코르티코스테론 유도 우울증 마우스 모델에서 우울 행동 및 우울증 관련 바이오마커 평가

국문 초록 (Abstract)

우울증의 병태생리는 아직 명확히 규명되지 않았지만, 시상하부-뇌하수체-부신(HPA) 축의 기능 이상, 신경 가소성 손상, 면역체계의 이상과 같은 가설이 주요하게 제기되고 있다. 본 연구는 HPA 축 과활성을 모방한 코르티코스테론 유도 우울증 모델에서 신경 가소성 및 신경 염증 관련 지표를 분석하여 우울 행동의 기저 기전을 조사하는 것을 목적으로 하였다. 수컷 마우스에게 21일 동안 매일 코르티코스테론(20 mg/kg, 피하주사)을 투여하였으며, 이후 우울 행동은 자당 선호도 검사, 강제 수영검사, 꼬리 매달기 검사를 통해 평가하였다. 또한, 불안 관련 행동은 개방 필드 검사를 이용하여 측정하였다. 신경 가소성 지표(BDNF, PSD-95, synapsin 1) 및 신경염증 지표(HMGB1, S100B, NLRP3, TNF-α, IL-1β)의 발현을 해마 조직에서 Western blotting을 이용하여 측정하였다. 코르티코스테론을 투여한 마우스는 우울 행동을 보였으며, 이는 강제 수영 검사(p=0.068) 및 꼬리 매달기 검사(p=0.019)에서의 부동 시간 증가와 자당 선호도 검사(p<0.001)에서의 자당 섭취 감소로 확인되었다. 또한, 불안 관련 행동 변화로서 개방 필드 검사에서 중심 영역 진입 횟수 감소(p=0.046) 및 시작 지연 시간 증가(p=0.043)가 관찰되었다. 해마에서 신경 가소성 관련 단백질인 BDNF (p=0.036), PSD-95 (p=0.002), synapsin 1 (p=0.005)의 발현이 유의하게 감소하였다. 반면, 무균성 염증과 관련된 HMGB1 (p=0.001), S100B (p=0.026), NLRP3 (p=0.007)의 발현이 증가하였다. 추가로, IL-1β의 수준이 증가하였으며(p=0.035), TNF-α의 변화는 유의하지 않았다(p=0.246). 이러한 결과는 만성 코르티코스테론 투여가 해마 기능 장애를 유발하며, 이는 신경 가소성 감소 및 무균성 염증 반응의 증가와 관련이 있음을 시사한다. 또한, 본 연구는 코르티코스테론 유도 우울증 모델이 신경 가소성과 신경 염증 경로를 표적으로 하는 항우울제 후보 물질을 연구하는 데 유용한 도구임을 뒷받침한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

While the hypotheses involving hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis dysregulation, impaired neuroplasticity, and immune dysfunction are prominent, the pathophysiology of depression remains unclear. This study aimed to investigate depression-like behaviors and their mechanisms by examining neuroplasticity and neuroinflammatory markers in a corticosterone-induced depression model that mimics HPA axis hyperactivity. Male mice received corticosterone (20 mg/kg, subcutaneously) daily for 21 days. Depression-like behaviors were assessed using the sucrose preference test (SPT), forced swim test (FST), and tail suspension test (TST), while anxiety-like behaviors were evaluated through the open field test (OFT). Neuroplasticity markers (BDNF, PSD-95, and synapsin 1) and neuroinflammatory markers (HMGB1, S100B, NLRP3, TNF-α, and IL-1β) were measured in hippocampal tissue using Western blotting. Corticosterone-treated mice exhibited depression-like be- haviors, evidenced by increased immobility in the FST (p=0.068) and TST (p=0.019), as well as decreased sucrose intake in the SPT (p<0.001). These mice also showed anxiety-like behaviors, characterized by reduced center entries (p=0.046) and prolonged starting latency (p=0.043) in the OFT. Corticosterone reduced the expression of neuroplasticity markers, including BDNF (p=0.036), PSD-95 (p=0.002), and synapsin 1 (p=0.005), in the hippocampus. Conversely, sterile inflammation-related markers such as HMGB1 (p=0.001), S100B (p=0.026), and NLRP3 (p=0.007) were elevated. Additionally, IL-1β levels increased (p=0.035), while TNF-α levels showed no significant changes. These results suggest that chronic corticosterone induces hippocampal dys- function by reducing neuroplasticity and enhancing sterile inflammation. These findings support the notion that the corticosterone-induced depression model is a useful tool for investigating antidepressant candidates that target neuroplasticity and neuroinflammatory pathways.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서론
• 2. 재료 및 방법
• 3. 결과
• 4. 고찰
• References
• 초록