Korean Journal of Biological Psychiatry

교신저자：김석현, 471-701 경기도 구리시 교문동 249-1
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서     론

   Lithium이 조증 상태의 환자 치료에 탁월한 효과를 발휘한다는 사실이 1949년 John Cade에 의해 발표된 이후(Cade 1949), 현재까지 lithium은 양극성 기분장애의 치료와 재발방지에 가장 널리 사용되고 있는 약물이다. Lithium의 작용기전에 대한 많은 연구들이 시행되었고 세포학적 작용에 관한 다양한 사실들이 알려지고 있지만 어떤 작용이 양극성 기분장애에 대한 치료효과를 나타내는지에 대해서는 완전히 밝혀져 있지 않다.
   신경전달물질의 기능이 세포내 신호전달의 변화를 통해 간접적으로 조절될 수 있다는 사실이 밝혀지면서 lithium의 치료효과에 대한 연구는 2차 전령계와 신호전달체계(signal transduction system)에 초점을 맞추어 이루어지고 있다(Bourne과 Nicoll 1993；Manji 1992；Manji 등 1995).
   감정조절에 관여하는 것으로 알려진 세포내 2차 전령계인 phosphoinositide(이하 PI) 신호전달체계는 PI 대사와 관련이 있는데, lithium은 치료농도에서 inositol monophosphatase(이하 IMPase)의 작용을 방해하여 중간단계의 inositol phosphate가 inositol로 가수분해되는 것을 억제하고 결과적으로 phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate(이하 PIP2)의 재합성이 이루어지지 않게 한다(Baraban 1994；Hallcher와 Sherman 1980；Pollack 등 1994). 이러한 결과를 토대로 초기에는 여러 연구자들이 lithium의 치료효과가 IMPase 억제의 결과인 inositol의 감소에 의해 나타나는 것으로 주장하였다(Berridge 등 1982；Berridge 1984；Hallcher와 Sherman 1980).
   그러나 lithium의 치료효과가 일반적으로 수 주 후 나타나며, 장기간 사용하여도 효과는 내성이 나타나지 않은 채 무한히 지속되며, 투여를 중단하여도 일정기간 치료효과가 지속되는 점들로 미루어 볼 때 lithium의 치료효과가 inositol의 감소에 의해서만 일어나는 것으로 생각되지는 않는다(Alan 등 1997).
   그럼에도 불구하고 양극성 기분장애환자의 PI 신호전달체계가 손상되어 있음을 시사하는 다양한 연구결과들이 제시되고 있다. 많은 연구자들이 양극성 기분장애환자에서 PI 신호전달체계의 활성이 정상 대조군에 비해 감소되어 있다고 주장하였다(Brown 등 1993；Friedman 등 1993；Jope 등 1996；Jope와 Williams 1994；Shamir 등 1998). 이러한 연구결과들은 양극성 기분장애의 병태생리학적 기전에 PI 신호전달체계가 단독적으로 관여하는 것은 아니라고 하더라도 밀접한 관련을 가진다는 점을 시사하는 것이라고 할 수 있다.
   또한 양극성 기분장애환자의 lymphoblastoid cell line에서 IMPase의 활성이 정상 대조군에 비해 유의하게 감소되어 있었고 이러한 감소가 lithium 치료에 잘 반응하는 환자에서 두드러지게 나타났다는 보고(Shamir 등 1998)도 있다. 그리고 양극성 기분장애환자에서 관찰되는 IMPase의 활성을 임파구 IMPase mRNA 양으로 측정한 연구도 있는데, 이 연구에서도 IMPase mRNA 양이 환자군에서 정상 대조군에 비해 유의하게 낮았고 lithium으로 치료한 후에는 IMPase mRNA 양이 증가하였다고 보고하였다(Nemanov 등 1999).
   양극성 기분장애에서 IMPase의 활성이 저하되는 원인은 아직 밝혀지지 않았지만 위의 소견들을 종합해 볼 때 양극성 기분장애가 의심되는 환자의 IMPase 활성을 lithium에 대한 치료반응의 예측인자로 이용할 수 있는 가능성을 시사하고 있다고 할 수 있다.
   이 연구는 lithium 치료전의 양극성 기분장애 환자군과 정상 대조군의 임파구 IMPase mRNA 양을 비교하여, 임파구 IMPase mRNA 양이 양극성 기분장애를 구분하는 생물학적 표식자일 가능성을 알아보기 위하여 시행하였다. 또한 양극성 기분장애환자의 임파구 IMPase mRNA 양을 lithium 투여 전후에 측정하여 lithium에 대한 치료반응과 IMPase mRNA 기초량(basal level) 및 치료 후 변화량이 어떤 상관관계를 가지는지 알아보고, 그 결과를 통해 임파구 IMPase mRNA 양으로 lithium에 대한 치료반응을 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 시행하였다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상
   1999년 11월부터 2000년 6월 사이에 고려대학교 의료원 안암병원과 한양대학교 의료원 구리병원 및 서울병원 정신과에 양극성 기분장애의 조증 상태 인상하에 입원치료를 받은 환자 중 정신장애 진단통계편람 제 4 판(DSM-IV, APA 1994) 진단기준에 따라 양극성 기분장애 I형으로 최종 진단된 환자 총 20명을 대상으로 하였다. 대상자 중 두부손상, 약물남용, 신경학적 질환 등 뇌의 기능과 구조에 영향을 미칠 수 있는 질환의 과거력이 있는 경우는 배제하였다. 양극성 기분장애의 과거력이 있는 환자들은 최소 2주 이상 약물을 중단한 경우만 포함시켰다.
   정상 대조군은 총 20명으로 두부손상, 약물남용, 신경학적 질환 등의 과거력 및 정신과적 병력이 없는 사람들 중에서 연령 및 성별을 고려하여 선발하였다.

