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- WHO, 비만인 성인의 수는 1990년 이후 두 배, 젊은이 사이에서는 네 배까지 늘어
- 산모의 10~15%는 아이를 낳은 후 우울증
- TRPC5 유전자의 변화가 출산 후 산모에게 비만과 우울증을 유발할 수 있다.
- 생쥐의 PVH 옥시토신 뉴런에서 TRPC5 유전자 제거 결과 암수 모두에서 심각한 과식과 비만 나타

비만과 우울증: 의사들이 유전적 연관성을 찾아냈다.
유전적 결함으로 비만·산후우울증 유발

두 가지 질병, 한 가지 원인:
소위 TRPC5 유전자의 변화가 출산 후 산모에게 비만과 우울증을 유발할 수 있다는 사실이 의사들에 의해 밝혀졌다. 두 질병 모두 이 유전적 결함으로 인해 발생하는 뇌의 신경 장애로 인해 발생한다. 유전자 치료나 약물치료는 앞으로 두 경우 모두 완화될 수 있다. 

▲ 산후 우울증과 비만은 동일한 유전적 결함으로 인해 발생할 수 있다. pixabay

비만과 산후 우울증은 모두 전 세계적으로 증가하는 건강 문제다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 비만인 성인의 수는 1990년 이후 두 배로 늘었고, 젊은이들 사이에서는 심지어 네 배까지 늘어났다. 이는 무엇보다도 영향을 받은 사람들의 신진대사와 심혈관계에 심각한 결과를 초래한다.

산모의 10~15%는 아이를 낳은 후 우울증을 겪는다. 현재 감염이나 출혈로 인해 출산 중 사망하는 여성의 수가 줄어들고 있지만, 산후 우울증은 출산 후 몇 달 동안 산모의 사망 위험을 계속해서 높이고 있다.

비만과 우울증의 연관성

비만과 산후 우울증은 생물학적 원인이 동일할 수 있으며 유전적 결함도 있을 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 베일러 의과대학의 용샹 리(Yongxiang Li)가 이끄는 팀은 비슷한 행동을 하는 관련 없는 두 소년을 식별했다. 둘 다 극심한 음식 중독, 심각한 비만, 변화된 사회적 행동으로 고통 받았다. 유전적 분석 결과, 두 소년의 X 염색체 각각에는 작은 조각이 빠져 있는 것으로 나타났다. 게놈의 이 부분에는 소위 TRPC5 유전자가 포함되어 있다.

그리고 이 두 소년의 어머니 역시 놀라운 연관성을 보여주었다. “그들의 어머니는 비만, 불안, 산후 우울증으로 고통받았다. 우리는 그들이 보인자인 것을 발견했다. 두 개의 X 염색체 중 하나에 TRPC5 유전자가 빠져 있었다"고 캠브리지 대학의 수석 저자 Sadaf Farooqi가 말했다. 두 자녀와 그 형제자매는 각각 유전적 결함이 있는 X 염색체를 물려받았다.

▲ 연구 개요도 (출처:Loss of transient receptor potential channel 5 causes obesity and postpartum depression / Open AccessPublished:July 02, 2024 / Cell)

TRPC5 유전자의 역할은?

TRPC5는 뇌에서 중요한 역할을 한다. "이전 연구에서는 생쥐의 뇌에서 TRPC5 유전자가 파괴되면 음식 섭취가 증가하고 에너지 소비가 낮아져 비만을 유발한다는 사실이 밝혀졌다"고 휴스턴 소재 베일러 대학의 공동 저자 Yong Xu는 말했다.

그런 다음 Li의 팀은 비만과 산후 우울증에서 뇌의 신경 세포에서 TRPC5의 역할을 더 자세히 조사했다. 이를 위해 그들은 결함이 있는 TRPC5 유전자를 쥐의 게놈에 삽입하고 이것이 동물에게 어떤 영향을 미치는지 분석했다.

TRPC5 유전자는 생쥐와 인간의 행동 조절

이 유전적 결함이 있는 수컷 쥐도 두 소년처럼 체중이 많이 늘어난 것으로 나타났다. 그들은 또한 결함이 있는 TRPC5 유전자가 없는 동물보다 더 불안하고, 더 흥분하고, 덜 사교적이었다고 팀이 보고했다. 이 유전적 결함이 있는 암컷 쥐는 수컷과 동일한 증상을 보였다. 게다가 출생 후 우울증 증상이 나타나며 자녀에 대한 관심도 적었다. 그러나 새끼를 낳지 않은 암컷 쥐는 유전적 결함에도 불구하고 우울증 증상이 전혀 나타나지 않았다.

Xu는 “이 실험은 결함이 있는 TRPC5 유전자를 가진 인간에게서 관찰된 특성과 행동이 우리의 쥐 모델에도 존재한다는 것을 보여준다”고 말했다. "이 테스트는 TRPC5가 포유류의 다양한 선천적 행동을 조절한다는 것을 보여준다.”

