Integrating childhood stress with epigenetics
아동기 스트레스와 후성유전학

The hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis is deeply implicated in major depression. Understanding its role may elucidate epigenetic effects, including those relating to adverse childhood experiences. Such early events are associated with an abnormal HPA and decreased hippocampal volume.
시상하부-뇌하수체-부신축(HPA axis)은 주요우울증과 깊은 관련이 있습니다. HPA의 역할을 이해하면, 아동기에 겪은 나쁜 일과 관련된 영향을 포함하여 후성유전학적 영향을 자세하게 설명할 수 있습니다. 어린 시절의 부정적인 경험들은  HPA를 비정상적으로 만들고 해마 부피를 감소시킬 수 있습니다.

The stress hormone cortisol – which is the output of the HPA – is neurotoxic, altering brain structure and function in areas such as the hippocampus which have been consistently linked to major depressive disorder (MDD). Inflammatory processes may also be involved. And there is growing evidence that the role of cortisol goes as far back as prenatal stress and childhood maltreatment.
스트레스 호르몬인 코티솔(cortisol)은 HPA에서 분비되며, 신경독성이 있어 주요우울장애(MDD)와 관련 있는 것으로 알려진 해마 등의 뇌 부위에서 구조와 기능을 변화시킵니다. 이는 염증 과정도 연관되어 있을 수 있습니다. 또한 코티솔이 태아기 스트레스 및 아동 학대처럼 삶의 초반부터 작용을 한다는 증거가 점차 많아지고 있습니다.

Cortisol is associated with an abnormally developing HPA system, as well as hippocampal volume reduction.
코티솔은 HPA계의 비정상적인 발달 및 해마 용적 감소와 관련이 있습니다.

Thomas Frodl, of the University of Magdeburg, Germany, is interested in the interaction between stress and epigenetic risk. He and colleagues suggest a model in which the effect on the brain is the result of an interaction between epigenetics and the degree of stress experienced during childhood. This relationship would differ between people who developed depression and those who remained in good mental health.
독일 마그데부르크 대학교 Thomas Frodl교수는 스트레스와 후성유전학적 위험 간의 상호작용에 관심을 가지고 있습니다. Thomas Frodl 교수와 그 연구진은 후성유전학과 아동기에 경험한 스트레스 정도의 상호작용하여 뇌에 영향을 미친다는 모델을 제시했습니다. 이 연관성은 우울증이 발생한 사람들과 양호한 정신건강을 유지하고 있는 사람들 간에 다르게 나타날 것입니다. 

In the ENIGMA cohort of more than two thousand patients with depression, data suggest a link between volume reduction in the caudate nucleus – an area sensitive to stressors such as birth complications – and childhood neglect.
2천 명이 넘는 우울증 환자를 대상으로 한 ENIGMA 코호트의 데이터는 아동방임 (childhood neglect)과 미상핵(caudate nucleus) 부피 감소 사이의 연관성이 있음을 보여주었는데, 미상핵은 출산 합병증과 같은 스트레스 요인에 취약한 부위입니다.  

Smaller hippocampal volumes are associated with increased cortisol secretion during the day. Early life adversity is linked to several factors associated with depression. There is decreased hippocampal volume and hyper-responsiveness of the amygdala, an increase in inflammatory markers such as the interleukins, and altered cortisol dynamics.
작아진 해마 부피는 하루 동안 증가된 코티솔 분비와 관련이 있습니다. 어린 시절 겪은 불행한 경험은 우울증의 여러 인자와도 관련이 있는데, 해마 부피 감소, 편도체(amygdala)의 과반응성, 인터루킨(interleukins)과 같은 염증 표지자 증가 및 코티솔의 역동학 변화가 그 예입니다.
Cortisol and protein expression
Cortisol affects attention and memory and so, ultimately, how we see ourselves, Veronica O’Keane, Trinity College, Dublin, Ireland, told the meeting. Through binding to glucocorticoid receptors, it is taken into the cell and to the nucleus where it determines expression of proteins that affect tissue function. Methylation of DNA prevents glucocorticoids from being used in transcription and translation.
코티솔과 단백질 발현
아일랜드 더블린 트리니티대학의 Veronica O’Keane 교수는 한 회의에서, 코티솔은 주의력과 기억력에 영향을 주며, 궁극적으로 우리가 스스로를 어떻게 생각하는지에 영향을 미친다고 설명했습니다. 코티솔은 글루코코르티코이드 수용체(glucocorticoid receptor)에 결합하여 세포 안으로 들어가며, 핵으로 이동하여  단백질 발현정도 조절을 통해 조직의 기능에 영향을 줍니다. DNA 메틸화는 글루코코르티코이드가 전사(transcription) 및 번역(translation)에 사용되는 것을 방지합니다.

