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문제 정의
- 본 연구는 한국인, 20대 후반의 건강한 일반 성인을 대상으로 BDNF 유전자 다형성과 스트레스, 역기능적 음주 행동과의 연관성을 파악한 최초의 연구라는 점에서 의의가 있다. 또한 나이, 학력이 비교적 균질한 집단을 대상으로 하여 나이, 학력에 의한 영향을 최소화하였다.
- 본 연구에서는 스트레스가 많을수록 알코올 사용이 증가한다는 가설을 바탕으로, BDNF 유전자와 직무 스트레스가 직장인의 음주 심각도에 미치는 영향을 평가해보고자 한다. 스트레스에 취약하다고 알려진 Met 대립유전자만 가지고 있는 Met/Met형과 Val carrier로 나누어 직무 스트레스에 따른 음주 심각도 지수를 평가하여, 유전적 요인 및 환경적 요인이 음주 행동에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
- 본 연구에서는 평균 연령 20대 후반의 성인들을 대상으로 BDNF 유전자형에 따른 스트레스 취약성에 대해서 살펴보았다. 그러나 스트레스에 대한 반응은 연령에 따라 달라질 수 있다.
- 본 연구에서는 스트레스가 많을수록 알코올 사용이 증가한다는 가설을 바탕으로, BDNF 유전자와 직무 스트레스가 직장인의 음주 심각도에 미치는 영향을 평가해보고자 한다. 스트레스에 취약하다고 알려진 Met 대립유전자만 가지고 있는 Met/Met형과 Val carrier로 나누어 직무 스트레스에 따른 음주 심각도 지수를 평가하여, 유전적 요인 및 환경적 요인이 음주 행동에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
제안 방법
- BDNF 유전자와 직무 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도지수의 차이를 알아보기 위하여 직무 스트레스는 중앙값인 58점을 기준으로 58점 이상인 군을 스트레스가 높은 군, 58점 미만인 군을 스트레스가 낮은 군으로 나누어 추가 분석을 시행하였다. 성별에 따른 차이를 보정하기 위해 층화 분석을 시행하였다.
- BDNF 유전자형의 분포를 Hardy-Weinberg 평형의 예측치와 비교하여 편위 여부를 확인하였다. 성별에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 t-검정, BDNF 유전자형의 조합에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 일원 배치 분산 분석을 이용하였다.
- 자동 온도 조절기(ABI 9700, Foster, CA, USA)를 이용하여 증폭하였으며 첫 15분간 95℃에서 변성을 시킨 후 95℃에서 20초, 58℃에서 40초, 72℃에서 60초의 3단계를 32주기 반복하였으며, 72℃에서 3분간 유지하였다. PCR 생성물은 3% agarose gel에 전기영동에 의해 분리하여 자외선 투사기로 관찰하고 촬영하여 PCR 생성물 크기에 의해 유전자형을 구분하였다.
- Polymerase Chain Reaction(이하, PCR) 증폭은 multiplex pre mix 12.5 µL, primer 1.0 µL, band doctor 5.0 µL, template 3.0 µL에 적정량의 3차 증류수를 첨가하여 시료를총 25 µL 용액으로 만들었다.
- BDNF 유전자는 채취한 대상자의 정맥혈을 사용하였다. 대상자들로부터 5 mL의 정맥혈을 채취 후 SolGent Genomic DNA prep kit(Blood용, solution type)를 이용하여 Genomic DNA를 추출하였다. DNA를 주형으로 유전자의 정해진 시발체를 이용하였다.
- 본 연구는 한국인, 20대 후반의 건강한 일반 성인을 대상으로 BDNF 유전자 다형성과 스트레스, 역기능적 음주 행동과의 연관성을 파악한 최초의 연구라는 점에서 의의가 있다. 또한 나이, 학력이 비교적 균질한 집단을 대상으로 하여 나이, 학력에 의한 영향을 최소화하였다.
