Oct, 1, 2023

Vol.30 No.2, pp. 84-88

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Review

  • Korean Journal of Biological Psychiatry
  • Volume 7(2); 2000
  • Article

Review

Korean Journal of Biological Psychiatry 2000;7(2):147-51. Published online: Feb, 1, 2000

Abstract PDF Full Text

Restriction Fragment Length Polymorphism of Interleukin-10 Gene in Major Depression

  • Taeyoun Jun, MD;Chi-Un Pae, MD;Chung Tai Lee, MD;Won-Myong Bahk, MD;and Kwang-Soo Kim, MD
    Department of Psychiatry, College of Medicine The Catholic University of Korea, Seoul, Korea
Abstract

Objective：Major depression is known to have immunologic dysfunctions, the recent studies revealed that cytokines including IL-6 and IL-1β were increased in patients with major depression. Since molecular genetic methods have been progressed, this study was to investigate the relationship between major depression and immunologic aspects by analyzing polymorphism of IL-10 gene.

 Method：92 patients with major depression were included and data of 146 normal controls obtained from the Catholic Hemopoietic Stem Cell Information Bank of Korea were used in this study. DNA was extracted from whole blood, thereafter amplified by polymerase chain reaction, and digested by MaeⅢ After that procedure, we obtained and assessed RFLP of two alleles, IL-10T and IL-10C. All data were analyzed by χ2 test.

 Results：1) There were no significant difference in genotype frequencies of IL-10*T/T, IL-10*T/C, and IL-10*C/C between major depression patients group and control group. 2) There were no significant difference in allelic frequencies of IL-10*T and IL-10*C between major depression patients group and control group.

Conclusion：We did not verified the differences in frequencies of IL-10*T/*IL-10*C gene between the major depression patients group and control group, respectively. But the results of this study do not declare that the IL-10 gene has no association with major depression. We do suggest that further systematic studies including various clinical variables should be conducted.

Keywords IL-10 gene;Polymorphism;Major depression.

Full Text

교신저자：배치운, 150-713 서울 영등포구 여의도동 62번지
              전화) (02) 3779-1250, 전송) (02) 780-6577, E-mail) pae@cmc.cuk.ac.kr

서     론


    우울증과 관련된 다양한 병태생리로 허혈(ischemia), 신생물(neoplasia), 괴사(necrosis), 감염(infection), 그리고 염증(inflammation) 등이 알려져 있다. 이 중 염증은 악화와 호전을 반복하는 우울증의 경과와 가장 부합하는 소견으로 최근에는 주요 우울증 환자에서 염증반응 매개체(inflammatory mediator)의 이상이 주요 우울증의 병인과 관련되며 특히, 싸이토카인이 주요 우울증의 병태생리에 일부 관련된다는 주장이 제기되고 있다(Licino과 Wong 1999).
   Smith(1991)는 대식세포설(macrophage theory)을 주요 우울증의 병인으로 제안하여 Interleukin(IL)-1β, IL-6, Tumor Necrosis Factor(TNF), Interferon(IFN) 등의 싸이토카인 분비가 주요 우울증 환자에서 증가되어 있다고 하였다. 이 가설을 뒷받침하는 연구 결과(Joyce 등 1992；Maes 등 1993)로 주요 우울증 환자에서 증가된 IL-6, IL-2 수용체, IL-1 및 IFN-γ 등이 다른 싸이토카인의 농도 변화를 일으켜서 면역기능에 영향을 미치며, 시상하부-뇌하수체-부신피질 축의 기능 이상 및 noradrenalin, serotonin 등 신경전달물질의 혈중 농도 증가를 초래하는 것 등이 제시되었다. 또한, Maes(1991) 등은 정상 대조군보다 주요 우울증 환자에서 dexamethasone 투여 후 IL-1β 및 soluble IL-2 수용체 생산이 유의하게 높으며 이는 IL이 glucocorticoid의 면역 저하 효과에 관계한다는 증거라고 하였다.
   IL-10은 단핵구와 임파구에서 생산되며 proinflammatory 싸이토카인의 강력한 조절 기능이 있으며, IL-1α, IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-8, IL-12, IFN-γ 등의 합성을 억제하여 항염증 작용을 나타낸다(Novina와 Roy 1996；Mosmann 1994). Bluthe 등(1999)은 동물 실험에서 IL-10이 백서의 사회 활동(social activity)을 위축시키고 싸이토카인의 두뇌발현을 유도하는 물질로 알려진 Lipopolysaccharide를 억제함을 확인하여 IL-10의 proinflammatory 싸이토카인에 대한 조절 작용을 지지하였다. 그러나, IL-10과 주요 우울증과의 관련성 연구는 현재까지 미미하여 Seidel 등(1995)이 주요 우울증 환자군에서 정상 대조군보다 IL-10의 증가를 보고한 이후 주목할 만한 결과를 보고한 연구가 없었다. 그러나, 최근 들어 분자유전학적 기법의 발달로 유전자 표지를 이용한 주요 우울증에서의 유전자 연구가 활발하게 이루졌다. 이와 관련하여, 주요 우울증에서 염색체 17번의 단완에 위치하고 있는 serotonin transporter 유전자 다형성이 보고(Ogilvie 등 1996)되었으나 이후 연속된 연구(Kunugi 등 1996)에서는 동일한 결과를 보이지 못하였다. 또한 dopamine transporter, D2, D3, D4 수용체(Manki 등 1996)와 norepinephrine transporter(Owen 등 1999), 그리고 CLOCK 유전자다형성(Desan 등 2000) 등이 보고되었으나 주요 우울증과의 관련성은 아직까지 확실하지 않다. 이와 같이 주요 우울증에서 병인과 관련된 후보 유전자를 검색하는 노력이 계속되고 있으나 현재까지 싸이토카인의 유전자 다형성과 주요 우울증의 관련성에 대한 연구는 미약하다. 이에 본 연구에서는 IL-10 유전자의 제한효소 절편길이 다형성을 조사하여 주요 우울증과의 연관성을 알아보고자 하였다.

