesítménye lassabb és variábilisabb (Wood, Asherson, van der Meere, és Kuntsi, 2009). A DRD4 7-es allél továbbá az ADHD hátterében álló egyik legtöbbet replikált genetikai rizikófaktor (D. Li, Sham, Owen, és He, 2006). A figyelmi problémák nem ADHDs gyermekek esetében is kapcsolódnak ehhez a rizikó allélhez (Schmidt, Fox, Perez-Edgar, Hu, és Hamer, 2001). Jelen kutatás eredményei a szakirodalmi adatokkal összhangban igazolják azt a feltevést, hogy a DRD4 VNTR polimorfizmus nem csupán a figyelmi zavarokra, hanem a figyelmi teljesítményt teljes spektrumára hatással van.
83
Az egészséges személyek kognitív teljesítményével kapcsolatban eddig végzett kandidáns génvizsgálatok elsősorban az információ feldolgozási rendszer egy-egy összetevőjének működését térképezték fel. A figyelmi funkciók örökletes faktorainak meghatározásához Fossella és munkatársai egy kb. 20-perces reakcióidő feladatot dolgoztak ki, melyet kandidáns génvizsgálatokban is alkalmaztak (J. Fossella, és mtsai., 2002), lásd részletesen a 3.3 alfejezetben. Tanulmányuk fő kérdése az volt, hogy a tesztelt kandidáns gének a feladatban nyújtott átlagos reakcióidővel mutatnak-e összefüggést, vagy olyan speciális figyelmi komponensek teljesítménymutatóival, mint a figyelmi készültség, a fókuszált figyelem, vagy a feladat megoldását zavaró ingerek kiszűrését végző végrehajtó funkció. Eredményeik alapján a feladatban mért átlagos reakcióidő egyik tesztelt génváltozat sem asszociált. A specifikus figyelmi összetevőkkel kapcsolatban ugyan kimutattak szignifikáns eredményeket, például a DRD4 VNTR és a végrehajtó funkció összefüggését, ám az alkalmazott elemzési módszerek problematikusak. A szerzők konklúziója óvatos, nagyobb elemszámú mintán történő replikáció szükségességét hangsúlyozzák. A jelen vizsgálatban alkalmazott Simon feladat nagyon hasonló Fossella és munkacsoportja által alkalmazott Attention Network Teszthez, és hozzájuk hasonlóan ebben a feladatban a DRD4 VNTR hatása igen kismértékű volt, statisztikailag nem mutatkozott szignifikáns deficit az információ feldolgozás sebességében a 7-es allélt hordozóknál. Ugyanakkor más feladatok válaszidejét vizsgálva robosztus genetikai hatásról számolhattunk be (Szekely, Balota, és mtsai., 2010). Ez a hatás mindkét nemre jellemző, nem fáradási hatásnak tudható be, és a feladatok teljes hosszában jellemző. Úgy tűnik, hogy a hatást rövidebb feladatokban éppen olyan megbízhatóan ki lehet mutatni, mint hosszabb feladatokban, ugyanakkor a feladat nehézsége összefügg a genetikai hatás
mértékével.
A
jelenleg
rendelkezésre
álló
adatok
elemzése
alapján
arra
következtethetünk, hogy a DRD4 VNTR hatása elsősorban olyan feladatokban érvényesül, melyek viszonylag nagy terhet rónak az információ feldolgozási rendszerre. A képmegnevezési feladat, melyben a kép felismerése mellett a válasz előhívása, és annak kimondása is szükséges, tipikusan hosszabb ideig tart, mint egy egyszerű választásos feladatban lenyomni a megfelelő gombot. Ez az eredmény jól összecseng azzal a közismert ténnyel, hogy a több-próbás kognitív feladatok próbái közül azok, melyekben a személyek rosszabb teljesítményt érnek el, jobb prediktorai az általános intelligenciának, mint azok, melyben a személyek tipikusan jobb teljesítményre képesek (Larson és Alderton, 1990).
84
Kérdés azonban, hogy a feladatok verbális komponense mennyire kulcsfontosságú eleme az általunk kimutatott genetikai hatásnak. Jelenleg olyan kognitív feladatokban teszteljük a DRD4 VNTR hatást, melyek nehezek, igénylik a figyelmi fókuszt, illetve az irreleváns ingerek kiszűrését, de kevesebb verbális komponenst tartalmaznak (ilyen például a Stroop feladat), vagy szinte egyáltalán nem veszik igénybe a verbális rendszert (pl. Wisconsin kártyaválogatási feladat). Mindemellett képmegnevezési feladatot is alkalmazunk, melyben korábbi magyar nyelvű standard adatok alapján a jelen vizsgálatban felmerült szempontok teszteléséhez alkalmas módon állítottunk össze tipikusan nehéz és tipikusan könnyű itemeket. Reméljük, hogy több száz fős újabb vizsgálatok alapján is sikerül igazolni a dopamin D4-es receptor hosszúság polimorfizmusának jelentőségét az információ feldolgozási teljesítmény hatékonyságában és közelebb kerülünk ahhoz, hogy megértsük e bonyolult mechanizmus részleteit. Az eredmények független populáción történő replikálása szintén kulcsfontosságú, hiszen a nemzetközi szakirodalomban elsőkét írtunk le a DRD4 VNTR közkedvelt polimorfizmus és a feladat-független válaszidő összefüggését. További érdekes kutatási lehetőség annak feltárása, hogy ez a genetikai hatás hogyan változik a kor előrehaladtával. Az időskori kognitív teljesítményt vizsgáló kutatások tanulsága szerint az információ feldolgozási sebesség a kognitív deficit egyik kulcsfontosságú eleme (Salthouse, 2000). Eredményeink arra utalnak, hogy egy olyan endofenotípus, melyet több kognitív feladat általános válaszidő mutatójából standardizálással nyerünk, hasznos lehet az általános információ feldolgozási képességre ható kandidáns gének feltérképezéséhez. Mivel azonban e gének egyedi hatásai igen kicsik, érdemes nagy elemszámú etnikailag homogén mintákon rövid, de viszonylag nehéz feladatokat alkalmazni. A vizsgált dopaminerg polimorfizmusok mellett igen fontos lenne ezeket a szerotonerg rendszer egyes génváltozataival együtt vizsgálni.
85
4
A hipnózis iránti fogékonyság kandidáns génje
Korábban sokan úgy gondolták, hogy az akaratgyenge, behódolásra hajlamos emberek könnyebben hipnotizálhatók. A szakirodalmi adatok alapján azonban ez az elgondolás téves; a behódolást mérő személyiségtesztek skálaértékei ugyanis nem mutatnak szignifikáns összefüggést a standard indukciós körülmények között elért hipnózis mélységgel, a hipnábilitással. A hipnózis iránti fogékonyság igen markáns, empirikusan tesztelhető jellemző. Ez a tulajdonság longitudinális vizsgálatok eredményei alapján stabil, vonás jellegű: egy adott személy hipnábilitási pontértéke évtizedek múltán újból felmérve igen hasonló eredményt mutat (Morgan, Johnson, és Hilgard, 1974, Piccione, Hilgard, és Zimbardo, 1989). A Pszichológiai Intézet Affektív Pszichológiai Intézeti Központjában évtizedek óta vizsgálják ezt a tulajdonságot nemzetközileg standardizált mérőeszközökkel. Ilyen például a Stanford Hipnotikus Szuszceptibilitási Skála – SHSS: A és B forma: (Weitzenhoffer és Hilgard, 1959), illetve a Waterloo-Stanford Szuszceptibilitási Csoportskála – WSGC (Bowers, 1998). A hipnózis iránti fogékonyság kapcsolatban áll a képzelet élénkségével, gazdagságával, a mély beleélés képességével, az egészleges, szintetikus gondolkodásmóddal és a tudati állapotok viszonylag gyakori rugalmas változtatására való képességgel (Crawford, 1989, J. R. Hilgard, 1979). A hipnózis iránti fogékonyság vonás jellege és stabilitása alapján feltételezhető, hogy azt legalább részben öröklött faktorok határozzák meg. Annak eldöntése, hogy egy adott jelleg, tulajdonság
vagy
hajlam örökölhető-e,
legtöbbször
egypetéjű
és
kétpetéjű
ikrek
összehasonlító elemzésével történik. Az egypetéjű ikrek 100%-ban, míg a kétpetéjűek csupán 50%-ban azonosak genetikailag, azonban a környezet által okozott hasonlóság nagyjából ugyanakkora mindkét ikerpár típus esetében, ha a párok egy családban nevelkednek. Az öröklöttség vagy heritabilitási index (h2) mérőszáma megmutatja, hogy egy adott jelleg populációban tapasztalt variabilitása nagyjából hány százalékban tulajdonítható öröklött tényezőknek. Plomin (2008) azonban felhívja a figyelmet arra, hogy ez a statisztikai mérőszám csupán egy becsült érték, így nyilvánvalóan számolnunk kell a becslés hibájával, mely többek között vizsgált minta esetszámával függ össze. Azt is fontos szem előtt tartanunk, hogy az öröklöttség mérőszáma egy adott populáció adott időpontban felmért adatain alapul, így változhat. Végül a heritabilitási index mérőszámát többféle módon számolják, így különösen fontos az adott kutatásban alkalmazott módszer ismerete. Az ikerkutatások nem koherensek abból a szempontból sem, hogy a kétpetéjű iker mintában egynemű vagy vegyes nemű párok hasonlóságát mérik-e. Az egypetéjű ikrek mindig
86
egyneműek, és az örökletességet a kétféle ikertípus mintáiban mért hasonlóság alapján számolják. Így elég nyilvánvaló hibaforrás, ha a kétpetéjű minta nem egynemű. Megbízható örökletességi mutatók becslése csak különböző populációkon végzett ismételt mérések összevetése alapján lehetséges. A Stanford Egyetem hipnózis kutató laboratóriumában három évtizede végzett ikerkutatások eredményei azt mutatták, hogy a hipnózis iránti fogékonyság részben örökletes (Morgan, 1973, Morgan, Hilgard, és Davert, 1970). A kiterjedt kutatásban 140 ikerpárt vizsgáltak, és igen magas (h2= 64%) heritabilitási indexet kaptak. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy ebben a kutatásban gyermekek hipnábilitását mérték. Később egy orosz felnőtt ikerkutatásban az egypetéjű ikerpároknál 78,3%-os, míg a kétpetéjű ikerpároknál 61,5%-os konkordancia értékeket mutattak ki (Bauman és Bul, 1981). Ezekből a konkordancia mutatókból számolt örökletesség10 igen alacsony, csupán 34%-os. Ebben a kutatásban a hipnábilitást egy egyszerű, 3-fokozatú skálán mérték. Intézetünkben Prof. Bányai Éva vezetésével egy nagyléptékű, felnőttek részvételével végzett ikerkutatás zárult le 2006-ban, melynek eredményei is csak közepes erősségű örökletes hatást (h2=44%) mutattak (Bányai, 2008). Mindez arra enged következtetni, hogy a felnőttkori hipnábilitás esetében az öröklött tényezők mellett jelentős szerephez jutnak a környezeti hatások is.
4.1 Hipnábilitás, kitartás és figyelmi képességek Bányai Éva összefoglalója alapján (Bányai, 2008) az erősen hipnábilis személyek kitartóbban képesek figyelmüket koncentrálni még a monoton feladatokra is, mint a kevéssé fogékony személyek, s eközben hatékonyan szűrik a figyelmet elterelő ingereket. Kezdetben ezt a megfigyelést csupán önkitöltős kérdőívek adatai támasztották alá, később azonban ezt viselkedéses tesztek alapján, illetve eseményhez kötött agyi potenciálok vizsgálatával is sikerült megerősíteni. Az erősen hipnábilis személyek monoton feladatok (olvasás, pulzusszámlálás) közben adott hangingerekre szignifikánsan kisebb N1 és P2 amplitúdójú EKP válaszokat adnak hangingerre, ha a feladat instrukciója alapján a hangokat figyelmen kívül kell hagyniuk. Az erősen hipnábilis személyeket továbbá igen nagyfokú rugalmasság jellemzi: könnyebben változtatják meg szelektív figyelmük fókuszát, mint a gyengén fogékony személyek. Az erősen hipnábilis személyek fájdalomcsökkentő képessége is jobb, mely valószínűleg a szelektív figyelem hosszúidejű fenntartásának képességével függ össze.
10
heritabilitási index = (0.783 – 0.615) x 2 = 0,34 87
Lichtenberg és munkatársainak adatai arra utalnak, hogy összefüggés mutatható ki a hipnábilitás és bizonyos személyiségvonások között (Lichtenberg, Bachner-Melman, Ebstein, és Crawford, 2004). A tanulmány eredményei alapján hipnábilitás és a Temperamentum és Karakter (TCI) kérdőívvel mért „kitartás” temperamentum vonás közötti korreláció értéke alacsony, de szignifikáns: r = +0,27 (p<0,01), tehát a hipnábilisebb személyek kitartóbbnak vallják magukat az önbeszámolós kérdőíven. Ugyanakkor más személyiség dimenziókkal kapcsolatban (újdonságkeresés, ártalomelkerülés és jutalomfüggőség) a szerzők nem tapasztaltak lineáris kapcsolatot. A fókuszált figyelmi képességet ez a munkacsoport kérdőív alapján mérte fel, és más munkacsoportok eredményeihez hasonlóan alacsony, de szignifikáns pozitív összefüggést mutattak ki az abszorpciós készség és a hipnábilitás között. A hipnózis neuropszichofiziológiai elmélete (Crawford, 1994, Crawford és Gruzelier, 1992) alapján a hipnotikus fogékonyság olyan képesség, mely a kognitív figyelmi szűrés hatékonyságával függ össze. Ezt az elméletet széleskörű neurobiológiai vizsgálatok támasztják alá. Mágneses magrezonancián alapuló képalkotó eljárást (MRI) használó vizsgálatok eredményei alapján anatómiai különbséget is sikerült kimutatni a jól hipnotizálható, hatékony figyelmi és szűrőfunkciókkal bíró személyek anterior corpus callosumában, mely a prefrontális kérgi területek közötti kapcsolatot biztosítja (Horton, Crawford, Harrington, és Downs, 2004). A munkacsoport az SHSS:C standard skála alapján erősen fogékony (9-12 pont) és kevéssé fogékony (0-4 pont) jobb kezes fiatal felnőtt amerikai személyeket vizsgált. Az erősen hipnábilis személyek közül nyolcan a jeges víz tesztben teljesen meg tudták szüntetni a fájdalmat, a gyengén fogékonyak közül 10-en nem voltak képesek erre. Az anatómiai MRI vizsgálat alapján az anterior corpus callosum rostrum mérete szignifikánsan nagyobb volt a magasan hipnábilis csoportban (átlagosan 302±64,4 pixel), mint az alacsony hipnábilitású személyeknél (átlagosan 169±39,6 pixel). Egyes agyterületek szerepe tehát igen fontos lehet a hipnózisban, melyek hatékony fájdalomkontroll alatt például a fájdalom szenzoros és affektív komponensének szétválasztásáért felelősek (Bányai, 2008).
4.2 A hipnózisban lezajló tudati változások és a szkizofrénia Ismert, hogy hipnózisban nő a szuggesztiók iránti fogékonyság, az erősen hipnábilis személy kész olyan szuggerált cselekvéssorok kivitelezésére, melyek esetenként szokatlanok lehetnek (Bányai, 2008). Ebben az állapotban csökken a magatartástervező képesség, a figyelem fókusza megváltozik, a személy fokozott fantázia tevékenységre válik képessé, nem ritka a hallucinációk átélése, melyeket jellegzetes eseményhez kötött agyi potenciálváltozások kísérnek. Kevésbé vizsgálgatja a valóságot, mint éberen, így a megélt valóságtorzulással
88
kapcsolatban toleránsabb, és gyakran nem emlékszik a hipnózisban történtekre. Mindezek alapján a hipnózist a módosult tudatállapotok közé szokták sorolni, mely állapot jellemzően rövid ideig áll fenn és visszafordítható (erre a legtöbb hipnotizált személy bármikor képes). A szkizofrénia minden száz emberből egyet érint, a betegség örökletessége 80% körüli (Robert Plomin, 2003). A pszichiátriai kórkép jellegzetessége, hogy a valóság és képzelet határai tartósan elmosódnak, a zavart személy kontrollálhatatlan hallucinációkkal és téveszmékkel küzd (Kéri és Janka, 2003). A hipnózis során megélt tudatmódosulás sok tekintetben hasonlít a szkizofréniában jellemző tartós tudatváltozás állapotaihoz, melynek alapján a hipnózis a szkizofrén kórkép egyes aspektusainak modellhelyzeteként is felfogható (Bányai, 2008). A hipnotikus szuggesztiók egyik legjellegzetesebb velejárója a hipnotizált személy viselkedése és élménye közötti disszociáció. Miközben a személy a szuggesztiók hatására cselekvéssorokat hajt végre, jellemzően olyan élménye van, hogy a cselekvés direkt akarati erőfeszítés nélkül, önkéntelenül következett be. Kéri és Janka áttekintése alapján (2003) a szkizofréniában jellemző a mentális funkciók „hasadása”, a diszkonnekciós elméletek a gondolkodás, az érzelmek, és az akarat megszokott egységének felbomlásában látják a kórkép lényegét. Agyi képalkotó eljárások segítségével szkizofréniában jól detektálható az egyes agyi területek közötti diszkonnekció. A szkizofrén betegek ugyan különösebb probléma nélkül hajtottak végre olyan egyszerűbb feladatokat, mint amilyen a szemantikus kategorizáció, azonban a pozitron emissziós tomográfiás (PET) vizsgálat eredménye
alapján
agyi
aktivációs
mintázatuk
jelentős
eltérést
mutatott
a
kontrollszemélyekhez képest. A számos eltérés közül, melyet a szerzők összefoglalójukban rendszereznek, én itt az anterior cingulum és a prefrontális területek diszkonnekcióját emelném ki, mivel a két rendszer együttműködésének alapvető jelentősége van az akaratlagos cselekvések monitorozásában. A hipnózisban jellemző disszociációt nagyon hasonló idegélettani változások kísérik: PET vizsgálatok egész sora bizonyítja, hogy a fentebb említett önkéntelenség élménye, illetve a fájdalom érzékelési és érzelmi komponensének szétválása az anterior cinguláris kéreg aktivitás változásaiban érhető tetten (Bányai, 2008). A hipnábilitás fontos tényező abban, hogy a személy egyáltalán módosult tudatállapotba kerül-e, és így átél-e olyan élményeket, melyekhez hasonló, de tartós tudatváltozással jár a szkizofrénia. Így amikor a hipnábilitás örökletességének faktorait kutatjuk, logikus elsőként a szkizofréniával összefüggésbe hozott polimorfizmusokat nagyító alá venni. A probléma azonban az, hogy ezt az igen összetett kórképet (jelentős örökletessége ellenére) nem sikerült konzekvensen kandidáns génekhez kapcsolni (lásd bővebben a 1.3.3 alfejezet végén). Egy
89
további logikus kiindulópont lehet a hipnózis élményeket és a szkizofréniát jellemző speciális agyi régiók működését befolyásoló fehérjéket kódoló gének vizsgálata. A COMT gén például egy olyan lebontó enzimet kódol, mely a prefrontális kéreg dopamin szintjét befolyásolja. Így a COMT gén polimorfizmusai igen fontos örökletes faktorok lehetnek a prefrontális kéreg által mediált kognitív folyamatokban (Weinberger, és mtsai., 2001).