- BDNF 유전자와 직무 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도지수의 차이를 알아보기 위하여 직무 스트레스는 중앙값인 58점을 기준으로 58점 이상인 군을 스트레스가 높은 군, 58점 미만인 군을 스트레스가 낮은 군으로 나누어 추가 분석을 시행하였다. 성별에 따른 차이를 보정하기 위해 층화 분석을 시행하였다.
- 음주량은 한국보건사회연구원에서 설정한 기준을 준용하였는데 소주 1~2잔(맥주 1병) 이하부터 2홉 소주 3병(맥주 12병, 양주 18잔) 이상까지 5단계로 나누어 음주량을 평가하였다. 음주 빈도는 적게는 한 달에 1회 미만에서부터 가장 많게는 한 주에 5회 이상까지 모두 6단계로 평정을 하였다. 음주량과 음주 빈도는 각 단계에 따라 점수를 부여한 후 음주량과 음주 빈도의 점수를 곱하여 1점부터 30점까지의 점수로 음주 심각도 지수(severity index of alcohol drinking)11)를 산출하여 음주 정도를 정량화하였다.
- 대상자들의 음주 정도 및 음주 행태를 측정하기 위하여 1998년 한국보건사회연구원에서 실시하는 국민건강 영양조사 설문지(충북대학교, 보건복지부 2000)와 동일한 문항을 이용하였다. 음주 정도를 평가하기 위하여 평소 마시는 음주량과 평소의 음주 빈도를 기입하도록 하여 한 달 동안 마시는 술의 양으로 환산하였다. 음주량은 한국보건사회연구원에서 설정한 기준을 준용하였는데 소주 1~2잔(맥주 1병) 이하부터 2홉 소주 3병(맥주 12병, 양주 18잔) 이상까지 5단계로 나누어 음주량을 평가하였다.
- 음주 빈도는 적게는 한 달에 1회 미만에서부터 가장 많게는 한 주에 5회 이상까지 모두 6단계로 평정을 하였다. 음주량과 음주 빈도는 각 단계에 따라 점수를 부여한 후 음주량과 음주 빈도의 점수를 곱하여 1점부터 30점까지의 점수로 음주 심각도 지수(severity index of alcohol drinking)11)를 산출하여 음주 정도를 정량화하였다.
- 음주 정도를 평가하기 위하여 평소 마시는 음주량과 평소의 음주 빈도를 기입하도록 하여 한 달 동안 마시는 술의 양으로 환산하였다. 음주량은 한국보건사회연구원에서 설정한 기준을 준용하였는데 소주 1~2잔(맥주 1병) 이하부터 2홉 소주 3병(맥주 12병, 양주 18잔) 이상까지 5단계로 나누어 음주량을 평가하였다. 음주 빈도는 적게는 한 달에 1회 미만에서부터 가장 많게는 한 주에 5회 이상까지 모두 6단계로 평정을 하였다.
- 0 µL에 적정량의 3차 증류수를 첨가하여 시료를총 25 µL 용액으로 만들었다. 자동 온도 조절기(ABI 9700, Foster, CA, USA)를 이용하여 증폭하였으며 첫 15분간 95℃에서 변성을 시킨 후 95℃에서 20초, 58℃에서 40초, 72℃에서 60초의 3단계를 32주기 반복하였으며, 72℃에서 3분간 유지하였다. PCR 생성물은 3% agarose gel에 전기영동에 의해 분리하여 자외선 투사기로 관찰하고 촬영하여 PCR 생성물 크기에 의해 유전자형을 구분하였다.