 연구대상 및 방법
1. 연구대상
   1995년 7월부터 1998년 12월까지 가톨릭대학교 의정부성모병원 정신과에 입원하였던 환자들 중 DSM-Ⅳ(American Psychiatric Association 1994) 진단 기준에 의거하여 내분비장애를 포함한 기타 신경학적 질환과 다른 합병된 정신질환이 없는 주요 우울증 환자 92명을 선정하였다. 모든 대상환자들은 본 연구의 목적과 과정에 대한 설명을 들은 후 서면 동의를 하였다. 정상 대조군으로는 가톨릭조혈모세포 정보은행에서 보유하고 있는 정상 한국인 146명의 자료를 이용하였다.

 2. IL-10 유전자 형별분석
1) DNA 추출
   대상환자의 전주정맥에서 헤파린 처리된 진공시험관(Becton Dickinson Vacutainer Systems, USA)을 사용하여 10 ml의 말초정맥혈을 채취하였다. 임파구는 Ficoll-Paque(Pharmacia, Sweden) 비등차용액에서 분리하여 1×106개/ml 밀도가 되도록 완충용액에 현탁하였다. 임파구 현탁액 중 0.5ml를 취하여 원심분리 후 상층액을 버리고 pellet을 얻었다. 이 pellet에 말초혈액 백혈구 분해용액(Proteinase K 0.07mg/ml, Nonidet P40 4.5μl/ml, Tween-20 4.5μl/ml를 포함한 pH 8.0 100mM Tris-HCl, 500mM KCl, 17mM MgCl2 완충용액)을 0.5ml 첨가 후 50°C에서 60분 처리하여 DNA를 추출하였고 95°C에서 10분간 단백질 분해효소(Proteinase K)를 불활성화 시켜 이를 바로 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)의 주형(template) DNA로 사용하였다.

