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논문KCI 등재

신경아교세포와 기분장애

Neuroglia and Mood Disorder

박성우|김영훈|서미경|이정구
대한생물정신의학회 (The Korean Society Of Biological Psychiatry)|2015.05|생물정신의학 (Journal of Korean Society of Biological Psychiatry)|제22권 제2호|pp. 34-39

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기분장애Astrocyte항우울제AntidepressantsMood disorderPathophysiologyGlial cell성상교세포아교세포병리생리
주제분류정신과학

초록

기분장애(mood disorder)는 우울증(depression)과 양극성장애(bipolar disorder)로 대표되는 정신질환이며 이전에는조현병(schizophrenia)보다 양호한 경과 과정을 가진다고 여겨졌다.1) 하지만 최근의 여러 연구 결과에 의하면 기분장애도조현병 못지않은 만성적인 경과 과정을 가지며 약물치료를 포함한 정신건강의학적 치료에 대한 반응이 좋지 못한 경우가많다는 것으로 여겨지고 있다. 기분장애에 대한 치료적 반응이 좋지 못한 것은 기분장애 발생의 병태생리가 매우 복잡하다는 것을 의미하며, 기분장애의 발생에는 분자생물학적 기전, 유전적 요인, 그리고 환경적 요인 등이 작용한다는 것을의미한다.2) 그리고 기분장애의 명확한 병태생리(pathophysiology) 를 아직까지 찾지 못하였다는 사실도 의미한다. 지금까지 알려진 기분장애 발생의 병태생리학적 기전 가설들 중에 대표적인 것은 단가아민 가설(monoamine hypothesis), 만성 스트레스 가설(chronic stress hypothesis), 신경가소성 가설(neuroplasticity hypothesis), 그리고 후생유전학적가설(epigenetic hypothesis) 등이 있다.3) 최근 들어서는 여러기전들 중에서 특히 신경가소성(neuroplasticity)과 세포회복탄력성(cellular resilience)의 이상이 기분장애의 발생에 중요성이 부각이 되고 있는데, 특히 대부분의 항우울제들이 신경영양작용(neurotrophic effect)과 신경세포 보호작용(neuroprotective effect)을 통해서 항우울효과를 나타낸다고 알려져있다.4) 그리고 이러한 신경가소성을 바탕으로 기분장애의 발생의 병태생리에서 신경아교세포(neuroglia)의 역할이 주목을받고 있다. 기분장애 환자들의 뇌조직의 사후 검시소견(postmortemstudy)에 대한 연구 결과를 살펴보면 전대상피질(anterior cingulate cortex), 안와전두피질(orbitofrontal cortex), 그리고배측면전두엽피질(dorsolateral prefrontal cortex)과 같은 전전두엽 부위(prefrontal region)에서 신경아교세포 분포 밀도(density)와 숫자가 감소한 것이 관찰되었고, 전전두엽 회백질도 감소되었음이 발견되었다.5-7) 또한 성상교세포(astrocyte)와희귀돌기아교세포(oligodendrocyte)도 기분장애 환자들의 뇌에서 감소가 되어 있는 것이 관찰되었다.8-11) 희귀돌가아교세포의 경우에는 우울증 환자의 편도체(amygdala)에서 감소가관찰되었으며 양극성장애 환자의 편도체에서도 미세아교세포(microglia)가 감소하는 것으로 확인되었다.12) 글루타메이트(glutamate)는 포유류의 중추신경계에서 가장많이 분포하는 흥분성 신경전달물질(excitatory neurotransmitter) 이며, 글루타메이트에 의해서 유발된 흥분성 신경전달(excitatory signal transduction)은 대표적인 억제성 신경전달물질(inhibitory neurotransmitter)인 gamma-aminimobutyric acid(이하 GABA)에 의해서 조절을 받고 있다.13) 그리고흥분신호전달과 억제신호전달의 불균형(imbalance)은 불안장애, 우울증 그리고 조현병의 발생에도 관련이 있다고 알려져 있다. 우울증과 불안장애의 경우에는 글루타메이트에 의한 흥분성 신호전달의 증가되면서 GABA의 억제성 신호전달이 감소가 되어 있는 상태로 생각된다. 그리고 우울증 환자의뇌와 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)에서 글루타메이트의 농도가 정상보다 증가되어 있는 것도 관찰되었다.14) 이와 같이 글루타메이트 신경전달은 우울증 발생의 병태생리에 중요한 역할을 하고 있으며 다수의 항우울제의 주된 작용도 글루타메이트 신경전달을 조절해서 나타난다.15) 항우울효과와 함께 항공황발작 효과(antipanic effect)를 가지고 있는 페넬진(phenelzine)은 글루타메이트의 신경전달을 감소시켜서 치료효과를 나타내는 것으로 알려져 있다.16) 그리하여 글루타메이트의 분비를 억제시키고 시냅스 후 흥분성을 감소시키는 것이항우울제가 항우울작용을 나타내는 기전들 중 하나라고 추정되고 있다.17) 또한 N-methyl-D-aspartate antagonist(이하 NMDA) 길항제가 항우울작용을 가지고 있는 것은 이러한 우울증의 글루타메이트 가설을 입증하고 있으며 NMDA 수용체가 항우울제가작용 목표(action target)라고 여겨지고 있다.18) 실제로 임상에서는 NMDA 길항제인 케타민(ketamine)을 치료저항성 우울증 환자에게 단 한 번 사용을 했을 때에도 빠른 항우울 효과가 나타남을 관찰하였으며 쥐(rat)에서는 지속적인 항우울 효과가 나타나는 것을 확인하였다.19) 최근 연구 결과들에 의하면 글루타메이트와 GABA의 균형을 유지시키는 주된 기능을 신경아교세포(glial cell), 특히 성상교세포(astrocyte)가 하고 있는 것으로 알려졌다. 특히 동물모델에서 뇌의 성상교세포를 제거하면 우울증 표현형(phenotype) 이 나타나는 것을 확인하였다.13) 그러므로 신경아교세포에서의 글루타메이트와 GABA의 기능을 조절하는 것이 새로운 항우울제 개발의 중요한 목표가 될 수 있을 것이다.

Abstract

Mood disorder is a common psychiatric illness with a high lifetime prevalence in the general population. A serious problem such as suicide is commonly occurring in the patients with depression. Till now, the monoamine hypothesis has been the most popular theory of pathogenesis for depression. However, the more specific pathophysiology of depression and cellular molecular mechanism underlying action of commercial antidepressants have not been clearly defined. Several recent studies demonstrated that glial cells, especially astrocytes, are a promising answer to the pathophysiology of depression. In this article, current understanding of biology and molecular mechanisms of glial cells in the pathology of mood disorder and new research on the pathophysiology of depression will be discussed.

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