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

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