Different polymorphisms of the oxytocinergic system explain the prevalence of autistic traits in different populations and the influence of oxytocin on the HPA

Abstract

Several recent studies demonstrated that different single nucleotide polymorphisms of the oxytocin receptor gene are associated with impairments of social behavior including the heritability of autism. Another focus of attention has been the CD38 protein, which stimulates the release of oxytocin in the blood stream and probably in the brain. The objective of this study was to investigate if the prevalence and severity of autistic traits in a healthy sample of academic students is influenced by three different SNPs of OXR rs53576 and CD38 rs3796863, and in a second experiment their action in the HPA axis in a social challenge. For the first purpose, 333 subjects, 205 men and 128 women, answered the self-report questionnaires on autistic traits (The Adult Autism Quotient (AQ), Empathy Quotient (EQ), and Systemizing Quotient (SQ)) and were genotyped by cheek swab. For the second, 80 male participants were additionally submitted to the Trier Social Stress Test. Comparisons between men and women confirm reported findings that women have higher scores on the EQ and lower scores on SQ, with no differences on AQ. However, it was observed that women have less autistic traits on the communication subscale (AQ). In our study a gender-SNP, and in the female sample, a SNP-SNP interaction in prevalence of autistic traits were for the first time observerd. In the female sample, the presence of at least one protective allele (A) on CD38 rs3796863 was associated with a higher score on the EQ and the analysis of the interaction suggested that this effect is partially modulated by the presence of the critical allele (A) on the OXTR rs2254298. In the male, the exclusive effect of OXTR rs53576 on the prevalence of autistic traits and the existence of a dose dependent effect of the critical allele (A), was identified. Our study also confirms the role of oxytocin on the modulation of HPA stress reactivity since higher salivary cortisol levels just before the stress situation and at the endpoint were observed in OXTR rs225429A+. Additionally, this group also showed a higher increase in cortisol concentration during the stress-phase. These results help to explain the difference prevalence of autistic traits and empathy among men and women, since the prevalence of the alleles are different and their effects, gender-specific. Future studies should also include this and other variables, like ethnicity, which is also associated with different allelic distribution. Mehrere neuere Studien zeigten, dass verschiedene einzelne Nukleotid-Polymorphismen des Oxytocin-Rezeptor-Gens mit Beeinträchtigungen des sozialen Verhaltens einschließlich der Erblichkeit des Autismus assoziiert sind. Ein weiterer Schwerpunkt der aktuellen Forschung ist das CD38-Protein, das die Freisetzung von Oxytocin im Blutstrom und im Gehirn stimuliert. Das Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob die Prävalenz und der Schwergrad autistischer Merkmale in einer gesunden Stichprobe von drei verschiedenen SNPs von OXR rs53576 und CD38 rs3796863 beeinflusst werden. In einem zweiten Experiment untersuchten wir deren Einfluss in der HPA-Achse in einer sozialen Herausforderung. Für den ersten Zweck beantworteten 333 Probanden, 205 Männer und 128 Frauen, die Selbstreport-Fragebögen auf autistische Merkmale (The Adult Autism Quotient (AQ), Empathy Quotient (EQ) und Systemizing Quotient (SQ)) und wurden zusätzlich genotypisiert. Zweitens nahmen 80 männliche Probanden an dem Trier Social Stress Test teil. Vergleiche zwischen Männern und Frauen bestätigten, die schon berichteten Ergebnisse, dass Frauen ein höhere Punktzahl auf dem EQ und niedrigere Punkte auf SQ haben. Allerdings wurde beobachtet, dass Frauen weniger autistische Merkmale auf der Kommunikations-Subskala (AQ) zeigen. In unserer Studie wurde eine Wirkung eines SNP in der männlichen Stichprobe und der SNP-SNP-Interaktion in der weiblichen Stichprobe auf die Prävalenz von autistischen Merkmalen zum ersten Mal beobachtet. In der weiblichen Probe wurde die Anwesenheit von mindestens einem schützenden Allel (A) des CD38 rs3796863 mit einer höheren Punktzahl auf dem EQ assoziiert, und die Analyse der Wechselwirkung schlug vor, dass dieser Effekt vom OXTR rs2254298 teilweise moduliert wird. Bei den männlichen Teilnehmern wurde die exklusive Wirkung des OXTR rs53576 auf die Prävalenz von autistischen Merkmalen und die Existenz einer dosisabhängigen Wirkung des kritischen Allels (A) identifiziert. Unsere Studie bestätigt ebenso die Rolle von Oxytocin in der Modulation der HPA-Stressreaktivität, da höhere Speichelcortisolspiegel unmittelbar vor der Stresssituation und an ihrem Endpunkt in OXTR rs225429A + beobachtet wurden. Darüber hinaus zeigte diese Gruppe auch eine höhere Zunahme der Cortisolkonzentration während der Stressphase. Diese Ergebnisse helfen die unterschiedliche Prävalenz von autistischen Merkmalen und Empathie von Männern und Frauen zu erklären. Da die Prävalenz der Allele unterschiedlich ist und ihre Auswirkungen geschlechtsspezifisch sind. Zukünftige Studien sollten auch diese und andere Variablen, wie Ethnizität, die auch mit verschiedenen Allele-Verteilung verbunden ist, analysieren.