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Psychiatrische Genetik

Die Arbeitsgruppe „psychiatrische Genetik“ beschäftigt sich mit der Aufklärung der biologischen Grundlagen von neuropsychiatrischen Erkrankungen. Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt dabei auf der Untersuchung der genetischen Ursachen von affektiven Störungen (bipolare Störung, Depression) und Angsterkrankungen (Panikstörung, soziale Phobie). Ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen wird dabei langfristig zur Entwicklung neuer Medikamente und zu zielgerichteten, individuellen Therapieansätzen führen.

Klinik und Bedeutung affektiver Störungen und Angsterkrankungen

Die Hauptsymptome affektiver Störungen bestehen in einer Veränderung der Stimmung bzw. Affektivität. Bei den affektiven Störungen unterscheidet man unipolar depressive von bipolaren Störungen. Patienten mit einer Depression weisen dabei unter anderem eine gedrückte Stimmung, einen Interessensverlust und einen Antriebsmangel auf, während bei Patienten mit einer bipolaren Störung depressive und manische Episoden auftreten.

Die Panikstörung und die soziale Phobie gehören klinisch zum Spektrum der Angsterkrankungen. Patienten mit einer Panikstörung leiden unter plötzlichen Angstanfällen, sog. Panikattacken, die ohne erkennbaren Grund auftreten. Das Hauptsymptom der sozialen Phobie ist die Angst davor, sich in Gesellschaft anderer Menschen peinlich oder beschämend zu verhalten und negativ bewertet zu werden.

Bei den affektiven Störungen und Angsterkrankungen handelt es sich um häufige Erkrankungen, die weltweit zu den Hauptursachen für eine schwere Beeinträchtigung des Alltagslebens gehören. Daher ist es besonders wichtig, die diesen Erkrankungen zugrundeliegenden, biologischen Mechanismen besser zu verstehen.

Genetische Grundlagen

Bei den affektiven Störungen und Angsterkrankungen handelt es sich um multifaktorielle Krankheiten. Dies bedeutet, dass sowohl genetische Faktoren als auch Umgebungsfaktoren zur Krankheitsentstehung beitragen.

Auf Basis der Ergebnisse von Zwillings- und Familienstudien ist seit langem bekannt, dass genetische Faktoren erheblich zur Entstehung psychischer Erkrankungen beitragen. Hierbei wird die Erblichkeit (Heritabilität) bei der bipolaren Störung auf etwa 60-85%, bei der Depression, der Panikstörung und der sozialen Phobie auf etwa 40% geschätzt.

Im Rahmen von aktuellen, molekulargenetischen Studien (sog. genomweite Assoziationsstudien) konnten bereits mehrere Risikogene für affektive Störungen identifiziert werden, wobei unsere Arbeitsgruppe wesentlich zu diesen Erkenntnissen beigetragen hat (u.a. Stahl*, Breen*, Forstner*, McQuillin*, Ripke* et al., 2019; Wray et al., 2018). Bei der Panikstörung und der sozialen Phobie sind die genetischen Risikofaktoren derzeit noch weitgehend unbekannt. Aufgrund der Ergebnisse bei anderen psychischen Erkrankungen ist jedoch davon auszugehen, dass auch bei diesen Erkrankungen im Rahmen von zukünftigen Studien mit größeren Fall-Kontrollzahlen genomweit signifikante Genregionen identifiziert werden.

Forschungskonzept der Arbeitsgruppe „psychiatrische Genetik“

Der Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe besteht in der Identifikation von genetischen Risikofaktoren für affektive Störungen und Angsterkrankungen. Hierzu verwenden wir molekulargenetische Hochdurchsatztechnologien wie SNP- oder Methylierungs-Arrays sowie verschiedene Sequenziertechnologien (Sanger-Sequenzierung, Next-Generation-Sequencing, Third-Generation-Sequencing). Die statistische und bioinformatische Auswertung der erhobenen Daten umfasst Einzelmarker-Analysen sowie innovative Methoden, die den kumulativen Beitrag zahlreicher genetischer Marker (sog. polygene Risikoscores) oder die Akkumulation der Assoziationssignale in bestimmten Stoffwechselwegen (sog. Pathway-Analysen) berücksichtigen.