두 개의 신경 세포가 확인돼

이 유전자가 우리의 행동을 제어하는 ​​메커니즘을 알아내기 위해 의사들은 TRPC5 유전자를 제거하거나 돌연변이를 삽입하는 등 다양한 세포 배양과 생쥐를 대상으로 후속 실험을 수행했다.

실험을 통해 우리 뇌의 두 가지 특정 유형의 신경 세포가 TRPC5에 의해 조절될 수 있음이 밝혀졌다. 두 뉴런 모두 시상하부에서 발견됐다. 뇌의 이 영역은 무엇보다도 영양, 두려움, 사회화, 모성애와 같은 본능을 담당한다.

소위 Pomc 뉴런은 시상하부의 아치형 핵에 위치하며 일반적으로 인슐린과 세로토닌 호르몬을 통해 음식 섭취와 체중을 조절하는 데 도움을 준다. 그러나 Pomc 신경 세포에서 TRCP5 유전자가 손상되면 쥐는 식욕이 더 강해지고 과식을 하게 된다고 Li와 그의 동료들은 설명했다.

유전적 결함은 타고난 행동에 영향 미친다.

두 번째 유형의 TRPC5 민감성 신경 세포는 시상하부 실방핵(PVH)에 위치하며 결합 호르몬인 옥시토신을 생성한다. 소위 옥시토신 뉴런이라고 불리는 이 뉴런은 일반적으로 신체의 에너지 균형을 조절하고, 스트레스와 감정을 처리하며, 엄마와 아이의 유대감을 지원하는 데 도움이 된다고 의사들은 보고했다.

Xu는 “생쥐의 PVH 옥시토신 뉴런에서 TRPC5 유전자를 제거한 결과 암수 모두에서 심각한 과식과 비만이 나타났고, 암컷에서는 산후 우울 행동과 산모 관리 감소가 발생했다”고 Xu는 보고했다.

추가 실험에서 Li와 ​​그의 동료들은 결함이 있는 TRPC5 유전자가 복구되어 다시 활성화될 때 옥시토신 뉴런에서 어떤 일이 일어나는지 조사했다. 그 결과 쥐의 행동이 정상으로 돌아왔다. 그들은 체중이 줄었고 덜 불안하게 행동했다. "전체를 종합해보면, 이 결과는 이러한 타고난 모성 행동이 옥시토신 뉴런의 TRPC5에 의해 매개된다는 것을 보여준다"고 Xu는 말했다.

진단 및 치료에 대한 새로운 접근 방식

이번 연구 결과는 이제 비만과 산후 우울증에 대한 새로운 치료법이나 진단 방법을 개발하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 유전자 분석은 진단에 도움이 될 수 있다. Farooqi는 "우리의 연구는 이러한 질병에 대한 임상 진단을 내리기 위해 TRPC5에 대한 검사를 지원한다"고 말했다.

또한, TRPC5 유전자의 메커니즘이나 이것이 인코딩하는 단백질(이온 채널 Trpc5(일과 수용체 전위 채널 5))을 표적으로 하는 약물은 영향을 받은 사람들의 증상을 완화할 수 있다. 예를 들어, 환자의 뇌에 있는 Pomc 뉴런은 유전적 결함으로 인해 Trpc5를 통한 감소된 활성화를 보상하기 위해 활성 물질에 의해 특이적으로 활성화될 수 있다. 그러한 약물은 이미 유전성 비만 치료용으로 승인되었다고 의사들은 보고했다.

미래에는 신경 세포의 옥시토신 수용체에 결합하는 활성 성분을 산후 우울증 치료에도 사용할 수 있을 것이다. 이는 호르몬 옥시토신 자체일 수도 있고 유사한 물질일 수도 있다. TRPC5 유전자의 결함을 복구하는 유전자 치료법도 생각해 볼 수 있다.

유전자 결함 빈도수는 불분명

전 세계적으로 얼마나 많은 사람이 TRPC5 유전자에 유전적 결함을 갖고 있는지는 아직 불분명하다. 영국인 약 45만 명의 유전자 구성에 대한 초기 분석에서는 369명이 이 유전자에 돌연변이를 갖고 있다는 결론에 도달했다. Li와 그의 동료들이 보고한 것처럼 그들은 모두 과체중이었다.

“이 연구는 식습관, 불안, 산후 우울증 등 우리가 완전히 통제할 수 있다고 생각하는 많은 행동이 생물학에 강력한 기반을 두고 있음을 상기시켜 준다. 우리는 이러한 질병으로 고통받는 사람들에 대해 더 많은 이해와 연민을 가질 필요가 있다”고 Farooqi는 말했다.
(Cell, 2024; doi: 10.1016/j.cell.2024.06.001)
출처: 케임브리지 대학교 베일러 의과대학

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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