‘우울증’ 마음의 병만이 아니다…KAIST, ‘면역-뇌 연결고리’ 규명

뇌 오가노이드 연구 결합 멀티-오믹스 분석

염증 반응·면역세포 기능 이상 확인

면역–신경 축 불균형 원인 핵심 가능성 제시

(왼쪽부터) 안인숙 KAIST 박사과정, 한진주 교수, (상단 왼쪽부터)김양식 인하대 의대 교수, 장소연 박사과정.ⓒKAIST

우울증이 몸 전체의 면역 반응 이상과 연결돼 있고, 면역 이상이 뇌의 기능에도 영향을 미쳐 ‘면역-신경 축’의 불균형이 우울증의 핵심 요인일 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

한국과학기술원(KAIST)은 한진주 의과학대학원 교수 연구팀이 김양식 인하대학교 의과대학 교수 연구팀과 협력해 일반적 우울증과 반대로 나타나는 비전형 양상과 현실 판단 능력이 흐려지는 정신증상을 보이는 여성 우울장애 환자를 대상으로 혈액 분석, 단일세포 분석, 환자 유래 뇌 오가노이드(미니 뇌)를 결합한 멀티-오믹스 분석을 수행했다고 20일 밝혔다.

연구팀이 혈액 속 면역세포 유전자 변화와 신경 관련 단백질 변화를 동시에 살펴본 결과, 우울증 환자에서 면역-신경 상호작용의 균형이 무너져 있는 것을 확인했다.

주요우울장애는 특히 젊은 여성에게서 과다수면·과식·기분반응성 등으로 자주 나타났다. 이 경우 추후 양극성 장애로 진단을 받을 위험도 높다. 또 환자의 약 40%는 여러 항우울제에도 반응하지 않는 치료불응성 우울증으로 분류된다.

이에 따라 기존 약물 중심 접근을 넘어 면역·대사 기반 생체지표 발굴과 새로운 치료 전략 개발의 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다.

연구팀은 혈장 단백질체 분석, 백혈구 단일세포 전사체 분석, 환자 혈액 기반 유도줄기세포(iPSC)에서 만든 뇌 오가노이드 분석을 통합한 세계 최초의 정밀의학적 접근을 제시했다.

연구 결과 비전형 우울장애 환자들은 높은 스트레스·불안·우울 수준을 보였으며 뇌세포들이 서로 신호를 주고받는데 중요한 단백질(DCLK3, CALY)이 정상보다 많이 늘어나 있었고 몸의 면역 반응을 강하게 만드는 ‘보체 단백질 C5’도 증가해 있는 것으로 나타났다.

즉, 몸 안에서 뇌 기능과 면역 기능이 모두 지나치게 활성화돼 균형이 깨진 상태라는 의미다.

이번 연구는 임상자료, 단일세포 오믹스, 단백질체, 뇌 오가노이드를 통합해 비전형 및 정신증상을 동반한 주요우울장애의 핵심 기전이 ‘면역-신경 축의 불균형’임을 규명했다.

한진주 교수는 “정신질환 연구에 새로운 정밀의학 모델을 제시한 것”이라며 “이를 기반으로 생체지표 발굴과 신약 개발이 활발히 이어지길 기대한다”고 말했다.

연구는 한국연구재단, 한국보건산업진흥원 등의 지원을 받아 수행됐으며 성과는 세계적인 과학 분야 국제 학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 온라인판에 지난달 31일자로 게재됐다.