Unsere Arbeitsgruppe ist national (z. B. DFG-Forschergruppe 2107, for2107.de; Social Phobia Research, www.socialphobiaresearch.de) und international (z. B. Psychiatric Genomics Consortium, www.med.unc.edu/pgc/) sehr gut vernetzt und hat Zugriff auf große Patienten- und Kontrollkollektive.

Die systematische Aufklärung der biologischen Ursachen von psychischen Erkrankungen wird ein wichtiger Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien sein. Zudem könnten die genetischen Befunde zur Etablierung von neuen diagnostischen Konzepten beitragen.

Ansprechpartner

Dr. Andreas J. Forstner

Ausgewählte Publikationen

Forstner AJ, Awasthi S, Wolf C, Maron E, Erhardt A, Czamara D, Eriksson E, Lavebratt C, Allgulander C, Friedrich N, Becker J, Hecker J, Rambau S, Conrad R, Geiser F, McMahon FJ, Moebus S, Hess T, Buerfent BC, Hoffmann P, Herms S, Heilmann-Heimbach S, Kockum I, Olsson T, Alfredsson L, Weber H, Alpers GW, Arolt V, Fehm L, Fydrich T, Gerlach AL, Hamm A, Kircher T, Pané-Farré CA, Pauli P, Rief W, Ströhle A, Plag J, Lang T, Wittchen HU, Mattheisen M, Meier S, Metspalu A, Domschke K, Reif A, Hovatta I, Lindefors N, Andersson E, Schalling M, Mbarek H, Milaneschi Y, de Geus EJC, Boomsma DI, Penninx BWJH, Thorgeirsson TE, Steinberg S, Stefansson K, Stefansson H, Müller-Myhsok B, Hansen TF, Børglum AD, Werge T, Mortensen PB,  Nordentoft M, Hougaard DM, Hultman CM, Sullivan PF, Nöthen MM, Woldbye DPD, Mors O, Binder EB, Rück C, Ripke S, Deckert J, Schumacher J. Genome-wide association study of panic disorder reveals genetic overlap with neuroticism and depression. Mol Psychiatry. 2019 Nov 11. [Epub ahead of print]

Meller T, Schmitt S, Stein F, Brosch K, Mosebach J, Yüksel D, Zaremba D, Grotegerd D, Dohm K, Meinert S, Förster K, Redlich R, Opel N, Repple J, Hahn T, Jansen A, Andlauer TFM, Forstner AJ, Heilmann-Heimbach S, Streit F, Witt SH, Rietschel M, Müller-Myhsok B, Nöthen MM, Dannlowski U, Krug A, Kircher T, Nenadić I. Associations of schizophrenia risk genes ZNF804A and CACNA1C with schizotypy and modulation of attention in healthy subjects. Schizophr Res. 2019. [Epub ahead of print]