4.3 Az egyéni hipnózisban mért fogékonyság optimális genotípusa: COMT Val/Met Ikervizsgálatok tanulsága alapján a hipnózis iránti fogékonyság részben öröklött tulajdonság, azonban azt, hogy mely gének vesznek részt az átörökítésben a mai napig csak két munkacsoport
vizsgálta.
Egybehangzó
eredményeik
alapján
a
dopamin
rendszer
metabolizmusában szerepet játszó COMT gén Val/Met polimorfizmusa hatással van a hipnózis iránti fogékonyságra (Lichtenberg, Bachner-Melman, Ebstein, és Crawford, 2004, Lichtenberg, Bachner-Melman, Gritsenko, és Ebstein, 2000, Raz, 2005, Raz, Fan, és Posner, 2006). Ez a két munkacsoport a hipnózis iránti fogékonyságot diádikus helyzetben mérte az SHSS:C – Stanford Hipnotikus Szuszceptibilitási Skála (Weitzenhoffer és Hilgard, 1962) alapján. Ebben a standard helyzetben csak a hipnózist végző hipnotizőr, illetve a személy van jelen. A hipnábilitási pontszámot a hipnotizőr a szuggesztiókra való reakció alapján határozza meg. Mindkét munkacsoport szignifikáns asszociációt talált a hipnózis iránti fogékonyság mértéke és a COMT Val/Met polimorfizmus között: a Val/Met heterozigóta csoport átlagos hipnábilitása magasabb volt, mint akár a Val/Val, akár a Met/Met homozigóták átlagos értékei. Az egyéni hipnózis helyzet szempontjából tehát a COMT gén Val/Met genotípusa bizonyult a legoptimálisabbnak a magas hipnábilitás hátterében a szakirodalomban fellelhető két független vizsgálat alapján. Lichtenberg és munkatársai 109 izraeli személy bevonásával végezték a vizsgálatot (Lichtenberg, Bachner-Melman, Gritsenko, és Ebstein, 2000). Eredményeik alapján a három genotípus csoport átlagos hipnábilitási értékei a 0-12 fokú skálán a következők voltak: Val/Val homozigóták: 4,5 (±2,9), Val/Met heterozigóták: 6,6 (±2,5), és Met/Met homozigóták: 5,2 (±3,0). A COMT dopamin bontó enzim (lásd a 1.3.3 alfejezetben) Val/Met polimorfizmusának hipnábilitással való asszociációját egy független, 80 fős amerikai mintán végzett kandidáns génvizsgálat is megerősítette (Raz, 2005). További kutatásokban (Raz, Fossella, McGuinness, Sommer, és Posner, 2003) azt is kimutatták, hogy a hipnózis iránti fogékonyság nem mutat összefüggést más génváltozatokkal, például a dopamin D3-as és D4-
90
es receptor polimorfizmusokkal, illetve a DAT 1 dopamin transzporter 3’ UTR régiójában található hosszúság polimorfizmussal, melyet a 1.3.2 alfejezet mutat be részletesen.
4.4 Célkitűzés, módszerek és a résztvevők jellemzése A szakirodalmi eredményekből kiindulva alapvető célkitűzésem a hipnózis iránti fogékonyság kognitív, temperamentumból adódó, illetve genetikai összetevőinek azonosítása volt egy többlépcsős vizsgálat adatai alapján. Ehhez jól körülírható humán jellegzetességeket (lehetséges endofenotípusokat) mértünk meg fiatal felnőtt kaukázusi személyeknél. A temperamentum dimenziókat a 112 tételes rövidített TCI kérdőív (lásd 2.1 alfejezet) alapján teszteltük, saját kérdőíves méréseinket a 2.3.2 alfejezet mutatja be részletesen. Standard csoporthipnózis helyzetben felmértük a személyek hipnózis iránti fogékonyságát, melyet alább a 4.4.2 alfejezet mutat be részletesen. A kognitív endofenotípusok vizsgálatát bemutató 3.4 alfejezetben már röviden bemutattam a figyelmi rendszer egyes összetevőit mérő számítógépes feladatokat, melyek közül a hipnózis adattal rendelkező személyek a figyelmi fókuszt mérő feladatban vettek részt (lásd a dolgozat mellékletében). A kandidáns génváltozatok meghatározásához fájdalommentes módszerrel DNS mintát vettünk tőlük (1.5.2 alfejezet), melyből a Semmelweis Egyetem Molekuláris Genetikai munkacsoportja azonosította a szakirodalom alapján kiemelt COMT gén 1947-es pozíciójában előforduló GA SNP (rs 4680) polimorfizmusát, ami a kifejeződő fehérjében egy aminosav
cserét
(Val/Met)
eredményez,
valamint
más
kandidáns
dopaminerg
polimorfizmusokat. A csoporthipnózisban 162 18-39 éves személy vett részt, melyek közül 158 résztvevő rendelkezett érvényes hipnábilitási mérőszámmal (4 személy különböző okokból nem fejezte be a hipnózist). Közülük 152 személy rendelkezett sikeresen izolált DNS-sel, 142 személynek volt érvényes kérdőíves eredménye, illetve 116 vett részt a kognitív feladatokban. Összesen 108 személy rendelkezett minden tesztelt polimorfizmusra és fenotípusos változóra érvényes adattal. A 158 érvényes hipnábilitási mérőszámmal rendelkező személy átlagéletkora 23,5(±4,6). Nemi megoszlásuk 27,% férfi és 72,8% nő. A hipnábilitás és a COMT Val/Met polimorfizmus összefüggését leíró eredményeinket az International Journal of Clinical and Experimental Hypnosis című szaklapban publikáltuk (Szekely, Kovacs-Nagy, és mtsai., 2010).
91
4.4.1
A tesztelt kandidáns polimorfizmusok és a genetikai adatok megbízhatósága
A hipnózis örökletességét megalapozó gének valószínűleg azok, melyek az idegi működés bonyolult rendszerét modulálják. Ezek közül szakirodalmi adatok az 1.3.3 alfejezetben részletesen bemutatott dopamin bontó COMT enzim asszociációját igazolták. A COMT működése különösen fontos a prefrontális kéregben, ahol más dopamin bontó enzimek (pl. DAT) hiányában kiemelt szerepet kap a dopaminerg működés optimális szintjének fenntartásában. Biokémiai mérések adatai alapján (Mannisto és Kaakkola, 1999) a valint (Val) tartalmazó enzim aktivitása magasabb, mint a metionint (Met) tartalmazó forma, így hatékonyabb dopamin bontást tesz lehetővé. A COMT polimorfizmus mellett további három dopaminerg génváltozat (DRD4 VNTR, DRD4 –521 CT SNP, DRD2/ANKK1 TaqIA SNP) szerepét is megvizsgáltam, mivel ezek szakirodalmi adatok vagy korábbi kutatások alapján a hipnábilitással szorosan összefüggő kognitív jellemzők, illetve a kitartás temperamentum dimenzió örökletes faktorai. A dopamin D4-es receptor hosszúság polimorfizmus saját eredményeink alapján összefügg a kitartás dimenzióval (2.4 alfejezet), illetve a hosszantartó figyelmet igénylő feladatokban mért válaszidővel (3.6.1 alfejezet). A dopamin D4-es receptor promoter régiójában található –521 CT polimorfizmus a fehérje mennyiségét szabályozza (lásd részletesen az 1.3.1 alfejezetben), T allél mellett 40%-kal kevesebb fehérje képződik, mint a C allél jelenlétében (Okuyama, Ishiguro, Toru, és Arinami, 1999). Ezt a génváltozatot többen vizsgálták a figyelemhiányos hiperaktivitással kapcsolatban, egyes eredmények arra utalnak, hogy más promoter polimorfizmusokkal interakcióban alakítják a figyelemhiányos fenotípusos jelleget (pl. Kereszturi, és mtsai., 2007, Lowe, és mtsai., 2004, Mill, és mtsai., 2003). A DRD2/ANKK1 TaqIA a figyelem és a figyelemzavar egyik kandidáns génje, szakirodalmi adatok alapján különösen fontos szerepe van szerfüggők figyelmi kontrolljában és a gátlási funkciók szabályozásában (lásd részletesen a 3.1 alfejezetben). A vizsgált gének egyes változatainak Hardy-Weinberg egyensúlya a genetikai adatok megbízhatóságát igazolja. A 14. táblázat adatai alapján a mintában tapasztalt, illetve a HardyWeinberg törvény alapján számolt genotípus gyakoriságok (lásd 1.6.1 alfejezet) jól egyeznek (az eloszlások eltérését tesztelő Khi2-próba nem mutat szignifikáns különbségeket). Ez a mintavételt és a genetikai analízis megbízhatóságát igazolja. A pszichogenetikai asszociációk elemzésénél a szakirodalomban elterjedt nincs 7-es / van 7-es felosztást alkalmaztam a DRD4 VNTR genotípusok esetében (lásd 1.6.2). A DRD2/ANKK1 TaqIA SNP T allélja igen ritka,
92
az asszociáció elemzésekben a szakirodalomban általános összevont genotípus kategóriákat alkalmaztam (T nincs / T van).
Kandidáns gén
Polimorfizmus
48 bp VNTR DRD4 –521 CT SNP (rs1800955) DRD2/ ANKK1
TaqIA SNP (rs1800497)
COMT
Val158Met SNP (rs4680)
N Genotípus (mért) 44 47 77 CC CT TT CC CT TT AA AG GG
67 36 5 29 79 38 102 46 3 35 80 37
Mért gyakorisági érték (%) 62,0% 33,4% 4,6% 19,9% 54,1% 26,0% 67,5% 30,5% 2,0% 23,0% 52,6% 24,4%
Várt gyakorisági érték (%) 62,0% 33,5% 4,5% 22,0% 49,8% 28,2% 68,5% 28,5% 3,0% 24,3% 50,0% 25,7%
Khi2 próba Szig. p=0,998
p=0,580
p=0,701
p=0,809
14. táblázat A vizsgált génváltozatok gyakorisága A génváltozatok nemi megoszlása egyik polimorfizmus esetében sem különbözött szignifikánsan, így genotípus gyakoriságbeli eltérések nem indokolják a nem, mint kovariáns használatát az asszociációelemzésekben alkalmazott variancia analízis során. 4.4.2
Új hipnábilitás endofenotípus: a Waterloo-Stanford Szuszceptibilitási Csoportskála
A személyek hipnábilitását a jelen vizsgálatban csoporthelyzetben mértük fel. A WSGC: Waterloo-Stanford Szuszceptibilitási Csoportskálát Bowers és munkatársai fejlesztették ki az SHSS:C diádikus verziója alapján (1998). A csoportskála magyar nyelvű adaptációját intézetünkben Gősiné Greguss Anna végezte (1999). A 6-12 fős csoportos indukciós eljárás során egy képzett hipnotizőr olvasta fel a standard szuggesztiókat, miközben egy másik hipnotizőr a szupervíziót végezte. Jelen volt továbbá 2-4 képzett megfigyelő is, akik a személyek reakcióit pontozták. A hipnotizált személyek szuggesztiókra adott reakcióit a megfigyelők egy pontozási rendszer alapján értékelték, melynek eredménye szuggesztiónként 1 pont, ha a személy végrehajtotta a próbát, illetve 0 pont, ha azt nem hajtotta végre. A 12 szuggesztió pontszámának összege a WSGC megfigyelői csoportskála. A hipnózist követően a hipnotizált személy maga a is skálázza szubjektív élményeit egy standardizált kérdőív alapján (Kirsch, Milling, és Burgess, 1998), így a hipnózis iránti fogékonyság 0-12 fokú skálájának megfigyelői és szubjektív, önbeszámolón alapuló mérőszámai összevethetők.
93
A vizsgálatunkban részt vett férfiak és nők WSGC pontszámait a 15. táblázat mutatja be. Mindkét (megfigyelői és szubjektív) mérőszám 0-11ig változott, nem volt a mintában 12-es hipnábilitású személy, mely a legmagasabb WSGC pontérték. Az átlagos megfigyelői skálaérték 4,70(±2,54) szignifikánsan alacsonyabb volt, mint az átlagos szubjektív pontszám 4,22(±2,50), az összetartozó mintás t-próba eredménye t(157)=5,303 (p<0,001). A két skála együttjárása igen magas, a Pearson-féle korrelációs együttható értéke 0,896 (p<0,001). WSGC csoportskála megfigyelői pontszám szubjektív pontszám
N férfiak 43 115 nők férfiak 43 115 nők
Átlag Szórás Szignifikancia 4,3 4,9 3,9 4,3
2,6 2,5 2,6 2,5
ns ns
15. táblázat Nők és férfiak hipnábilitása hasonló A vizsgálatban alkalmazott WSGC megfigyelői csoportskála alapján mért átlagos hipnábilitás: 4,70(±2,54) alacsonyabb, mint a hipnózis iránti fogékonyság korábbi pszichogenetikai vizsgálatában alkalmazott SHSS:C diádikus skála átlaga: 5,77(±2,80) (Lichtenberg, Bachner-Melman, Ebstein, és Crawford, 2004). A két átlag egymintás t-próba alapján szignifikánsan különbözik t(157)=-5,288 (p<0,001). Ez a különbség feltételezhetően a 12-pontos hipnábilitású személyek hiányával magyarázható, mely a csoportos mintánkat jellemezte. A hipnózis iránti fogékonyság egyik mérőszám alapján sem mutat összefüggést a korral (a korreláció értéke egyik csoportskála esetében sem szignifikáns, nullához közeli). A szuggesztiók pszichometriai jellemzőit 16. táblázat mutatja be. A Waterloo-Stanford Szuszceptibilitási Csoportskála magyar verziójának megfigyelői és szubjektív skáláit felépítő 12 hipnózis indukció konzisztensen méri ezeket a konstruktumokat: A 158 résztvevő nyers pontszámai alapján a megfigyelői skála Cronbach alfa mutatója 0,680, a szubjektív skáláé 0,678. Az objektív skálán minden szuggesztió item-maradék korrelációja 0,2 fölötti. A szubjektív skálán ezzel szemben az első és utolsó szuggesztiók item-maradék korrelációja a többi item értékeihez viszonyítva némileg alacsonyabbak (0,18 és 0,19). Ez azt jelzi, hogy a személyek önbeszámolója ezekben a próbákban nem annyira konzisztens a szubjektív hipnábilitás skálát felépítő többi próba értékelésével. Azonban ezeknek a szuggesztióknak az elhagyásával nem emelkedne jelentősen a skála egészének konzisztenciáját jellemző Cronbach-alfa érték. Ez azt mutatja, hogy a skála egésze konzisztensen mér, mindenképpen
94
érdemes a nemzetközileg standard, egészleges skálapontszámot használni a pszichogenetikai elemzésekben. A megfigyelői értékelés mutatói Szuggesztió
1. (kar-süllyedés) 2. (kézmozgás) 3. (szúnyog élmény) 4. (íz-élmény) 5. (karmerevedés) 6. (álom) 7. (karmozdíthatatlanság) 8. (életkor regresszió) 9. (zenehallucináció) 10. (negatív vizuális élmény) 11. (poszthipnotikus automatikus írás) 12. (poszthipnotikus amnézia)
A szubjektív értékelés mutatói
Item átlaga
Item szórása
Item maradék korreláció
Cronbach-α az item elhagyásával
Item átlaga
Item szórása
Item maradék korreláció
Cronbach- α az item elhagyásával
0,78 0,54 0,30 0,40 0,66 0,31
0,42 0,50 0,46 0,49 0,47 0,46
0,24 0,33 0,24 0,40 0,37 0,29
0,67 0,66 0,67 0,64 0,65 0,66
0,46 0,57 0,22 0,42 0,65 0,28
0,50 0,50 0,41 0,50 0,48 0,45
0,18 0,21 0,33 0,44 0,35 0,34
0,68 0,68 0,66 0,64 0,65 0,65
0,50
0,50
0,47
0,63
0,44
0,50
0,50
0,63
0,49 0,15
0,50 0,35
0,28 0,39
0,67 0,65
0,49 0,13
0,50 0,33
0,30 0,40
0,66 0,65
0,13
0,34
0,35
0,66
0,13
0,33
0,33
0,66
0,22
0,42
0,24
0,67
0,21
0,41
0,27
0,67
0,23
0,42
0,21
0,68
0,22
0,42
0,19
0,68
16. táblázat A WSGC 12 hipnózis indukciójának pszichometriai jellemzése Mindezek alapján elmondhatjuk, hogy a WSGC csoportskála megfigyelői pontszáma koherens, a hipnózis iránti fogékonyság megbízható mérőeszköze, mely szoros kapcsolatot mutat az egyén szubjektív értékelésével. Így ez a mérőszám lehetséges endofenotípusként alkalmazható a pszichogenetikai vizsgálatokban, a mely fenotípusos jelleg nemtől és kortól független. Mintánkban ez mérőszám a diádikus helyzethez képest alacsonyabb átlagot mutat, és hiányzik a skála 12 pontos magas hipnábilitást mutató végpontot képviselő személy. Azonban a pszichogenetikai asszociációelemzésekben az egyének közötti különbségeket próbáljuk génváltozatokhoz kapcsolni, így a szakirodalmi adatokhoz képest tapasztalt eltérés az átlagpontszámokban feltételezhetően nem befolyásolja az eredményeket. 4.4.3
Csoporthipnózisban mért fogékonyság és dopaminerg génváltozatok asszociáció elemzése
A szakirodalmi eredményekből kiindulva, melyeket a 4.1 alfejezetben foglaltam össze a hipnózis iránti fogékonyság összefügg a személy figyelmi képességeivel (elsősorban a figyelmi fókusz, illetve ennek rugalmas irányítása tűnik fontosnak). A szuggesztibilitás továbbá kitartó temperamentummal jár együtt. A 4.3 alfejezetben bemutatott kandidáns génvizsgálatok alapján a magas hipnábilitás számára igen optimálisabb genetikai változat a COMT gén heterozigóta Val/Met genotípus. Az alábbi elemzésekben ezeket a szakirodalom
95
alapján feltételezett összefüggéseket – összetevőket első lépésben egyenként elemzem a fiatal felnőtt kaukázusi személyekkel végzett többlépcsős vizsgálatunk adatai alapján. Kandidáns génhatások a WSGC alapján mért hipnábilitásban A jelen tanulmányban felvett genetikai profil a COMT SNP mellett néhány olyan polimorfizmust is tartalmazott, melynek szerepe lehet a hipnózis iránti fogékonyságot is mediáló ingerületátvivő rendszer működési hatékonyságában. A genetikai profil tartalmazta a dopamin D4-es receptor kódoló régiójának hosszúság polimorfizmusát, mely a fehérje szerkezetét kódolja (DRD4 VNTR), a gén egyik promoter SNP-jét, mely a receptorok mennyiségét szabályozza (DRD4 –521 CT SNP), illetve a dopamin D2-es receptor DRD2/ANKK1 TaqIA génváltozatait. A pszichogenetikai asszociáció elemzésekhez a személyeket az egyes polimorfizmusok alapján csoportosítottam, és első lépésben egyszempontos variancia analízis segítségével megvizsgáltam a hipnábilitás, mint függő változó átlagértékeit az egyes csoportokban. Kovariánsok használata nem volt indokolt (lásd 4.4.2 alfejezet korral és nemekkel kapcsolatos elemzéseit). Az első lépésben tesztelt hipotézis eredményeit a 17. táblázat mutatja be. Kandidáns gén
N
WSGC megfigyelői pontszám
7+
56
4,80 (±2,65)
7 CC CT TT
96
4,65 (±2,52)
η2=0,001, erő=0,065
29 79 38
4,00 (±3,05) 4,57 (±2,43) 5,58 (±2,33)
F(2,143)= 3,476 p=0,034
CC
102
4,84 (±2,57)
Polimorfizmus 48 bp VNTR
DRD4 –521 CT SNP (rs1800955) DRD2/ ANKK1
TaqIA SNP (rs1800497)
COMT
GG (Val/Val) Val158Met SNP GA (rs4680) (Val/Met) AA (Met/Met)
CT+TT* 46 + 3* 37 80
4,33 (±2,48)
ANOVA Szig. F(1,150)=0,133 p=0,716
η2=0,046, erő=0,642
F(1,149)=1,365 p=0,245 η2=0,009, erő=0,213
5,70 (±2,52) 4,51 (±2,59)
F(2,149)= 4,225 p=0,016 η2=0,054, erő=0,733
35
4,09 (±2,29)
17. táblázat A hipnábilitás mértéke egyes kandidáns génváltozatok mellett Az „N” az adott genotípust hordozó tesztelt személyek számát jelöli. A polimorfizmusok mellett zárójelben az adott SNP pontos azonosítására alkalmas rs szám van feltüntetve. A COMT polimorfizmus alléljai által kódolt enzim típusát zárójelben adtam meg. *a TaqIA ritka genotípusát a jelölés szerint csoportosítottam.
