DRD5

Beim DRD5 (auch bekannt als Dopaminrezeptor-D5-Gen, früher auch DRD1B) handelt es sich um ein Gen auf Chromosom 4. Im Genlocus 4p16.1 kodiert es für den Dopamin-D5-Rezeptor. DRD5 gehörte zu den frühen Kandidatengenen der ADHS. Untersucht wurde vor allem ein Mikrosatellit etwa 18,5 Kilobasen vor dem Gen, dessen 148-bp-Allel in Metaanalysen mit leicht erhöhtem ADHS-Risiko im Kindesalter einherging. Bei Erwachsenen bestätigte sich der Zusammenhang in der bislang größten Untersuchung nicht, und in genomweiten Assoziationsstudien fiel das Gen nicht auf.
Gen und Genprodukt
Kloniert wurde das Gen 1991 von einer Arbeitsgruppe um Sunahara. Der D5-Rezeptor ist eng mit dem D1-Rezeptor (DRD1) verwandt und regt wie dieser nach Aktivierung die Bildung des Botenstoffs cyclisches AMP (cAMP) an. Dopamin bindet er allerdings mit etwa zehnfach höherer Affinität als der D1-Rezeptor. Er kommt vor allem in Nervenzellen limbischer Hirnregionen vor.[1] Das Gen enthält keine Introns; daneben existieren zwei nicht funktionsfähige Pseudogene, die mit ihm zu etwa 95 % übereinstimmen.[2] Das funktionelle Gen liegt in der Bande 4p16.1, die Pseudogene auf den Chromosomen 1 und 2.[3]
Bei Ratten fand sich die mRNA des Rezeptors vor allem im Hippocampus, kaum dagegen im Striatum und im frontalen Cortex.[4] Mäuse ohne D5-Rezeptor verhielten sich in den meisten Tests unauffällig, reagierten aber schwächer auf die bewegungssteigernde Wirkung eines D1/D5-Agonisten.[5]
Genetische Varianten
Am DRD5-Locus wurden mehrere hochpolymorphe Mikrosatelliten beschrieben, also kurze, vielfach wiederholte DNA-Abschnitte variabler Länge.[6][7] Die meisten Studien verwendeten eine Dinukleotid-Wiederholung ((CA)n) etwa 18,5 Kilobasen vor dem Gen, deren Allele nach ihrer Länge in Basenpaaren (bp) benannt werden. Das 148-bp-Allel ist das häufigste.[8][9] Daneben wurden weitere Marker einschließlich Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNP) untersucht.[10]
Die Analyse des Locus wird dadurch erschwert, dass DRD5 in einem segmental duplizierten Bereich des Genoms liegt. Nach Housley et al. befinden sich auch die vor dem Gen gelegenen Mikrosatelliten und SNPs, die in Assoziationsstudien verwendet wurden, in einer zuvor nicht erkannten Duplikation; Angaben zu SNPs in öffentlichen Datenbanken waren teils fehlerhaft.[11]
Befunde zur ADHS-Assoziation
Erste Untersuchungen und Einzelstudien
Daly und Mitarbeiter berichteten 1999 eine bevorzugte Weitergabe von Allelen in DAT1 (SLC6A3), DBH und DRD5 von Eltern an Kinder mit ADHS. Für DRD5 betrug das relative Risiko 1,67 (95 % KI 1,29–2,15; p = 0,00005).[12]
Die nachfolgenden Einzelstudien fielen uneinheitlich aus. An 164 Kindern bestätigten Manor und Kollegen eine bevorzugte Weitergabe des 148-bp-Allels (p = 0,008).[13] Andere Studien fanden nur Trends in dieselbe Richtung,[14][15] Auffälligkeiten bei anderen Allelen, die seltener an betroffene Kinder weitergegeben wurden,[16][17] oder keinen Zusammenhang.[7][18] In einer populationsbasierten Stichprobe von 329 männlichen zweieiigen Zwillingspaaren hing der Marker nicht mit dem Ausmaß von ADHS-Symptomen zusammen.[19]
Metaanalysen
Um die geringe statistische Aussagekraft der Einzelstudien auszugleichen, wurden die Daten in Metaanalysen zusammengefasst. Effektmaß ist die Odds Ratio (OR). Ein Wert über 1 zeigt ein erhöhtes Risiko an, ein Wert unter 1 ein vermindertes.