Stahl EA*, Breen G*, Forstner AJ*, McQuillin A*, Ripke S*, Trubetskoy V, Mattheisen M, Wang Y, Coleman JRI, Gaspar HA, de Leeuw CA, Steinberg S, Pavlides JMW, Trzaskowski M, Byrne EM, Pers TH, Holmans PA, Richards AL, Abbott L, Agerbo E, Akil H, Albani D, Alliey-Rodriguez N, Als TD, Anjorin A, Antilla V, Awasthi S, Badner JA, Bækvad-Hansen M, Barchas JD, Bass N, Bauer M, Belliveau R, Bergen SE, Pedersen CB, Bøen E, Boks MP, Boocock J, Budde M, Bunney W, Burmeister M, Bybjerg-Grauholm J, Byerley W, Casas M, Cerrato F, Cervantes P, Chambert K, Charney AW, Chen D, Churchhouse C, Clarke TK, Coryell W, Craig DW, Cruceanu C, Curtis D, Czerski PM, Dale AM, de Jong S, Degenhardt F, Del-Favero J, DePaulo JR, Djurovic S, Dobbyn AL, Dumont A, Elvsåshagen T, Escott-Price V, Fan CC, Fischer SB, Flickinger M, Foroud TM, Forty L, Frank J, Fraser C, Freimer NB, Frisén L, Gade K, Gage D, Garnham J, Giambartolomei C, Pedersen MG, Goldstein J, Gordon SD, Gordon-Smith K, Green EK, Green MJ, Greenwood TA, Grove J, Guan W, Guzman-Parra J, Hamshere ML, Hautzinger M, Heilbronner U, Herms S, Hipolito M, Hoffmann P, Holland D, Huckins L, Jamain S, Johnson JS, Juréus A, Kandaswamy R, Karlsson R, Kennedy JL, Kittel-Schneider S, Knowles JA, Kogevinas M, Koller AC, Kupka R, Lavebratt C, Lawrence J, Lawson WB, Leber M, Lee PH, Levy SE, Li JZ, Liu C, Lucae S, Maaser A, MacIntyre DJ, Mahon PB, Maier W, Martinsson L, McCarroll S, McGuffin P, McInnis MG, McKay JD, Medeiros H, Medland SE, Meng F, Milani L, Montgomery GW, Morris DW, Mühleisen TW, Mullins N, Nguyen H, Nievergelt CM, Adolfsson AN, Nwulia EA, O'Donovan C, Loohuis LMO, Ori APS, Oruc L, Ösby U, Perlis RH, Perry A, Pfennig A, Potash JB, Purcell SM, Regeer EJ, Reif A, Reinbold CS, Rice JP, Rivas F, Rivera M, Roussos P, Ruderfer DM, Ryu E, Sánchez-Mora C, Schatzberg AF, Scheftner WA, Schork NJ, Shannon Weickert C, Shehktman T, Shilling PD, Sigurdsson E, Slaney C, Smeland OB, Sobell JL, Søholm Hansen C, Spijker AT, St Clair D, Steffens M, Strauss JS, Streit F, Strohmaier J, Szelinger S, Thompson RC, Thorgeirsson TE, Treutlein J, Vedder H, Wang W, Watson SJ, Weickert TW, Witt SH, Xi S, Xu W, Young AH, Zandi P, Zhang P, Zöllner S; eQTLGen Consortium; BIOS Consortium, Adolfsson R, Agartz I, Alda M, Backlund L, Baune BT, Bellivier F, Berrettini WH, Biernacka JM, Blackwood DHR, Boehnke M, Børglum AD, Corvin A, Craddock N, Daly MJ, Dannlowski U, Esko T, Etain B, Frye M, Fullerton JM, Gershon ES, Gill M, Goes F, Grigoroiu-Serbanescu M, Hauser J, Hougaard DM, Hultman CM, Jones I, Jones LA, Kahn RS, Kirov G, Landén M, Leboyer M, Lewis CM, Li QS, Lissowska J, Martin NG, Mayoral F, McElroy SL, McIntosh AM, McMahon FJ, Melle I, Metspalu A, Mitchell PB, Morken G, Mors O, Mortensen PB, Müller-Myhsok B, Myers RM, Neale BM, Nimgaonkar V, Nordentoft M, Nöthen MM, O'Donovan MC, Oedegaard KJ, Owen MJ, Paciga SA, Pato C, Pato MT, Posthuma D, Ramos-Quiroga JA, Ribasés M, Rietschel M, Rouleau GA, Schalling M, Schofield PR, Schulze TG, Serretti A, Smoller JW, Stefansson H, Stefansson K, Stordal E, Sullivan PF, Turecki G, Vaaler AE, Vieta E, Vincent JB, Werge T, Nurnberger JI, Wray NR, Di Florio A, Edenberg HJ, Cichon S, Ophoff RA, Scott LJ, Andreassen OA, Kelsoe J, Sklar P; Bipolar Disorder Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium. Genome-wide association study identifies 30 loci associated with bipolar disorder. Nat Genet. 2019;51(5):793-803. *equal contribution

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Foo JC, Streit F, Frank J, Witt SH, Treutlein J; Major Depressive Disorder Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium, Baune BT, Moebus S, Jöckel KH, Forstner AJ, Nöthen MM, Rietschel M, Sartorius A, Kranaster L. Evidence for increased genetic risk load for major depression in patients assigned to electroconvulsive therapy. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2019;180(1):35-45.