96
A tesztelt génváltozatok alapján kialakított csoportok átlagos hipnábilitása két polimorfizmus esetében mutatott szignifikáns eltéréseket, ezek a DRD4 –521 CT SNP és a COMT Val158Met SNP. A DRD4 sokat vizsgált 48bp VNTR polimorfizmusa szerint csoportosított személyek átlagos fogékonysága nem volt eltérő, azonban a génről termelődő fehérjék mennyiségét szabályzó –521 CT SNP hatása szignifikáns volt a standard csoporthipnózis WSGC skálán mért pontértékekre. A CC genotípust hordozók átlagos hipnábilitása 4,00 volt, tehát a 12 próbából átlagosan 4-et hajtottak végre. Ezzel szemben a T allélt is hordozó heterozigóta genotípus mellett tapasztalt átlagos WSGC érték 4,57 volt, a homozigóta TT genotípusú személyeket pedig átlagosan 5,58-as pontszámmal jellemezték a megfigyelők. Ezek szignifikáns (p=0,034) és igen markáns (hatásméret 4,6%) különbségek, melyek a DRD4 –521 CT SNP T alléljának összeadódó örökletes hatásaira mutatnak rá. A COMT gén a szakirodalomban leírt korábbi két munkacsoport vizsgálatának eredményhez hasonlóan szignifikáns asszociációt mutat a hipnábilitással. A magas fogékonyság optimális genotípusa eredményeink alapján azonban nem a heterozigóta Val/Met, hanem a Val/Val genotípus volt. A gén 1947-es pozíciójában előforduló SNP a kifejeződő fehérjében egy aminosav cserét (Val/Met) eredményez. A valint (Val) tartalmazó dopamin bontó enzimet a G allél kódolja, melynek aktivitása 3-4-szerese a metionint (Met) tartalmazó formának, melyet az A allél kódol. Eredményeink alapján a WSGC megfigyelői skálán elért átlagos hipnábilitási pontszám a homozigóta GG genotípusú csoportban volt a legmagasabb (ezek a személyek átlagosan 5,7-es WSGC pontértéket mutattak). A heterozigóta GA genotípust hordozó személyek fogékonysága alacsonyabb volt (átlagosan 4,51 pont). Végül a legkevésbé fogékony csoport a Valint kódoló G változatot nem hordozó AA homozigóta személyeké, akiknek átlagos WSGC pontszáma 4,09 volt. Ezek a különbségek szignifikáns (p=0,016) és jelentős (hatásméret 5,4%) genetikai hatásra utalnak. Mivel a heterozigóta genotípust hordozók fenotípusos megjelenése a két homozigóta variáns fenotípusos jellegzetességeinek köztes állapotát tükrözi, ebben az esetben is összeadódó örökletes hatásról beszélhetünk. A COMT genotípussal kapcsolatban itt bemutatott eredmények megfelelnek korábbi, valamivel kisebb (152 helyett 127 elemű) minta alapján publikált eredményeinknek (Szekely, KovacsNagy, és mtsai., 2010).
97
A fentebb említett összeadódó genetikai hatásokat a szubjektív WSGC pontszámok alapján is sikerült kimutatni. A DRD4 –521 CT SNP T allélja mellett a hipnózis iránti fogékonyság a személyek szubjektív értékelése alapján is szignifikánsan magasabb: F(2,143)=3,580 (p=0,030), η2=0,048, erő=0,656. Hasonlóképpen a COMT genotípusok szignifikáns hatását is sikerült igazolni a szubjektív WSGC pontszámok elemzése alapján: F(2,149)=3,561 (p=0,031), η2=0,046, erő=0,654. Összeadódó génhatások interakció elemzése Egy további lépésben a –521 CT és a COMT polimorfizmusok génváltozatainak lehetséges interakciós hatásait teszteltem. Ehhez kétszempontos variancia analízist alkalmaztam, melynek függő változója a WSGC megfigyelői pontszáma volt, csoportosító változói pedig az a két polimorfizmus, mely az egyszempontos elemzések alapján hatással van a hipnózis iránti fogékonyságra (DRD4 –521 CT SNP és COMT Val/Met). Az eredményeket a 21. ábra szemlélteti, melyen jól látható a két génvariáns interakciós hatása. A kétszempontos variancia analízis statisztikai mutatói alapján a dopamin receptorok mennyiségét befolyásoló DRD4 –521 CT SNP főhatása nem szignifikáns: F(2,137)=2,266 (p=0,108), η2=0,032, erő=0,455. A dopamin bontó fehérjét kódoló COMT Val/Met főhatása szignifikáns és markáns: F(2,137)=6,312 (p=0,002), η2=0,084, erő=0,892. A két polimorfizmus
azonban
egymással
interakcióban
alakítja
a
hipnábilitás
értékeit:
F(4,137)=3,317 (p=0,013), η2=0,088, erő=0,831. Ez az asszociáció hatásmértékében is jelentős (a skálapontszámok egyéni különbségeinek körülbelül 8%-át magyarázza e két gén interakciója). Az interakció elemzés statisztikai ereje megfelelő, azonban érdemes kiemelni azt a problémát, hogy két kombinált genotípus alcsoportok elemszáma esetenként igen alacsony. Az interakciós hatás szempontjából legjelentősebb –521 CC és COMT Val/Val hordozók csupán 5-en, illetve a –521 CC és COMT Met/Met genotípusú személyek csak 8-an vannak (további alacsony elemszámú csoport a –521 TT és COMT Met/Met hordozó 6 személy). Mindezek alapján ezt az eredményt fenntartással kell kezelnünk, és érdemes egy nagyobb elemszámú minta alapján megismételni az interakció-elemzést.
98
12
CC CT TT
Megfigyelői WSGC pontszám
10
8
6
4
2
GG (Val/Val)
GA (Val/Met)
AA (Met/Met)
21. ábra DRD4 –521 CT SNP és COMT Val/Met génváltozatok interakciós hatása a hipnózis iránti fogékonyságra csoporthelyzetben A függőleges tengelyen az egyes genotípus csoportokat jellemző hipnábilitási mutatókat láthatjuk. A csoportosítás kétféle polimorfizmus (DRD4 –521 CT SNP és COMT Val/Met) kilenc féle lehetséges genotípus kombinációja alapján történt.
4.4.4
A WSGC hipnábilitás mutató temperamentum és kognitív összetevőinek feltárása
A hipnotikus fogékonyság személyiség összetevői Szakirodalmi eredmények alapján nem túl magas, de szignifikáns pozitív összefüggés van a hipnábilitás és a Temperamentum és Karakter (TCI) kérdőívvel mért „kitartás” temperamentum vonás között: Lichtenberg és munkacsoportja r = +0,27 (p<0,01) korrelációs értéket publikáltak 107 izraeli személy felmérése alapján, vizsgálatukban egyéni hipnózist alkalmaztak
(2004).
Többlépcsős
vizsgálatsorozatunk
részeként
a
jelen
vizsgálat
csoporthipnózisában részt vett személyeknél TCI kérdőív alapján mértük a temperamentum dimenziókat is (lásd 2.1 alfejezet). Összesen 142 személy rendelkezett érvényes kérdőíves adattal.
99
A TCI temperamentum dimenziók és a megfigyelői és szubjektív hipnábilitás értékeinek kapcsolatát a 18. táblázat mutatja be. A statisztikai mutatók a Pearson-féle lineáris kapcsolati mérőszám értékét és szignifikanciáját jelzik, melynek alapján a hipnábilitás mutatói és a TCI temperamentum dimenziók skálapontszámai között nem mutatható ki szignifikáns összefüggés. A kapcsolati elemzést Spearman-féle rangkorrelációs eljárás alapján lefuttatva sem kaptam szignifikáns eredményeket. TCI főskálák
WSGC WSGC megfigyelői pontszám szubjektív pontszám
Temperamentum
Újdonságkeresés Ártalomkerülés Jutalomfüggőség Kitartás
r = 0,049
r = 0,054
(p=0,564)
(p=0,520)
r = -0,096
r = -0,119
(p=0,255)
(p=0,159)
r = 0,027
r = -0,004
(p=0,753)
(p=0,966)
r = 0,125
r = 0,113
(p=0,138)
(p=0,181)
18. táblázat A hipnábilitás nem mutat lineáris kapcsolatot a temperamentum dimenziókkal A korreláció elemzések a férfiakon és nőkön belül sem mutatnak szignifikáns kapcsolatot a temperamentum dimenziók és a hipnábilitás között (a kitartás dimenzió korrelációs mutatóit kiemelve a 103 nő adatai alapján r = 0,072 (p = 0,469) értéket, míg a 39 férfi résztvevő esetében r = 0, 226 (p=0,166) értéket kaptam. Ez arra utal, hogy nagyobb elemszám mellett a férfiakban talán kimutatható lenne, hogy a hipnózisra fogékonyabb férfiak kitartóbbnak írják le magukat a TCI kérdőíven. A kitartás és hipnábilitás esetleges nem lineáris összefüggését térképezi fel a 22. ábra. Mindkét nemre jellemző, hogy alacsony kitartás pontszámok mellett egyformán előfordulnak alacsony és magas a hipnábilitás pontértékek, és az alacsony hipnábilitású személyek kitartása is igen variábilis. Az ábrán nem azonosíthatók más, nem lineáris összefüggések sem. Végül összehasonlítottam az alacsony és magas hipnábilitású személyek kitartás pontszámait. Hilgard (1965) felosztása alapján a két csoport megfigyelői pontértékei 0-4-ig, illetve 8-12-ig változnak. Az alacsony hipnábilitású csoport átlagos kitartás pontszáma: 4,16(±2,14), mely alacsonyabb, mint a magas hipnábilitású csoporté: 4,95(±2,09).
2-mintás t-próba alapján
azonban ez a különbség nem szignifikáns.
100
férfiak nők
TCI kitartás dimenzió pontszám
8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
WSGC megfigyelői pontszám
22. ábra A kitartás és hipnábilitás kapcsolata nemenként Hipnábilitás és fókuszált figyelmi teljesítmény összefüggéseinek tesztelése Crawford neuropszichofiziológiai elmélete alapján a hipnotikus fogékonyság és a figyelmi teljesítmény kapcsolatban áll (1994). A hipnózisra fogékonyabb személyek figyelmi teljesítménye jobb, mely valószínűleg a környezetből áramló ingerek hatékonyabb szűrésének köszönhető (lásd 4.1 alfejezet). Vizsgálataink 116 résztvevője csoporthipnózisban és a figyelmi teljesítmény egyes összetevőit mérő számítógépes reakcióidő feladatokban is részt vett, melyek közül a jelen dolgozatban a fókuszált figyelemi teljesítményt mérő feladatok reakcióidő adatait használtam fel. A feladat pontos leírását a melléklet tartalmazza. A crawfordi elmélet és az erősen hipnábilis személyeket jellemző szakirodalmi adatok alapján azt feltételeztem, hogy a magas hipnábilitású személyek hatékonyabban oldják meg a Simon feladatot. A dolgozat mellékletében részletesen bemutatott reakcióidő és válaszhelyesség mérőszámok alapján tehát magas hipnábilitás mellett várhatóan kevesebb a hibázások aránya, általában gyorsabb az információ feldolgozás (alacsonyabb reakcióidő értékek jellemzők). Illetve ami talán a legfontosabb, a fókuszálás költsége várhatóan alacsony (azaz nincs nagy különbség a teszt kongruens és inkongruens próbáiban mért válaszidők között). A hipnábilitást mérő skálák és a Simon teszt teljesítmény-mutatói közötti lineáris összefüggéseket a 19. táblázat mutatja be. A várakozással ellentétben egyik fókuszált figyelmi mérőszám sem mutatott szignifikáns összefüggést a hipnózis iránti fogékonysággal. A Simon hatás és a hipnábilitás közötti tendenciózus (p=0,097) kapcsolat gyenge és a várakozással ellentétben pozitív irányú
101
(r = 0,155). Az inkongruens próbákban tapasztalt átlagos reakcióidő és a hipnábilitás között szintén gyenge, tendenciózus kapcsolat mutatható ki, mely szintén pozitív irányú (r = 0,172). WSGC WSGC megfigyelői pontszám szubjektív pontszám Simon válaszhelyesség
r = -0,003
r = -0,004
(p=0,978)
(p=0,966)
Simon RI semleges Simon RI kongruens Simon RI inkongruens
r = 0,112
r = -0,023
(p=0,231)
(p=0,802)
r = 0,113
r = -0,017
(p=0,228)
(p=0,853)
r = 0,172
r = 0,035
(p=0,065)
(p=0,710)
r = 0,155
r = 0,102
(p=0,097)
(p=0,277)
Simon hatás
19. táblázat A hipnábilitás nem mutat lineáris kapcsolatot a fókuszált figyelmi teljesítmény mérőszámaival a Pearson-féle kapcsolati mérőszám alapján A táblázat a Pearson-féle lineáris kapcsolati mérőszámokat és azok szignifikancia értékét mutatja be 116 személy ezredmásodpercben mért reakcióidő adatai és a hipnábilitási pontszám alapján.
A kapcsolati elemzést Spearman-féle rangkorrelációs eljárás alapján lefuttatva hasonló eredményeket tapasztaltam, melyeket a 20. táblázat foglal össze. Ebben az elemzésben a Simon hatás és a hipnábilitás közötti hatás nem szignifikáns. Azonban a semleges és inkongruens próbákban tapasztalt átlagos reakcióidő értékek és a hipnábilitás között gyenge de szignifikáns a kapcsolat, mely a várakozással ellentétben pozitív irányú (semleges próbák: r = 0,217; inkongruens próbák: r = 0,245). WSGC WSGC megfigyelői pontszám szubjektív pontszám Simon válaszhelyesség Simon RI semleges Simon RI kongruens Simon RI inkongruens Simon hatás
r = 0,039
r = 0,016
(p=0,681)
(p=0,868)
r = 0,217
r = 0,090
(p=0,020
(p=0,337)
r = 0,174
r = 0,056
(p=0,062)
(p=0,553)
r = 0,245
r = 0,107
(p=0,008)
(p=0,254)
r = 0,126
r = 0,073
(p=0,179)
(p=0,438)
20. táblázat A hipnábilitás gyenge pozitív összefüggést mutat a fókuszált figyelmi teljesítmény mérőszámaival a Spearman-féle kapcsolati mérőszám alapján A táblázat a Spearman-féle rangkorreláció kapcsolati mérőszámait és szignifikancia értékekeit jelöli 116 személy ezredmásodpercben mért reakcióidő adatai és hipnábilitási pontszáma alapján.
102
Mivel elképzelhető, hogy a figyelmi funkciók és a hipnábilitás kapcsolata nem lineáris jellegű, megvizsgáltam a fókuszált figyelmi teljesítmény átlagos értékeit a hipnózis iránti fogékonyság mérőszáma alapján elkülönített alacsony hipnábilitású (megfigyelői pontszám: 0-4), illetve magasan fogékony (megfigyelői pontszám: 8-12) csoportokban (a felosztás alapja: E. R. Hilgard, 1965). A két csoport átlagainak összehasonlítását 2 mintás t-próbával végeztem, melynek eredményeit a 21. táblázat mutatja be. A Itt sem tapasztaltam szignifikáns eltérést a figyelmi fókusz mérőszámaiban, azonban a Simon hatás mértékében volt egy tendenciózus eltérés. A várakozással ellentétben a 17 magas hipnábilitású személy átlagos figyelmi fókusz költsége körülbelül 20 ezredmásodperccel magasabb volt, mint az 54 alacsony hipnábilitású személy fókuszálási ráfordítása. WSGC
alacsony magas alacsony Simon RI semleges magas alacsony Simon RI kongruens magas alacsony Simon RI inkongruens magas alacsony Simon hatás magas Simon válaszhelyesség
N
Átlag
Szórás
54 17 54 17 54 17 54 17 54 17
97,7% 97,9% 478,91 492,93 497,58 508,54 539,32 570,06 41,74 61,52
2,6% 2,6% 81,30 39,79 73,49 40,66 86,05 46,05 36,57 48,49
t-próba t(69) = -0,272 (p=0,787) t(69) = -0,683 (p=0,497) t(69) = -0,585 (p=0,560) t(69) = -1,406 (p=0,164) t(69) = -1,794 (p=0,077)
21. táblázat Alacsony és magas hipnábilitású személyek fókuszált figyelmi teljesítménye A táblázatban szereplő válaszhelyesség mutató százalékban, a reakcióidő (RI) értékek ezredmásodpercben vannak megadva. A WSGC megfigyelői pontszáma alapján létrehozott csoportok: 0-4ig alacsony, 8-12ig magas hipnábilitás.
