[논문]Period3 유전자다형성과 기분 및 행동 계절성 변동의 연관성

이헌정; 강승걸; 김린

Period3 유전자다형성과 기분 및 행동 계절성 변동의 연관성
Association of the Period3 Gene Polymorphism and Seasonal Variations in Mood and Behavior 원문보기

수면·정신생리 = Sleep medicine and psychophysiology, v.13 no.1, 2006년, pp.22 - 26

이헌정 (고려대학교 의과대학 신경정신과학교실) , 강승걸 (고려대학교 의과대학 신경정신과학교실) , 김린 (고려대학교 의과대학 신경정신과학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Circadian rhythms have been observed to be disturbed in mood disorders, especially seasonal affective disorder (SAD). Clock related gene variants also have been suggested to be associated with seasonality (seasonal variations in mood and behavior). This study tested the potential association between a length polymorphism of Period3 gene and seasonal variations in mood and behavior. 297 Korean college students were genotyped for the Period3 polymorphism and were for evaluated the seasonal variation by Seasonal Pattern Assessment Questionnaire (SPAQ). The genotype frequencies were 0.76 for 4R/4R, 0.22 for 4R/5R and 0.013 for 5R/5R. The global seasonality score was not different among Period3 gene variants (4R/4R, 4R/5R and 5R/5R) except for 'sleep length' subscore. The 5R/5R genotype showed the higher 'sleep length' subscore than others (p=0.024). The comparison between seasonals (syndromal plus subsyndromal SAD determined by SPAQ) and non-seasonals did not show any significant difference in frequencies of genotypes. These findings suggest that there is a possibility that the investigated Period3 polymorphism may play a partial role in the susceptibility of seasonal variations in a Korean population.

주제어

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문제 정의

시간관련 유전자의 변이가 계절성(기분과 행동의 계절적 변동)과 관련이 된다는 보고가 있었다. 본 연구에서는 기분과 행동의 계절적 변동이 Period3 유전자의 다형성과의 연관성 있는지 여부를 살펴보았다. 297명의 한국인 대학생에서 Period3 유전자형을 판독하였으며, Seasonal Pattern Assessment Questionnaire(SPAQ)를 이용하여 계절성 변동을 평가하였다.
이를 고려할 때, Period3 유전자가 계절성 변동에 영향을 미칠 가능성이 상당히 있으나, 현재까지 이에 대한 연구는 거의 없었다. 본 연구에서는 유전적으로 비교적 동질적인 한국인을 대상으로 연령 및 환경적인 요소들의 차이를 최대한 통제하는 속에서 Period3 유전자 다형성과 계절성 변동의 연관을 살펴보고자 하였다.
본 연구에서는 유전적인 요인 외의 혼란변수를 배제하기 위해서 대상군 선정 시 최대한 동질적인 집단을 선정하였다. 스웨덴인과 핀란드인이 혼재된 대상군에서 수행된 이전의 연구(6)와는 달리 유전적인 동질성이 상대적으로 높은 한국인만을 대상으로 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 기분과 행동의 계절적 변동이 Period3 유전자의 다형성과의 연관성 있는지 여부를 살펴보았다. 297명의 한국인 대학생에서 Period3 유전자형을 판독하였으며, Seasonal Pattern Assessment Questionnaire(SPAQ)를 이용하여 계절성 변동을 평가하였다. 유전자형의 빈도는 4R/4R 이 0.
QIAamp Blood Kit(Qiagen, Germany)를 사용하여 백혈구에서 genomic DNA를 추출하였으며, PCR 시발체(primer) 는 다음과 같았다；forward：5’-TGGCAGTGAGAGCAGTCCT-3’, reverse：5’-AGTGGCAGTAGGATGGGATG-3’. PCR 반응은 1 μL(20 ng)의 희석된 genomic DNA, 5 μL의 시발체 혼합물(1.
본 연구에서는 SAD와 S-SAD를 함께 “계절성군”(seasonals)으로 정의하여 계절형에 따라 각각 겨울형 계절성군 (seasonals-winter)과 여름형 계절성군(seasonals-summer)으로 분류하였고, 이에 해당하지 않는 나머지 집단을“비계절성군”(non-seasonals)으로 정의하였다. 본 연구와 동일한 집단을 대상으로 한 이전 연구에서는 봄형과 가을형을 따로 분류하였으나(13), 본 연구에서는 봄형과 가을형이 생물학적인 근거를 가진 독자적인 계절성변동으로 보기 어렵다고 판단하여, 겨울형과 여름형 만을 계절성군으로 분류하였다.
본 연구에서는 SAD와 S-SAD를 함께 “계절성군”(seasonals)으로 정의하여 계절형에 따라 각각 겨울형 계절성군 (seasonals-winter)과 여름형 계절성군(seasonals-summer)으로 분류하였고, 이에 해당하지 않는 나머지 집단을“비계절성군”(non-seasonals)으로 정의하였다. 본 연구와 동일한 집단을 대상으로 한 이전 연구에서는 봄형과 가을형을 따로 분류하였으나(13), 본 연구에서는 봄형과 가을형이 생물학적인 근거를 가진 독자적인 계절성변동으로 보기 어렵다고 판단하여, 겨울형과 여름형 만을 계절성군으로 분류하였다.
PCR 반응주기는 94℃에서 3분 반응 후,‘94℃에서 30초’-‘58℃에서 30초’-‘72℃에서 30초’과정을 총 35회 반복하였고, 마지막으로 72℃에서 3분간 반응시켜서 원하는 DNA 부위를 증폭시켰다. 생성 물을 2% agarose gel로 220V에서 30분간 전기영동을 하였고, 247 bp에서만 DNA band가 나타날 경우 5R/5R, 193 bp에서만 나타날 경우 4R/4R, 두 군데 모두에서 band가 나타나는 경우를 4R/5R 유전자형으로 판정하였다(14).