2. 정신병리의 평가 및 약물사용 방법

1) 정신병리의 평가
   입원당일 약물을 투여하기 전에 환자를 면담한 후, Young Mania Rating Scale(이하 YMRS, Young 등 1978), Clinical Global Impression(이하 CGI, Bech 등 1993)을 이용하여 정신병리를 평가하였다. 약물투여 4주 후에 다시 환자를 면담한 후, YMRS, CGI로 재평가하였다.
   YMRS는 11개 항목으로 이루어진 척도이며, CGI는 질병의 심각도와 호전도를 평가하는 척도이다. 평가는 각 병원별로 1인의 연구담당자에 의해 시행되었으며, 평가자간 신뢰도를 나타내는 Pearson 상관계수는 0.896(p<.01)이었다.

2) 약물사용 방법
   연구기간동안 기분안정제인 lithium과 항정신병 약물인 risperidone만 사용하는 것을 원칙으로 하였다. Lithium은 입원 당일 600mg, 입원 2~7일간 900mg을 투여한 후 혈중농도가 통상적인 치료농도인 0.8~1.2mEq/L를 유지하도록 용량을 조절하였다. Risperidone은 입원당일 1mg을 투여한 후, 이틀간격으로 1mg씩 증량하였으며, 입원 7일 이후에는 증상에 따라 약물용량을 조절하였다. 그러나 기분안정제나 항정신병 약물 이외에, 부가적인 증상이나 부작용 조절을 위해 일시적으로 사용하는 약물은 제한하지 않았다.

3. IMPase mRNA 측정을 위한 채혈
   입원당일 lithium을 투여하기 전에 10ml의 말초혈액을 채취하여 EDTA 처리하고, 채취된 혈액으로부터 IMPase mRNA 기초량(basal level)을 측정하였다. Lithium 투여 4주 후에 IMPase mRNA 기초량을 측정할 때와 같은 방식으로 채혈하고, 채취된 혈액으로부터 IMPase mRNA 양을 측정하였다.

4. IMPase mRNA 측정 방법

1) 임파구 세포 준비
   말초혈액 10ml를 EDTA tube에 채취한 후, 0.9% NaCl 용액으로 2배 희석하였다. 희석된 혈액 표본 9ml를 4.5ml Lymphoprep^TM(Nycomed Pharma, Norway) 용액 위에 살짝 얹은 채 23°C, 800×g에서 20분간 원심분리하였다. 분리된 임파구 세포층을 모아서 세 번 0.9% NaCl 용액으로 250×g에서 1분간 원심분리하여 씻어냈다.

2) Total RNA의 분리
   임파구 세포에서 TRIzol reagent(GIBCO BRL, USA)를 이용하여 total RNA를 추출하였다. 50μl의 임파구에 200μl의 0.9% NaCl 용액을 첨가한 후 750μl의 TRIzol reagent를 넣고 상온에서 5분간 반응시킨 다음, 250μl의 Chloroform을 첨가한 후 5분간 반응시켰다. 4°C, 800×g에서 15분간 원심분리한 후 상층액만 분리하였다. 같은 양의 Isopropanol을 넣은 후 1시간이상 -20°C에서 RNA를 침전시켰다. 800×g에서 10분간 원심분리하여 pellet을 얻어낸 후, 70% DEPC alcohol로 세 번 씻어냈다. RNA pellet을 air-dry한 후 0.1% diethylpyro-carbonate-treated water로 재용해시켰다. RNA 농도는 260nm에서 분광광도계로 측정하였다. 