Budde M, Friedrichs S, Alliey-Rodriguez N, Ament S, Badner JA, Berrettini WH, Bloss CS, Byerley W, Cichon S, Comes AL, Coryell W, Craig DW, Degenhardt F, Edenberg HJ, Foroud T, Forstner AJ, Frank J, Gershon ES, Goes FS, Greenwood TA, Guo Y, Hipolito M, Hood L, Keating BJ, Koller DL, Lawson WB, Liu C, Mahon PB, McInnis MG, McMahon FJ, Meier SM, Mühleisen TW, Murray SS, Nievergelt CM, Nurnberger JI Jr, Nwulia EA, Potash JB, Quarless D, Rice J, Roach JC, Scheftner WA, Schork NJ, Shekhtman T, Shilling PD, Smith EN, Streit F, Strohmaier J, Szelinger S, Treutlein J, Witt SH, Zandi PP, Zhang P, Zöllner S, Bickeböller H, Falkai PG, Kelsoe JR, Nöthen MM, Rietschel M, Schulze TG, Malzahn D. Efficient region-based test strategy uncovers genetic risk factors for functional outcome in bipolar disorder. Eur Neuropsychopharmacol. 2019;29(1):156-170.

Maaser A*, Forstner AJ*, Strohmaier J, Hecker J, Ludwig KU, Sivalingam S, Streit F, Degenhardt F, Witt SH, Reinbold CS, Koller AC, Raff R, Heilmann-Heimbach S, Fischer SB; Bipolar Disorder Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium, Herms S, Hoffmann P, Thiele H, Nürnberg P, Löhlein Fier H, Orozco-Díaz G, Carmenate-Naranjo D, Proenza-Barzaga N, Auburger GWJ, Andlauer TFM, Cichon S, Marcheco-Teruel B, Mors O, Rietschel M, Nöthen MM. Exome sequencing in large, multiplex bipolar disorder families from Cuba. PLoS One. 2018;13(10):e0205895. *equal contribution

Hughes T, Sønderby IE, Polushina T, Hansson L, Holmgren A, Athanasiu L, Melbø-Jørgensen C, Hassani S, Hoeffding LK, Herms S, Bergen SE, Karlsson R, Song J, Rietschel M, Nöthen MM, Forstner AJ, Hoffmann P, Hultman CM, Landén M, Cichon S, Werge T, Andreassen OA, Le Hellard S, Djurovic S. Elevated expression of a minor isoform of ANK3 is a risk factor for bipolar disorder. Transl Psychiatry. 2018;8(1):210.

Opel N, Amare AT, Redlich R, Repple J, Kaehler C, Grotegerd D, Dohm K, Zaremba D, Leehr EJ, Böhnlein J, Förster K, Bürger C, Meinert S, Enneking V, Emden D, Leenings R, Winter N, Hahn T, Heindel W, Bauer J, Wilhelms D, Schmitt S, Jansen A, Krug A, Nenadic I, Rietschel M, Witt S, Forstner AJ, Nöthen MM, Kircher T, Arolt V, Baune BT, Dannlowski U. Cortical surface area alterations shaped by genetic load for neuroticism. Mol Psychiatry. 2018. [Epub ahead of print]

