Serotonin receptor subtype and p11 mRNA expression in stress-relevant brain regions of suicide and control subjects

Serotonin receptor subtype and p11 mRNA expression in stress-relevant brain regions of suicide and control subjects

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J Psychiatry Neurosci 2008;33(2):111-22

Hymie Anisman, PhD; Lisheng Du, PhD; Mikos Palkovits, MD; Gabor Faludi, MD; Gabor G. Kovacs, MD; Peter Szontagh-Kishazi, MD; Zul Merali, PhD; Michael O. Poulter, PhD

Anisman, Poulter — Institute of Neuroscience, Carleton University; Anisman, Merali — Departments of Psychology, Psychiatry and of Cellular and Molecular Medicine, University of Ottawa; Du, Merali — University of Ottawa Institute of Mental Health Research, Ottawa, Ont.; Palkovits — Laboratory for Neuromorphology, Hungarian Academy of Sciences and Semmelweis University, Budapest; Faludi — SOTE Hospital, Budapest; Kovacs — Department of Neuropathology, National Institute of Psychiatry and Neurology, Budapest, Hungary; Szontagh-Kishazi — Department of Pathology, Saint George Hospital, Székesfehérvár, Hungary, Poulter — Robarts Research Institute, Cell Biology Research Group, London, Ont.

Abstract

Objective: Studies comparing people suffering from depression who commited suicide with control subjects have yielded inconsistent results regarding serotonin (5-HT) involvement in pathology, possibly owing to procedural factors. Our objective was to investigate which 5-HT receptor subtypes might be associated with depression and suicide, whether receptor differences vary across brain regions and whether they are moderated by sex.

Methods: We assessed messenger ribonucleic acid (mRNA) expression of several 5-HT receptor subtypes and that of p11, a protein involved in the functional expression of 5-HT 1B, in several stress-relevant brain regions. Tissue was obtained soon after death, and RNA integrity and pH was confirmed to be appropriate. Brain tissue from suicide subjects suffering from depression and from control subjects who had died from other causes (10 men and 10 women in each condition) was obtained within 6.5 hours postmortem. Quantitative polymerase chain reaction analyses determined mRNA expression of 5-HT receptor subtypes and p11 within the frontopolar cortex, orbitofrontal cortex, hippocampus, amygdala and paraventricular nucleus. The 5-HT transporter (5-HTT) was also assessed in the raphe nucleus.

Results: Differences of 5-HT 1A , 5-HT 1B and p11 mRNA expression between people who committed suicide and control subjects were relatively widespread, whereas 5-HT 2A and 5-HT 2C variations were restricted to the frontopolar cortex and amygdala. Within the dorsal raphe nucleus, neither 5-HT 1A nor 5-HTT mRNA expression differed between those who committed suicide and control subjects.

Conclusion: Several 5-HT receptor subtypes are associated with depression and suicide, but these receptor differences vary across brain regions and are moderated by sex.

Résumé

Objectif : Des études de comparaison entre des personnes atteintes de dépression qui se sont suicidées et des sujets témoins ont produit des résultats incohérents quant au rôle de la sérotonine (5-HT) dans la pathologie, peut-être à cause de facteurs liés à la façon de procéder. Nous voulions savoir quels sous-types de récepteurs de 5-HT pourraient être associés à la dépression et au suicide, si les différences au niveau des récepteurs varient entre les régions du cerveau et si elles sont modérées selon le sexe.

