Gene-environment interaction and the genetics of depression

Gene-environment interaction and the genetics of depression

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J Psychiatry Neurosci 2004;29(3):174-84

Klaus Peter Lesch

Molecular and Clinical Psychobiology, Department of Psychiatry and Psychotherapy, University of Würzburg, Würzburg,
Germany.

Abstract

Depression is a group of brain disorders with varied origins, complex genetics and obscure neurobiology. Definitions of clinical phenotypes are not rooted in their neurobiology, and animal models of behavioural despair have considerable limitations. Nevertheless, investigation of subtle alterations in gene expression, of correlations between genotype and brain activity, and of environmental variables interacting with genetic variants have advanced research into the genetics of depression. Although the postgenomic era is still in its infancy, several milestones have already been reached: variation in gene expression has been confirmed to play a predominant role in individual differences; gene–environment interactions have been established in humans and in a nonhuman primate model; gene–phenotype correlations have been substantiated by functional neuroimaging; and the notion of gene networks that control brain development is increasingly recognized. Given the etiologic and psychobiologic complexity of mood disorders, it is not surprising that the identification of specific genetic factors is extremely difficult and continues to be among the last frontiers of gene hunting.

Résumé

La dépression est un ensemble de troubles cérébraux d’origines variées, dont les caractéristiques génétiques sont complexes et la neurobiologie est mal connue. Les définitions des phénotypes cliniques ne sont pas enracinées dans leur neurobiologie et les modèles animaux de désespoir comportemental ont des limites importantes. Les analyses d’altérations subtiles de l’expression génique, de corrélations entre le génotype et l’activité cérébrale, et de l’interaction entre des variables environnementales et des variantes génétiques ont néanmoins fait progresser la recherche sur les caractéristiques génétiques de la dépression. Même si l’ère postgénomique commence à peine, on a déjà franchi plusieurs étapes marquantes : on a confirmé que la variation de l’expression génique joue un rôle prédominant dans les différences individuelles; on a établi des liens entre les gènes et l’environnement chez les êtres humains et dans un modèle de primate non humain; la neuro-imagerie fonctionnelle a confirmé l’existence de liens entre les gènes et le phénotype et l’on reconnaît de plus en plus le concept de réseaux géniques qui contrôlent le développement du cerveau. Compte tenu de la complexité étiologique et psychobiologique des troubles de l’humeur, il n’est pas étonnant que des facteurs génétiques spécifiques soient extrêmement difficiles à identifier et qu’ils demeurent aux limites extrêmes de la recherche génique.


Medical subject headings: bipolar disorder; depression; environment; gene expression; genetics; models, animal; serotonin.

Submitted July 4, 2003; Revised Feb. 20, 2004; Accepted Mar. 1, 2004

Acknowledgement: The author’s work is supported by a grant from the European Commission entitled “New molecules in mood disorders: a genomic, neurobiological and systems approach in animal models and human disorder.”

Competing interests: None declared.

Correspondence to: Dr. Klaus Peter Lesch, Molecular and Clinical Psychobiology, Department of Psychiatry and Psychotherapy, University of Würzburg, Füchsleinstrasse 15, 97080 Würzburg, Germany; fax 49-931-20177620; kplesch@mail.uni-wuerzburg.de