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우울증의 후성유전기전: BDNF 유전자의 히스톤 변형 및 DNA 메틸화의 역할
Epigenetic Mechanisms of Depression: Role of Histone Modification and DNA Methylation in BDNF Gene 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.12 = no.224, 2018년, pp.1536 - 1544  

박성우 (인제대학교 의과대학 생의학융합교실, 백인제기념임상의학연구소)

초록
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우울증은 심각하며 재발하는 흔한 정신질환이다. 우울증은 환경 요인과 유전 요인, 그리고 신경생물학적 체계의 구조 및 기능의 변화로 발병한다. 후성유전학적 변화가 우울증과 관련 된다는 여러 연구들이 보고되었다. 후성 유전은 환경 요인이 크로마틴 구조를 변화시켜 DNA 염기 서열 변화 없이 유전자 발현을 조절하는 기전으로 설명된다. DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화메틸화를 포함하고 있는 히스톤 변형이 주요 후성유전기전으로 알려져 있다. 우울증 동물모델연구에서는 생애 초기 스트레스 같은 스트레스 환경이 게놈에 지속적으로 후성유전표지를 남기게 되고 이로 인해 유전자 발현이 변화되고 결국 성체가 되었을 때 신경 기능이나 행동 기능에 영향을 미치게 된다고 설명하고 있다. BDNF는 우울증과 관련된 대표적인 유전자로 알려져 있다. 설치류가 출생 전, 후, 그리고 성체 기간에 스트레스에 노출되면 해마에서 BDNF 유전자의 히스톤 변형과 DNA 메틸화 패턴이 변화되고 이로 인해 BDNF 발현이 변화된다. 이러한 과정은 불안과 우울 행동에도 영향을 미치게 된다. 본 종설에서는 BDNF 유전자의 히스톤 변형 및 DNA 메틸화와 같은 우울증 발병에 관여하는 후성유전기전의 최신 지견에 대해 논의하여 우울증 치료의 새로운 타겟 개발에 도움이 되고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Depression is a common, serious, and recurring mental disorder. The pathogenesis of depression involves many factors such as environmental factor, genetic factor and alteration of structure and function in neurobiological systems. Increasing evidence supports that epigenetic alteration may be associ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 이들 중 brain-derived neurotrophic factor(이하 BDNF)가 스트레스 환경과의 상호작용을 보여주는 대표적인 후보유전자로 알려져 있다[16]. 본 종설에서는 BDNF 유전자의 후성유전기전이 스트레스와 같은 환경요인에 어떻게 영향을 미쳐 우울증이 발병될 수 있는지 토론하고자 한다.

가설 설정

  • 유소년기의 정신적 외상이 성인기 우울증의 원인이 된다. 이 가설은 다양한 스트레스 동물모델 에서 BDNF 유전자의 히스톤 변형을 통한 후성유전기전으로 설명된다. 임신 기간 중 구속 스트레스를 받은 어미 쥐에서 태어난 새끼 쥐가 성체가 되었을 때 불안 및 우울 유사 행동을 보였는데, 이러한 행동 양상은 해마에서 BDNF exons I, IV, VI, IX의 발현 감소와 일치하였다[57].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
후성유전에서 환경이 크로마틴 구조 변화를 일으켜 유전자 발현을 변화시키는데, 이러한 유전현상의 작용 원리는? 이러한 현상을 유발한 외부 환경이 제거되거나 수정되면 후성유전학적 변화는 원상태로 돌아가는 가역반응이지만 세포분열 후에도 안정적으로 한 세대에서 다음 세대로 전달 된다. 크로마틴 구조 리모델링(remodeling)으로 인한 후성유전변화는 응축된 크로마틴을 열리게 하거나 닫히게 하여 유전자 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다. 크로마틴이 열린 구조 일 경우 특정 유전자의 프로모터(promoter) 영역에 전사조절인자들이 쉽게 접근하여 유전자 발현이 증가되는 반면, 닫힌 구조일 경우 유전자의 발현이 억제 된다[55]. 우울증에서 보여주는 우울 행동 징후가 후성유전변화로 인한 전사 조절 장애로 나타난다고 여러 동물연구들에 의해 보고되었다[53, 57].
우울증이란? 우울증은 사망률과 유병률이 높은 흔한 정신질환으로써, 일반 인구 중 약 10-15%가 일생에 한 번 이상의 우울증을 경험한다[56]. 우울증은 우울감, 의욕이나 흥미 상실, 식욕 저하나 체중감소, 수면장애, 과도한 죄책감, 무가치함, 집중력 저하, 자살 생각을 보이며 이로 인해 일상생활에 심각한 지장을 주고 있다[52].
우울증의 증상과 문제점은? 우울증은 사망률과 유병률이 높은 흔한 정신질환으로써, 일반 인구 중 약 10-15%가 일생에 한 번 이상의 우울증을 경험한다[56]. 우울증은 우울감, 의욕이나 흥미 상실, 식욕 저하나 체중감소, 수면장애, 과도한 죄책감, 무가치함, 집중력 저하, 자살 생각을 보이며 이로 인해 일상생활에 심각한 지장을 주고 있다[52]. 오랜 기간 동안 수많은 연구에도 불구하고, 우울증의 발병원인은 명확히 밝혀져 있지 않다.
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