3) 역전사(Reverse transcription)
   First strand cDNA synthesis는 SuperScript II reverse transcriptase assay(GIBCO BRL, USA)를 이용하였다. 1μg의 total RNA, 1μg의 Oligo(dT)₁₅ primers(Promega, USA)를 70°C에서 10분간 탈화(denaturation)시키고, 얼음에서 5분간 냉각시킨 후 first strand buffer(20mM Tris-HCl buffer, pH 8.4, 50mM KCl, 2.5mM MgCl2, GIBCO BRL, USA), 10mM dithiothreitol, 10U의 RNasin(Promega, USA), 0.5 mM의 dNTPs, 200U의 SuperScript Ⅱ 역전사효소(Reverse transcriptase)로 구성된 반응혼합물 20μl와 함께 42°C에서 1시간동안 배양하였다. Transcriptase의 반응을 중단시키기 위해 70°C에서 15분간 가열한 후 -20°C에서 보관하였다.

4) PCR amplification에 사용된 oligonucleotide 시발체(Primer)
   Internal standard로 β-actin을 사용하였으며, IMPase의 PCR 반응을 위해 사용된 oligonucleotide 시발체의 염기서열은 다음과 같다.
   IMP F：5’-TCCATCTCACAGTTTCAT-3’
   IMP R：5’-CATCTTGCCTTCCACACA-3’
   β-actin F：5’-AAGAGAGGCATCCTCACCCT-3’
   β-actin R：5’-TACATGGCTGGGGTGTTGAA-3’

5) Polymerase chain reaction
   3μl의 10×Taq buffer(500mM KCl, 100mM Tris-HCl, PH 8.3, 15mM MgCl2), 2.5μl의 2.5mM dNTPs, 10pmol 5’ 및 3’ primer 각 1μl, 1.5U Taq polymerase(Takara, Japan)를 넣고 증류수로 마지막 용량을 30μl에 맞추었다. PCR은 DNA thermal cycler(HyBaid, UK)를 사용하여 36 cycle을 수행하였다. 최초의 탈화단계(denaturation step)는 94°C에서 5분간 이루어지고, 각 cycle은 94°C에서 30초간 탈화, 54°C에서 60초간 annealing, 72°C에서 30초간 extension으로 이루어졌다. 마지막으로 72°C에서 10분간 extension을 수행한 후 4°C에 보관하였다.

6) 전기영동 및 분석
   5μl의 RT-PCR product를 Tris-borate/EDTA buffer에서 2% agarose gel상에서 전기영동시켰다. GelDoc2000 Gel Documentation System(Bio-Rad Lab, USA)을 이용하여 분석하였다.

5. 통계분석
   정상 대조군과 환자군의 IMPase mRNA 양은 T검증을 이용하여 비교하였고, IMPase mRNA 양과 정신병리 및 임상경과와의 관계는 상관분석을 이용하였다. 성별과 집단이 IMPase mRNA 양에 미치는 영향을 확인하기 위하여 이요인설계[성별(남,여)×집단(정상 대조군, 환자군)]를 이용하여 변량분석하였다. 또한 IMPase mRNA 기초량을 기준으로 환자군을 다시 상, 하위집단을 구분하여 두 군의 정신병리 및 임상경과의 차이를 T검증을 이용하여 비교하였다. 분석은 SPSS for Windows version 8.0을 이용하였다.

연구결과

1. 인구사회학적 특성
   총 20명의 환자를 대상으로 연구가 진행되었으나, 4명이 중도탈락하여 16명(남자 6명, 여자 10명)의 환자를 연구대상으로 하였다. 탈락이유로 진단명이 변경된 경우가 1명, 증상이 심하여 lithium, risperidone 이외의 기분안정제나 항정신병 약물로 변경한 경우가 1명, 추적조사가 안 된 경우가 2명이었다. 환자군의 평균연령은 31.63±12.26세이었으며, 정상 대조군(남자 6명, 여자 10명)의 평균연령은 31.50±12.07세이었다. 환자군의 인구사회학적 자료는 표 1과 같다.

