Genotype over diagnosis in amygdala responsiveness: affective processing in social anxiety disorder

Genotype over diagnosis in amygdala responsiveness: affective processing in social anxiety disorder

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J Psychiatry Neurosci 2009;34(1):30-40

Tomas Furmark, PhD; Susanne Henningsson, PhD; Lieuwe Appel, PhD; Fredrik Åhs, MSc; Clas Linnman, PhD; Anna Pissiota, MSc; Vanda Faria, MSc; Lars Oreland, PhD; Massimo Bani, PhD; Emilio Merlo Pich, PhD; Elias Eriksson, PhD; Mats Fredrikson, PhD, DMedSc

Furmark, Åhs, Linnman, Pissiota, Faria, Fredrikson — Department of Psychology, Uppsala University, Uppsala; Henningsson, Eriksson — Department of Pharmacology, Institute of Neuroscience and Physiology, Göteborg University, Göteborg; Appel — Uppsala Imanet, GE Healthcare, Uppsala; Oreland — Department of Neuroscience, Pharmacology, Uppsala University, Uppsala, Sweden; Bani, Merlo Pich — GlaxoSmithKline, Medicine Research Centre, Verona, Italy

Abstract

Background: Although the amygdala is thought to be a crucial brain region for negative affect, neuroimaging studies do not always show enhanced amygdala response to aversive stimuli in patients with anxiety disorders. Serotonin (5-HT)–related genotypes may contribute to interindividual variability in amygdala responsiveness. The short (s) allele of the 5-HT transporter linked polymorphic region (5-HTTLPR) and the T variant of the G-703T polymorphism in the tryptophan hydroxylase-2 (TPH2) gene have previously been associated with amygdala hyperresponsivity to negative faces in healthy controls. We investigated the influence of these polymorphisms on amygdala responsiveness to angry faces in patients with social anxiety disorder (SAD) compared with healthy controls.

Methods: We used positron emission tomography with oxygen 15-labelled water to assess regional cerebral blood flow in 34 patients with SAD and 18 controls who viewed photographs of angry and neutral faces presented in counterbalanced order. We genotyped all participants with respect to the 5-HTTLPR and TPH2 polymorphisms.

Results: Patients with SAD and controls had increased left amygdala activation in response to angry compared with neutral faces. Genotype but not diagnosis explained a significant portion of the variance in amygdala responsiveness, the response being more pronounced in carriers of s and/or T alleles.

Limitations: Our analyses were limited owing to the small sample and the fact that we were unable to match participants on genotype before enrolment. In addition, other imaging techniques not used in our study may have revealed additional effects of emotional stimuli.

Conclusion: Amygdala responsiveness to angry faces was more strongly related to serotonergic polymorphisms than to diagnosis of SAD. Emotion activation studies comparing amygdala excitability in patient and control groups could benefit from taking variation in 5-HT–related genes into account.

Résumé

Contexte : Même si l’on considère l’amygdale comme une région du cerveau cruciale pour l’affect négatif, les épreuves de neuro-imagerie ne révèlent pas toujours un rehaussement de la réactivité amygdalienne aux stimuli aversifs chez les patients souffrant de troubles anxieux. Les génotypes liés à la sérotonine (5-HT) pourraient contribuer à la variabilité interindividuelle de la réponse amygdalienne. L’allèle (s) court du gène polymorphe 5-HTTLPR (serotonin-transporter-linked polymorphic region), un transporteur de la 5-HT, et la variante T du polymorphisme G-703T du gène TPH2 (tryptophan hydroxylase-2) ont été associés antérieurement à une hyperréactivité amygdalienne aux visages exprimant une émotion négative chez des témoins en bonne santé. Nous avons voulu mesurer l’influence de ces polymorphismes sur la réactivité amygdalienne aux visages exprimant la colère chez des patients atteints de phobie sociale, comparativement à des témoins en bonne santé.

Méthodes : Nous avons utilisé la tomographie par émission de positrons avec de l’eau radioactive marquée à l’oxygène 15 pour mesurer le débit sanguin cérébral régional chez 34 patients souffrant de phobie sociale et 18 témoins à qui l’on présentait des photographies de visages en colère ou neutres en séquence contrebalancées. Nous avons établi le génotype de tous les participants pour ce qui est des polymorphismes 5-HTTLPR et TPH2.

Résultats : Les patients souffrant de phobie sociale et les témoins ont présenté une activation amygdalienne gauche accrue en réponse aux visages en colère, par rapport aux visages neutres. Il a été possible d’expliquer une portion significative de la variance de la réactivité amygdalienne par le génotype, mais non par le diagnostic, la réponse ayant été plus prononcée chez les porteurs des allèles s ou T.

Limites : Nos analyses ont été limitées en raison du petit échantillon et du fait que nous n’ayons pas pu assortir les participants selon leurs génotypes avant leur inscription à l’étude. De plus, d’autres techniques d’imagerie, non utilisées lors de notre étude, auraient pu révéler certains effets additionnels des stimuli émotionnels.

Conclusion : La réactivité amygdalienne aux visages exprimant la colère a été plus intimement liée aux polymorphismes sérotoninergiques qu’au diagnostic de phobie sociale. Les études d’activation des émotions comparant l’excitabilité de l’amygdale chez des groupes de patients et de témoins pourraient utiliser avantageusement les variations des gènes liés à la 5-HT.


Messrs. Åhs and Linnman. Drs. Bani and Pich are employed by GlaxoSmithKline.

Submitted Jan. 22, 2008; Revised May 26, Jun. 3, 2008; Accepted Jun. 6, 2008

Contributors: Drs. Furmark, Appel, Bani, Merlo Pich, Eriksson and Fredrikson designed the study. Drs. Furmark, Appel, Eriksson and Fredrikson and Ms. Henningsson acquired and analyzed data and wrote the article. Messrs. Åhs and Linnman, Mses. Pissiota and Faria and Dr. Oreland acquired data. Mr. Linnman and Dr. Merlo Pich analyzed data. All authors reviewed the article and gave final permission for publication.

Acknowledgements: The study was supported by the Swedish Research Council, the Swedish Brain Foundation and GlaxoSmithKline Co. We thank the staff at Uppsala Imanet and Quintiles for providing excellent research conditions.

Correspondence to: Dr. T. Furmark, Department of Psychology, Uppsala University, Box 1225, SE-751 42 Uppsala, Sweden; fax 46 18 4712123; tomas.furmark@psyk.uu.se