A Simon feladat és a csoporthelyzetben felmért hipnábilitás adatai alapján végzett elemzések nem igazolták, hogy a hipnózisra fogékonyabb személyek jobb figyelmi teljesítménnyel jellemezhetők. Ennek egyik lehetséges oka, hogy míg a szakirodalmi adatok elsősorban magában a hipnózis helyzetben, vagy közvetlenül azután mérték a figyelmi funkciókat, addig a jelen vizsgálatban ez a két mérési szituáció egyértelműen elkülönült. Az is lehetséges, hogy az alkalmazott kognitív tesztek (talán módszertani eltérések miatt) nem megfelelően mérik az egyes figyelmi komponenseket (a tesztek magyar nyelvű standardjának kidolgozása és a Washington University, St. Louis kognitív pszichológiai csoportjának eredményeivel való összevetés folyamatban van).
103
4.4.5
A hipnózis iránti fogékonyság összetevőinek statisztikai modellezése
A többlépcsős vizsgálatsorozat alapvető célkitűzése a hipnózis iránti fogékonyság temperamentumból adódó, kognitív, illetve genetikai összetevőinek feltérképezése volt. A 4.4.3 alfejezetben bemutatott genetikai asszociációelemzések két kandidáns génvariáns hatását igazolták. Ugyanakkor a szakirodalom alapján feltételezett összefüggést a hipnábilitás és a kitartás, valamint a hipnábilitás és a fókuszált figyelmi teljesítmény között csak részben sikerült igazolni (4.4.4 alfejezet). A hipnózis iránti fogékonyság kognitív és genetikai összetevőinek statisztikai modellezése arra keresi a választ, hogy mely tényezők milyen mértékben magyarázzák a hipnózis iránti fogékonyságban tapasztalt egyéni különbségeket. Nyilvánvaló, hogy a genetikai háttér mellett számos olyan tényező van, mely kihat a hipnábilitásra, vagy interakcióban van azokkal a genetikai tényezőkkel, melyek ezt a jellemzőt alakítják. A regresszióelemzés módszerével azt igyekeztem feltárni, hogy milyen mértékben magyarázzák a hipnábilitás összvarianciáját a TCI temperamentum dimenziók, a tesztelt fókuszált figyelmi teljesítmény, illetve van-e a kandidáns géneknek ezektől a faktoroktól független, önálló hatása. Összesen 106 személy rendelkezett az elemzéshez minden szükséges adattal. Az többváltozós lépésenkénti regresszióelemzés függő változója a hipnózis iránti fogékonyságot mérő WSGC csoportskála volt, a magyarázó változók a nem, a kor, a TCI temperamentum dimenziók, a fókuszált figyelmi feladat mérőszámai, illetve a korábban tesztelt dopaminerg polimorfizmusok voltak. A regresszióelemzés eredményeképpen egy három változóra épülő modell a hipnábilitás egyéni különbségeinek 13,8%-át képes megmagyarázni (22. táblázat). A három magyarázó változó közül a modellbe elsőként bekerült COMT polimorfizmus az összvariancia 4,8%-át magyarázza. Ehhez a fókuszált feladat inkongruens próbáinak teljesítménymutatója még 4,6%-ot volt képes hozzátenni, illetve a DRD4 –521 CT polimorfizmus további 4,4%-ot magyaráz önállóan. Magyarázó változók
Beta
t
Szignifikancia
Önállóan magyarázott variancia hányad
COMT Val158Met SNP 0,238 2,555 Simon RI inkongruens 0,225 2,411 DRD4 –521 CT SNP 0,211 2,284
0,012 4,8% 0,018 4,6% 0,024 4,4% 22. táblázat A hipnábilitás temperamentum, kognitív és genetikai összetevői Az többváltozós lépésenkénti regresszióelemzés eredménye (elfogadott modellek p<0,05; Ftotál = 5,435; df=3,102; p=0,002).
104
4.5 Az eredmények összefoglalása, megbeszélés – következtetések Ebben a fejezetben a hipnózis folyamatának egy igen fontos, empirikusan tesztelhető jellemzőjét vizsgáltam. Szakirodalmi adatok alapján ez a tulajdonság a személyek stabil, vonás jellegű, örökletes jellemző, melynek egyéni különbségeinek hátterében egy dopaminerg kandidáns génhatást mutattak ki.
A jelen vizsgálatban ezt az összefüggést sikerült
megismételni, azonban a magas hipnábilitás optimális COMT genotípusa nem egyezik a szakirodalmi adatokkal. Egyéni hipnózisban a Val/Met, míg csoporthipnózisban a Val/Val genotípus optimális A jelen vizsgálat eredményei alapján szignifikáns asszociáció van a COMT polimorfizmus és a hipnábilitás között, melyhez hasonló összefüggést korábban két munkacsoport is igazolt. Azonban a jelen vizsgálatban a Val/Val, míg a szakirodalmi adatok alapján a Val/Met a magas hipnábilitás szempontjából optimális genotípus. A két vizsgálat néhány év idői különbséggel, különböző országokban zajlott. Azonban a legfontosabb különbség az, hogy a jelen vizsgálatban csoporthipnózist alkalmaztunk (WSGC), ezzel szemben Lichtenberg és Raz munkacsoportjai egyéni hipnózist (SHSS:C) alkalmaztak a hipnózis iránti fogékonyság felmérésére (Lichtenberg, Bachner-Melman, Ebstein, és Crawford, 2004, Lichtenberg, Bachner-Melman, Gritsenko, és Ebstein, 2000, Raz, 2005). Ez magyarázhatja magas hipnábilitás szempontjából optimális genotípus eltérését. Egy nemrégiben megjelent összefoglaló a kognitív funkciók és a prefrontális kéreg dopamin szintjével kapcsolatban fordított U-alakú összefüggést feltételez (Tunbridge, Harrison, és Weinberger, 2006). Az összefoglaló azt is kiemeli, hogy a prefrontális kéreg dopamin szintjét számos tényező befolyásolja. Kurrens vizsgálati eredmények bizonyítéka szerint például amfetamin jelenlétében más COMT fehérjetípus biztosít optimális működést a hatékony kognitív működéshez, mint alaphelyzetben. A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy a magas aktivitású dopamin bontó fehérjét kódoló Val/Val genotípusú személyek kognitív teljesítménye alaphelyzetben szuboptimális volt a Wisconsin kártyaválogatási feladatban, míg amfetamin adagolása mellett pont ez a genotípus csoport teljesített a legjobban (Mattay, és mtsai., 2003). Hasonlóképpen magyarázhatjuk azt, hogy a magas hipnábilitás optimális COMT genotípusa eltérő egyéni, illetve csoporthelyzetben. A 23. ábra ezt az elméleti megközelítést mutatja be.
105
Prefrontális dopamin szint
Val/Met
Met/Met
Hipnábilitás Val/Val
Val/Met Met/Met
Hipnábilitás
Val/Met
Val/Val Met/Met
Met/Met
Val/Val
Hipnábilitás
Val/Met Val/Val
WSGC
Hipnábilitás
SHSS:C
Prefrontális dopamin szint B: Csoporthipnózis (magasabb arausal szint)
Egyéni hipnózis (alacsonyabb arausal szint)
23. ábra A COMT genotípusok feltételezett működési modellje különböző hipnózis helyzetekben A kognitív funkciók helyett az ábrán a hipnábilitás szerepel az y tengelyen. A kognitív funkciókhoz hasonlóan a mély hipnózis eléréséhez valószínűleg szintén fontos a prefrontális működés optimális szintje. Értelmezésem szerint az egyéni hipnózis helyzetben ezt az optimális szintet a legtöbb embernél a Val/Met genotípus biztosítja, mivel ez a heterozigóta genotípus tartalmazza az valint tartalmazó aktívabb enzimet és a metionint tartalmazó kevésbé aktív formát is. Ezzel szemben az általunk vizsgált csoporthelyzetben a Val/Met heterozigóta genotípus már nem optimális, mivel feltételezhetően a környezeti tényezők hatására az egyéni helyzethez képest fokozottabb az arausal szint. A legtöbb embernél csoporthelyzetben a fokozottabb dopamin bontást biztosító Val/Val genotípus biztosít optimális szintet a mély hipnózishoz optimális dopamin koncentráció eléréséhez. A kapott eredmények alapján érdemes lenne az egyéni hipnózis helyzet és a csoporthelyzet genetikai asszociációinak összehasonlító elemzése. A kandidáns génvizsgálatok eredményeivel kapcsolatos módszertani meggondolások A
tesztelt
dopaminerg
polimorfizmusok
és
a
hipnábilitás
asszociációját
tesztelő
egyszempontos variancia analízisek eredményei alapján a hipnábilitás és a COMT Val/Met polimorfizmus összefüggése p=0,016 szinten szignifikáns. A hipnábilitás továbbá összefügg a DRD4 –521 CT polimorfizmussal is, melynek szignifikancia szintje p=0,034. Az eredményekkel kapcsolatban azonban indokolt Bonferroni korrekciót11 végezni, hogy a többszörös tesztelés következményeként jelentkező hamis pozitív eredményeket kiszűrjük. Ehhez a p<0,05-ös szignifikancia értéket elosztottam az elemzések számával (összesen négy 11
Egy adott hipotézist tesztelő többszörös elemzés indokolja a Bonferroni korrekció alapján módosított szignifikancia érték használatát. A p<0,05-ös szignifikancia értéket elosztottam az elemzések számával (összesen 6 polimorfizmus alapján végeztem kovariancia analízist). A szigorított szignifikancia érték így p<0,008 volt. 106
polimorfizmus alapján elemeztem). A szigorított szignifikancia érték így p<0,0125 volt, melynek alapján egyik génhatás sem maradt szignifikáns. Ez arra utal, hogy a kapott eredményeket mindenképpen érdemes nagyobb minta alapján igazolni. DRD4 –521 CT SNP: a hipnábilitás új kandidáns génje A dopamin D4-es receptor promoter régiójában található –521 CT polimorfizmus a fehérje mennyiségét szabályozza, a T allél mellett kevesebb dopamin receptor fehérje képződik, mint a C allél jelenlétében (lásd részletesen az 1.3.1 alfejezetben). T allél jelenlétében tehát több dopamin marad a szinaptikus résben, mely úgy tűnik optimális a mély hipnózis állapot eléréséhez, mivel eredményeink alapján a TT génvariánst hordozó személyek általában magasabb hipnábilitást mutattak a standard csoporthipnózisban, mint a heterozigóták, vagy a C allélt homozigóta formában hordozók. Ezt a génváltozatot többen vizsgálták a figyelemhiányos hiperaktivitással kapcsolatban, egyes eredmények arra utalnak, hogy más promoter polimorfizmusokkal interakcióban alakítják a figyelemhiányos fenotípusos jelleget (pl. Kereszturi, és mtsai., 2007, Lowe, és mtsai., 2004, Mill, és mtsai., 2003). A jelen dolgozatban a COMT Val/Met és a DRD4 –521 CT SNP génvariánsok interakcióját is sikerült kimutatni, melyet a 21. ábra mutat be. Az eredmények azt mutatják, hogy a kevesebb dopamin receptor fehérje mennyiséget kódoló –521 T allél jelenlétében a COMT polimorfizmus génvariánsainak csak kis szerep jut a hipnózismélység kialakításában. Azonban a –521 CC homozigóta genotípus mellett (mely több receptor fehérje szintetizálását valószínűsíti) kiemelkedő szerephez jut a COMT bontó enzim hatékonyságát kódoló Val/Met polimorfizmus. A legmagasabb hipnábilitás értékeket a –521 CC és COMT Val/Val genotípusú személyek mutatták, azonban itt is fontos módszertani probléma, hogy az alacsony elemszám miatt ezt az interakciót fenntartásokkal kell kezelnünk. Nagy szükség lenne egy legalább kétszer ekkora független minta alapján tesztelni ezeket az összefüggéseket. A hipnábilitás egyéni különbségeit magyarázó összetevők Szakirodalmi adatok alapján a magasan hipnábilis személyek kitartóbbak, és jobb fókuszált figyelmi képességekkel rendelkeznek. Ezeket a jelen vizsgálatban a TCI kérdőív és a Simon reakcióidő feladat mérőszámai alapján azonban csak részben sikerült igazolni. A jelen dolgozatban megkíséreltem a hipnábilitás egyéni különbségeinek regresszión alapuló statisztikai modellezését a rendelkezésre álló mérőeszközök alapján: temperamentum dimenziókat felmérő TCI kérdőív, a fókuszált figyelmi feladat reakcióidő – mérőszámai, illetve 4-féle dopaminerg polimorfizmus genotípus adatai. Az eredmények alapján (4.4.5
107
alfejezet) a hipnábilitás temperamentumból adódó, kognitív, illetve genetikai összetevői közül legjelentősebb hatása a fentebb említett két kandidáns génnek volt. Emellett szintén fontos magyarázó erővel bír a fókuszált figyelmi feladat nehéz, inkongruens próbáiban produkált átlagos reakcióidő is. Ezek az összetevők a hipnózis iránti fogékonyság egyéni különbségeinek 14%-át magyarázzák, a kitartás, vagy más temperamentum dimenzió skálapontszámainak nem volt további magyarázó ereje.
p=0.012 A hipnábilitás összvarianciája p=0.024
p=0.018 4,4%
DRD4 -521 CT
4,8% COMT Val/Met
4,6%
Figyelem (Simon RI)
24. ábra A hipnózis iránti fogékonyság összetevői Mindez azt bizonyítja, hogy a dopamin szint szabályozásáért felelős enzimeket kódoló gének fontos összetevői a hipnábilitás örökletes képességének. Érdemes lenne ezt a modellt nagyobb mintán, és a figyelmi rendszert alaposabban feltáró objektív módszerek bevonásával tesztelni. Igen valószínű, hogy a hipnózis szempontjából igen fontos figyelmi funkciókat nem mér a Simon feladat (például a figyelmi fókusz rugalmasságát, vagy a figyelmi váltás képességét).
108
5
Kitekintés
Habilitációs dolgozatomban három, komplex öröklődésű jelleg genetikai tényezőit vizsgáltam, kiemelve néhány olyan kandidáns gént, melynek fontos szerepe lehet az egyéni különbségek kialakításában. A pszichogenetikai vizsgálatok egyik, izgalmas kandidánsa a dopamin D4-es receptor (DRD4) gén kódoló régiójában található hosszúság polimorfizmus (DRD4 VNTR), melynek hét ismétlődést tartalmazó változatát (7-es allél) szokás szembeállítani a többi variánssal. Eredményeink alapján a 7-es allélt hordozó férfiak alacsonyabb kitartással jellemezték magukat a temperamentum dimenziókat felmérő kérdőíves vizsgálatban. Ugyanez a génváltozat összefüggést mutatott a reakcióidő feladatok teljesítményével is: a 7-es allél jelenlétében hosszabb volt a személyek válaszideje. Ez utóbbi hatás mindkét nemben kimutatható volt. Az eredmények értékelésekor fontos figyelembe venni az önbeszámolós módszer lehetséges problémáit. Könnyen lehet ugyanis, hogy a 7-es allélt hordozó nők csoportja valójában kevésbé kitartó, mint azok a nők, akik nem hordozzák ezt a génvariánst, csupán ezt nem szívesen vallják be. A DRD4 7-es allél kitüntetett szerepének pontos molekuláris mechanizmusáról a szakirodalomban ellentmondásosak vélemények láttak napvilágot. Annyi azonban biztos, hogy a gén hosszúság polimorfizmusa az agyban képződő dopamin D4-es receptor fehérjék minőségére van hatással, így fontos szerepe lehet az információfeldolgozás sebességének modulálásában. Ez a génváltozat tehát mindenképpen egy fontos mondat a szüleinktől öröklött korántsem „tiszta lapon”. A COMT gén Val/Met polimorfizmusa szintén az agyi dopaminerg neurotranszmitter rendszer működésében játszik kulcsszerepet. Eredményeink alapján a Val/Met polimorfizmus összefügg a hipnózis iránti fogékonysággal, mely összecseng korábbi, szakirodalmi adatokkal. Azonban a két vizsgálatban eltér az a génváltozat, mely a mély hipnózis eléréséhez optimális. Ezt a különbséget legvalószínűbben a vizsgálatokban alkalmazott hipnózis helyzet eltérései okozzák, melyek fontos környezeti tényezőkként módosítják a genetikai hatásokat.
Mindezek alapján nyilvánvaló, hogy a különböző feladatokban mért teljesítményt számos külső és belső tényező együttese alakítja ki. Ilyen például a feladat nehézsége, a személy figyelmi képességei, intelligenciája, aktuális éberségi állapota, valamint az, hogy mennyire motivált arra, hogy magas szinten teljesítsen. Nyilvánvaló, hogy ezek közül az öröklött faktorok egyes tényezőkre közvetlenül, másokra közvetetten, vagy egyáltalán nem hatnak.
109
További kutatásainkban vizsgálni fogjuk, hogy az alaphelyzetben produkált kognitív teljesítményt befolyásoló genetikai faktorok hatása hogyan változik meg egy adott helyzet motivációs aspektusainak tükrében. Ehhez a kutatáshoz több száz fiatal felnőtt bevonását tervezzük, akik részt vesznek egy komplex, kognitív vizsgálat-sorozatban és egy részletes DNS analízisben. A munka során olyan genetikai faktorokat kívánunk azonosítani, melyek a kognitív funkciók és az agyi jutalmazási rendszer kölcsönhatásához kapcsolhatók. A genetikai és a motivációs faktorok interakciós szemléletű elemzésének eredményei alapján árnyaltabb képet kaphatunk arról, hogy egyes kognitív endofenotípusokat mennyiben befolyásolják a helyzeti tényezők motivációs aspektusai. Másképpen kifejezve: bár az ember korántsem „tiszta lappal” születik, az öröklött tényezők realizálódását a környezeti hatások részben vagy egészben felülírhatják.