 2) PCR-MaeⅢ restriction fragment length polymorphism
   유전자 부위 중 제한 효소 MaeⅢ에 절단 다양성이 존재하는 부위를 포함하는 시발체(primer)를 합성하였으며 그 이름과 염기서열은 다음과 같다.
   IL-101A：5'-TAA-ATA-TCC-TCA-AAG-TTC-C-3'
   IL-101B：5'-ATC-CAA-GAC-AAC-ACT-ACT-AA-3'
   추출된 DNA시료 2μl에 10×PCR buffer(100mM Tris-HCl pH 8.3, KCl 500mM, MgCl2 15mM), 2mM dNTP, left, right primer 20ng, Taq DNA polymerase 0.2μl(5U/μl), 그리고 10μl의 D/W가 추가된 혼합액 18μl를 가하여 총 20 μl로 만들었다. 이 혼합액을 Thermal Cycler(GeneAmp PCR System 9600, Perkin Elmer, USA)로 95°C에서 5분간 soaking한 후, 95°C에서 30초간 denaturation, 56°C에서 30초간 annealing, 72°C에서 40초간 extension 시키는 과정을 35 회 반복한 후, 72°C에서 10분간 최종 extension시켜 유전자 증폭을 시행하였다. 증폭된 DNA(PCR product；588bp) 4 μl와 제한효소 MaeⅢ(Roche Diagnostics Gmbh, Germany) 1.5U를 55°C에서 3시간 반응시킨 후 ethidium bromide가 포함된 1.5% agarose gels에서 전기영동하여 DNA 띠의 위치를 관찰하였다. 제한 효소 MaeⅢ에 509bp와 79bp의 2개의 절편으로 절단되는 경우(IL-10*T/T homozygote；그림 1에서는 509bp의 단일띠)와 292bp, 217bp 및 79bp의 3개의 절편으로 절단되는 경우(IL-10*C/C homozygote；그림 1에서는 292 bp와 217bp의 이중띠) 그리고 509bp, 292bp, 217bp 및 79 bp의 4개 절편이 모두 나타나는 경우(IL-10*T/C heterozygote；그림 1에서는 509bp, 292bp와 217bp의 3중띠)의 3가지 유전자형을 구분할 수 있었다. 79bp 절편의 경우 크기가 적어 이동속도가 매우 빨라 동일 사진에서 나타나지 않았다(그림 1).

 3. 통계 분석
   통계분석은 SAS/PC version 6.0을 이용하여 전산분석 하였다. 주요 우울증 환자군과 정상 대조군 사이에 유전자형과 대립 유전자 발현 빈도의 차이가 있는가를 알아보기 위하여 χ2 test 를 이용하였고, 통계학적 유의성 수준은 p<0.05로 하였다.

 결     과
   1) 주요 우울증군과 정상 대조군간에 IL-10 유전자형 IL-10 *T/T, IL-10*T/C 및 IL-10*C/C의 발현 빈도에는 유의한 차이가 없었다(각 41.3% 대 48.6%, 48.9% 대 42.5%, 9.8% 대 8.9%)(표 1).
   2) 두 군간 IL-10*T와 IL-10*C 대립 유전자 발현 빈도에는 유의한 차이가 없었다(각 65.8% 대 69.9%, 34.2% 대 30.1%)(표 2).

