장내 미생물이 정신 건강에 영향을 미치는 경로

 

(Reduced dopamine space connections to mPFC neurons. Credit: Molecular Psychiatry (2025). DOI: 10.1038/s41380-025-03398-y)

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장내 미생물은 우리의 신체 뿐 아니라 정신에도 영향을 미칩니다. 특히 우울증이나 우울증과 그 반대 상태인 조증이 번갈아 나타나는 양극성 장애 (Bipolar disorder (BD))와 장내 미생물의 연관성이 주목받고 있습니다. 하지만 장내 미생물이 구체적으로 어떤 기전을 통해 뇌에 영향을 미치는지는 여전히 알려지지 않은 부분들이 많습니다.

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중국 제장 대학과 난후 뇌-컴퓨터 인터페이스 연구소 (Zhejiang University, the Nanhu Brain-Computer Interface Institute)의 과학자들은 쥐를 이용한 동물 모델을 통해 이를 조사했습니다.

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연구팀은 우선 우울 증상을 겪고 있는 양극성 장애 환자의 장내 미생물을 얻은 후 쥐에 이식해 양극성 장애와 비슷한 행동, 특히 우울 증상과 연관이 있는 동물 모델을 만들었습니다. 연구팀은 이 동물 모델의 뇌에서 구체적으로 어떤 부분이 장내 미생물에 의해 변하는지 연구했습니다.

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그 결과 양극성 장애 쥐들은 중요한 두 뇌 영역인 mPFC (medial prefrontal cortex)와 교감성 VTA (ventral tegmental area) 사이의 시냅스 연결에 문제가 있었습니다. 이 쥐들은 mPFC 신경세포의 수상돌기 밀도가 감소하였으며, VTA와 mPFC 사이의 시냅스 연결이 약해지고, 도파민 반응도 감소했습니다.

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따라서 이 연구 결과는 장내 미생물이 VTA-mPFC 경로의 도파민 신호와 시냅스 연결성을 변경하여 정서 변동 및 우울 증상을 유발할 수 있다는 것을 시사하는 것으로 볼 수 있습니다. 앞으로 이 경로를 목표로 한 새로운 우울증 치료제 개발이나 장내 미생물 변화를 통한 치료 가능성을 시사하는 대목입니다.

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물론 뇌를 마음대로 열어볼 수 없는 사람에서도 같은 일이 발생하는지 검증하는 것은 쉬운 일이 아니지만 장내 미생물이 우리의 정신 건강에 영향을 미치는 기전을 이해하면 정신 질환에 대한 새로운 치료법이 나올 수 있을 것으로 기대합니다.

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참고

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Gut bacteria may play role in bipolar depression by directly influencing brain connectivity (medicalxpress.com)

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Anying Tang et al, Gut microbiota modulates synaptic plasticity, connectivity, and dopamine transmission in the VTA-mPFC pathway in bipolar depression, Molecular Psychiatry (2025). DOI: 10.1038/s41380-025-03398-y.