뇌졸중과 우울증에서 장내 미생물의 새로운 마커 스크리닝: 단면 연구

환경 변화, 인구 고령화, 사회 생활 속도의 가속화로 인해 뇌혈관 질환과 정신 질환은 점차 중국의 주요 질병 부담이 되었습니다. 뇌졸중은 전 세계적으로 두 번째로 큰 사망 원인이며, 중국에서는 사망 및 장애의 주요 원인입니다. 최근 몇 년간 우리나라에서 뇌졸중의 유병률과 발병률이 크게 증가했습니다. 2017년 세계 질병 부담(Global Burden of Disease 2017)에서는 뇌졸중 발병률이 100,000인년당 258명(95% CI, 234-284)이고 사망률이 100,000인년당 88명(95% CI, 80-94)이라고 보고했습니다. 우울증은 평생 유병률이 15~18%, 재발률이 약 80%에 달하는 가장 흔한 정신질환 중 하나이며, 발병 연령이 높아질수록 질병 결과가 악화됩니다. 세계보건기구(WHO)의 측정에 따르면 우울증으로 인한 질병 부담은 모든 유형의 질병 및 장애로 인한 전체 부담의 10%를 차지합니다. 발병기전은 아직 알려져 있지 않으며, 치료 옵션도 제한되어 있으며, 대부분의 환자는 평생 동안 재발하거나 장기간 질병을 앓습니다. 뇌졸중과 우울증의 병인 및 병태생리학적 기전은 아직 알려져 있지 않으며, 객관적이고 신뢰할 수 있는 생물학적 진단 지표가 부족합니다.

중추신경계에 초점을 맞춘 연구 전략이 어려움을 겪으면서 이 분야는 새로운 단서를 찾기 위해 주변부에서 눈을 돌리기 시작했습니다. 게놈, 전사체, 후성유전체, 프로테옴, 대사체학을 통합하는 다중 오믹스 연구가 발전함에 따라 장내 미생물총의 중요한 역할이 대사산물, 면역체계, 신경전달물질 등을 조절하여 신경계의 기능과 구조에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다. Benakiset al. 장 유래 IL17+γδ T 세포가 수막으로 이동하여 뇌졸중 후 손상을 촉진한다는 사실을 발견했습니다. 장내 미생물총의 제거는 수지상 세포 활성의 변화를 유도하고, Treg 세포를 증가시키며, IL17+γδ T 세포를 감소시켜 뇌졸중 손상을 완화시켰습니다. 따라서 장내 면역에 의존하는 T-림프구는 뇌졸중 중증도와 밀접한 관련이 있습니다. 이전 연구에서는 뇌막의 γδ T 세포에서 생성되는 IL-17이 불안한 행동을 유발하는 중요한 요소이고 IFN-γ는 사회적 의지를 유지하는 데 중요한 반면, IL-1β, IL-6 및 IL-6과 같은 전 염증성 인자는 염증반응에 의해 생성되는 TNF-α는 우울증과 높은 상관관계가 있어 T세포 면역이 우울증과 관련이 있을 수 있다. 뇌졸중과 우울증은 유사한 병인과 질병 특성의 스펙트럼을 나타냅니다. IL-17+γδ T 세포는 허혈성 뇌졸중 후 손상 메커니즘에 관여하는 것으로 나타났습니다. 높은 수준의 IL-17은 위와 같은 질병의 일반적인 동반 질환인 우울증과 관련이 있습니다. 이는 IL-17과 γδ T 세포로 대표되는 관련 면역 경로가 뇌졸중과 우울증에 대한 일반적인 병원성 메커니즘일 수 있음을 시사합니다. 이전 연구에서도 두 질병 모두 Enterobacteriaceae가 풍부하게 나타나는 것으로 나타났습니다. Gut에 발표된 신청자 팀의 연구 결과에 따르면 허혈성 뇌졸중은 장내세균과(Enterobacteriaceae)의 과도한 증식을 특징으로 하는 장내 미생물군 교란을 유발할 수 있으며, 교란된 미생물군은 뇌 손상의 진행에 추가로 기여할 수 있으며 나쁜 뇌졸중 결과와 관련이 있음이 밝혀졌습니다. 그 기전은 뇌졸중으로 인한 장 허혈이 장 점액층의 질산염 농도를 증가시키고, 결과적으로 질산염 호흡을 할 수 있는 장내세균과(Enterobacteriaceae)가 과잉 증식하게 되는 것입니다. Clinical Psychology Review에 발표된 체계적 검토에서는 20개의 사례 대조 연구를 포함하여 26개의 연구를 요약했으며, 불안과 우울증 환자의 장내 미생물군이 장내세균과 같은 염증 유발 박테리아가 풍부한 것으로 나타났습니다. 따라서 Enterobacteriaceae를 특징으로 하는 장내 미생물의 장애는 모두 위의 주요 뇌 질환과 관련이 있습니다.

요약하면, 뇌졸중과 우울증 환자는 장내 미생물군, 대사산물, 면역 인자의 공통적이고 고유한 특성을 공유합니다. 본 연구에서는 최첨단 멀티오믹스 기술을 활용하여 뇌졸중과 우울증에 대한 단면적 연구를 통해 장내세균의 핵심인자를 규명하고, 뇌졸중과 우울증에 대한 새로운 바이오마커를 타깃으로 삼고자 합니다.