2. Standard curve
   IMPase cDNA와 β-actin cDNA를 순차적으로 희석한 PCR 증폭 테이터는 그림 1과 같다. 이 결과를 통해 얻은 Standard curve는 그림 2와 같다.

3. PCR data 및 relative gene expression의 계산
   Internal standard gene에 대한 특정 gene의 발현은 target gene 및 internal standard gene의 linear amplification 범위내의 PCR product 양 사이의 비율로 결정된다.

   Ratio of PCR products=density target gene/density internal standard gene×volume of internal standard gene/volume of target gene

   이 비율은 동일한 부피의 cDNA 용액 속에서 일어나는 target gene 및 internal standard gene의 PCR product 양을 비교한 것이며, 따라서 다른 primer를 사용하였을 경우에는 관련없는 DNA segment의 PCR 증폭이 다른 효율로 일어날 수 있기 때문에 달라질 수 있는 실험적인(empirical) 수치이다.
   분석도구인 Image Analyser는 GelDoc2000(Bio-Rad Lab, USA)을 이용하였다. Area는 gel상에서 UV에 의해 검출된 PCR product의 면적(mm2)을 나타내며 intensity(int)는 검출된 PCR product의 밝기를 나타낸다. PCR product의 양(volume)은 면적(area)과 밝기(intensity)의 곱으로 구하였다.

1) 정상 대조군
   정상 대조군의 IMPase mRNA 및 β-actin mRNA PCR product의 정량분석 결과 정상 대조군의 IMPase mRNA 양은 평균 0.31±0.12이었다(표 2).

2) 환자군-기초량
   입원당일 측정한 환자군의 IMPase mRNA 및 β-actin mRNA PCR product의 정량분석 결과 환자군의 IMPase mRNA 기초량은 평균 0.38±0.25이었다(표 3).

3) 환자군-4주 후
   Lithium 투여 4주 후 측정한 환자군의 IMPase mRNA 및 β-actin mRNA PCR product의 정량분석 환자군의 4주 후 IMPase mRNA 양은 평균 0.27±0.14이었다(표 4).

5. IMPase mRNA 양 분석(그림 3)

1) 정상 대조군과 환자군의 IMPase mRNA 기초량 비교
   정상 대조군의 IMPase mRNA 양과 입원당일 측정한 환자군의 IMPase mRNA 기초량 사이에는 유의한 차이가 없었다(t=.922, df=21.464, p=.367).

2) 환자군의 IMPase mRNA 기초량과 4주 후 양 비교
   환자군의 IMPase mRNA 기초량과 lithium 투여 4주 후 IMPase mRNA 양 사이에도 유의한 차이는 없었다(t=1.352, df=15, p=.196).

6. IMPase mRNA 양과 정신병리 및 임상경과와의 상관관계 분석
   환자군의 IMPase mRNA 기초량은 4주 후 측정한 CGI와 뚜렷한 역 상관관계(r=-.630, p=.009)를 나타내어 IMPase mRNA 기초량이 적을수록 4주 후의 정신병리가 심한 것으로 나타났다(그림 4).
   환자군의 IMPase mRNA 기초량은 4주 후 측정한 YMRS와 통계적으로 유의하지는 않았으나 뚜렷한 역 상관관계를 나타내었다(r=-.477, p=.072)(그림 5).

7. IMPase mRNA 양에 대한 성별과 집단의 상호작용 분석
   환자군의 IMPase mRNA 기초량(t=-3.154, p=.007) 및 4주간의 변화량(p=.029)은 성별에 따라 유의한 차이를 나타내었다(표 5). 그러나 정상 대조군에서는 성별에 따른 IMPase mRNA 양의 차이가 나타나지 않았다.
   정상 대조군의 IMPase mRNA 양과 환자군의 IMPase mRNA 기초량에 대한 성별과 집단의 상호작용을 분석한 결과, 성별과 집단의 상호작용 효과[F(1, 28)=4.754, p=.038)] 및 성별의 주효과[F(1, 28)=10.411, p=.003)]는 통계적으로 유의하였으나, 집단의 주효과는 유의하지 않았다. 

8. 환자군의 IMPase mRNA 기초량 상, 하위집단 사이의 정신병리 및 임상경과 비교
   환자군에서 IMPase mRNA 기초량이 하위 30 percentile(IMPase mRNA 양≤0.175, 이하 하위군)에 속하는 환자와 상위 30 percentile(IMPase mRNA 양≥0.566, 이하 상위군)에 속하는 환자를 대상으로 정신병리의 차이를 비교하였다(표 6). 4주 후 CGI는 하위군(3.400±5.48)이 상위군(1.800±.447)에 비해 유의하게 높아, 치료 4주 후 하위군에서 상위군에 비해 더 심한 정신병리가 지속되고 있는 것으로 나타났다(t=5.060, p=.001). 4주 동안 CGI는 상위군(3.000±.817)에서 하위군(1.600±1.140)에 비해 통계적으로 유의하지는 않았으나 더 큰 변화를 나타내어, 상위군이 4주 후 뚜렷한 임상적 호전을 나타내었다(t=-2.058, p=.079).

