▲ (사진 왼쪽부터) 분당차병원 정신건강의학과 이상혁∙박천일∙방민지 교수, 김현주 전임의

차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱)은 21일, 정신건강의학과 이상혁∙박천일∙방민지∙김현주 연구팀이 최근 공황장애 환자들의 어린시절 이별 혹은 상실과 같은 정서적 문제가 세로토닌 전달체 유전자(serotonin transporter-linked polymorphic region, 이하 5-HTTLPR)의 후성유전학적 변화인 DNA 메틸화와 관련 있다는 사실을 밝혔다고 전했다. 

후성유전학적 변화란 DNA 염기서열의 변화 없이 유전자 발현의 조절 및 유전자 발현 변화 상태가 유전되는 현상을 연구하는 학문으로, 후천적인 외부환경변화가 유전자에 영향을 미칠 수 있다는 의미이며, DNA 메틸화는 그 중 대표 기전으로 DNA 염기에 유전자 발현을 억제하는 대사물질인 ‘메틸기(CH3-)’가 붙는 것으로, 유전자 발현을 조절하는 화학적 변형의 한 예이다.  

이번 연구는 국제학술지 'Neuropsychobiology(IF: 12.329)' 최근 호에 'Altered DNA Methylation of the Serotonin Transporter Gene Associated with Early Life Stress and White Matter Microalterations in Korean Patients with Panic Disorder'라는 제목으로 게재됐다.

공황장애는 정신적 스트레스 경험들을 포함한 외부환경 변화뿐 아니라 약 43%의 유전적 요인에 의해 발병한다고 알려져 있지만, 현재까지 공황장애 환자의 어릴 적 분리경험에 의한 정신적 스트레스와 유전자 부위의 변화에 따른 병태생리적 차이가 명확히 규명되지 않았다.

분당차병원 정신건강의학과 이상혁 연구팀은 2009년 5월부터 2020년 10월까지 분당차병원에서 공황장애를 진단받은 환자 232명과 건강대조군 93명을 대상으로 5-HTTLPR의 주요 DNA 메틸화 변화 정도를 비교하고, 이와 동시에 어린시절 분리경험에 의한 정서적 어려움과 뇌 백색질(신경다발) 구조, 불안 체질(anxiety trait)의 정도를 비교했다. 

그 결과 공황장애 환자에게 5-HTTLPR 유전자의 주요 CpG 부위 메틸화 정도가 약 6.2% 낮으며, 어린 시절 분리경험에 의한 정신적 스트레스가 클수록 해당 유전자 부위의 메틸화 정도가 약 7% 낮게 나타나고, 5-HTTLPR 유전자의 메틸화 정도의 감소된 정도가 클수록 주요 뇌 백색질 회로로 전두엽을 연결하는 위세로다발(superior longitudinal fasciculus)의 연결성도 증가한다는 결과를 확인했다. 

공황장애 환자들의 어린시절 경험에 따른 유전자 부위의 낮은 메틸화와 위세로다발 백색질의 연결성 증가 관련성을 규명한 것이다.

일반적으로 뇌 백색질의 연결성은 해당 영역이 활성화 될수록 강해지는 경향을 보인다. 

공황장애 환자들은 불안 증상과 신체 감각에 몰두하고 과도한 걱정을 하게 되는 경우가 많아 불필요한 뇌 백색질 연결이 증가되는 결과를 보이는데, 어린 시절 분리 경험에 의한 정신적 스트레스가 해당 유전자 부위의 후성유전학 변화와 뇌 백색질 연결성을 변화시키는 신경가소성(neuroplasticity) 변화를 유도하고 불안 체질을 증가시키는 것이다.

연구책임자인 분당차병원 정신건강의학과 이상혁 교수는 "이번 연구는 한국인 공황장애에서 뇌 영상학에 기반하여 어린시절 분리 경험에 의한 정신적 스트레스와 후성유전학적 변화의 연관성에 대한 과학적 근거를 제시한 것에 큰 의의가 있다"라며, "공황장애 환자의 병태생리를 다양한 관점에서 과학적 근거 기반으로 이해할 수 있는 풍부한 연구들이 지속적으로 이뤄지기를 기대한다"라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 뇌과학원천기술개발사업, 뇌질환극복연구사업의 지원으로 진행됐으며, 국가지정 생물학연구정보센터(BRIC)의 한국을 빛낸 사람들(한빛사)에도 선정됐다.