대상 데이터

본 연구에서는 유전적인 요인 외의 혼란변수를 배제하기 위해서 대상군 선정 시 최대한 동질적인 집단을 선정하였다. 스웨덴인과 핀란드인이 혼재된 대상군에서 수행된 이전의 연구(6)와는 달리 유전적인 동질성이 상대적으로 높은 한국인만을 대상으로 하였다. 또한, 비슷한 젊은 연령의 같은 도시에 거주하며, 동일한 생활 환경을 공유하는 의과대학생들로만 구성되어 있기 때문에 기분과 행동에 많은 영향을 주는 환경적인 요소들이 상당부분 통제되었을 것이라고 믿는다.
연구대상은 평균 연령 22.9세(SD=2.3)의 고려대학교 의과대학에 재학하는 대학생 297명(남자 189명, 여자 108) 으로 하였으며, 모두 자원자들이었다. 이들은 인터뷰를 통하여 모집과정에서 약물 남용이나 정신분열병, 기분장애와 같은 주요 정신과 질환의 가족력과 주요 내과적 질환이나 정신과적 질환을 가지고 있는 경우를 제외되었다.

데이터처리

Hardy-Weinberg 평형 여부는 χ² goodness-of-fit 검증을 이용하여 분석하였다. SPAQ로 평가한 계절성 변동과 유전자형 사이의 연관성을 확인하기 위해, 범주형 자료는 비 모수 통계방법인 Fisher’s exact test를 사용하여 분석하였고, 연속적 변수의 차이는 역시 비모수 통계방법인 KruskalWalis test를 이용하여 평가하였다.
goodness-of-fit 검증을 이용하여 분석하였다. SPAQ로 평가한 계절성 변동과 유전자형 사이의 연관성을 확인하기 위해, 범주형 자료는 비 모수 통계방법인 Fisher’s exact test를 사용하여 분석하였고, 연속적 변수의 차이는 역시 비모수 통계방법인 KruskalWalis test를 이용하여 평가하였다. 통계적 유의수준은 p<0.

이론/모형

계절성 측정은 Rosenthal 등(11)이 개발한 Seasonal Pattern Assessment Questionnaire(이하 SPAQ)를 이용하였다. SPAQ는 피험자 스스로가 평가하는 자가척도(self-rating scale)로 전반적 계절성 점수(Global Seasonality Score, 이하 GSS)를 측정하여 계절성 정도를 평가하도록 되어있다.
본 연구에서는 Kasper 등(12)의 연구 기준을 적용하여 SAD 및 아증후군성 계절성 기분장애(subsyndromal SAD, 이하 S-SAD)로 나누어 분석하였다. 이 기준에 따르면, SAD 는1) GSS 11점 이상이며, 동시에2) 계절성 기분변동이 중등도(2점 이상)의 문제를 일으킬 경우로 정의된다.