110
Köszönetnyilvánítás Először is szeretném köszönetemet kifejezni Dr. Bányai Évának, aki a pszichológia tudományát még angol szakos egyetemista koromban megszerettette velem, valamint az Affektív Pszichológiai Intézeti Központ vezetőjének, Dr. Varga Katalinnak, aki mind az oktatási, mind pedig a kutatási munkámat messzemenőleg támogatta. Szeretném megköszönni lelkes csapatomnak – az alakuló „Pszichogenetikai Laboratóriumnak”, Halmai Zsuzsa és Varga Gábor doktorandusz hallgatóknak, valamint Kótyuk Eszter és Katonai Enikő Rózsa tudományos diákköröseimnek a lelkes kutatómunkát és külön köszönöm segítségségüket az oktatásban. Köszönöm a korábbi tudományos diákkörösök (Valentini Mária és Baranyay Máté), a műhelymunkások és a viselkedéselemzők adatfelvételben, adatbevitelben és esetenként az adatelemzésben végzett szorgalmas, pontos és kitartó munkáját. A bemutatott munka – interdiszciplináris jellegénél fogva – számos kutatócsoport és laboratórium kollaborációjával jött létre. A különböző szakterületek közös munkája csak fokozott odafigyeléssel és hatékony együttműködéssel valósulhatott meg, melyet ezúton is szeretném megköszönni a genetikai munkacsoportnak: Dr. Sasvári Máriának, a Molekuláris Genetikai Laboratórium vezetőjének (Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet) és a laboratórium munkatársainak, köztük Dr. Barta Csabának, Dr. Kereszturi Évának, Dr. Nemoda Zsófiának, Dr. Kovács-Nagy Rékának, Dr. Rónai Zsoltnak, Dr Szántai Eszternek, valamint Kolmann Gabriella és Virga Sándorné asszisztenseknek; az együttműködő pszichológus csoportoknak: a kognitív tesztek kidolgozásában együttműködő Dr. David Balota (Washington University, St. Louis) kognitív pszichológiai csoportjának; a hipnábilitás pszichogenetikai vizsgálataiban tevékenykedő Affektív Pszichológiai Intézeti Központ Hipnózis Laborjának: Dr. Bányai Éva, Dr. Gősiné Greguss Anna Csilla és Dr. Varga Katalin hipnotizőröknek, valamint a megfigyelőknek, köztük Költő Andrásnak, Németh Georginának, Tauszik Katalinnak, Pohl Zsuzsanna Katának, Fehér Andreának, Gurzó Richárdnak; Dr. Gervai Juditnak és Dr. Lakatos Krisztinának (MTA Pszichológiai Intézet) a pszichogenetikai munka inicializálásáért és sokrétű segítségükért; Dr. Demetrovics Zsolt, Dr. Nagy János és Dr. Rózsa Sándor tanácsaiért a temperamentum dimenziókkal kapcsolatos vizsgálatokban; a kollaboráló klinikusoknak: Dr. Faludi Gábornak (Semmelweis Egyetem Kútvölgyi Pszichiátriai Csoport) a sokrétű együttműködésért, valamint a lehetőségért, hogy a Biológiai Pszichiátria Doktori Iskolában témavezetőként és előadóként részt vehetek; Dr. Somogyi Anikónak és Dr. Nagy Gézának (Semmelweis Egyetem, II. Belgyógyászati Klinika) a cukorbetegek hangulati és kognitív vizsgálatáért. Köszönöm továbbá Dr. Urbán Róbert építő jellegű módszertani kritikáit és ötleteit. Végül, de nem utolsósorban köszönöm férjemnek, Veres Andrásnak hozzáértő segítségét az informatikai munkában, valamint türelmét és megértését a munka intenzív fázisaiban.
111
HIVATKOZÁSOK Ainsworth, M. D. S. (1978). Patterns of attachment: a psychological study of the strange situation. Hillsdale, N.J. New York: Lawrence Erlbaum Associates; distributed by Halsted Press Division of Wiley. Anguelova, M., Benkelfat, C., és Turecki, G. (2003). A systematic review of association studies investigating genes coding for serotonin receptors and the serotonin transporter: II. Suicidal behavior. Mol Psychiatry, 8(7), 646-653. Anisman, H., Du, L., Palkovits, M., Faludi, G., Kovacs, G. G., Szontagh-Kishazi, P., Merali, Z., és Poulter, M. O. (2008). Serotonin receptor subtype and p11 mRNA expression in stress-relevant brain regions of suicide and control subjects. J Psychiatry Neurosci, 33(2), 131-141. Asghari, V., Sanyal, S., Buchwaldt, S., Paterson, A., Jovanovic, V., és Van Tol, H. H. (1995). Modulation of intracellular cyclic AMP levels by different human dopamine D4 receptor variants. J Neurochem, 65(3), 1157-1165. Auerbach, J. G., Benjamin, J., Faroy, M., Geller, V., és Ebstein, R. (2001). DRD4 related to infant attention and information processing: a developmental link to ADHD? Psychiatr Genet, 11(1), 31-35. Bányai, É. I. (2008). A hipnózis szociál-pszichobiológiai modellje [The socialpsychobiological model of hypnosis]. In É. I. Bányai és L. Benczúr (Eds.), A hipnózis és hipnoterápia alapjai [The basis of hypnosis and hypnotherapy] (pp. 379-445). Budapest: Eötvös Univesity Press. Barnett, J. H., Scoriels, L., és Munafo, M. R. (2008). Meta-analysis of the cognitive effects of the catechol-O-methyltransferase gene Val158/108Met polymorphism. Biol Psychiatry, 64(2), 137-144. Barta, C., Ronai, Z., Nemoda, Z., Szekely, A., Kovacs, E., Sasvari-Szekely, M., és Guttman, A. (2001). Analysis of dopamine D4 receptor gene polymorphism using microchip electrophoresis. J Chromatogr A, 924(1-2), 285-290. Bates, E., D'Amico, S., Jacobsen, T., Szekely, A., Andonova, E., Devescovi, A., Herron, D., Lu, C. C., Pechmann, T., Pleh, C., Wicha, N., Federmeier, K., Gerdjikova, I., Gutierrez, G., Hung, D., Hsu, J., Iyer, G., Kohnert, K., Mehotcheva, T., Orozco-Figueroa, A., Tzeng, A., és Tzeng, O. (2003). Timed picture naming in seven languages. Psychonomic Bulletin & Review, 10(2), 344-380. Bauman, D. E., és Bul, P. I. (1981). [Human inheritability of hypnotizability]. Genetika, 17(2), 352-356. Bellgrove, M. A., Chambers, C. D., Johnson, K. A., Daibhis, A., Daly, M., Hawi, Z., Lambert, D., Gill, M., és Robertson, I. H. (2007). Dopaminergic genotype biases spatial attention in healthy children. Mol Psychiatry, 12(8), 786-792. Bellgrove, M. A., Hawi, Z., Kirley, A., Fitzgerald, M., Gill, M., és Robertson, I. H. (2005). Association between dopamine transporter (DAT1) genotype, left-sided inattention, and an enhanced response to methylphenidate in attention-deficit hyperactivity disorder. Neuropsychopharmacology, 30(12), 2290-2297. Bellgrove, M. A., Hawi, Z., Lowe, N., Kirley, A., Robertson, I. H., és Gill, M. (2005). DRD4 gene variants and sustained attention in attention deficit hyperactivity disorder (ADHD): effects of associated alleles at the VNTR and -521 SNP. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 136B(1), 81-86. Bellgrove, M. A., és Mattingley, J. B. (2008). Molecular genetics of attention. Ann N Y Acad Sci, 1129, 200-212.
112
Benjamin, J., Li, L., Patterson, C., Greenberg, B. D., Murphy, D. L., és Hamer, D. H. (1996). Population and familial association between the D4 dopamine receptor gene and measures of Novelty Seeking. Nat Genet, 12(1), 81-84. Benjamin, J., Osher, Y., Lichtenberg, P., Bachner-Melman, R., Gritsenko, I., Kotler, M., Belmaker, R. H., Valsky, V., Drendel, M., és Ebstein, R. P. (2000). An interaction between the catechol O-methyltransferase and serotonin transporter promoter region polymorphisms contributes to tridimensional personality questionnaire persistence scores in normal subjects. Neuropsychobiology, 41(1), 48-53. Bentley, D. R., Balasubramanian, S., Swerdlow, H. P., Smith, G. P., Milton, J., Brown, C. G., Hall, K. P., Evers, D. J., Barnes, C. L., Bignell, H. R., Boutell, J. M., Bryant, J., Carter, R. J., Keira Cheetham, R., Cox, A. J., Ellis, D. J., Flatbush, M. R., Gormley, N. A., Humphray, S. J., Irving, L. J., Karbelashvili, M. S., Kirk, S. M., Li, H., Liu, X., Maisinger, K. S., Murray, L. J., Obradovic, B., Ost, T., Parkinson, M. L., Pratt, M. R., Rasolonjatovo, I. M., Reed, M. T., Rigatti, R., Rodighiero, C., Ross, M. T., Sabot, A., Sankar, S. V., Scally, A., Schroth, G. P., Smith, M. E., Smith, V. P., Spiridou, A., Torrance, P. E., Tzonev, S. S., Vermaas, E. H., Walter, K., Wu, X., Zhang, L., Alam, M. D., Anastasi, C., Aniebo, I. C., Bailey, D. M., Bancarz, I. R., Banerjee, S., Barbour, S. G., Baybayan, P. A., Benoit, V. A., Benson, K. F., Bevis, C., Black, P. J., Boodhun, A., Brennan, J. S., Bridgham, J. A., Brown, R. C., Brown, A. A., Buermann, D. H., Bundu, A. A., Burrows, J. C., Carter, N. P., Castillo, N., Chiara, E. C. M., Chang, S., Neil Cooley, R., Crake, N. R., Dada, O. O., Diakoumakos, K. D., Dominguez-Fernandez, B., Earnshaw, D. J., Egbujor, U. C., Elmore, D. W., Etchin, S. S., Ewan, M. R., Fedurco, M., Fraser, L. J., Fuentes Fajardo, K. V., Scott Furey, W., George, D., Gietzen, K. J., Goddard, C. P., Golda, G. S., Granieri, P. A., Green, D. E., Gustafson, D. L., Hansen, N. F., Harnish, K., Haudenschild, C. D., Heyer, N. I., Hims, M. M., Ho, J. T., Horgan, A. M., Hoschler, K., Hurwitz, S., Ivanov, D. V., Johnson, M. Q., James, T., Huw Jones, T. A., Kang, G. D., Kerelska, T. H., Kersey, A. D., Khrebtukova, I., Kindwall, A. P., Kingsbury, Z., KokkoGonzales, P. I., Kumar, A., Laurent, M. A., Lawley, C. T., Lee, S. E., Lee, X., Liao, A. K., Loch, J. A., Lok, M., Luo, S., Mammen, R. M., Martin, J. W., McCauley, P. G., McNitt, P., Mehta, P., Moon, K. W., Mullens, J. W., Newington, T., Ning, Z., Ling Ng, B., Novo, S. M., O'Neill, M. J., Osborne, M. A., Osnowski, A., Ostadan, O., Paraschos, L. L., Pickering, L., Pike, A. C., Chris Pinkard, D., Pliskin, D. P., Podhasky, J., Quijano, V. J., Raczy, C., Rae, V. H., Rawlings, S. R., Chiva Rodriguez, A., Roe, P. M., Rogers, J., Rogert Bacigalupo, M. C., Romanov, N., Romieu, A., Roth, R. K., Rourke, N. J., Ruediger, S. T., Rusman, E., Sanches-Kuiper, R. M., Schenker, M. R., Seoane, J. M., Shaw, R. J., Shiver, M. K., Short, S. W., Sizto, N. L., Sluis, J. P., Smith, M. A., Ernest Sohna Sohna, J., Spence, E. J., Stevens, K., Sutton, N., Szajkowski, L., Tregidgo, C. L., Turcatti, G., Vandevondele, S., Verhovsky, Y., Virk, S. M., Wakelin, S., Walcott, G. C., Wang, J., Worsley, G. J., Yan, J., Yau, L., Zuerlein, M., Mullikin, J. C., Hurles, M. E., McCooke, N. J., West, J. S., Oaks, F. L., Lundberg, P. L., Klenerman, D., Durbin, R., és Smith, A. J. (2008). Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature, 456(7218), 53-59. Berrettini, W. H. (2005). Genetic bases for endophenotypes in psychiatric disorders. Dialogues Clin Neurosci, 7(2), 95-101. Bertram, L. (2008). Genetic research in schizophrenia: new tools and future perspectives. Schizophr Bull, 34(5), 806-812. Bier, F. F., von Nickisch-Rosenegk, M., Ehrentreich-Forster, E., Reiss, E., Henkel, J., Strehlow, R., és Andresen, D. (2008). DNA microarrays. Adv Biochem Eng Biotechnol, 109, 433-453.
113
Blasi, G., Mattay, V. S., Bertolino, A., Elvevag, B., Callicott, J. H., Das, S., Kolachana, B. S., Egan, M. F., Goldberg, T. E., és Weinberger, D. R. (2005). Effect of catechol-Omethyltransferase val158met genotype on attentional control. J Neurosci, 25(20), 50385045. Boor, K., Ronai, Z., Nemoda, Z., Gaszner, P., Sasvari-Szekely, M., Guttman, A., és Kalasz, H. (2002). Noninvasive genotyping of dopamine receptor D4 (DRD4) using nanograms of DNA from substance-dependent patients. Curr Med Chem, 9(8), 793-797. Bowers, K. S. (1998). Waterloo-Stanford Group Scale of Hypnotic Susceptibility, Form C: manual and response booklet. Int J Clin Exp Hypn, 46(3), 250-268. Bowlby, J. (1958). The nature of the child's tie to his mother. Int J Psychoanal, 39(5), 350373. Brookes, K., Xu, X., Chen, W., Zhou, K., Neale, B., Lowe, N., Anney, R., Franke, B., Gill, M., Ebstein, R., Buitelaar, J., Sham, P., Campbell, D., Knight, J., Andreou, P., Altink, M., Arnold, R., Boer, F., Buschgens, C., Butler, L., Christiansen, H., Feldman, L., Fleischman, K., Fliers, E., Howe-Forbes, R., Goldfarb, A., Heise, A., Gabriels, I., KornLubetzki, I., Johansson, L., Marco, R., Medad, S., Minderaa, R., Mulas, F., Muller, U., Mulligan, A., Rabin, K., Rommelse, N., Sethna, V., Sorohan, J., Uebel, H., Psychogiou, L., Weeks, A., Barrett, R., Craig, I., Banaschewski, T., Sonuga-Barke, E., Eisenberg, J., Kuntsi, J., Manor, I., McGuffin, P., Miranda, A., Oades, R. D., Plomin, R., Roeyers, H., Rothenberger, A., Sergeant, J., Steinhausen, H. C., Taylor, E., Thompson, M., Faraone, S. V., és Asherson, P. (2006). The analysis of 51 genes in DSM-IV combined type attention deficit hyperactivity disorder: association signals in DRD4, DAT1 and 16 other genes. Mol Psychiatry, 11(10), 934-953. Butcher, L. M., Davis, O. S., Craig, I. W., és Plomin, R. (2008). Genome-wide quantitative trait locus association scan of general cognitive ability using pooled DNA and 500K single nucleotide polymorphism microarrays. Genes Brain Behav, 7(4), 435-446. Carlson, E. A. (1998). A prospective longitudinal study of attachment disorganization/disorientation. Child Dev, 69(4), 1107-1128. Caspi, A., Sugden, K., Moffitt, T. E., Taylor, A., Craig, I. W., Harrington, H., McClay, J., Mill, J., Martin, J., Braithwaite, A., és Poulton, R. (2003). Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene. Science, 301(5631), 386389. Chang, F. M., Kidd, J. R., Livak, K. J., Pakstis, A. J., és Kidd, K. K. (1996). The world-wide distribution of allele frequencies at the human dopamine D4 receptor locus. Hum Genet, 98(1), 91-101. Cloninger, C. R. (1987). A systematic method for clinical description and classification of personality variants. A proposal. Arch Gen Psychiatry, 44(6), 573-588. Cloninger, C. R., Przybeck, T. R., és Svrakic, D. M. (1991). The Tridimensional Personality Questionnaire: U.S. normative data. Psychol Rep, 69(3 Pt 1), 1047-1057. Cloninger, C. R., Svrakic, D. M., és Przybeck, T. R. (1993). A psychobiological model of temperament and character. Arch Gen Psychiatry, 50(12), 975-990. Comings, D. E., Gonzalez, N., Wu, S., Gade, R., Muhleman, D., Saucier, G., Johnson, P., Verde, R., Rosenthal, R. J., Lesieur, H. R., Rugle, L. J., Miller, W. B., és MacMurray, J. P. (1999). Studies of the 48 bp repeat polymorphism of the DRD4 gene in impulsive, compulsive, addictive behaviors: Tourette syndrome, ADHD, pathological gambling, and substance abuse. Am J Med Genet, 88(4), 358-368.
114
Crawford, H. J. (1989). Cognitive and physiological flexibility: Multiple pathways to hypnotic responsiveness. In V. A. Gheorghiu, P. Netter, H. Eysenck és R. Rosenthal (Eds.), Suggestion and suggestibility: Theory and research (pp. 155-168). Berlin ; London: Springer-Verlag. Crawford, H. J. (1994). Brain dynamics and hypnosis: attentional and disattentional processes. Int J Clin Exp Hypn, 42(3), 204-232. Crawford, H. J., és Gruzelier, J. H. (1992). A midstream view of the neuropsychophysiology of hypnosis: Recent research and future directions. In E. Fromm és M. R. Nash (Eds.), Contemporary hypnosis research (pp. 227-266). New York ; London: Guilford Press. Ding, Y. C., Chi, H. C., Grady, D. L., Morishima, A., Kidd, J. R., Kidd, K. K., Flodman, P., Spence, M. A., Schuck, S., Swanson, J. M., Zhang, Y. P., és Moyzis, R. K. (2002). Evidence of positive selection acting at the human dopamine receptor D4 gene locus. Proc Natl Acad Sci U S A, 99(1), 309-314. Du, L., Faludi, G., Palkovits, M., Sotonyi, P., Bakish, D., és Hrdina, P. D. (2002). High activity-related allele of MAO-A gene associated with depressed suicide in males. Neuroreport, 13(9), 1195-1198. Dwivedi, Y., Rizavi, H. S., Shukla, P. K., Lyons, J., Faludi, G., Palkovits, M., Sarosi, A., Conley, R. R., Roberts, R. C., Tamminga, C. A., és Pandey, G. N. (2004). Protein kinase A in postmortem brain of depressed suicide victims: altered expression of specific regulatory and catalytic subunits. Biol Psychiatry, 55(3), 234-243. Ebstein, R. P. (2006). The molecular genetic architecture of human personality: beyond selfreport questionnaires. Mol Psychiatry, 11(5), 427-445. Ebstein, R. P., és Belmaker, R. H. (1997). Saga of an adventure gene: novelty seeking, substance abuse and the dopamine D4 receptor (D4DR) exon III repeat polymorphism. Mol Psychiatry, 2(5), 381-384. Ebstein, R. P., Novick, O., Umansky, R., Priel, B., Osher, Y., Blaine, D., Bennett, E. R., Nemanov, L., Katz, M., és Belmaker, R. H. (1996). Dopamine D4 receptor (D4DR) exon III polymorphism associated with the human personality trait of Novelty Seeking. Nat Genet, 12(1), 78-80. Falus, A. (2006). Rendszerszemléletű biológia; posztmodern genomika túl a géneken? Magyar Tudomány, 167(11), 1345-1353. Fan, J. B., és Sklar, P. (2005). Meta-analysis reveals association between serotonin transporter gene STin2 VNTR polymorphism and schizophrenia. Mol Psychiatry, 10(10), 928-938, 891. Faraone, S. V., Perlis, R. H., Doyle, A. E., Smoller, J. W., Goralnick, J. J., Holmgren, M. A., és Sklar, P. (2005). Molecular genetics of attention-deficit/hyperactivity disorder. Biol Psychiatry, 57(11), 1313-1323. Fiskerstrand, C. E., Lovejoy, E. A., és Quinn, J. P. (1999). An intronic polymorphic domain often associated with susceptibility to affective disorders has allele dependent differential enhancer activity in embryonic stem cells. FEBS Lett, 458(2), 171-174. Flint, J., és Munafo, M. R. (2007). The endophenotype concept in psychiatric genetics. Psychol Med, 37(2), 163-180. Flory, J. D., Manuck, S. B., Ferrell, R. E., Dent, K. M., Peters, D. G., és Muldoon, M. F. (1999). Neuroticism is not associated with the serotonin transporter (5-HTTLPR) polymorphism. Mol Psychiatry, 4(1), 93-96. Fossella, J., Green, A. E., és Fan, J. (2006). Evaluation of a structural polymorphism in the ankyrin repeat and kinase domain containing 1 (ANKK1) gene and the activation of executive attention networks. Cogn Affect Behav Neurosci, 6(1), 71-78.