- 직무 스트레스 지수와 음주 심각도 지수와의 상관 관계는 피어슨 상관 분석을 시행하였고, 성별과 유전자형에 따라 층화 분석을 시행하였을 때에는 일부 그룹에서 N수의 제한으로 인해 스피어만 상관 분석을 시행하였다. 직무 스트레스는 중앙값을 기준으로 스트레스가 높은 그룹, 낮은 그룹으로 분류하였고, 유전자형에 따른 그룹과 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도 지수 차이에 대해서 분석하였다. 이때 일부 그룹에서 N수가 적었지만 비모수적 분석 방법의 제한으로 인해 모수적 검정인 이원 배치 분산 분석을 시행하였다.
대상 데이터
- 2000년도 당시의 인구 통계학적 정보, 정신 사회적 요인과 음주 행동을 확인한 충북대학교 2000학년도 신입생 534명 중에서 2010년도 재조사에 참여한 직장인 163명을 대상으로 하였다. 참여자들과는 직접 대면하여 설문조사와 유전자형 분석에 대한 충분한 설명을 한 뒤 서면으로 동의를 획득하였다.
- 대상자들로부터 5 mL의 정맥혈을 채취 후 SolGent Genomic DNA prep kit(Blood용, solution type)를 이용하여 Genomic DNA를 추출하였다. DNA를 주형으로 유전자의 정해진 시발체를 이용하였다. 그 염기 서열은 forward의 경우 5’-ACGTT GGATGCGAACTTTCTGGTCCTCATC-3’이었고, reverse는 5’-ACGTTGGATGGGTTCAAGAGGCTTGACATC-3’였다.
- 참여자들과는 직접 대면하여 설문조사와 유전자형 분석에 대한 충분한 설명을 한 뒤 서면으로 동의를 획득하였다. 그 중 BDNF 유전자형을 확인한 음주자는 139명이었고 설문지를 완료하지 않은 6인을 제외하여 최종적으로 설문지 작성, BDNF 유전자형을 모두 확인한 직장인 음주자 133명이 대상자로 선정되었다. 본 연구 절차는 충북대학교 의과대학 생명윤리심의위원회의 승인을 받았으며 유전자 검체는 충북대학교병원 인체 자원 단위 은행에서 제공하여 관리한 인체자원을 이용하여 수행하였다.
데이터처리
- Mean ± SD. Two-way ANOVA. BDNF : brain-derived neurotrophic factor, Met : methionine SD : standard diviation, Val : valine
- BDNF 유전자형의 분포를 Hardy-Weinberg 평형의 예측치와 비교하여 편위 여부를 확인하였다. 성별에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 t-검정, BDNF 유전자형의 조합에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 일원 배치 분산 분석을 이용하였다. 직무 스트레스 지수와 음주 심각도 지수와의 상관 관계는 피어슨 상관 분석을 시행하였고, 성별과 유전자형에 따라 층화 분석을 시행하였을 때에는 일부 그룹에서 N수의 제한으로 인해 스피어만 상관 분석을 시행하였다.
- 직무 스트레스는 중앙값을 기준으로 스트레스가 높은 그룹, 낮은 그룹으로 분류하였고, 유전자형에 따른 그룹과 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도 지수 차이에 대해서 분석하였다. 이때 일부 그룹에서 N수가 적었지만 비모수적 분석 방법의 제한으로 인해 모수적 검정인 이원 배치 분산 분석을 시행하였다.
- 성별에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 t-검정, BDNF 유전자형의 조합에 따른 음주 심각도 지수, 직무 스트레스 지수는 일원 배치 분산 분석을 이용하였다. 직무 스트레스 지수와 음주 심각도 지수와의 상관 관계는 피어슨 상관 분석을 시행하였고, 성별과 유전자형에 따라 층화 분석을 시행하였을 때에는 일부 그룹에서 N수의 제한으로 인해 스피어만 상관 분석을 시행하였다. 직무 스트레스는 중앙값을 기준으로 스트레스가 높은 그룹, 낮은 그룹으로 분류하였고, 유전자형에 따른 그룹과 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도 지수 차이에 대해서 분석하였다.