Excessive stress shrinks neurons and shrinks brain networks. Some hippocampal shrinkage is reversible, but if stress is repeated often enough the system loses plasticity and functional capacity. We do not know the exact time in depression when that takes place. But the fact that it does provides a rationale for taking antidepressants which protect neurons, and memory, and – essentially – cohesion as a person.
과도한 스트레스는 뉴런과 뇌 신경망(brain network)을 위축시킵니다. 해마 위축 중 가역적인 것도 있지만, 스트레스가 자주 반복되면, 해당 신경 체계가 가소성(plasticity) 및 기능적 역량을 잃게 됩니다. 우리는 우울증에서 정확히 언제 이러한 손상이 일어나는지 알지 못하지만, 이러한 사실은 뉴런과 기억 특히 인간으로서의 결속력을 보호해주는 항우울제 복용에 대한 이론적 근거를 제공해줍니다.

Excessive stress shrinks neurons and shrinks brain networks
과도한 스트레스는 뉴런과 뇌 신경망을 위축시킵니다.

As we wake in the morning, cortisol levels increase steeply and then gradually decline through the day and level off through the period of sleep.
코티솔 수치는 아침에 일어날 때 급격히 상승한 후 낮 동안 점차 감소하며, 수면 중에는 일정한 수준이 유지됩니다.

Veronica  O’Keane and colleagues studied 67 patients with depression and 59 controls matched for age, gender and BMI. Their mean age was 28 years. Thirty-two of the patients had a history of early life adversity, compared with only seven of the controls.
Veronica O’Keane박사와 그 연구진은 연령, 성별, BMI를 매칭시킨 67명의 우울증 환자와 59명의 대조군을 연구했습니다. 이들의 평균연령은 28세였습니다. 대조군 중 단 7명만이 어린 시절 불행한 경험을 한 것에 비해, 우울증 환자 중에서는 32명이 힘든 어린 시절을 보낸 이력이 있었습니다.

Among depressed patients, the baseline levels of saliva cortisol were higher, but the diurnal cycle was blunted. The severity of depressive symptoms correlated with the degree of HPA activation. Dr O’Keane and colleagues also looked at DNA methylation at five CpG sites implicated in depression and found significantly increased methylation in patients. And it seems that the greater the methylation, the less feedback in the cortisol response.
우울증 환자의 타액 코티솔의 기저 수치는 대조군에 비해 더 높았으나, 코티솔의 일일주기는 둔화되었습니다. 우울 증상의 중증도는HPA 활성도와 연관되어 있었습니다. O’Keane박사와 그 연구진은 우울증과 관련이 있는 CpG 부위 다섯 군데에서의 DNA 메틸화도 살펴보았으며, 우울증 환자에서 DNA 메틸화가 유의하게 증가된 것을 확인하였습니다. 메틸화의 정도가 클수록 코티솔 반응의 피드백은 감소하는 것처럼 보였습니다. 

Epigenetics is essentially the chemistry of how molecules attached to DNA prevent or facilitate its unravelling. Methylation of CpG prevents gene expression and the formation of protein.
후성유전학(epigenetics)은 본질적으로 DNA에 부착된 분자들이 어떻게 DNA-분자간 풀림 (unravelling)을 방지하거나 촉진하는지에 대한 화학적 현상을 연구하는 학문입니다. CpG 메틸화는 유전자 발현과 단백질 형성을 방해합니다.

Importantly there seem also to be effects on brain volume in depression. The greater the levels of cortisol, the smaller the size of the hippocampus – as reflected in the hippocampal fissure.
중요한 사실은, 우울증에 뇌 부피도 영향을 주는 것으로 보여진다는 것입니다. 해마열(hippocampal fissure)에서도 나타났듯 코티솔 수치가 높을수록, 해마 크기가 작아집니다.

Asked about the clinical implications of such research, Dr O’Keane said that measuring salivary cortisol was a relatively easy technique to put into practice and could become a helpful means of routinely assessing the state of a patient’s HPA axis.
이러한 연구가 임상적으로 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대한 질문을 받았을 때, O’Keane교수는 타액 코티솔은 상대적으로 측정하기 쉽고, 환자의 HPA축 상태를 정기적으로 평가하는 유용한 수단이 될 수 있다고 답변했습니다.