115
Fossella, J., Sommer, T., Fan, J., Wu, Y., Swanson, J. M., Pfaff, D. W., és Posner, M. I. (2002). Assessing the molecular genetics of attention networks. BMC Neurosci, 3, 14. Fossella, J. A., és Casey, B. J. (2006). Genes, brain, and behavior: bridging disciplines. Cogn Affect Behav Neurosci, 6(1), 1-8. Fossella, J. A., Sommer, T., Fan, J., Pfaff, D., és Posner, M. I. (2003). Synaptogenesis and heritable aspects of executive attention. Ment Retard Dev Disabil Res Rev, 9(3), 178-183. Freimer, N., és Sabatti, C. (2003). The human phenome project. Nat Genet, 34(1), 15-21. Gabriela, M. L., John, D. G., Magdalena, B. V., Ariadna, G. S., Francisco de, L. P., Liz, S. M., Lino, P. C., Josefina, R. G., Ernesto, R. Z., és Carlos, C. F. (2009). Genetic interaction analysis for DRD4 and DAT1 genes in a group of Mexican ADHD patients. Neurosci Lett, 451(3), 257-260. Gamma, F., Faraone, S. V., Glatt, S. J., Yeh, Y. C., és Tsuang, M. T. (2005). Meta-analysis shows schizophrenia is not associated with the 40-base-pair repeat polymorphism of the dopamine transporter gene. Schizophr Res, 73(1), 55-58. Garris, P. A., és Wightman, R. M. (1994). Different kinetics govern dopaminergic transmission in the amygdala, prefrontal cortex, and striatum: an in vivo voltammetric study. J Neurosci, 14(1), 442-450. Gelernter, J., Kennedy, J. L., van Tol, H. H., Civelli, O., és Kidd, K. K. (1992). The D4 dopamine receptor (DRD4) maps to distal 11p close to HRAS. Genomics, 13(1), 208-210. Gelernter, J., Kranzler, H., Coccaro, E., Siever, L., New, A., és Mulgrew, C. L. (1997). D4 dopamine-receptor (DRD4) alleles and novelty seeking in substance-dependent, personality-disorder, and control subjects. Am J Hum Genet, 61(5), 1144-1152. Gelernter, J., Kranzler, H., Coccaro, E. F., Siever, L. J., és New, A. S. (1998). Serotonin transporter protein gene polymorphism and personality measures in African American and European American subjects. Am J Psychiatry, 155(10), 1332-1338. Gervai, J., Nemoda, Z., Lakatos, K., Ronai, Z., Toth, I., Ney, K., és Sasvari-Szekely, M. (2005). Transmission disequilibrium tests confirm the link between DRD4 gene polymorphism and infant attachment. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 132B(1), 126-130. Goldberg, T. E., és Weinberger, D. R. (2004). Genes and the parsing of cognitive processes. Trends Cogn Sci, 8(7), 325-335. Gottesman, II, és Gould, T. D. (2003). The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. Am J Psychiatry, 160(4), 636-645. Gősiné Greguss, A. (1999). Waterloo-Stanford Hipnábilitási Csoportskála, C forma (WSGC). (fordítás). Greenberg, B. D., Li, Q., Lucas, F. R., Hu, S., Sirota, L. A., Benjamin, J., Lesch, K. P., Hamer, D., és Murphy, D. L. (2000). Association between the serotonin transporter promoter polymorphism and personality traits in a primarily female population sample. Am J Med Genet, 96(2), 202-216. Greene, C. M., Robertson, I. H., Gill, M., és Bellgrove, M. A. (2010). Dopaminergic genotype influences spatial bias in healthy adults. Neuropsychologia, 48(9), 2458-2464. Hamer, D., és Sirota, L. (2000). Beware the chopsticks gene. Mol Psychiatry, 5(1), 11-13. Hamosh, A. (1995). Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Letöltve 2010.07.25 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim. Hardy, G. H. (1908). Mendelian Proportions in a Mixed Population. Science, 28(706), 49-50.
116
Heils, A., Teufel, A., Petri, S., Stober, G., Riederer, P., Bengel, D., és Lesch, K. P. (1996). Allelic variation of human serotonin transporter gene expression. J Neurochem, 66(6), 2621-2624. Hilgard, E. R. (1965). Hypnotic susceptibility. New York: Harcourt, Brace & World. Hilgard, J. R. (1979). Personality and hypnosis : a study of imaginative involvement (2d ed.). Chicago: University of Chicago Press. Horton, J. E., Crawford, H. J., Harrington, G., és Downs, J. H., 3rd. (2004). Increased anterior corpus callosum size associated positively with hypnotizability and the ability to control pain. Brain, 127(Pt 8), 1741-1747. Jones, S. R., Gainetdinov, R. R., Jaber, M., Giros, B., Wightman, R. M., és Caron, M. G. (1998). Profound neuronal plasticity in response to inactivation of the dopamine transporter. Proc Natl Acad Sci U S A, 95(7), 4029-4034. Jonsson, E. G., Nothen, M. M., Gustavsson, J. P., Neidt, H., Forslund, K., Mattila-Evenden, M., Rylander, G., Propping, P., és Asberg, M. (1998). Lack of association between dopamine D4 receptor gene and personality traits. Psychol Med, 28(4), 985-989. Jorm, A. F., Henderson, A. S., Jacomb, P. A., Christensen, H., Korten, A. E., Rodgers, B., Tan, X., és Easteal, S. (1998). An association study of a functional polymorphism of the serotonin transporter gene with personality and psychiatric symptoms. Mol Psychiatry, 3(5), 449-451. Jovanovic, V., Guan, H. C., és Van Tol, H. H. (1999). Comparative pharmacological and functional analysis of the human dopamine D4.2 and D4.10 receptor variants. Pharmacogenetics, 9(5), 561-568. Katsuragi, S., Kunugi, H., Sano, A., Tsutsumi, T., Isogawa, K., Nanko, S., és Akiyoshi, J. (1999). Association between serotonin transporter gene polymorphism and anxiety-related traits. Biol Psychiatry, 45(3), 368-370. Kereszturi, E., Kiraly, O., Csapo, Z., Tarnok, Z., Gadoros, J., Sasvari-Szekely, M., és Nemoda, Z. (2007). Association between the 120-bp duplication of the dopamine D4 receptor gene and attention deficit hyperactivity disorder: genetic and molecular analyses. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 144B(2), 231-236. Kéri, S., és Janka, Z. (2003). A szkizofrénia diszkonnekciós elméletei. In P. C., G. B. és K. G. (Eds.), Kognitív Idegtudomány (pp. 724-737). Budapest: Osiris Kiadó. Keri, S., Juhasz, A., Rimanoczy, A., Szekeres, G., Kelemen, O., Cimmer, C., Szendi, I., Benedek, G., és Janka, Z. (2005). Habit learning and the genetics of the dopamine D3 receptor: evidence from patients with schizophrenia and healthy controls. Behav Neurosci, 119(3), 687-693. Kirsch, I., Milling, L. S., és Burgess, C. (1998). Experiential scoring for the WaterlooStanford Group C scale. Int J Clin Exp Hypn, 46(3), 269-279. Konrad, K., Dempfle, A., Friedel, S., Heiser, P., Holtkamp, K., Walitza, S., Sauer, S., Warnke, A., Remschmidt, H., Gilsbach, S., Schafer, H., Hinney, A., Hebebrand, J., és Herpertz-Dahlmann, B. (2010). Familiality and molecular genetics of attention networks in ADHD. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 153B(1), 148-158. Kotler, M., Cohen, H., Segman, R., Gritsenko, I., Nemanov, L., Lerer, B., Kramer, I., ZerZion, M., Kletz, I., és Ebstein, R. P. (1997). Excess dopamine D4 receptor (D4DR) exon III seven repeat allele in opioid-dependent subjects. Mol Psychiatry, 2(3), 251-254. Kumakiri, C., Kodama, K., Shimizu, E., Yamanouchi, N., Okada, S., Noda, S., Okamoto, H., Sato, T., és Shirasawa, H. (1999). Study of the association between the serotonin transporter gene regulatory region polymorphism and personality traits in a Japanese population. Neurosci Lett, 263(2-3), 205-207.
117
Kustanovich, V., Ishii, J., Crawford, L., Yang, M., McGough, J. J., McCracken, J. T., Smalley, S. L., és Nelson, S. F. (2004). Transmission disequilibrium testing of dopaminerelated candidate gene polymorphisms in ADHD: confirmation of association of ADHD with DRD4 and DRD5. Mol Psychiatry, 9(7), 711-717. LaHoste, G. J., Swanson, J. M., Wigal, S. B., Glabe, C., Wigal, T., King, N., és Kennedy, J. L. (1996). Dopamine D4 receptor gene polymorphism is associated with attention deficit hyperactivity disorder. Mol Psychiatry, 1(2), 121-124. Lakatos, K., Nemoda, Z., Toth, I., Ronai, Z., Ney, K., Sasvari- Szekely, M., és Gervai, J. (2002). Further evidence for the role of the dopamine D4 receptor (DRD4) gene in attachment disorganization: interaction of the exon III 48-bp repeat and the -521 C/T promoter polymorphisms. Mol Psychiatry, 7(1), 27-31. Lakatos, K., Toth, I., Nemoda, Z., Ney, K., Sasvari-Szekely, M., és Gervai, J. (2000). Dopamine D4 receptor (DRD4) gene polymorphism is associated with attachment disorganization in infants. Mol Psychiatry, 5(6), 633-637. Lander, E. S., Linton, L. M., Birren, B., Nusbaum, C., Zody, M. C., Baldwin, J., Devon, K., Dewar, K., Doyle, M., FitzHugh, W., Funke, R., Gage, D., Harris, K., Heaford, A., Howland, J., Kann, L., Lehoczky, J., LeVine, R., McEwan, P., McKernan, K., Meldrim, J., Mesirov, J. P., Miranda, C., Morris, W., Naylor, J., Raymond, C., Rosetti, M., Santos, R., Sheridan, A., Sougnez, C., Stange-Thomann, N., Stojanovic, N., Subramanian, A., Wyman, D., Rogers, J., Sulston, J., Ainscough, R., Beck, S., Bentley, D., Burton, J., Clee, C., Carter, N., Coulson, A., Deadman, R., Deloukas, P., Dunham, A., Dunham, I., Durbin, R., French, L., Grafham, D., Gregory, S., Hubbard, T., Humphray, S., Hunt, A., Jones, M., Lloyd, C., McMurray, A., Matthews, L., Mercer, S., Milne, S., Mullikin, J. C., Mungall, A., Plumb, R., Ross, M., Shownkeen, R., Sims, S., Waterston, R. H., Wilson, R. K., Hillier, L. W., McPherson, J. D., Marra, M. A., Mardis, E. R., Fulton, L. A., Chinwalla, A. T., Pepin, K. H., Gish, W. R., Chissoe, S. L., Wendl, M. C., Delehaunty, K. D., Miner, T. L., Delehaunty, A., Kramer, J. B., Cook, L. L., Fulton, R. S., Johnson, D. L., Minx, P. J., Clifton, S. W., Hawkins, T., Branscomb, E., Predki, P., Richardson, P., Wenning, S., Slezak, T., Doggett, N., Cheng, J. F., Olsen, A., Lucas, S., Elkin, C., Uberbacher, E., Frazier, M., Gibbs, R. A., Muzny, D. M., Scherer, S. E., Bouck, J. B., Sodergren, E. J., Worley, K. C., Rives, C. M., Gorrell, J. H., Metzker, M. L., Naylor, S. L., Kucherlapati, R. S., Nelson, D. L., Weinstock, G. M., Sakaki, Y., Fujiyama, A., Hattori, M., Yada, T., Toyoda, A., Itoh, T., Kawagoe, C., Watanabe, H., Totoki, Y., Taylor, T., Weissenbach, J., Heilig, R., Saurin, W., Artiguenave, F., Brottier, P., Bruls, T., Pelletier, E., Robert, C., Wincker, P., Smith, D. R., Doucette-Stamm, L., Rubenfield, M., Weinstock, K., Lee, H. M., Dubois, J., Rosenthal, A., Platzer, M., Nyakatura, G., Taudien, S., Rump, A., Yang, H., Yu, J., Wang, J., Huang, G., Gu, J., Hood, L., Rowen, L., Madan, A., Qin, S., Davis, R. W., Federspiel, N. A., Abola, A. P., Proctor, M. J., Myers, R. M., Schmutz, J., Dickson, M., Grimwood, J., Cox, D. R., Olson, M. V., Kaul, R., Shimizu, N., Kawasaki, K., Minoshima, S., Evans, G. A., Athanasiou, M., Schultz, R., Roe, B. A., Chen, F., Pan, H., Ramser, J., Lehrach, H., Reinhardt, R., McCombie, W. R., de la Bastide, M., Dedhia, N., Blocker, H., Hornischer, K., Nordsiek, G., Agarwala, R., Aravind, L., Bailey, J. A., Bateman, A., Batzoglou, S., Birney, E., Bork, P., Brown, D. G., Burge, C. B., Cerutti, L., Chen, H. C., Church, D., Clamp, M., Copley, R. R., Doerks, T., Eddy, S. R., Eichler, E. E., Furey, T. S., Galagan, J., Gilbert, J. G., Harmon, C., Hayashizaki, Y., Haussler, D., Hermjakob, H., Hokamp, K., Jang, W., Johnson, L. S., Jones, T. A., Kasif, S., Kaspryzk, A., Kennedy, S., Kent, W. J., Kitts, P., Koonin, E. V., Korf, I., Kulp, D., Lancet, D., Lowe, T. M., McLysaght, A., Mikkelsen, T., Moran, J. V., Mulder, N., Pollara, V. J., Ponting, C. P., Schuler, G., Schultz, J., Slater, G., Smit, A. F., Stupka, E., Szustakowski, J., Thierry-Mieg, D., Thierry-Mieg, J., Wagner, L., Wallis, J., Wheeler, R., Williams, A., 118
Wolf, Y. I., Wolfe, K. H., Yang, S. P., Yeh, R. F., Collins, F., Guyer, M. S., Peterson, J., Felsenfeld, A., Wetterstrand, K. A., Patrinos, A., Morgan, M. J., de Jong, P., Catanese, J. J., Osoegawa, K., Shizuya, H., Choi, S., és Chen, Y. J. (2001). Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature, 409(6822), 860-921. Larson, G. E., és Alderton, D. L. (1990). Reaction-Time Variability and Intelligence - a Worst Performance Analysis of Individual-Differences. Intelligence, 14(3), 309-325. Lasky-Su, J. A., Faraone, S. V., Glatt, S. J., és Tsuang, M. T. (2005). Meta-analysis of the association between two polymorphisms in the serotonin transporter gene and affective disorders. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 133B(1), 110-115. Le Foll, B., Gallo, A., Le Strat, Y., Lu, L., és Gorwood, P. (2009). Genetics of dopamine receptors and drug addiction: a comprehensive review. Behav Pharmacol, 20(1), 1-17. Lesch, K. P., Bengel, D., Heils, A., Sabol, S. Z., Greenberg, B. D., Petri, S., Benjamin, J., Muller, C. R., Hamer, D. H., és Murphy, D. L. (1996). Association of anxiety-related traits with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region. Science, 274(5292), 1527-1531. Levy, F. (1991). The dopamine theory of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Aust N Z J Psychiatry, 25(2), 277-283. Levy, S., Sutton, G., Ng, P. C., Feuk, L., Halpern, A. L., Walenz, B. P., Axelrod, N., Huang, J., Kirkness, E. F., Denisov, G., Lin, Y., MacDonald, J. R., Pang, A. W., Shago, M., Stockwell, T. B., Tsiamouri, A., Bafna, V., Bansal, V., Kravitz, S. A., Busam, D. A., Beeson, K. Y., McIntosh, T. C., Remington, K. A., Abril, J. F., Gill, J., Borman, J., Rogers, Y. H., Frazier, M. E., Scherer, S. W., Strausberg, R. L., és Venter, J. C. (2007). The diploid genome sequence of an individual human. PLoS Biol, 5(10), e254. Li, D., Sham, P. C., Owen, M. J., és He, L. (2006). Meta-analysis shows significant association between dopamine system genes and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Hum Mol Genet, 15(14), 2276-2284. Li, T., Xu, K., Deng, H., Cai, G., Liu, J., Liu, X., Wang, R., Xiang, X., Zhao, J., Murray, R. M., Sham, P. C., és Collier, D. A. (1997). Association analysis of the dopamine D4 gene exon III VNTR and heroin abuse in Chinese subjects. Mol Psychiatry, 2(5), 413-416. Lichtenberg, P., Bachner-Melman, R., Ebstein, R. P., és Crawford, H. J. (2004). Hypnotic susceptibility: multidimensional relationships with Cloninger's Tridimensional Personality Questionnaire, COMT polymorphisms, absorption, and attentional characteristics. Int J Clin Exp Hypn, 52(1), 47-72. Lichtenberg, P., Bachner-Melman, R., Gritsenko, I., és Ebstein, R. P. (2000). Exploratory association study between catechol-O-methyltransferase (COMT) high/low enzyme activity polymorphism and hypnotizability. Am J Med Genet, 96(6), 771-774. Lin, P. Y., és Tsai, G. (2004). Association between serotonin transporter gene promoter polymorphism and suicide: results of a meta-analysis. Biol Psychiatry, 55(10), 1023-1030. Lowe, N., Kirley, A., Mullins, C., Fitzgerald, M., Gill, M., és Hawi, Z. (2004). Multiple marker analysis at the promoter region of the DRD4 gene and ADHD: evidence of linkage and association with the SNP -616. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 131B(1), 33-37. Luciano, M., Gow, A. J., Harris, S. E., Hayward, C., Allerhand, M., Starr, J. M., Visscher, P. M., és Deary, I. J. (2009). Cognitive ability at age 11 and 70 years, information processing speed, and APOE variation: the Lothian Birth Cohort 1936 study. Psychol Aging, 24(1), 129-138.