9. 4주 후의 IMPase mRNA 양과 혈중 lithium 농도와의 상관관계
   4주 후 IMPase mRNA 양은 채혈 전 2주간의 평균 혈중 lithium 농도와 뚜렷한 역 상관관계를 나타내었다(r=-.519, p=.047).

고     찰

   Lithium의 치료효과가 IMPase 억제의 결과인 inositol의 감소에 의해 나타난다는 inositol 감소가설(inositol depletion hypothesis)에 대한 반론으로 기니아 피그, 토끼, 원숭이의 대뇌피질 절편(Dixon 등 1992；Hokin 1993；Lee 등 1992) 및 신경아세포종 세포(Stubbs와 Agranof 1993)에서는 inositol의 감소가 쉽게 일어나지 않았다는 연구 결과, 쥐에서 lithium이 inositol triphosphate 생성에 영향을 미치지 않았다는 연구결과(Gur 등 1996), 정신분열병 환자를 대상으로 한 연구에서 lithium 투여가 척수액 내 inositol 양을 감소시키지 않았다는 연구 결과(Agam 등 1993) 등이 제시되고 있다. 그러나 최근까지도 lithium이 inositol의 상대적 감소를 야기한다는 연구결과(Moore 등 1999)가 발표되고 있으며, inositol의 상대적 감소가 중추신경계 내의 다양한 수준의 신호전달 과정과 유전자 발현의 2차적 변화를 야기하는 연쇄반응을 촉발시킨다는 점에서 inositol 감소가설은 여전히 lithium의 치료작용의 기전을 설명하는 가장 설득력 있는 가설로 알려져 있다(Jope와 Williams 1994；Manji 등 1995).
   Inositol 감소가설은 양극성 기분장애의 병태생리학적 기전의 연구에도 활용되어 현재까지 다양한 연구가 진행되고 있으나, 아직까지 양극성 기분장애가 PI 신호전달체계의 이상에 의해 발생한다는 것을 입증할 직접적인 증거는 알려지지 않고 있다. 그러나 말초혈액 세포, PIP2, protein kinase C의 활성, 효현제의 자극에 의한 inositol phosphate의 축적 및 세포내 Ca²⁺ 반응 등에서의 변화가 간접적인 증거들로 제시되고 있다(Brown 등 1993；Dubovsky 등 1992；Friedman 등 1993；Kusumi 등 1991；Mikuni 등 1991；Soares 등 1999；van Calker 등 1993).
   Inositol 감소가설은 inositol의 양, IMPase 활성 등이 양극성 기분장애의 생물학적 표식자로 활용될 가능성도 제시하였다. 이런 관점에서 양극성 기분장애환자의 사후 뇌조직을 대상으로 IMPase의 활성을 측정한 연구에서는 특별한 변화가 발견되지 않았으나(Atack 1996；Shimon 등 1997), 사후 전두엽 내 inositol의 양은 유의하게 적었다는 보고가 있다(Shimon 등 1997). 또한 양극성 기분장애환자의 lymphoblastoid 세포의 IMPase 활성이 정상 대조군에 비해 낮았으며(Shamir 등 1998), 말초혈액 임파구 IMPase mRNA 양이 대조군에 비해 적었다는 연구결과(Nemanov 등 1999)도 보고되었다.
   종합해 보건대, lithium이 치료농도에서 IMPase를 억제하여 세포내 inositol의 양을 감소시키지만, inositol 양의 감소로 인해 IMPase의 활성이 변하거나, IMPase의 합성이 증가하는지는 분명하지 않다. 또한 이러한 작용을 근거로 lithium의 작용기전을 설명하거나, 양극성 기분장애의 병태생리학적 기전을 설명하기에는 많은 문제점들이 있다. 그러나 양극성 기분장애환자의 뇌세포 내 inositol의 양이 적고, IMPase의 활성이 낮아져 있으며, IMPase mRNA 양이 적다는 등의 차이가 양극성 기분장애환자의 생물학적 특성의 일면일 가능성은 현재 완전히 배제할 수 없다.
   이 연구에서는 말초혈액 임파구 IMPase mRNA 양을 측정하는 방법으로 lithium이 치료농도에서 비경쟁적 저해제로 작용하는 효소인 IMPase의 활성을 조사하였다. 그 이유는 첫째, 척수액을 이용한 이전 연구에서 척수액 내 inositol 양의 감소가 증명되지 않았으며(Agam 등 1993), 향후 임상적 적용을 염두에 두고 쉽게 구할 수 있는 혈액을 대상으로 하고자 하였기 때문이다. 둘째, 이전 연구에서 말초혈액 내의 적혈구와 백혈구에 인체의 다른 조직과 유사한 특성을 가진 IMPase가 존재하며, 또한 이들이 lithium에 의해 활성이 억제된다는 것이 밝혀졌기 때문이다(Agam과 Livine 1989；Moscovich 등 1990；Shamir 등 1998). 셋째, lithium 투여 이후에는 임파구 IMPase가 lithium에 의해 억제되어 있는 상태이므로 lithium 투여 전후의 IMPase 활성을 비교하기 위해서는 IMPase mRNA의 양을 측정하는 간접적인 방법을 사용하여야 하기 때문이다. 
