차 의과학대학교 분당차병원(원장 윤상욱) 정신건강의학과 이상혁∙박천일∙방민지∙김현주 연구팀은 공황장애 환자들의 어린시절 이별 혹은 상실과 같은 정서적 문제가 세로토닌 전달체 유전자(serotonin transporter-linked polymorphic region, 이하 5-HTTLPR)의 후성유전학 적 변화인 DNA 메틸화 와 관련 있다는 사실을 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ‘Neuropsychobiology(IF: 12.329)’ 최근호에 게재됐다.

공황장애는 정신적 스트레스 경험들을 포함한 외부환경 변화뿐 아니라 약 43%의 유전적 요인에 의해 발병한다고 알려져 있다. 하지만 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 비교했다. 또 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% 낮았다. 어린 시절 분리경험에 의한 정신적 스트레스가 클수록 해당 유전자 부위의 메틸화 정도가 약 7% 낮게 나타났다. 5-HTTLPR 유전자의 메틸화 정도의 감소된 정도가 클수록 주요 뇌 백색질 회로로 전두엽을 연결하는 위세로다발(superior longitudinal fasciculus)의 연결성도 증가했다. 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 증가된다. 어린시절 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”며 “공황장애 환자의 병태생리를 다양한 관점에서 과학적 근거 기반으로 이해할 수 있는 풍부한 연구들이 지속적으로 이루어지기를 기대한다”고 말했다.

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