Association of variants of the gene SLC12A6 encoding the potassium chloride co-transporter KCC3 with catatonic schizophrenia and bipolar disorders

Der Kalium-Chloridkanal KCC3 ist für die elektroneutrale Bewegung von Ionen durch die Zellmembran zuständig. Weiterhin zeigte sich, dass dieser Kanal, dessen Isoform KCC3a hauptsächlich im ZNS exprimiert ist, in der Regulation der Zellproliferation eine wichtige Rolle zu spielen scheint. Mutationen im Bereich des KCC3-Gens führen zur Entwicklung des sogenannten Andermann-Syndroms, einer progressiven sensomotorischen Neuropathie, die assoziiert ist mit einer Agenesie des Corpus callosum und psychotischen Episoden. Das Gen ist lokalisiert auf Chromosom 15q14, einer Region von der angenommen wird, dass sie eine Suszeptibilitätsregion für schizophrene Psychosen und bipolare Erkrankungen darstellt. Im Rahmen von Mutationsanalysen des KCC3-Gens konnten zwei seltenen G-Varianten im Bereich des Promotors und der 5-UTR, sowie eine seltene Thymidininsertion in Intron 4 des Gens detektiert werden. Untersucht wurden hierbei zwei an katatoner Schizophrenie (periodischer Katatonie) erkrankte Individuen eines als Familie 11 bezeichneten Stammbaums und drei gesunde Individuen. Mit Hilfe dieser Assoziationsstudie soll nun geklärt werden, ob diese Polymorphismen in der Pathogenese schizophrener Psychosen und/oder bipolarer Erkrankungen involviert sind. Die zwei seltenen G-Varianten und die Thymidininsertion in Intron 4 des KCC3- Gens fanden sich bei allen an periodischer Katatonie erkrankten Mitglieder der beschriebenen Familie 11, die gemeinsame Markerallele zwischen den Markern D15S144 and D15S132 aufweist. Die drei seltenen Polymorphismen wiesen ein Kopplungsungleichgewicht auf. Es zeigte sich, dass der Haplotyp bestehend aus allen drei Varianten, den zwei seltenen G-Varianten und der Thymidininsertion, und der Haplotyp bestehend aus 2 Varianten mit bipolaren Erkrankungen assoziiert ist, für den Fall, dass die seltene G-Variante im Bereich des Promotors beinhaltet ist. Im Rahmen der Einzelmarkeranalyse zeigte sich eine Assoziation der G-Variante im Bereich des Promotors mit bipolaren Erkrankungen. Hinsichtlich der schizophrenen Psychosen zeichnete sich bei nicht-signifikanten Ergebnissen ein Trend in Richtung Assoziation zwischen den untersuchten Varianten des KCC3-Gens und der Patientengruppe, die aus Patienten mit bipolaren und schizophrenen Erkrankungen bestand, ab. Zusammenfassend kann schließlich behauptet werden, dass SLC12A6 ein mögliches Risiko-Gen darstellt, welches die Entwicklung bipolarer Erkrankungen begünstigt. Die Rolle des SLC12A6-Gens für die Entwicklung einer schizophrenen Psychose scheint hingegen nicht eindeutig geklärt zu sein. Es ist jedoch durchaus denkbar, dass das SLC12A6-Gen möglicherweise in der Pathogenese schizophrener Psychosen, insbesondere der katatonen Schizophrenie involviert ist.The human potassium-chloride co-transporter 3 (KCC3, SLC12A6) is involved in cell proliferation and in electro-neutral movement of ions across the cell membrane. Furthermore, the isoform KCC3a is predominantly expressed in the brain. Mutations of SLC12A6 cause Andermann syndrome, characterized by agenesis of the corpus callosum, which is associated with peripheral neuropathy and psychoses. SLC12A6 is localized on chromosome 15q14, a region where linkage to schizophrenia and bipolar disorder has previously been shown. Mutation analysis of SLC12A6 by using DNA from two affected members of a multiplex family (named family 11) suffering from schizophrenia of periodic catatonia type and three non-affected individuals show three variants including two rare single nucleotide polymorphisms (G/A, G/A) in the promoter and 5’-UTR, and a thymidine insertion in intron 4. This case-control study was performed to assess association of these variants with schizophrenia and/or bipolar disorder in a large sample. The G variants and the insertion variant were co-inherited with chromosome 15-related schizophrenia in the large family (family 11) that strongly supports the region on chromosome 15q14-15 between markers D15S144 and D15S132. The three variants are in linkage disequilibrium with each other. The haplotype containing the three variants was associated with the bipolar subsample. For the haplotypes containing only two variants, association was found for the ones including the promoter G- variant in the bipolar subsample. A trend for association of these haplotypes with the combined sample (bipolar disorder and schizophrenia) was also found. The single marker analysis show association of the G-variant in the promoter region with the bipolar disorder subsample and the combined sample. Our results suggest that rare variants of SLC12A6 represent risk factors for bipolar disorder and perhaps, schizophrenia of periodic catatonia type