이론/모형
- Chang 등12)이 개발한 한국인 직무 스트레스 측정 도구를 이용하였다. 물리환경, 직무 요구, 직무 자율성 결여, 직무 불안정, 관계갈등, 조직체계, 보상부적절, 직장 문화 8개 하부 영역에 대해 총 43개 문항으로 평가가 이루어지게 된다.
- 대상자들의 음주 정도 및 음주 행태를 측정하기 위하여 1998년 한국보건사회연구원에서 실시하는 국민건강 영양조사 설문지(충북대학교, 보건복지부 2000)와 동일한 문항을 이용하였다. 음주 정도를 평가하기 위하여 평소 마시는 음주량과 평소의 음주 빈도를 기입하도록 하여 한 달 동안 마시는 술의 양으로 환산하였다.
- 512로 가장 낮았다. 본 연구에서는 이 기본형 43문항 중 가장 일관성이 높은 항목 24문항만 사용한 단축형을 사용하였다.
- 조사 대상자의 BDNF 유전자 분포를 Table 2에 기술하였다. 카이제곱법을 사용하여 검증한 Hardy-Weinberg 평형을 이룬 상태였다.
성능/효과
- BDNF 유전자 다형성과 음주 심각도 지수와의 직접적인 연관성은 확인하지 못하였으나, Met/Met형 남성의 경우 일반 음주군일지라도 스트레스 정도가 낮으면 음주 심각도 지수가 낮았고, 반대로 스트레스 정도가 높으면 음주 심각도 지수는 높게 나타났다. Colzato 등14)은 BDNF Met carrier의 경우 신체적 스트레스에 대한 불안이 증가하고, 더 많은 알코올을 섭취했으며, 신체적 스트레스에 대한 예기 불안에 대해 코티졸의 반응이 증가했다고 보고하였다.
- Met/Met형인 남성을 대상으로 직무 스트레스와 음주 심각도 지수의 상관 관계를 분석해 보았을 때에는 직무 스트레스 전체 점수와 음주 심각도 지수가 통계적으로 유의한 상관 관계를 보였다(rs = .620, p = 0.005).
- Val/Val, Val/Met, Met/Met 세 그룹으로 나누어 직무 스트레스 지수를 비교해보았을 때, 통계적으로 유의한 차이는 없었고(F = 1.182, p = 0.310), Met/Met형과 Val carrier군의 두 그룹으로 나누어 직무 스트레스 지수를 비교해보았을 때에도 통계적으로 유의한 차이는 관찰되지 않았다(p = 0.396)
- 그러나 Met/Met형, Val carrier의 두 그룹으로 나누어 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도 지수를 비교해 보았을 때, 남성에서는 스트레스 그룹과 유전자 그룹 간의 상호 작용에 따라 음주 심각도 지수에 통계적으로 유의한 차이를 보였다. Met/ Met형에서는 스트레스 수준이 낮을 때에는 Val carrier에 비해 음주 심각도 지수가 낮았지만, 스트레스 수준이 높을 때에는 Val carrier에 비해 음주 심각도 지수가 높게 나타났다(F = 4.
- Clasen 등15)도 건강한 성인에서 BDNF Met/Met형이 생활 사건 스트레스와 반추(rumination)의 관계를 조절한다고 보고하였다. 본 연구결과도 BDNF 유전자 다형성이 스트레스를 조절하는 역할(moderating role)을 한다는 이전 연구결과들과 맥락을 같이 하며, 이는 유전자의 변이가 부정적 스트레스에 대한 생물학적 민감성과 연관이 있음을 지지한다.
- 본 연구에서는 스트레스가 그룹에 따라 Val carrier와 Met/ Met형의 음주 심각도 지수가 차이를 보였다. 높은 스트레스 상황에서는 Met/Met형의 경우가 Val carrier에 비해 음주 심각도 지수가 유의하게 더 높았고, 낮은 스트레스에서는 Met/ Met형이 Val carrier에 비해 더 낮은 음주 심각도 지수를 보였다.
