カテコール-O-メチルトランスフェラーゼ、ドーパミン、および睡眠覚醒調節

睡眠障害と睡眠障害は複雑で、多くの遺伝子と環境によって調節される非常に多様な表現型です。カテコール-O-メチルトランスフェラーゼ（COMT）遺伝子は興味深い候補であり、カテコールアミンの異化に関与する主要な哺乳類の酵素の1つです。COMT酵素の活性は、コドン158でのグアニンからアデニンへの移行により、遺伝的に多型であり、その結果、バリン（VAL）からメチオニン（MET）置換が生じます。VAL対立遺伝子のホモ接合体は、MET対立遺伝子のホモ接合体よりも高いCOMT活性を示し、前頭前野（PFC）のドーパミン作動性シグナル伝達が低いことを示します。COMTはドーパミンを代謝する上で重要な役割を果たしているため、COMT遺伝子の一般的な機能的多型は、PFC、睡眠覚醒調節、および潜在的に睡眠病理に関連する認知機能に影響を与えることが示唆されました。COMT VAL158MET多型は、健康な人の部分的な睡眠不足に起因する脳の脳波（EEG）アルファ振動と回復プロセスの個人間差を予測する可能性があります。VAL158METの多型も性的二形性を発揮し、ナルコレプシー触媒患者の客観的な昼間の眠気に強い影響を及ぼします。COMT酵素はカテコールアミンを不活性化するため、覚醒剤薬物に対する反応がCOMT遺伝子型間で異なると仮定されました。Modafinilは、VAL/VAL遺伝子型の被験者の睡眠不足を通じて、睡眠不足を通じて実行機能と注意の注意を維持しましたが、MET/MET遺伝子型を持つものでは少なくなりました。また、ホモ接合体のMET/MET麻薬患者は、VAL/VALキャリアと比較して、より低い用量のモダフィニルに反応しました。ここでは、一般的な機能的COMT遺伝子多型、COMT酵素活性、および正常な被験者、ナルコレプシーおよびその他の睡眠関連障害における睡眠と覚醒の調節における前頭前野ドーパミンレベルの重要な役割、および精神刺激に対する反応への影響をここでレビューします。

Sleep and sleep disorders are complex and highly variable phenotypes regulated by many genes and environment. The catechol-O-methyltransferase (COMT) gene is an interesting candidate, being one of the major mammalian enzymes involved in the catabolism of catecholamines. The activity of COMT enzyme is genetically polymorphic due to a guanine-to-adenine transition at codon 158, resulting in a valine (Val) to methionine (Met) substitution. Individuals homozygous for the Val allele show higher COMT activity, and lower dopaminergic signaling in prefrontal cortex (PFC) than subjects homozygous for the Met allele. Since COMT has a crucial role in metabolising dopamine, it was suggested that the common functional polymorphism in the COMT gene impacts on cognitive function related to PFC, sleep-wake regulation, and potentially on sleep pathologies. The COMT Val158Met polymorphism may predict inter-individual differences in brain electroencephalography (EEG) alpha oscillations and recovery processes resulting from partial sleep loss in healthy individuals. The Val158Met polymorphism also exerts a sexual dimorphism and has a strong effect on objective daytime sleepiness in patients with narcolepsy-cataplexy. Since the COMT enzyme inactivates catecholamines, it was hypothesized that the response to stimulant drugs differs between COMT genotypes. Modafinil maintained executive functioning performance and vigilant attention throughout sleep deprivation in subjects with Val/Val genotype, but less in those with Met/Met genotype. Also, homozygous Met/Met patients with narcolepsy responded to lower doses of modafinil compared to Val/Val carriers. We review here the critical role of the common functional COMT gene polymorphism, COMT enzyme activity, and the prefrontal dopamine levels in the regulation of sleep and wakefulness in normal subjects, in narcolepsy and other sleep-related disorders, and its impact on the response to psychostimulants.