119
Luciano, M., Wright, M. J., Geffen, G. M., Geffen, L. B., Smith, G. A., és Martin, N. G. (2004). A genetic investigation of the covariation among inspection time, choice reaction time, and IQ subtest scores. Behav Genet, 34(1), 41-50. Lundstrom, K., Tenhunen, J., Tilgmann, C., Karhunen, T., Panula, P., és Ulmanen, I. (1995). Cloning, expression and structure of catechol-O-methyltransferase. Biochim Biophys Acta, 1251(1), 1-10. Main, M., és Solomon, J. (1986). Discovery of an insecure-disorganized/disoriented attachment pattern: procedures, findings and implications for the classification of behavior. In T. B. Brazelton és M. W. Yogman (Eds.), Affective development in infancy (pp. 95-124). Norwood, N.J.: Ablex Pub. Co. Malhotra, A. K., Virkkunen, M., Rooney, W., Eggert, M., Linnoila, M., és Goldman, D. (1996). The association between the dopamine D4 receptor (D4DR) 16 amino acid repeat polymorphism and novelty seeking. Mol Psychiatry, 1(5), 388-391. Mannisto, P. T., és Kaakkola, S. (1999). Catechol-O-methyltransferase (COMT): biochemistry, molecular biology, pharmacology, and clinical efficacy of the new selective COMT inhibitors. Pharmacol Rev, 51(4), 593-628. Manolio, T. A., Rodriguez, L. L., Brooks, L., Abecasis, G., Ballinger, D., Daly, M., Donnelly, P., Faraone, S. V., Frazer, K., Gabriel, S., Gejman, P., Guttmacher, A., Harris, E. L., Insel, T., Kelsoe, J. R., Lander, E., McCowin, N., Mailman, M. D., Nabel, E., Ostell, J., Pugh, E., Sherry, S., Sullivan, P. F., Thompson, J. F., Warram, J., Wholley, D., Milos, P. M., és Collins, F. S. (2007). New models of collaboration in genome-wide association studies: the Genetic Association Information Network. Nat Genet, 39(9), 1045-1051. Martin, J. H. (2003). Neuroanatomy : text and atlas (3rd ed.). New York, N.Y.: McGraw-Hill. Mattay, V. S., Goldberg, T. E., Fera, F., Hariri, A. R., Tessitore, A., Egan, M. F., Kolachana, B., Callicott, J. H., és Weinberger, D. R. (2003). Catechol O-methyltransferase val158met genotype and individual variation in the brain response to amphetamine. Proc Natl Acad Sci U S A, 100(10), 6186-6191. McCracken, J. T., Smalley, S. L., McGough, J. J., Crawford, L., Del'Homme, M., Cantor, R. M., Liu, A., és Nelson, S. F. (2000). Evidence for linkage of a tandem duplication polymorphism upstream of the dopamine D4 receptor gene (DRD4) with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Mol Psychiatry, 5(5), 531-536. McGue, M., Bouchard, T., Lykken, D., és Feuer, D. (1984). Information processing abilities in twins reared apart. Intelligence, 8(3), 239-258. McGuffin, P., Rijsdijk, F., Andrew, M., Sham, P., Katz, R., és Cardno, A. (2003). The heritability of bipolar affective disorder and the genetic relationship to unipolar depression. Arch Gen Psychiatry, 60(5), 497-502. Melke, J., Landen, M., Baghei, F., Rosmond, R., Holm, G., Bjorntorp, P., Westberg, L., Hellstrand, M., és Eriksson, E. (2001). Serotonin transporter gene polymorphisms are associated with anxiety-related personality traits in women. Am J Med Genet, 105(5), 458463. Merali, Z., Du, L., Hrdina, P., Palkovits, M., Faludi, G., Poulter, M. O., és Anisman, H. (2004). Dysregulation in the suicide brain: mRNA expression of corticotropin-releasing hormone receptors and GABA(A) receptor subunits in frontal cortical brain region. J Neurosci, 24(6), 1478-1485. Mill, J., Fisher, N., Curran, S., Richards, S., Taylor, E., és Asherson, P. (2003). Polymorphisms in the dopamine D4 receptor gene and attention-deficit hyperactivity disorder. Neuroreport, 14(11), 1463-1466.
120
Miller, G. M., és Madras, B. K. (2002). Polymorphisms in the 3'-untranslated region of human and monkey dopamine transporter genes affect reporter gene expression. Mol Psychiatry, 7(1), 44-55. Miller, G. W., Gainetdinov, R. R., Levey, A. I., és Caron, M. G. (1999). Dopamine transporters and neuronal injury. Trends Pharmacol Sci, 20(10), 424-429. Missale, C., Nash, S. R., Robinson, S. W., Jaber, M., és Caron, M. G. (1998). Dopamine receptors: from structure to function. Physiol Rev, 78(1), 189-225. Miyajima, F., Ollier, W., Mayes, A., Jackson, A., Thacker, N., Rabbitt, P., Pendleton, N., Horan, M., és Payton, A. (2008). Brain-derived neurotrophic factor polymorphism Val66Met influences cognitive abilities in the elderly. Genes Brain Behav, 7(4), 411-417. Morgan, A. H. (1973). The heritability of hypnotic susceptibility in twins. J Abnorm Psychol, 82(1), 55-61. Morgan, A. H., Hilgard, E. R., és Davert, E. C. (1970). The heritability of hypnotic susceptibility of twins: a preliminary report. Behav Genet, 1(3), 213-224. Morgan, A. H., Johnson, D. L., és Hilgard, E. R. (1974). The stability of hypnotic susceptibility: a longitudinal study. Int J Clin Exp Hypn, 22(3), 249-257. Mukherjee, N., Kidd, K. K., Pakstis, A. J., Speed, W. C., Li, H., Tarnok, Z., Barta, C., Kajuna, S. L., és Kidd, J. R. (2008). The complex global pattern of genetic variation and linkage disequilibrium at catechol-O-methyltransferase. Mol Psychiatry. Munafo, M. R., Bowes, L., Clark, T. G., és Flint, J. (2005). Lack of association of the COMT (Val158/108 Met) gene and schizophrenia: a meta-analysis of case-control studies. Mol Psychiatry, 10(8), 765-770. Munafo, M. R., Yalcin, B., Willis-Owen, S. A., és Flint, J. (2008). Association of the dopamine D4 receptor (DRD4) gene and approach-related personality traits: meta-analysis and new data. Biol Psychiatry, 63(2), 197-206. Murakami, F., Shimomura, T., Kotani, K., Ikawa, S., Nanba, E., és Adachi, K. (1999). Anxiety traits associated with a polymorphism in the serotonin transporter gene regulatory region in the Japanese. J Hum Genet, 44(1), 15-17. Nakamura, T., Muramatsu, T., Ono, Y., Matsushita, S., Higuchi, S., Mizushima, H., Yoshimura, K., Kanba, S., és Asai, M. (1997). Serotonin transporter gene regulatory region polymorphism and anxiety-related traits in the Japanese. Am J Med Genet, 74(5), 544-545. NCBI. (2009). Map Viewer. Letöltve 2010.08.25 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/. Nemoda, Z., Ronai, Z., Szekely, A., Kovacs, E., Shandrick, S., Guttman, A., és SasvariSzekely, M. (2001). High-throughput genotyping of repeat polymorphism in the regulatory region of serotonin transporter gene by gel microchip electrophoresis. Electrophoresis, 22(18), 4008-4011. Neville, M. J., Johnstone, E. C., és Walton, R. T. (2004). Identification and characterization of ANKK1: a novel kinase gene closely linked to DRD2 on chromosome band 11q23.1. Hum Mutat, 23(6), 540-545. Noble, E. P., Ozkaragoz, T. Z., Ritchie, T. L., Zhang, X., Belin, T. R., és Sparkes, R. S. (1998). D2 and D4 dopamine receptor polymorphisms and personality. Am J Med Genet, 81(3), 257-267. Oak, J. N., Oldenhof, J., és Van Tol, H. H. (2000). The dopamine D(4) receptor: one decade of research. Eur J Pharmacol, 405(1-3), 303-327. Oedegaard, K. J., Greenwood, T. A., Johansson, S., Jacobsen, K. K., Halmoy, A., Fasmer, O. B., Akiskal, H. S., Haavik, J., és Kelsoe, J. R. (2010). A genome-wide association study of bipolar disorder and comorbid migraine. Genes Brain Behav. 121
Okuyama, Y., Ishiguro, H., Nankai, M., Shibuya, H., Watanabe, A., és Arinami, T. (2000). Identification of a polymorphism in the promoter region of DRD4 associated with the human novelty seeking personality trait. Mol Psychiatry, 5(1), 64-69. Okuyama, Y., Ishiguro, H., Toru, M., és Arinami, T. (1999). A genetic polymorphism in the promoter region of DRD4 associated with expression and schizophrenia. Biochem Biophys Res Commun, 258(2), 292-295. Ono, Y., Manki, H., Yoshimura, K., Muramatsu, T., Mizushima, H., Higuchi, S., Yagi, G., Kanba, S., és Asai, M. (1997). Association between dopamine D4 receptor (D4DR) exon III polymorphism and novelty seeking in Japanese subjects. Am J Med Genet, 74(5), 501503. Pandey, G. N., Dwivedi, Y., Ren, X., Rizavi, H. S., Faludi, G., Sarosi, A., és Palkovits, M. (2006). Regional distribution and relative abundance of serotonin(2c) receptors in human brain: effect of suicide. Neurochem Res, 31(2), 167-176. Paterson, A. D., Sunohara, G. A., és Kennedy, J. L. (1999). Dopamine D4 receptor gene: novelty or nonsense? Neuropsychopharmacology, 21(1), 3-16. Perez de Castro, I., Ibanez, A., Torres, P., Saiz-Ruiz, J., és Fernandez-Piqueras, J. (1997). Genetic association study between pathological gambling and a functional DNA polymorphism at the D4 receptor gene. Pharmacogenetics, 7(5), 345-348. Piccione, C., Hilgard, E. R., és Zimbardo, P. G. (1989). On the degree of stability of measured hypnotizability over a 25-year period. J Pers Soc Psychol, 56(2), 289-295. Plomin, R. (2001). Behavioral genetics (4th ed.). New York: Worth Pubs. Plomin, R. (2003). Behavioral genetics in the postgenomic era. Washington, DC: American Psychological Association. Plomin, R. (2008). Behavioral genetics (5th ed. ed.). New York: Worth Publishers ; Basingstoke : Palgrave [distributor]. Plomin, R., és Davis, O. S. (2009). The future of genetics in psychology and psychiatry: microarrays, genome-wide association, and non-coding RNA. J Child Psychol Psychiatry, 50(1-2), 63-71. Posner, M. I., Rothbart, M. K., és Sheese, B. E. (2007). Attention genes. Dev Sci, 10(1), 2429. Poulter, M. O., Du, L., Weaver, I. C., Palkovits, M., Faludi, G., Merali, Z., Szyf, M., és Anisman, H. (2008). GABAA receptor promoter hypermethylation in suicide brain: implications for the involvement of epigenetic processes. Biol Psychiatry, 64(8), 645-652. Racsmany, M., Conway, M. A., Garab, E. A., Cimmer, C., Janka, Z., Kurimay, T., Pleh, C., és Szendi, I. (2008). Disrupted memory inhibition in schizophrenia. Schizophr Res, 101(13), 218-224. Raz, A. (2005). Attention and hypnosis: neural substrates and genetic associations of two converging processes. Int J Clin Exp Hypn, 53(3), 237-258. Raz, A., Fan, J., és Posner, M. I. (2006). Neuroimaging and genetic associations of attentional and hypnotic processes. J Physiol Paris, 99(4-6), 483-491. Raz, A., Fossella, J. A., McGuinness, P., Sommer, T., és Posner, M. I. (2003). Using genetic association assays to assess the role of dopaminergic neuromodulation in attentional and hypnotic phenomena. Paper presented at the Cognitive Neuroscience Society, New York, NY. Rebbeck, T. R., Spitz, M., és Wu, X. (2004). Assessing the function of genetic variants in candidate gene association studies. Nat Rev Genet, 5(8), 589-597.
122
Reif, A., Jacob, C. P., Rujescu, D., Herterich, S., Lang, S., Gutknecht, L., Baehne, C. G., Strobel, A., Freitag, C. M., Giegling, I., Romanos, M., Hartmann, A., Rosler, M., Renner, T. J., Fallgatter, A. J., Retz, W., Ehlis, A. C., és Lesch, K. P. (2009). Influence of functional variant of neuronal nitric oxide synthase on impulsive behaviors in humans. Arch Gen Psychiatry, 66(1), 41-50. Rihmer, A., Gonda, X., Balazs, J., és Faludi, G. (2008). The importance of depressive mixed states in suicidal behaviour. Neuropsychopharmacol Hung, 10(1), 45-49. Rodriguez-Jimenez, R., Avila, C., Ponce, G., Ibanez, M. I., Rubio, G., Jimenez-Arriero, M. A., Ampuero, I., Ramos, J. A., Hoenicka, J., és Palomo, T. (2006). The TaqIA polymorphism linked to the DRD2 gene is related to lower attention and less inhibitory control in alcoholic patients. Eur Psychiatry, 21(1), 66-69. Ronai, Z., Barta, C., Guttman, A., Lakatos, K., Gervai, J., Staub, M., és Sasvari-Szekely, M. (2001). Genotyping the -521C/T functional polymorphism in the promoter region of dopamine D4 receptor (DRD4) gene. Electrophoresis, 22(6), 1102-1105. Ronai, Z., Barta, C., Sasvari-Szekely, M., és Guttman, A. (2001). DNA analysis on electrophoretic microchips: effect of operational variables. Electrophoresis, 22(2), 294299. Ronai, Z., Guttman, A., Keszler, G., és Sasvari-Szekely, M. (2004). Capillary electrophoresis study on DNA-protein complex formation in the polymorphic 5' upstream region of the dopamine D4 receptor (DRD4) gene. Curr Med Chem, 11(8), 1023-1029. Ronai, Z., Guttman, A., Nemoda, Z., Staub, M., Kalasz, H., és Sasvari-Szekely, M. (2000). Rapid and sensitive genotyping of dopamine D4 receptor tandem repeats by automated ultrathin-layer gel electrophoresis. Electrophoresis, 21(10), 2058-2061. Ronai, Z., Szantai, E., Szmola, R., Nemoda, Z., Szekely, A., Gervai, J., Guttman, A., és Sasvari-Szekely, M. (2004). A novel A/G SNP in the -615th position of the dopamine D4 receptor promoter region as a source of misgenotyping of the -616 C/G SNP. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 126B(1), 74-78. Ronai, Z., Szekely, A., Nemoda, Z., Lakatos, K., Gervai, J., Staub, M., és Sasvari-Szekely, M. (2001). Association between Novelty Seeking and the -521 C/T polymorphism in the promoter region of the DRD4 gene. Mol Psychiatry, 6(1), 35-38. Rózsa, S., Kállai, J., Osváth, A., és Bánki, M. C. (2005). Temperamentum és Karakter: Cloninger pszichobiológiai modellje. A Cloninger-féle Temperamentum és Karakter Kérdőív felhasználói kézikönyve.: Medicina Könyvkiadó. Rubinstein, M., Phillips, T. J., Bunzow, J. R., Falzone, T. L., Dziewczapolski, G., Zhang, G., Fang, Y., Larson, J. L., McDougall, J. A., Chester, J. A., Saez, C., Pugsley, T. A., Gershanik, O., Low, M. J., és Grandy, D. K. (1997). Mice lacking dopamine D4 receptors are supersensitive to ethanol, cocaine, and methamphetamine. Cell, 90(6), 991-1001. Salthouse, T. A. (2000). Aging and measures of processing speed. Biol Psychol, 54(1-3), 3554. Sander, T., Harms, H., Dufeu, P., Kuhn, S., Rommelspacher, H., és Schmidt, L. G. (1997). Dopamine D4 receptor exon III alleles and variation of novelty seeking in alcoholics. Am J Med Genet, 74(5), 483-487. Sasvári-Székely, M., Székely, A., Nemoda, Z., és Rónai, Z. (2003). A genetikai polimorfizmusok pszichológiai és pszichiátriai vonatkozásai. In P. C., G. B. és K. G. (Eds.), Kognitív Idegtudomány (pp. 669-685). Budapest: Osiris Kiadó. Schinka, J. A., Busch, R. M., és Robichaux-Keene, N. (2004). A meta-analysis of the association between the serotonin transporter gene polymorphism (5-HTTLPR) and trait anxiety. Mol Psychiatry, 9(2), 197-202.
123
Schmidt, L. A., Fox, N. A., Perez-Edgar, K., Hu, S., és Hamer, D. H. (2001). Association of DRD4 with attention problems in normal childhood development. Psychiatr Genet, 11(1), 25-29. Seaman, M. I., Fisher, J. B., Chang, F., és Kidd, K. K. (1999). Tandem duplication polymorphism upstream of the dopamine D4 receptor gene (DRD4). Am J Med Genet, 88(6), 705-709. Serretti, A., és Mandelli, L. (2008). The genetics of bipolar disorder: genome 'hot regions,' genes, new potential candidates and future directions. Mol Psychiatry, 13(8), 742-771. Silver, H. (2004). Selective serotonin re-uptake inhibitor augmentation in the treatment of negative symptoms of schizophrenia. Expert Opin Pharmacother, 5(10), 2053-2058. Sobin, C., Kiley-Brabeck, K., és Karayiorgou, M. (2005). Associations between prepulse inhibition and executive visual attention in children with the 22q11 deletion syndrome. Mol Psychiatry, 10(6), 553-562. Solomon, J., és George, C. (1999). Attachment disorganization. New York: Guilford Press. Strobel, A., Lesch, K. P., Jatzke, S., Paetzold, F., és Brocke, B. (2003). Further evidence for a modulation of Novelty Seeking by DRD4 exon III, 5-HTTLPR, and COMT val/met variants. Mol Psychiatry, 8(4), 371-372. Strobel, A., Wehr, A., Michel, A., és Brocke, B. (1999). Association between the dopamine D4 receptor (DRD4) exon III polymorphism and measures of Novelty Seeking in a German population. Mol Psychiatry, 4(4), 378-384. Sullivan, P. F., Fifield, W. J., Kennedy, M. A., Mulder, R. T., Sellman, J. D., és Joyce, P. R. (1998). No association between novelty seeking and the type 4 dopamine receptor gene (DRD4) in two New Zealand samples. Am J Psychiatry, 155(1), 98-101. Szantai, E., Kiraly, O., Nemoda, Z., Kereszturi, E., Csapo, Z., Sasvari-Szekely, M., Gervai, J., és Ronai, Z. (2005). Linkage analysis and molecular haplotyping of the dopamine D4 receptor gene promoter region. Psychiatr Genet, 15(4), 259-270. Szekely, A. (2002). A lexikális előhívás interkulturális kutatása képmegnevezési helyzetben. Szakdolgozat Type, Eötvös Loránd University, Budapest. Szekely, A., Balota, D. A., Duchek, J. M., Nemoda, Z., Vereczkei, A., és Sasvari-Szekely, M. (2010). Genetic factors of reaction time performance: DRD4 7-repeat allele associated with slower responses. Genes Brain Behav. Szekely, A., D'Amico, S., Devescovi, A., Federmeier, K., Herron, D., Iyer, G., Jacobsen, T., Arevalo, A. L., Vargha, A., és Bates, E. (2005). Timed action and object naming. Cortex, 41(1), 7-25. Szekely, A., D'Amico, S., Devescovi, A., Federmeier, K., Herron, D., Iyer, G., Jacobsen, T., és Bates, E. (2003). Timed picture naming: Extended norms and validation against previous studies. Behavior Research Methods Instruments & Computers, 35(4), 621-633. Szekely, A., Jacobsen, T., D'Amico, S., Devescovi, A., Andonova, E., Herron, D., Lu, C. C., Pechmann, T., Pleh, C., Wicha, N., Federmeier, K., Gerdjikova, I., Gutierrez, G., Hung, D., Hsu, J., Iyer, G., Kohnert, K., Mehotcheva, T., Orozco-Figueroa, A., Tzeng, A., Tzeng, O., Arevalo, A., Vargha, A., Butler, A. C., Buffington, R., és Bates, E. (2004). A new on-line resource for psycholinguistic studies. Journal of Memory and Language, 51(2), 247-250. Szekely, A., Kovacs-Nagy, R., Banyai, E. I., Gosi-Greguss, A. C., Varga, K., Halmai, Z., Ronai, Z., és Sasvari-Szekely, M. (2010). Association between hypnotizability and the catechol-O-methyltransferase (COMT) polymorphism. Int J Clin Exp Hypn, 58(3), 301315.