Kalman JL*, Papiol S*, Forstner AJ*, Heilbronner U, Degenhardt F, Strohmaier J, Adli M, Adorjan K, Akula N, Alda M, Anderson-Schmidt H, Andlauer TF, Anghelescu IG, Ardau R, Arias B, Arolt V, Aubry JM, Backlund L, Bartholdi K, Bauer M, Baune BT, Becker T, Bellivier F, Benabarre A, Bengesser S, Bhattacharjee AK, Biernacka JM, Birner A, Brichant-Petitjean C, Budde M, Cervantes P, Chillotti C, Cichon S, Clark SR, Colom F, Comes AL, Cruceanu C, Czerski PM, Dannlowski U, Dayer A, Del Zompo M, DePaulo JR, Dietrich DE, Étain B, Ethofer T, Falkai P, Fallgatter A, Figge C, Flatau L, Folkerts H, Frisen L, Frye MA, Fullerton JM, Gade K, Gard S, Garnham JS, Goes FS, Grigoroiu-Serbanescu M, Gryaznova A, Hake M, Hauser J, Herms S, Hoffmann P, Hou L, Jäger M, Jamain S, Jiménez E, Juckel G, Kahn JP, Kassem L, Kelsoe J, Kittel-Schneider S, Kliwicki S, Klohn-Sagatholislam F, Koller M, König B, Konrad C, Lackner N, Laje G, Landén M, Lang FU, Lavebratt C, Leboyer M, Leckband SG, Maj M, Manchia M, Martinsson L, McCarthy MJ, McElroy SL, McMahon FJ, Mitchell PB, Mitjans M, Mondimore FM, Monteleone P, Nieratschker V, Nievergelt CM, Novák T, Ösby U, Pfennig A, Potash JB, Reich-Erkelenz D, Reif A, Reimer J, Reininghaus E, Reitt M, Ripke S, Rouleau GA, Rybakowski JK, Schalling M, Scherk H, Schmauß M, Schofield PR, Schubert KO, Schulte EC, Schulz S, Senner F, Severino G, Shekhtman T, Shilling PD, Simhandl C, Slaney CM, Spitzer C, Squassina A, Stamm T, Stegmaier S, Stierl S, Stopkova P, Thiel A, Tighe SK, Tortorella A, Turecki G, Vieta E, Veeh J, von Hagen M, Wigand ME, Wiltfang J, Witt S, Wright A, Zandi PP, Zimmermann J, Nöthen M, Rietschel M, Schulze TG. Investigating polygenic burden in age at disease onset in bipolar disorder: Findings from an international multicentric study. Bipolar Disord. 2019;21(1):68-75. *equal contribution

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Reinbold CS*, Forstner AJ*, Hecker J, Fullerton JM, Hoffmann P, Hou L, Heilbronner U, Degenhardt F, Adli M, Akiyama K, Akula N, Ardau R, Arias B, Backlund L, Benabarre A, Bengesser S, Bhattacharjee AK, Biernacka JM, Birner A, Marie-Claire C, Cervantes P, Chen GB, Chen HC, Chillotti C, Clark SR, Colom F, Cousins DA, Cruceanu C, Czerski PM, Dayer A, Étain B, Falkai P, Frisén L, Gard S, Garnham JS, Goes FS, Grof P, Gruber O, Hashimoto R, Hauser J, Herms S, Jamain S, Jiménez E, Kahn JP, Kassem L, Kittel-Schneider S, Kliwicki S, König B, Kusumi I, Lackner N, Laje G, Landén M, Lavebratt C, Leboyer M, Leckband SG, López Jaramillo CA, MacQueen G, Manchia M, Martinsson L, Mattheisen M, McCarthy MJ, McElroy SL, Mitjans M, Mondimore FM, Monteleone P, Nievergelt CM, Ösby U, Ozaki N, Perlis RH, Pfennig A, Reich-Erkelenz D, Rouleau GA, Schofield PR, Schubert KO, Schweizer BW, Seemüller F, Severino G, Shekhtman T, Shilling PD, Shimoda K, Simhandl C, Slaney CM, Smoller JW, Squassina A, Stamm TJ, Stopkova P, Tighe SK, Tortorella A, Turecki G, Volkert J, Witt SH, Wright AJ, Young LT, Zandi PP, Potash JB, DePaulo JR, Bauer M, Reininghaus E, Novák T, Aubry JM, Maj M, Baune BT, Mitchell PB, Vieta E, Frye MA, Rybakowski JK, Kuo PH, Kato T, Grigoroiu-Serbanescu M, Reif A, Del Zompo M, Bellivier F, Schalling M, Wray NR, Kelsoe JR, Alda M, McMahon FJ, Schulze TG, Rietschel M, Nöthen MM, Cichon S. Analysis of the Influence of microRNAs in Lithium Response in Bipolar Disorder. Front Psychiatry. 2018;9:207. *equal contribution