| Metaanalyse | Untersuchte Variante | Ergebnis |
|---|---|---|
| Maher et al. 2002[20] | 148-bp-Allel (5 familienbasierte Studien) | OR 1,57 (95 % KI 1,25–1,96) |
| Lowe et al. 2004[8] | 148-bp-Allel (gemeinsame Auswertung von 14 Stichproben) | OR 1,24 (1,12–1,38); Zusammenhang auf den vorwiegend unaufmerksamen und den kombinierten Subtyp beschränkt |
| Faraone et al. 2005[21] | Mikrosatellit | signifikanter gepoolter Effekt; DRD5 gehörte zu sieben von acht Genen mit signifikanter Assoziation |
| Li et al. 2006[22] | 148-bp- und 136-bp-Allel | 148 bp: OR 1,34 (1,21–1,49); 136 bp: OR 0,57 (0,34–0,96) |
| Gizer et al. 2009[23] | Mikrosatellit (neben weiteren Kandidatengenen) | Assoziation und Heterogenität zwischen den Studien signifikant |
| Wu et al. 2012[24] | Gene der Dopaminrezeptoren | erhöhtes Risiko bei Varianten von DRD5, DRD2 und DRD4 |
| Klein et al. 2016[25] | Mikrosatellit bei persistierender ADHS (3344 Fälle, 3635 Kontrollen) | kein Zusammenhang mit der Diagnose oder mit der Zahl der Symptome |
Für das Kindesalter zeigen die Metaanalysen einen kleinen, aber wiederholt bestätigten Effekt des 148-bp-Allels; in den größeren Analysen lagen die Odds Ratios um 1,2 bis 1,3.[8][22] In der Übersicht von Hawi et al. zählt DRD5 zu den replizierten Kandidatengenen mit geringer Effektstärke.[26]
Subtypen
In der gemeinsamen Auswertung von 14 Stichproben beschränkte sich der Zusammenhang auf den vorwiegend unaufmerksamen und den kombinierten Subtyp.[8] Auch bei Erwachsenen war die Assoziation in dieser Gruppe am deutlichsten.[27] In der Studie an 164 Kindern hing der Marker zudem mit den Leistungen in einem computergestützten Aufmerksamkeitstest zusammen.[13] Eine Untersuchung an 540 Geschwistern mit ADHS ergab keine Zusammenhänge zwischen DRD5 und kognitiven Leistungen.[28]
Erwachsenenalter
Eine norwegische Studie mit 358 Erwachsenen mit ADHS und 340 Kontrollpersonen fand eine nominell signifikante Assoziation des Mikrosatelliten (p = 0,04); für das 148-bp-Allel ergab sich in der unaufmerksamen und der kombinierten Gruppe eine OR von 1,27 (95 % KI 1,00–1,61).[27] In einer Familienstudie an Erwachsenen zeigte das 148-bp-Allel nur einen Trend (p = 0,055).[29] 2016 reichte die Zahl der Studien an Erwachsenen für eine Metaanalyse nicht aus.[30] In der bislang größten Untersuchung mit 3344 Erwachsenen mit ADHS und 3635 Kontrollpersonen aus sechs Zentren des IMpACT-Konsortiums war keines der häufigen Allele mit dem ADHS-Risiko oder der Symptomzahl assoziiert.[25]
Manifestationsalter
Die Gruppe um Lasky-Su untersuchte 143 SNPs in fünf Kandidatengenen an 229 Familien. Sieben aufeinanderfolgende SNPs im Bereich von DRD5 waren mit dem Erkrankungsalter assoziiert; Personen mit dem Risikogenotyp erkrankten früher. Auch ein Haplotyp aus sechs dieser SNPs war signifikant (p = 0,02). Nach Ansicht der Autoren bedarf der Befund der Replikation.[31] Eine explorative Studie an indischen Familien fand Unterschiede in den Genotyphäufigkeiten zwischen Patienten mit frühem und spätem Beginn.[32]
Genomweite Untersuchungen
Wie die meisten klassischen Kandidatengene trat DRD5 in den genomweiten Assoziationsstudien (GWAS) nicht hervor, in die bis zu 38.691 ADHS-Fälle und 186.843 Kontrollen eingingen.[33][34][35][36]
Mögliche Rolle bei ADHS