- 일반적으로 여성이 남성에 비해 스트레스에 더욱 취약하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 역기능적 결과를 음주 심각도 지수로 평가했는데, 일반적으로 남성이 여성에 비해 역기능적 결과로 음주 행동을 보이는 경우가 훨씬 많다고 알려져 있어 본 연구에서 BDNF 유전자 다형성과 직무 스트레스에 따른 음주 심각도 지수의 차이가 남성에서만 유의하게 나온 것으로 생각된다.
- 전체 참여자를 대상으로 BDNF 유전자형에 따라 Val/Val, Val/Met, Met/Met 세 그룹으로 나누어 스트레스 그룹에 따른 음주 심각도 지수를 비교해 보았을 때 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(F = 1.474, p = 0.233)(Table 4).
- 전체 참여자를 대상으로 직무 스트레스와 음주 심각도 지수와의 상관 관계를 분석해보았을 때 통계적으로 유의한 상관관계는 없었다(r = 0.166, p = 0.055). 남성과 여성으로 나누어 상관 분석을 시행했을 때에도 통계적으로 유의한 상관관계는 없었다(남성 r = 0.
- 참여자수와 통계 방법 등 몇가지 제한점이 있어 본 연구 결과를 바탕으로 차차 감수성(差次 感受性) 가설(differential susceptibility hypothesis)에 따른 결론 내리기는 어렵다. 즉 Met 대립유전자가 단지 동일한 스트레스 상황에서도 더욱 역기능적으로 반응하는 취약한(vulnerable) 유전자가 아니라, 환경적 스트레스에 따라 민감하게 반응하여, 부정적 환경에서는 역기능적 발달 과정(adverse developmental sequelae)을 보이고, 지지적 환경에서는 더욱 긍정적인 발달 과정(positive developmental sequelae)을 보이는 감수성(susceptibility)이 높은 유전자라고 단정할 수는 없으나, 본 연구는 Met 대립 유전자가 환경에 대한 감수성이 있는 유전자일 가능성을 제시한 예비적 연구로서 의의가 있겠다. 추후 대규모 연구를 통해 Met 대립유전자의 감수성을 확인해보는 것이 의미가 있을 것이다.
후속연구
- 따라서 타 인종의 경우에도 본 연구와 같은 결과가 나타날지를 확인해볼 필요가 있겠다. 둘째로 단일 유전자형만을 관찰한 점 역시 제한점이다. 셋째, 참여성의 자가 보고를 통해 직무 스트레스와 음주 심각도를 평가했는데, 음주 행동의 변인만을 평가한 본 집단이 동일 연령 집단에서 체계적인 진단 평가를 이용하여 진단한 알코올 사용 집단과 동일한 표현형으로 간주하기 어렵다는 제한점이 있다.
- 첫째, 본 연구는 유전자 연구나 특정 연령 집단을 대표하기에는 참여자 수가 적다는 제한점이 있다. 또한 본 연구는 한국인을 대상으로만 진행했기 때문에 인종간 차이를 확인하지 못하였다. Pivac 등19)은 BDNF Val66Met polymorphism은 인종 간 뚜렷한 차이가 있다고 보고한 바 있다.
- 즉, 음주 행동이 소속 직장인들 사이에 공유되고 있는 비공식적인 문화라고 여기는 경우도 있음을 감안하여 음주 심각도 해석에 유의할 필요가 있겠다. 마지막으로 본 연구는 단면적인 연구로 스트레스와 음주와의 명확한 인과관계를 확인하기 어렵다는 제한점이 있다. 일반 음주자들을 대상으로 하여 현재 스트레스에 반응하여 높은 수준의 음주를 보이는 사람들이 실제 알코올 의존 환자들과 비교하여 어느 정도의 수준의 음주 행동을 보이는지, 앞으로 알코올 의존으로 발전할 가능성에 대해서도 알코올 의존 환자들의 자료와 비교하여 종적 연구가 필요하겠다.