Wray NR, Ripke S, Mattheisen M, Trzaskowski M, Byrne EM, Abdellaoui A, Adams MJ, Agerbo E, Air TM, Andlauer TMF, Bacanu SA, Bækvad-Hansen M, Beekman AFT, Bigdeli TB, Binder EB, Blackwood DRH, Bryois J, Buttenschøn HN, Bybjerg-Grauholm J, Cai N, Castelao E, Christensen JH, Clarke TK, Coleman JIR, Colodro-Conde L, Couvy-Duchesne B, Craddock N, Crawford GE, Crowley CA, Dashti HS, Davies G, Deary IJ, Degenhardt F, Derks EM, Direk N, Dolan CV, Dunn EC, Eley TC, Eriksson N, Escott-Price V, Kiadeh FHF, Finucane HK, Forstner AJ, Frank J, Gaspar HA, Gill M, Giusti-Rodríguez P, Goes FS, Gordon SD, Grove J, Hall LS, Hannon E, Hansen CS, Hansen TF, Herms S, Hickie IB, Hoffmann P, Homuth G, Horn C, Hottenga JJ, Hougaard DM, Hu M, Hyde CL, Ising M, Jansen R, Jin F, Jorgenson E, Knowles JA, Kohane IS, Kraft J, Kretzschmar WW, Krogh J, Kutalik Z, Lane JM, Li Y, Li Y, Lind PA, Liu X, Lu L, MacIntyre DJ, MacKinnon DF, Maier RM, Maier W, Marchini J, Mbarek H, McGrath P, McGuffin P, Medland SE, Mehta D, Middeldorp CM, Mihailov E, Milaneschi Y, Milani L, Mill J, Mondimore FM, Montgomery GW, Mostafavi S, Mullins N, Nauck M, Ng B, Nivard MG, Nyholt DR, O'Reilly PF, Oskarsson H, Owen MJ, Painter JN, Pedersen CB, Pedersen MG, Peterson RE, Pettersson E, Peyrot WJ, Pistis G, Posthuma D, Purcell SM, Quiroz JA, Qvist P, Rice JP, Riley BP, Rivera M, Saeed Mirza S, Saxena R, Schoevers R, Schulte EC, Shen L, Shi J, Shyn SI, Sigurdsson E, Sinnamon GBC, Smit JH, Smith DJ, Stefansson H, Steinberg S, Stockmeier CA, Streit F, Strohmaier J, Tansey KE, Teismann H, Teumer A, Thompson W, Thomson PA, Thorgeirsson TE, Tian C, Traylor M, Treutlein J, Trubetskoy V, Uitterlinden AG, Umbricht D, Van der Auwera S, van Hemert AM, Viktorin A, Visscher PM, Wang Y, Webb BT, Weinsheimer SM, Wellmann J, Willemsen G, Witt SH, Wu Y, Xi HS, Yang J, Zhang F; eQTLGen; 23andMe, Arolt V, Baune BT, Berger K, Boomsma DI, Cichon S, Dannlowski U, de Geus ECJ, DePaulo JR, Domenici E, Domschke K, Esko T, Grabe HJ, Hamilton SP, Hayward C, Heath AC, Hinds DA, Kendler KS, Kloiber S, Lewis G, Li QS, Lucae S, Madden PFA, Magnusson PK, Martin NG, McIntosh AM, Metspalu A, Mors O, Mortensen PB, Müller-Myhsok B, Nordentoft M, Nöthen MM, O'Donovan MC, Paciga SA, Pedersen NL, Penninx BWJH, Perlis RH, Porteous DJ, Potash JB, Preisig M, Rietschel M, Schaefer C, Schulze TG, Smoller JW, Stefansson K, Tiemeier H, Uher R, Völzke H, Weissman MM, Werge T, Winslow AR, Lewis CM, Levinson DF, Breen G, Børglum AD, Sullivan PF; Major Depressive Disorder Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium. Genome-wide association analyses identify 44 risk variants and refine the genetic architecture of major depression. Nat Genet. 2018;50(5):668-681.

Rambau S*, Forstner AJ*, Wegener I, Mücke M, Wissussek CTS, Staufenbiel SM, Geiser F, Schumacher J, Conrad R. Childhood adversities, bonding, and personality in social anxiety disorder with alcohol use disorder. Psychiatry Res. 2018;262:295-302. *equal contribution