Auf welche Weise der Mikrosatellit mit ADHS zusammenhängen könnte, ist ungeklärt. Keine der assoziierten Varianten liegt in einem bekanntermaßen exprimierten Abschnitt. Mehrere Marker in einem etwa 68 Kilobasen langen Bereich einschließlich des einzigen Exons waren gleichermaßen mit ADHS assoziiert, sodass sich die ursächliche Variante genetisch nicht weiter eingrenzen ließ. Vermutlich liegt sie in der Nähe der assoziierten Marker und wird gemeinsam mit ihnen vererbt.[10]
Bei spontan hypertensiven Ratten, einem verbreiteten Tiermodell der ADHS, war die Dichte von D5-Rezeptoren in Pyramidenzellen des Hippocampus vermindert. Die Autoren sehen darin einen möglichen Beitrag zu Lernschwierigkeiten.[37]
Gen-Umwelt-Interaktionen
In einer klinischen Stichprobe von 266 Kindern mit ADHS fanden sich keine Wechselwirkungen zwischen DRD5 und mütterlichem Rauchen, Alkoholkonsum in der Schwangerschaft oder Geburtsgewicht in Bezug auf die ADHS-Diagnose. Hinweise auf Wechselwirkungen mit niedrigem Geburtsgewicht und mütterlichem Rauchen ergaben sich nur für begleitende Symptome oppositionellen Verhaltens und einer Störung des Sozialverhaltens; die Autoren bewerteten diese Befunde als vorläufig.[38]
Pharmakogenetik
Zum Einfluss von DRD5 auf das Ansprechen auf Methylphenidat gibt es nur einzelne Befunde, die keine belastbaren Aussagen erlauben. In einer türkischen Stichprobe war die Assoziation des Mikrosatelliten bei Kindern, die auf Methylphenidat ansprachen, deutlicher als in der Gesamtgruppe.[14] Der Zusammenhang mit den Leistungen in einem Aufmerksamkeitstest war vor, nicht aber nach der Gabe von Methylphenidat nachweisbar.[13] Unter den Genen der bislang umfangreichsten pharmakogenetischen Metaanalyse war DRD5 nicht vertreten.[39]
Potentielle Komorbidität
Für Schizophrenie und bipolare Störung ergab sich aus Kopplungsbefunden auf Chromosom 4p ein Verdacht auf DRD5. Kopplungs- und Assoziationsuntersuchungen lieferten keine Hinweise darauf, dass Mutationen in DRD5 oder Varianten der Mikrosatelliten zu diesen Erkrankungen beitragen.[40][41] Eine kleinere Studie an 176 chinesischen Patienten berichtete Zusammenhänge einzelner SNPs mit paranoider Schizophrenie, eine Replikation steht aus.[42]
Eine Pilotstudie zur Substanzabhängigkeit fand das 148-bp-Allel bei abhängigen Männern (OR 2,2) und Frauen (OR 5,4) häufiger als bei Kontrollpersonen.[9] In einer weiteren Pilotstudie war der Marker mit oppositionellem Verhalten in der Kindheit und bei Frauen mit einer antisozialen Persönlichkeitsstörung assoziiert.[43] Für Rauchbeginn und Nikotinabhängigkeit ergab sich in einer Stichprobe von über 900 Personen kein deutlicher Zusammenhang.[44]
Bei fokalen Dystonien wie dem Torticollis spasmodicus und dem Blepharospasmus wurden Assoziationen mit Allelen eines Mikrosatelliten am DRD5-Locus berichtet,[45][46][47] die sich in zwei weiteren Stichproben nicht einheitlich bestätigten.[48]
Einordnung
Die Assoziation von DRD5 mit ADHS wurde in den 2000er Jahren mehrfach repliziert, der Effekt ist allerdings klein und die Heterogenität zwischen den Studien erheblich.[23][26] Bei Erwachsenen fehlte sie in der bislang größten Untersuchung, einer Studie des IMpACT-Konsortiums.[25] Ob DRD5 selbst zur Entstehung der ADHS beiträgt, bleibt offen, zumal die funktionelle Grundlage des Zusammenhangs unbekannt ist.
Siehe auch
Weblinks
- DRD5 in der Datenbank Gene des NCBI
- DRD5 in Online Mendelian Inheritance in Man
- Molekulargenetische Untersuchungen in der ADHDgene Database (Archivversion vom 20. Mai 2025, das Original ist nicht mehr erreichbar)
- DRD5 bei Wikigenes
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Einzelnachweise
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