- 이러한 제한점에도 불구하고 본 연구는 일반 성인을 대상으로 BDNF 유전자와 직무 스트레스가 음주 심각도에 미치는 영향을 평가한 국내 최초의 연구라는 점에서 의의가 있다. 본 연구는 일종의 예비적 연구로서 향후 역기능적 생활 방식과 그와 관련된 정신질환에 미치는 유전적, 환경적 요인을 파악하는데 유용한 자료가 될 것이다.
- 둘째로 단일 유전자형만을 관찰한 점 역시 제한점이다. 셋째, 참여성의 자가 보고를 통해 직무 스트레스와 음주 심각도를 평가했는데, 음주 행동의 변인만을 평가한 본 집단이 동일 연령 집단에서 체계적인 진단 평가를 이용하여 진단한 알코올 사용 집단과 동일한 표현형으로 간주하기 어렵다는 제한점이 있다. 또한 참여자들의 정신과력을 확인하거나 배제하지 못한 것 또한 제한점이다.
- 마지막으로 본 연구는 단면적인 연구로 스트레스와 음주와의 명확한 인과관계를 확인하기 어렵다는 제한점이 있다. 일반 음주자들을 대상으로 하여 현재 스트레스에 반응하여 높은 수준의 음주를 보이는 사람들이 실제 알코올 의존 환자들과 비교하여 어느 정도의 수준의 음주 행동을 보이는지, 앞으로 알코올 의존으로 발전할 가능성에 대해서도 알코올 의존 환자들의 자료와 비교하여 종적 연구가 필요하겠다.
- BDNF는 신경가소성(neural plasticity)과 관련이 있다고 알려져 있으므로, 연령이 증가함에 따라 스트레스에 취약해져 반응이 더욱 증가할 수 있겠다. 즉 Met 대립유전자를 가지고 있는 감수성이 있는 개인에서 연령이 증가함에 따라 스트레스에 대해 더욱 심각한 역기능적 발달을 보일 수 있으므로 추후 이 계층에 대한 추적 연구를 통해 연령에 따른 반응 변화를 연구해보는 것도 의미가 있겠다.
- 본 연구는 몇 가지 제한점이 있다. 첫째, 본 연구는 유전자 연구나 특정 연령 집단을 대표하기에는 참여자 수가 적다는 제한점이 있다. 또한 본 연구는 한국인을 대상으로만 진행했기 때문에 인종간 차이를 확인하지 못하였다.
- 즉 Met 대립유전자가 단지 동일한 스트레스 상황에서도 더욱 역기능적으로 반응하는 취약한(vulnerable) 유전자가 아니라, 환경적 스트레스에 따라 민감하게 반응하여, 부정적 환경에서는 역기능적 발달 과정(adverse developmental sequelae)을 보이고, 지지적 환경에서는 더욱 긍정적인 발달 과정(positive developmental sequelae)을 보이는 감수성(susceptibility)이 높은 유전자라고 단정할 수는 없으나, 본 연구는 Met 대립 유전자가 환경에 대한 감수성이 있는 유전자일 가능성을 제시한 예비적 연구로서 의의가 있겠다. 추후 대규모 연구를 통해 Met 대립유전자의 감수성을 확인해보는 것이 의미가 있을 것이다.
- 음주와 우울증과의 연관성에 대해 분석한 메타연구17) 에서도 알코올 중독과 우울증 간에 유의한 상관 관계가 있다고 보고하고 있으나 본 연구에서는 이러한 요인들이 음주 심각도에 미치는 영향에 대해 알아보지 못하였다. 추후 인구 통계학적 요인과 우울, 불안 등의 정서적 요인, BDNF 유전자 다형성 등의 생물학적 요인, 스트레스와 같은 환경적 요인이 음주 심각도 지수에 미치는 영향을 통합적으로 분석한 연구가 필요하겠다.
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