장내 미생물이 우울증을 유발하는 방법

 

(Credit: Cell Metabolism (2023). DOI: 10.1016/j.cmet.2023.02.017)

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장내 미생물이 신체 건강 뿐 아니라 정신 건강과 연관이 있다는 연구 결과들이 나오고 있지만, 그 기전에 대해서는 아직 알려진 것이 적습니다. 중국 우한 대학의 연구팀은 폐경전 여성에서 장내 미생물이 에스트라디올 (estradiol) 재흡수에 관여해 우울증을 일으킬 수 있다는 증거를 발견했습니다.

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에스트라디올은 여성에서 중요한 에스트로겐 호르몬으로 여성의 임신 기능을 유지하는 것만이 아니라 우울증 증상과도 연관이 있다고 알려져 있습니다. 우울증이 있는 폐경전 여성에서 에스트라디올 수치는 43% 정도 낮게 나타납니다. 하지만 왜 낮은지는 알지 못했습니다.

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연구팀은 장내 미생물이 그 원인일지 모른다고 생각하고 연구를 진행했습니다. 에스트라디올은 간에서 대사된 후 장으로 배출되는 데 일부는 다시 재흡수 되기 때문입니다. 따라서 이 과정을 방해한다면 혈중 에스트라디올 수치를 떨어뜨려 우울증을 유발할 수 있습니다.

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연구팀은 우울증이 있는 폐경전 여성과 건강한 여성의 분변을 채취한 후 에스트라디올 수치가 감소하는 정도를 확인했습니다. 그 결과 2시간 후 대변 내 에스트라디올 수치는 건강 대조군에서 19.3%, 우울증군에서 77.8% 감소했습니다.

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그 이유를 알기 위해 연구팀은 에스트라디올을 주고 이를 분해하는 미생물을 찾아봤습니다. 연구팀이 동정한 미생물은 바로 Klebsiella aerogenes였습니다. K. aerogenes는 에스트라디올을 에스트론 (estrone)으로 대사해 다시 재흡수되는 것을 막았습니다.

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연구팀은 K. aerogenes이 원인이라는 가설을 검증하게 위해 쥐를 이용한 동물 모델을 사용했습니다. K. aerogenes을 투여한 쥐와 정상 대조군을 비교한 결과 예상대로 실험군에서 혈중 에스트라디올 수치가 감소하고 우울증과 비슷한 행동을 보였습니다. 그리고 항생제를 사용하면 다시 증상을 완화할 수 있었습니다.

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마지막으로 연구팀은 K. aerogenes에서 3β-HSD이라는 효소가 에스트라디올을 에스트론으로 대사한다는 사실을 알아냈습니다. 항생제는 장기간 사용시 여러 가지 부작용이 있는 만큼 3β-HSD 억제제가 새로운 항우울증 치료제 개발의 목표가 될 수 있습니다.

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장내 미생물에 대한 연구가 활발한 것과는 별개로 임상에서 실제 치료에 적응되는 부분은 거의 없습니다. 만약 3β-HSD가 새로운 약물 치료의 목표로 효과가 있다면 새로운 게임 체인저가 될 것으로 기대됩니다.

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참고

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https://medicalxpress.com/news/2023-03-source-depression-linked-enzyme.html

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Di Li et al, Gut-microbiome-expressed 3β-hydroxysteroid dehydrogenase degrades estradiol and is linked to depression in premenopausal females, Cell Metabolism (2023). DOI: 10.1016/j.cmet.2023.02.017

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