Méthodes : Nous avons évalué l’expression de l’acide ribonucléique messager (ARNm) de plusieurs sous-types de récepteurs de la 5-HT et de celui de la p11, protéine qui joue un rôle dans l’expression fonctionnelle de la 5-HT 1B dans plusieurs régions du cerveau reliées au stress. Nous avons prélevé des tissus peu après le décès et confirmé l’intégrité de l’ARN et du pH. Moins de 6,5 h après la mort, on a prélevé du tissu cérébral de personnes suicidées atteintes de dépression et de sujets témoins morts d’autres causes (10 hommes et 10 femmes dans chaque cas). Des analyses quantitatives basées sur la réaction en chaîne de la polymérase ont déterminé l’expression de l’ARNm de sous-types de récepteurs de la 5-HT et de la p11 dans le cortex frontopolaire, le cortex orbitofrontal, l’hippocampe, les amygdales et le noyau paraventriculaire. On a aussi évalué les transporteurs de la 5-HT (5-HTT) dans le noyau de raphé.

Résultats : Les différences au niveau de l’expression de l’ARNm de la 5-HT 1A , de la 5-HT 1B et de la p11 entre les personnes qui se sont suicidées et les sujets témoins étaient relativement généralisées, tandis que les variations de la 5-HT 2A et de la 5-HT 2C étaient limitées au cortex frontopolaire et aux amygdales. Dans le noyau de raphé dorsal, il n’y a pas eu de différences au niveau de l’expression de l’ARNm de la 5-HT 1A ou du 5-HTT entre les sujets qui se sont suicidés et les sujets témoins.

Conclusion : On associe plusieurs sous-types de récepteurs de la 5-HT à la dépression et au suicide, mais ces différences entre les récepteurs varient selon les régions du cerveau et sont modérées par le sexe.


Medical subject headings: suicide; depression; receptors, serotonin.

Competing interests: None declared.

Submitted July 16, 2007; Revised Oct. 2, 2007; Accepted Oct. 4, 2007

Contributors: Drs. Anisman, Palkovits, Merali and Poulter designed the study. Drs. Du, Palkovits, Faludi, Kovacs, Szontagh-Kishazi and Merali acquired the data, which Drs. Anisman, Du, Faludi and Merali analyzed. Drs. Anisman, Faludi and Poulter wrote the article, and Drs. Du, Palkovits, Kovacs, Szontagh-Kishazi and Merali revised it. All authors gave final approval for the article to be published.

Acknowledgements: Medical subject headings: suicide; depression; receptors, serotonin.

Competing interests: None declared.

Submitted July 16, 2007; Revised Oct. 2, 2007; Accepted Oct. 4, 2007

Contributors: Drs. Anisman, Palkovits, Merali and Poulter designed the study. Drs. Du, Palkovits, Faludi, Kovacs, Szontagh-Kishazi and Merali acquired the data, which Drs. Anisman, Du, Faludi and Merali analyzed. Drs. Anisman, Faludi and Poulter wrote the article, and Drs. Du, Palkovits, Kovacs, Szontagh-Kishazi and Merali revised it. All authors gave final approval for the article to be published.

Acknowledgements: This research was supported by a grant from the Canadian Institutes of Health Research (H.A., M.O.P. and Z.M.), and from the Hungarian National Research Grant (OTKA) No. 034496 (M.P.) and by EU Grant FP6, BNEII No. LSHM-CT-2004-503039.). H.A. holds a Canada Research Chair in Neuroscience and M.O.P. is A NARSAD Independent Researcher.

Correspondence to: Dr. H. Anisman, Institute of Neuroscience, Carleton University, 1125 Colonel By Dr., Ottawa ON K1S 5B6; fax 613 520-4052; hanisman@ccs.carleton.ca This research was supported by a grant from the Canadian Institutes of Health Research (H.A., M.O.P. and Z.M.), and from the Hungarian National Research Grant (OTKA) No. 034496 (M.P.) and by EU Grant FP6, BNEII No. LSHM-CT-2004-503039.). H.A. holds a Canada Research Chair in Neuroscience and M.O.P. is A NARSAD Independent Researcher.

Correspondence to: Dr. H. Anisman, Institute of Neuroscience, Carleton University, 1125 Colonel By Dr., Ottawa ON K1S 5B6; fax 613 520-4052; hanisman@ccs.carleton.ca