   이 연구 결과에서 IMPase mRNA 양은 lithium 투여 전후 모두 정상 대조군과 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 Shamir 등(1998) 및 Nemanov 등(1999)의 연구와는 다른 결과이다. Shamir 등(1998)은 lymphoblastoid cell line 내의 IMPase 활성을 직접 측정하였고, Nemanov 등(1999)은 임파구 IMPase mRNA 양을 측정하는 방법을 사용하였으나, 연구대상이 이 연구와는 상당히 달라 직접적인 비교는 어렵다. 즉, Nemanov 등(1999)은 입원하지 않은 상태의 양극성 기분장애환자들을 대상으로 하였으며, 동일한 환자에서 lithium 투여 전후의 IMPase mRNA 양을 측정한 것이 아니라 각각 다른 환자군을 이용하였다. 따라서 입원이 필요한 정도로 심각한 증상을 가진 환자들을 대상으로 lithium 투여 전후의 IMPase mRNA 양을 정상 대조군과 비교한 것은 이 연구가 처음이다.
   Lithium 투여 4주 후에 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양이 Nemanov 등(1999)의 연구와 달리 정상 대조군과 유의한 차이를 보이지 않은 이유로 4주간의 lithium 투여가 임파구 IMPase mRNA 양의 변화를 일으키기에 충분하였는지를 생각할 수 있다. 그러나 lithium 투여 5일 후에 이미 inositol 감소가 대부분 이루어지고(Moore 등 1999), lithium의 기분안정작용이 약 2주 후에 나타난다는 점을 고려할 때 약물투여기간은 충분하였다고 할 수 있다. 따라서 이 연구결과로 미루어 볼 때 임파구 IMPase mRNA 양의 저하가 양극성 기분장애환자들의 생물학적 특성일 가능성은 적은 것으로 판단된다.
   한편, lithium에 대한 반응이 양호한 양극성 기분장애환자들의 생물학적 특성을 규명하기 위하여 PI 2차 전령계의 중요 효소인 phospholipase C의 gamma-1 isozyme 생성에 관여하는 PLCG1 유전자의 다형성을 조사한 연구에서 lithium에 양호한 반응을 보인 환자군에서 정상 대조군과는 다른 대립유전자의 분포를 보였다(Turecki 등 1998). 또한 lithium 반응군과 저항군 사이에 inositol polyphosphate 1-phosphatase enzyme 생성에 관여하는 INPP1 gene의 다형성(C973A tra-nsversion)에 차이가 있음을 보고한 연구(Steen 등 1998)도 있다. 그러나 아직까지 lithium에 대한 반응을 예측할 수 있는 생물학적 지표는 알려지지 않고 있다고 할 수 있다.
   그러나 lithium에 반응이 양호한 환자들의 lymphoblastoid 세포 내 IMPase의 활성이 낮았다는 연구결과(Shamir 등 1998)는 IMPase의 활성 또는 PI 신호전달체계와 관련된 생물학적 지표가 양극성 기분장애의 임상경과와 상관관계를 갖거나 상태의존적(state-dependent)일 가능성을 제시하고 있다. 이와 관련된 연구로는 soluble interleukin-2 receptor(sIL-2R) 양과 조증 증상의 변화 사이에 양의 상관관계가 있다는 연구(Tsai 등 1999)와 양극성 기분장애 우울상태환자의 전두엽 내 creatine 농도가 정상 정동상태에 비해 유의하게 낮았다는 연구(Hamakawa 등 1999)등이 있다.
   이 연구에서는 IMPase mRNA 기초량과 정신병리 사이에 뚜렷한 역 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 또한 IMPase mRNA 기초량이 하위 30 percentile(IMPase mRNA 양≤0.175, 하위군)에 속하는 환자와 상위 30 percentile(IMPase mRNA 양≥0.566, 상위군)에 속하는 환자를 대상으로 정신병리의 차이를 비교한 결과에서도 치료 4주 후 하위군에서 상위군에 비해 더 심한 정신병리가 지속되고 있었으며, 상위군에서 하위군에 비해 통계적으로 유의하지는 않았으나 4주 후 뚜렷한 임상적 호전을 나타내었다. 이는 lithium을 사용하지 않은 환자의 임파구 IMPase mRNA 양이 정상 대조군에 비해 유의하게 적었으나, lithium을 포함한 기분안정제를 투여한 환자에서는 임파구 IMPase mRNA 양이 정상 대조군의 IMPase mRNA 양에 근접하는 분포를 보였다는 Nemanov 등(1999)의 연구와 유사한 결과이다. 위의 결과를 근거로 lithium 투여 전에 측정한 임파구 IMPase mRNA 양이 적을수록 정신병리가 심한 상태이며, 임상경과가 불량할 것으로 추론할 수 있다.
   그러나 이 연구에서는 Nemanov 등(1999)이 보고한 lithium 투여 후 IMPase mRNA 양이 증가하는 경향은 나타나지 않았다. 특히 여자환자의 경우는 오히려 4주 후에 IMPase mRNA 양이 감소하는 경향을 뚜렷이 보였다. 따라서 IMPase mRNA 변화량을 근거로 현재의 정신병리나 임상경과를 예측하기는 어려운 것으로 생각된다.