 고     찰
   IL-10은 17~21 kDa의 면역조절 기능을 지닌 싸이토카인으로 그 유전자는 1번 염색체에 encoding되어 있으며 다른 싸이토카인의 생산을 억제하거나 B세포의 분화에 관계한다(Hurme 등 1998). IL-10의 생산은 position -4000과 -1100에 2가지의 미세위성표지자 다형성(microsatellites polymorphism)을 가진 5' flanking region에서 전사 단계(transcription level)를 조절하여 이루어지는 것으로 알려져 있다. 또한, 최근 들어 IL-10 촉진자(promoter)와 5' flanking region이 분석되는 등 IL-10 유전자의 면역기능 조절에 대한 이해가 확대되고 있다(Malefyt 등 1991；Bieche 등 1995).
   IL-10 유전자는 Turner 등(1997)에 의하여 position -1082 에서 G/A, -819에서 C/T, -592에서 C/A의 유전자 다형성, 그리고 다양한 이핵산반복(dinucleotide repeats)과 염기배열 변화(base exchange)를 보임이 밝혀졌고 이외에 다른 연구자(D'Alfonso 등 2000)에 의하여도 여러 유전자 다형성이 존재함이 보고되었다. 또한, Crawley 등(1999)은 IL-10의 haplotype과 genotype에 따라 면역질환의 발생 양상이 달라질 수 있다고 주장하였고, 이밖에 다른 연구들에서도 원발(성)담즙성담관염(Donaldson 등 2000), 다발성경화증(Maurer 등 2000), 염증성대장질환(Inflammatory Bowel Disease)(Parkes 등 1998), 류마토이드양 관절염(Hajeer 등 1998)과 같은 다양한 면역질환에서 IL-10 유전자 다형성과의 연관성이 밝혀지고 있다.
   이와 같은 이론적 배경으로 볼 때 IL-10의 생산능 혹은 IL-10 유전자를 분석하는 것은 면역기능 이상이 제기된 주요 우울증의 병인을 밝히는데 도움이 될 것으로 생각된다. 하지만 최근까지 Seidel 등(1995)의 정량적 연구를 제외하고는 이에 대한 연구 결과가 미약하다.
   이에 IL-10 유전자형과 대립 유전자 발현 빈도가 주요 우울증 환자군과 정상 대조군 사이에 어떠한 차이가 있는지 알아보고자 시행한 본 연구에서는 주요 우울증 환자군과 정상 대조군간에 IL-10 유전자형 IL-10*T/T, IL-10*T/C 과 IL-10*C/C의 발현 빈도와 IL-10*T와 IL-10*C 대립 유전자 발현 빈도에는 유의한 차이가 없었다. 그러나, 방법론적인 면에서 볼 때 저자들의 연구 결과를 해석하는데는 주의를 요한다. 왜냐하면, 연관연구와 연합연구의 결과에 차이가 있을 수 있으며, 제한효소절편길이다형성에 의한 genetic mapping은 단일유전자질환(singlegene disorder)에서 그 유용성이 극대화되고, 주요 우울증과 같이 이질적인 질환(genetically heterogeneous)의 경우 interval mapping과 DNA 표지자 등의 동시검색으로 보완되어야 하기 때문이다(Lander와 Botstein 1986). 또한, 여러 연구들(Neiswanger 등 1998；Marazita 등 1997；Gasperini 등 1987；Faraone 등 1990)에서 주요 우울증의 병인과 관련된 후보 유전자에 대한 조사가 이루어졌으나 현재까지도 주목할 만한 결과가 없다는 사실이 유전연구의 어려움을 반증한다고 생각된다.
   본 연구의 제한점으로, 첫째, McGuffin 등(1988)에 의하면 일상사건과 우울증의 민감성(susceptibility)이 coinheritance를 가지고 있다고 하였다. 그리고, Owen 등(2000)도 동반질환(comorbidity)이나 질환의 증상 심각도, 혹은 발병 연령과 같이 질환의 경과에 영향을 미치는 임상적 변인들에 의하여 유전 연구 결과가 영향을 받을 수 있다고 한 바 연구 대상의 동질성을 확보하기 위한 임상적 변인에 따른 분류가 없었던 점, 둘째, 다른 연구에 비하여 상대적으로 많은 연구 대상을 포함하였지만 유전자의 조사에는 상상할 수 없을 정도로 많은(prohibitively large) 연구 대상이 요구된다고 한 Risch와 Merikangas(1996)의 주장을 감안하면 통계적 의의를 얻기에는 제한이 있다고 생각된다.
   향후, 보다 통합적인 genome-wide association 연구가 시행되면 단핵산다형성(single nuceotide polymorphism)을 기초로 DNA chip의 자료가 축적되어 매우 상세한(very dense) 유전자 지도를 검색할 수 있을 것이다(Wang 등 1998). 또한, 많은 연구 대상을 확보하는 것도 중요한 작업의 하나이지만 분자유전학의 효용성은 표현형의 유효성에 의존하므로 유전 가능성(heritability)이 있는 표현형을 정확하게 구분할 수 있는 진단기준의 정비가 이루어져야 한다(Owen 등 2000). 이와 동시에 환자의 주관적인 경험과 임상 자료에 의존하는 정신과 영역의 고유한 문제를 회피하기 위하여 인간에서 보이는 신경증의 대응물(neuroticism homologue)연구로 적절한 설치류 등의 동물 모델(Flint 1997；Flint 등 1995)을 적극 활용해야 하고, 원인 유전자(causative gene)의 검색과 동시에 수정 유전자(modifying gene)를 찾는 작업도 병행되어야 할 것으로 생각된다(Owen 등 2000).
   결론적으로 정신과 영역에서 주요 우울증을 비롯한 다양한 질환의 유전적 요소를 인식하고 조사하여 보다 진일보된 치료 및 예방법을 개발하기 위해서는 전통적인 임상 기법과 유전적, 심리학적, 그리고 사회학적인 접근방법 등의 통합이 필요하다고 사료된다.

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