성능/효과

013이었다. Period3 유전자형(4R/4R, 4R/5R, 5R/5R)에 따라서 전반적 계절성 점수에서의 차이는 없었지만, ‘수면시간’점수에 있어서는 유의한 차이가 있었다. 즉, 5R/5R 유전자형이 다른 유전자형에 비하여 유의하게‘수면시간’소척도 점수가 높았다 (p=0.
024)(표 1). 겨울형 계절성군, 여름형 계절성군, 비계절성군에서 Period3 유전자형의 빈도를 비교한 결과 세군에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(표 2).
024). 계절성군(SAD+S-SAD)과 비계절성군간의 비교에서는 유전자형의 빈도의 유의한 차이는 나타나지 않았다. 이러한 소견은 한국인에 있어 Period3 유전자 다형성이 계절성 변동에 있어서 부분적인 역할을 할 가능성을 시사한다고 하겠다.
본 연구에서도 겨울형 계절성군, 여름형 계절성군, 전체 계절성군 각각의 유전자형의 분포를 비계절성군의 유전자형 분포와 비교했을 때, 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않 았다. 하지만, 세가지 Period3 유전자형에 따른 GSS 및 각 계절성 소척도를 살펴본 결과, 5R/5R 유전자형에서 다른 유전자형에 비해서 수면시간의 계절적 변화가 통계적으로 유의하게 큰 것으로 나타났다.
⁷⁴⁶⁾. 세가지 Period3 유전자형에 따른 GSS 및 수면시간, 사회활동, 기분, 체중, 에너지 수준, 식욕의 계절성 척도를 살펴본 결과에서, 사회활동, 기분, 체중, 에너지 수준, 식욕의 항목에서는 유의한 차이가 없었고 유일하게 수면시간의 항목에서 5R/5R 유전자형이 4R/4R 유전자형과 4R/5R 유전자형에 비해 유의 하게 높은 점수를 보였다(p=0.024)(표 1). 겨울형 계절성군, 여름형 계절성군, 비계절성군에서 Period3 유전자형의 빈도를 비교한 결과 세군에서 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(표 2).
실험결과 연구대상자의 Period3 유전자형은 4R/4R, 4R/5R, 5R/5R 각각 227명(76.4%), 66명(22.2%), 4명(1.3%) 이었다. Period3 유전자형의 빈도는 Hardy-Weinberg 평형에서 벗어나지 않았다(χ2=0.
Period3 유전자형(4R/4R, 4R/5R, 5R/5R)에 따라서 전반적 계절성 점수에서의 차이는 없었지만, ‘수면시간’점수에 있어서는 유의한 차이가 있었다. 즉, 5R/5R 유전자형이 다른 유전자형에 비하여 유의하게‘수면시간’소척도 점수가 높았다 (p=0.024). 계절성군(SAD+S-SAD)과 비계절성군간의 비교에서는 유전자형의 빈도의 유의한 차이는 나타나지 않았다.
본 연구에서도 겨울형 계절성군, 여름형 계절성군, 전체 계절성군 각각의 유전자형의 분포를 비계절성군의 유전자형 분포와 비교했을 때, 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않 았다. 하지만, 세가지 Period3 유전자형에 따른 GSS 및 각 계절성 소척도를 살펴본 결과, 5R/5R 유전자형에서 다른 유전자형에 비해서 수면시간의 계절적 변화가 통계적으로 유의하게 큰 것으로 나타났다.

후속연구

이러한 점들을 감안해 볼 때, 다른 연령과 환경에 있는 한국인들을 대상으로 한 보다 대규모의 연구가 필요할 것으로 생각되며, 계절성 중에 특히 수면시간의 변화만이 Period3 유전자의 다형성과 연관이 있었던 부분에 대한 이유를 밝히기 위한 추가적인 연구가 필요하리라 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	계절성과 계절성 기분장애에 관한 유전 연관 연구들은 어떤 시스템에 대해 집중됐는가?	계절성을 보이는 생물학적 기전과 원인들은 명확히 밝혀져 있지 않으나, 이전의 쌍둥이 연구를 보면 계절성에는 상당한 정도의 유전적인 요소가 있음이 밝혀져 왔다(2,3). 계절성과 계절성 기분장애에 관한 유전 연관연구들이 시행 되어 왔는데(4-7), 이 중 많은 연구는 세로토닌 시스템에 대해서 집중되어왔다(8-10).
	Johansson 등이 시간유전자들과 계절성 기분장애와의 관계를 연구하여 보고한 내용은 무엇인가?	Johansson 등(6)은 시간유전자들(CLOCK, Period2, Period3, and NPAS2)과 계절성 기분장애(seasonal affective disorder：이하 SAD)와의 관계를 연구하였다. 이 연구는 Period3유전자와 SAD 사이의 직접적인 연관성을 밝히지는 못하였으나, 대신 아침형-저녁형(morningness-eveningness) 여부를 나타내는 일중선호도(diurnal preference)가 SAD 및 계절성 변동과 연관이 있으며, Period3 유전자 다형성이 이러한 일중선호도와 관련성을 갖는다는 사실을 보고하였다. 이는 Period3 유전자가 계절성 변동과 연관이 있을 가능성을 시사하는 것이다.
	시간유전자에는 무엇이 있는가?	최근 세로토닌 시스템 외의 시간유전자(circadian clock related gene)들이 계절성과 연관된다는 연구결과가 있었다. Johansson 등(6)은 시간유전자들(CLOCK, Period2, Period3, and NPAS2)과 계절성 기분장애(seasonal affective disorder：이하 SAD)와의 관계를 연구하였다. 이 연구는 Period3유전자와 SAD 사이의 직접적인 연관성을 밝히지는 못하였으나, 대신 아침형-저녁형(morningness-eveningness) 여부를 나타내는 일중선호도(diurnal preference)가 SAD 및 계절성 변동과 연관이 있으며, Period3 유전자 다형성이 이러한 일중선호도와 관련성을 갖는다는 사실을 보고하였다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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