   전술한 바와 같이 Nemanov 등(1999)은 동일한 환자에서 lithium 투여 전후의 IMPase mRNA 양을 측정한 것이 아니라 각각 다른 환자군을 이용하였다. 따라서 IMPase mRNA 양이 lithium 투여 후 증가하는 경향이 다른 환자군을 사용하므로서 발생한 결과일 가능성도 배제할 수는 없다.
   혈중 lithium 농도와 IMPase mRNA 양 사이의 상관관계에 대한 결과에서도 Nemanov 등(1999)은 lithium만 단독으로 투여한 환자에서 혈중 lithium 농도와 IMPase mRNA 양 사이의 양의 상관관계를 보고하였으나, 이 연구에서는 뚜렷한 역 상관관계를 보였다.
   이와 같은 혈중 lithium 농도와 IMPase mRNA 양 사이의 역 상관관계는 lithium이 IMPase에 대한 비경쟁적 저해제로 작용한다는 관점에서 예상할 수 있는 결과와는 다르다고 할 수 있다. Lithium이 IMPase를 억제하므로서 치료효과를 나타낸다면 양극성 기분장애환자의 PI 신호전달체계 또는 IMPase는 과활성 상태에 있다는 것을 의미한다. 그러나 실제 연구에서 사후 전두엽 내 inositol의 양이 유의하게 적었으며(Shimon 등 1997), lymphoblastoid 세포 내 IMPase 활성이 정상 대조군에 비해 낮았을 뿐만 아니라(Shamir 등 1998), 말초혈액 임파구 IMPase mRNA 양이 대조군에 비해 적었다(Nemanov 등 1999)는 보고들이 있다. 
   이는 양극성 기분장애가 PI 신호전달체계 또는 IMPase의 과활성에 의해 발생하는 것이 아니라는 간접적인 증거가 되며 따라서 lithium의 IMPase 억제작용이 바로 IMPase 생성을 자극하여 IMPase mRNA 양을 증가시키지 않는다는 것을 시사하고 있다고 할 수 있다. Lithium에 의한 inositol의 감소는 lithium 투여 5일 후에 발생하며, 이 시기에 환자의 임상양상에는 전혀 변화가 없었으며, 따라서 inositol의 감소 그 자체는 치료효과와 연관이 없다고 하는 Moore 등(1999)의 보고는 이 연구의 결과를 지지하는 것이라고 할 수 있다.
   최근에는 lithium의 작용기전을 유전자 발현과 연관시켜 설명하려는 시도가 진행되고 있다. 지속적인 lithium 투여에 의해 인간 SH-SY5Y 세포 및 쥐 뇌 내 activator protein(Ap-1) transcription factor에 대한 12-o-tetradecanoyl-phorbol 13-acetate(TPA) response element(TRE)의 basal 및 stimulated DNA binding에 복합적인 변화가 생겼다는 연구결과(Asghari 등 1998；Jope 1999；Ozaki와 Chuang 1997；Unlap와 Jope 1997；Williams와 Jope 1995；Yuan 등 1998)들은 lithium이 Ap-1 transcription factor pathway를 통해 유전자 발현을 자극한다는 점을 시사하고 있다(Hendrick 등 2000；Yuan 등 1998).
   그러나 이 연구에서 혈중 lithium 농도와 IMPase mRNA 양 사이에 뚜렷한 역 상관관계를 보이고 있으므로 이러한 상관관계가 lithium의 작용기전과는 관련이 없다고 하더라도 추가적인 조사가 필요한 부분으로 생각된다.
   양극성 기분장애환자의 성별에 따른 임상양상의 차이에 관한 연구는 여성의 경우에 임상경과가 더 불량한 것으로 보고하고 있다(Hendrick 등 2000；Robb 등 1998). 생물학적 특성을 비교한 연구들을 보면 T 임파구 내 기저 Ca²⁺ 농도가 남자 양극성 기분장애 I형 환자에서 유의하게 높게 나타났다(Emamghoreishi 등 1997)는 보고가 있다. 또한 전두엽 내 creatine 농도가 남자 양극성 기분장애환자에서 유의하게 높았으나 이러한 경향은 정상 대조군 내에서도 관찰되었다(Hamakawa 등 1999)는 보고도 있다.
   이 연구에서도 IMPase mRNA 기초량 및 4주간의 변화량은 성별에 따라 유의한 차이를 보였다. 이에 대한 집단의 주효과는 유의하지 않았으나, 성별의 주효과는 유의한 것으로 나타났다. 이러한 성별에 따른 차이가 연구대상이 적은 것에 기인할 수 있다는 점을 완전히 배제할 수는 없다. 그러나 연구대상자들이 3개의 병원에서 선택되었으며, 내원하는 순서에 따라 연구에 참여시켰기 때문에 연구대상자 선택의 바이어스에 의해 발생할 가능성은 크지 않다고 할 수 있다. 따라서 IMPase mRNA 기초량 및 4주간의 변화량의 성별에 따른 차이가 임상경과의 차이를 설명해 줄 수 있는 가능성을 제시한다고 할 수 있다.
   끝으로 이 연구의 제한점을 보면 첫째, 연구대상자의 수가 적었다는 것을 들 수 있다. 둘째, 양극성 기분장애 조증환자의 입원치료기간이 2개월 가량인 것을 고려할 때, 환자의 정신병리와 임상경과에 대한 평가가 좀 더 긴 기간에 걸쳐 이루어지지 못한 점을 들 수 있다. 이러한 제한점들은 향후 연구에서 보완되어야 할 것으로 생각된다.