124
Szekely, A., Ronai, Z., Nemoda, Z., Kolmann, G., Gervai, J., és Sasvari-Szekely, M. (2004). Human personality dimensions of persistence and harm avoidance associated with DRD4 and 5-HTTLPR polymorphisms. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 126B(1), 106110. Szekeres, G., Keri, S., Juhasz, A., Rimanoczy, A., Szendi, I., Czimmer, C., és Janka, Z. (2004). Role of dopamine D3 receptor (DRD3) and dopamine transporter (DAT) polymorphism in cognitive dysfunctions and therapeutic response to atypical antipsychotics in patients with schizophrenia. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 124B(1), 1-5. Szendi, I., Kiss, M., Racsmany, M., Boda, K., Cimmer, C., Voros, E., Kovacs, Z. A., Szekeres, G., Galsi, G., Pleh, C., Csernay, L., és Janka, Z. (2006). Correlations between clinical symptoms, working memory functions and structural brain abnormalities in men with schizophrenia. Psychiatry Res, 147(1), 47-55. Szilagyi, A., Blasko, B., Szilassy, D., Fust, G., Sasvari-Szekely, M., és Ronai, Z. (2006). Real-time PCR quantification of human complement C4A and C4B genes. BMC Genet, 7, 1. Takarae, Y., Schmidt, L., Tassone, F., és Simon, T. J. (2009). Catechol-O-methyltransferase polymorphism modulates cognitive control in children with chromosome 22q11.2 deletion syndrome. Cogn Affect Behav Neurosci, 9(1), 83-90. Tatsumi, M., Groshan, K., Blakely, R. D., és Richelson, E. (1997). Pharmacological profile of antidepressants and related compounds at human monoamine transporters. Eur J Pharmacol, 340(2-3), 249-258. Taylor, J. G., Choi, E. H., Foster, C. B., és Chanock, S. J. (2001). Using genetic variation to study human disease. Trends Mol Med, 7(11), 507-512. Thimm, M., Krug, A., Kellermann, T., Markov, V., Krach, S., Jansen, A., Zerres, K., Eggermann, T., Stocker, T., Shah, N. J., Nothen, M. M., Rietschel, M., és Kircher, T. (2010). The effects of a DTNBP1 gene variant on attention networks: an fMRI study. Behav Brain Funct, 6(1), 54. Tomitaka, M., Tomitaka, S., Otuka, Y., Kim, K., Matuki, H., Sakamoto, K., és Tanaka, A. (1999). Association between novelty seeking and dopamine receptor D4 (DRD4) exon III polymorphism in Japanese subjects. Am J Med Genet, 88(5), 469-471. Torres, G. E., Gainetdinov, R. R., és Caron, M. G. (2003). Plasma membrane monoamine transporters: structure, regulation and function. Nat Rev Neurosci, 4(1), 13-25. Tunbridge, E. M., Harrison, P. J., és Weinberger, D. R. (2006). Catechol-o-methyltransferase, cognition, and psychosis: Val158Met and beyond. Biol Psychiatry, 60(2), 141-151. Van Tol, H. H. (1998). Structural and functional characteristics of the dopamine D4 receptor. Adv Pharmacol, 42, 486-490. Van Tol, H. H., Wu, C. M., Guan, H. C., Ohara, K., Bunzow, J. R., Civelli, O., Kennedy, J., Seeman, P., Niznik, H. B., és Jovanovic, V. (1992). Multiple dopamine D4 receptor variants in the human population. Nature, 358(6382), 149-152. Vandenbergh, D. J., Persico, A. M., Hawkins, A. L., Griffin, C. A., Li, X., Jabs, E. W., és Uhl, G. R. (1992). Human dopamine transporter gene (DAT1) maps to chromosome 5p15.3 and displays a VNTR. Genomics, 14(4), 1104-1106. Vandenbergh, D. J., Zonderman, A. B., Wang, J., Uhl, G. R., és Costa, P. T., Jr. (1997). No association between novelty seeking and dopamine D4 receptor (D4DR) exon III seven repeat alleles in Baltimore Longitudinal Study of Aging participants. Mol Psychiatry, 2(5), 417-419.
125
Venter, J. C., Adams, M. D., Myers, E. W., Li, P. W., Mural, R. J., Sutton, G. G., Smith, H. O., Yandell, M., Evans, C. A., Holt, R. A., Gocayne, J. D., Amanatides, P., Ballew, R. M., Huson, D. H., Wortman, J. R., Zhang, Q., Kodira, C. D., Zheng, X. H., Chen, L., Skupski, M., Subramanian, G., Thomas, P. D., Zhang, J., Gabor Miklos, G. L., Nelson, C., Broder, S., Clark, A. G., Nadeau, J., McKusick, V. A., Zinder, N., Levine, A. J., Roberts, R. J., Simon, M., Slayman, C., Hunkapiller, M., Bolanos, R., Delcher, A., Dew, I., Fasulo, D., Flanigan, M., Florea, L., Halpern, A., Hannenhalli, S., Kravitz, S., Levy, S., Mobarry, C., Reinert, K., Remington, K., Abu-Threideh, J., Beasley, E., Biddick, K., Bonazzi, V., Brandon, R., Cargill, M., Chandramouliswaran, I., Charlab, R., Chaturvedi, K., Deng, Z., Di Francesco, V., Dunn, P., Eilbeck, K., Evangelista, C., Gabrielian, A. E., Gan, W., Ge, W., Gong, F., Gu, Z., Guan, P., Heiman, T. J., Higgins, M. E., Ji, R. R., Ke, Z., Ketchum, K. A., Lai, Z., Lei, Y., Li, Z., Li, J., Liang, Y., Lin, X., Lu, F., Merkulov, G. V., Milshina, N., Moore, H. M., Naik, A. K., Narayan, V. A., Neelam, B., Nusskern, D., Rusch, D. B., Salzberg, S., Shao, W., Shue, B., Sun, J., Wang, Z., Wang, A., Wang, X., Wang, J., Wei, M., Wides, R., Xiao, C., Yan, C., Yao, A., Ye, J., Zhan, M., Zhang, W., Zhang, H., Zhao, Q., Zheng, L., Zhong, F., Zhong, W., Zhu, S., Zhao, S., Gilbert, D., Baumhueter, S., Spier, G., Carter, C., Cravchik, A., Woodage, T., Ali, F., An, H., Awe, A., Baldwin, D., Baden, H., Barnstead, M., Barrow, I., Beeson, K., Busam, D., Carver, A., Center, A., Cheng, M. L., Curry, L., Danaher, S., Davenport, L., Desilets, R., Dietz, S., Dodson, K., Doup, L., Ferriera, S., Garg, N., Gluecksmann, A., Hart, B., Haynes, J., Haynes, C., Heiner, C., Hladun, S., Hostin, D., Houck, J., Howland, T., Ibegwam, C., Johnson, J., Kalush, F., Kline, L., Koduru, S., Love, A., Mann, F., May, D., McCawley, S., McIntosh, T., McMullen, I., Moy, M., Moy, L., Murphy, B., Nelson, K., Pfannkoch, C., Pratts, E., Puri, V., Qureshi, H., Reardon, M., Rodriguez, R., Rogers, Y. H., Romblad, D., Ruhfel, B., Scott, R., Sitter, C., Smallwood, M., Stewart, E., Strong, R., Suh, E., Thomas, R., Tint, N. N., Tse, S., Vech, C., Wang, G., Wetter, J., Williams, S., Williams, M., Windsor, S., Winn-Deen, E., Wolfe, K., Zaveri, J., Zaveri, K., Abril, J. F., Guigo, R., Campbell, M. J., Sjolander, K. V., Karlak, B., Kejariwal, A., Mi, H., Lazareva, B., Hatton, T., Narechania, A., Diemer, K., Muruganujan, A., Guo, N., Sato, S., Bafna, V., Istrail, S., Lippert, R., Schwartz, R., Walenz, B., Yooseph, S., Allen, D., Basu, A., Baxendale, J., Blick, L., Caminha, M., Carnes-Stine, J., Caulk, P., Chiang, Y. H., Coyne, M., Dahlke, C., Mays, A., Dombroski, M., Donnelly, M., Ely, D., Esparham, S., Fosler, C., Gire, H., Glanowski, S., Glasser, K., Glodek, A., Gorokhov, M., Graham, K., Gropman, B., Harris, M., Heil, J., Henderson, S., Hoover, J., Jennings, D., Jordan, C., Jordan, J., Kasha, J., Kagan, L., Kraft, C., Levitsky, A., Lewis, M., Liu, X., Lopez, J., Ma, D., Majoros, W., McDaniel, J., Murphy, S., Newman, M., Nguyen, T., Nguyen, N., Nodell, M., Pan, S., Peck, J., Peterson, M., Rowe, W., Sanders, R., Scott, J., Simpson, M., Smith, T., Sprague, A., Stockwell, T., Turner, R., Venter, E., Wang, M., Wen, M., Wu, D., Wu, M., Xia, A., Zandieh, A., és Zhu, X. (2001). The sequence of the human genome. Science, 291(5507), 1304-1351. Wang, E., Ding, Y. C., Flodman, P., Kidd, J. R., Kidd, K. K., Grady, D. L., Ryder, O. A., Spence, M. A., Swanson, J. M., és Moyzis, R. K. (2004). The genetic architecture of selection at the human dopamine receptor D4 (DRD4) gene locus. Am J Hum Genet, 74(5), 931-944. Wang, J., Wang, W., Li, R., Li, Y., Tian, G., Goodman, L., Fan, W., Zhang, J., Li, J., Guo, Y., Feng, B., Li, H., Lu, Y., Fang, X., Liang, H., Du, Z., Li, D., Zhao, Y., Hu, Y., Yang, Z., Zheng, H., Hellmann, I., Inouye, M., Pool, J., Yi, X., Zhao, J., Duan, J., Zhou, Y., Qin, J., Ma, L., Li, G., Zhang, G., Yang, B., Yu, C., Liang, F., Li, W., Li, S., Ni, P., Ruan, J., Li, Q., Zhu, H., Liu, D., Lu, Z., Li, N., Guo, G., Ye, J., Fang, L., Hao, Q., Chen, Q., Liang, Y., Su, Y., San, A., Ping, C., Yang, S., Chen, F., Li, L., Zhou, K., Ren, Y., Yang, L., Gao,
126
Y., Yang, G., Li, Z., Feng, X., Kristiansen, K., Wong, G. K., Nielsen, R., Durbin, R., Bolund, L., Zhang, X., és Yang, H. (2008). The diploid genome sequence of an Asian individual. Nature, 456(7218), 60-65. Weinberger, D. R., Egan, M. F., Bertolino, A., Callicott, J. H., Mattay, V. S., Lipska, B. K., Berman, K. F., és Goldberg, T. E. (2001). Prefrontal neurons and the genetics of schizophrenia. Biol Psychiatry, 50(11), 825-844. Weitzenhoffer, A. M., és Hilgard, E. R. (1959). Stanford Hypnotic Susceptibility Scale, Forms A and B. Palo Alto, CA: Consulting Psychologists Press. Weitzenhoffer, A. M., és Hilgard, E. R. (1962). Stanford Hypnotic Susceptibility Scale, Form C. Palo Alto, CA: Consulting Psychologists Press. Wender, P. H. (2000). ADHD : attention-deficit hyperactivity disorder in children and adults. Oxford ; New York: Oxford University Press. Wheeler, D. A., Srinivasan, M., Egholm, M., Shen, Y., Chen, L., McGuire, A., He, W., Chen, Y. J., Makhijani, V., Roth, G. T., Gomes, X., Tartaro, K., Niazi, F., Turcotte, C. L., Irzyk, G. P., Lupski, J. R., Chinault, C., Song, X. Z., Liu, Y., Yuan, Y., Nazareth, L., Qin, X., Muzny, D. M., Margulies, M., Weinstock, G. M., Gibbs, R. A., és Rothberg, J. M. (2008). The complete genome of an individual by massively parallel DNA sequencing. Nature, 452(7189), 872-876. Wood, A. C., Asherson, P., van der Meere, J. J., és Kuntsi, J. (2009). Separation of genetic influences on attention deficit hyperactivity disorder symptoms and reaction time performance from those on IQ. Psychol Med, 1-11. Wright, A. F., és Hastie, N. D. (2001). Complex genetic diseases: controversy over the Croesus code. Genome Biol, 2(8), COMMENT2007. Yang, B., Chan, R. C., Jing, J., Li, T., Sham, P., és Chen, R. Y. (2007). A meta-analysis of association studies between the 10-repeat allele of a VNTR polymorphism in the 3'-UTR of dopamine transporter gene and attention deficit hyperactivity disorder. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet, 144B(4), 541-550. Yu, W., Clyne, M., Khoury, M. J., és Gwinn, M. (2010). Phenopedia and Genopedia: diseasecentered and gene-centered views of the evolving knowledge of human genetic associations. Bioinformatics, 26(1), 145-146.
127
MELLÉKLET A Simon teszt magyar adaptációja Az itt bemutatott kognitív reakcióidő feladatokat Prof. David Balota (Washington University, St. Louis) kognitív pszichológiai csoportja dolgozta ki egy figyelmi battéria részeként az Alzheimer kórban szenvedő betegek kognitív teljesítményének felmérésére (Castel, Balota, Hutchison, Logan, és Yap, 2007). A Simon feladat eredeti verziója vizuális téri feldolgozás figyelmi teljesítményét, illetve az irreleváns ingerek gátlásának képességét méri egy egyszerű inger-válasz helyzetben (Simon, 1969). A feladat jelen verziójában a személy az instrukció alapján a fixációs „+” jelre fókuszál a számítógép képernyőjének közepén, miközben jobb és bal mutatóujját készenlétben tartja a számítógép két gombján. A célinger egy jobbra vagy balra mutató nyíl, mely a képernyő közepén, jobb, vagy baloldalon jelenik meg. Ennek megfelelően a kongruens próbák azok, ahol a nyíl iránya és a megjelenés helye azonos (pl. jobbra mutató nyíl a jobb oldalon jelenik meg). Ezzel szemben az inkongruens próbákban a nyíl iránya és a megjelenés helye ellentétes (pl. balra mutató nyíl jelenik meg a jobb oldalon). Semleges próbák azok, ahol középen jelenik meg a jobbra vagy balra mutató nyíl. A feladat pontos leírását alább Baranyay Máté szakdolgozatának kézirata tartalmazza. Castel, A. D., Balota, D. A., Hutchison, K. A., Logan, J. M., és Yap, M. J. (2007). Spatial attention and response control in healthy younger and older adults and individuals with Alzheimer's disease: evidence for disproportionate selection impairments in the Simon task. Neuropsychology, 21(2), 170-182. Simon, J. R. (1969). Reactions toward the source of stimulation. J Exp Psychol, 81(1), 174-176.
A személyek válasza tipikusan lassabb az inkongruens próbákban. A figyelmi fókuszálás költségét a feladat inkongruens és kongruens próbáiban produkált átlagos válaszidő különbsége adja meg. A jelen dolgozat elemzéseiben használt változók: Simon válaszhelyesség
A feladatban produkált helyes válaszok százalékos aránya.
Simon RI semleges
A semleges próbák helyes válaszainak átlagos válaszideje (ezredmásodpercben).
Simon RI kongruens
A kongruens próbák helyes válaszainak átlagos válaszideje (ezredmásodpercben).
Simon RI inkongruens
Az inkongruens próbák helyes válaszainak átlagos válaszideje (ezredmásodpercben).
Simon hatás
Az inkongruens és kongruens próbákban produkált átlagos válaszidő különbsége, mely általában pozitív. Minél magasabb ez az érték, annál nagyobb a figyelmi fókuszálás költsége, azaz a téri vizuális feldolgozásban konfliktust okozó ellenoldali hely információjának kiszűrése.
128
A Simon feladat részletes leírása A feladat során a képernyőn mindig egy nyíl jelenik meg, ami vagy balra vagy jobbra mutat. Ennek a nyílnak három lehetséges felbukkanási helye van: a képernyő közepe, bal oldala vagy jobb oldala. (A középső ponthoz képest vízszintesen egyenlő távolságra van a két szélső pozíció.) Vagyis összesen hat különböző inger fordulhat elő: mindhárom helyen, mindkét irányba mutathat a nyíl. A feladat során a képernyőn megjelenő nyíl irányát kell detektálni, erre kell választ adni, az előfordulási helytől függetlenül. Ha a nyíl balra mutat, bal kézzel, ha jobbra mutat, jobb kézzel kell jelezni a számítógép billentyűzetének segítségével. Ennek megfelelően az ingereket három kategóriába tudjuk sorolni: kongruens, inkongruens és semleges. Kongruens a jobb oldalon jobbra illetve a bal oldalon balra mutató nyíl. Inkongruens a jobb oldalon balra illetve a bal oldalon jobbra mutató. A képernyő közepén megjelenő nyilak semlegesnek számítanak. A feladat gyakorlással indul, ami 12 próbát tartalmaz, mindhárom kategóriából négyet, véletlenszerű sorrendben. A gyakorlást követően összesen 120 ingerre kell válaszolni. A lehetséges variációk egyenlő számban fordulnak elő, vagyis összesen 40 kongruens, 40 inkongruens és 40 semleges próba van, melyek véletlenszerű sorrendben következnek egymás után. Minden próba két másodpercig (2000 ms) tartó üres képernyővel kezdődik. Ezután fél másodpercre (500 ms) megjelenik a képernyő közepén a fixációs kereszt. Az instrukció szerint a vizsgálati személyeknek ekkor erre kell nézniük. Ezután 0,2 másodpercig (200 ms) ismét üres a képernyő, majd megjelenik az inger, vagyis a nyíl. A válaszgomb leütésekor a nyíl eltűnik és a program rögtön visszajelzést ad a válasz helyességét illetően, ami fél másodpercig látható. A képernyő közepén megjelenik a „Helyes!” vagy a „Téves!” felirat. Ha 5 másodpercig nem érkezik válasz, akkor a nyíl eltűnik és a „Nem érkezett válasz.” üzenet jelenik meg. A Simon feladat elrendezését a(z) alábbi ábra szemlélteti.
(Baranyay Máté végzős szakdolgozatának kézirata alapján - 2010)
129