요     약

   임파구 IMPase mRNA 양이 lithium 투여 전의 양극성 기분장애 환자와 정상대조군 사이에서 차이를 보이는지 알아보기 위하여 이 연구를 시행하였다. 또한 lithium 투여 전과 투여 4주 후 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양 사이에 변화가 있는지 알아보고, IMPase mRNA 양을 기준으로 환자의 정신병리와 임상경과를 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 시행하였다.
   최소 2주 이상 lithium을 투여하지 않은 상태의 16명(남자 6명, 여자 10명)의 양극성 기분장애 환자와 성별, 연령을 고려하여 선발한 정상 대조군의 임파구 IMPase mRNA 양을 RT-PCR을 이용하여 측정하였다. 환자군의 정신병리는 Young Mania Rating Scale과 Clinical Global Impression을 이용하여 입원 당일 및 4주 후에 각각 측정하였다. 결과는 다음과 같다.
   환자군과 정상 대조군의 IMPase mRNA 양은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, lithium 투여 전과 투여 4주 후 환자군의 IMPase mRNA 양의 변화도 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양이 적을수록 4주 후의 정신병리가 심한 것으로 나타났다. 그리고 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양이 많을수록 4주 동안 뚜렷한 임상적 호전을 보였다.
   이상의 결과를 종합하여 볼 때, 임파구 IMPase mRNA 양이 양극성 기분장애 환자를 정상 대조군과 구분해 줄 수 있는 생물학적 특성은 아니었다. 그러나 lithium 치료 전의 IMPase mRNA 양이 환자의 정신병리와 임상경과에 대한 예측인자로 이용될 가능성을 시사하고 있다.