뇌 스캔을 통해 케타민이 심각한 우울증을 얼마나 빠르게 완화시키는지 밝혀졌습니다.

연구진은 치료 저항성 우울증 환자의 뇌에서 케타민이 주요 수용체를 어떻게 변화시키는지에 대한 최초의 직접적인 영상 자료를 확보했습니다. 이러한 특정 부위의 변화는 증상 개선과 밀접하게 일치하여, 빠르게 작용하는 항우울제인 케타민의 작용 기전에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. (사진 제공: Shutterstock)

주요 우울 장애(MDD)는 세계적인 주요 건강 문제이자 장애의 주요 원인 중 하나입니다. 우울증 진단을 받은 사람들의 약 30%는 치료 저항성 우울증(TRD)을 겪는데, 이는 표준 항우울제 치료에도 증상이 충분히 개선되지 않는다는 것을 의미합니다. 케타민은 TRD 환자에게 빠르게 작용하는 항우울제로 주목받고 있습니다. 그러나 과학자들은 케타민이 인체 뇌에서 어떻게 작용하는지 완전히 이해하지 못하고 있어, 이 치료법을 개선하고 개인에게 맞춤화하는 데 어려움이 있습니다.

2026년 3월 5일, 학술지 '분자 정신의학(Molecular Psychiatry)' 에 발표된 새로운 연구는 이러한 미스터리를 밝히고자 했습니다. 이 연구는 일본 요코하마 시립대학교 의과대학원 생리학과 다쿠야 다카하시 교수가 주도했습니다. 연구팀은 첨단 양전자 방출 단층촬영(PET) 영상 기법을 사용하여 글루타메이트 α-아미노-3-하이드록시-5-메틸-4-이소옥사졸 프로피온산 수용체(AMPAR)의 변화를 직접 관찰했습니다. 이 수용체는 뇌세포 간의 신호 전달을 조절하는 핵심 단백질로, 케타민을 투여받는 환자의 시냅스 가소성과 글루타메이트 신호 전달에 중요한 역할을 합니다.

다카하시 교수는 "케타민은 치료 저항성 우울증 환자에게서 신속한 항우울 효과를 보였지만, 인체 뇌에서의 분자적 작용 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다"고 설명했다.

새로운 PET 추적자를 이용한 뇌 수용체 시각화

이번 연구는 연구팀이 이전에 개발한 [¹¹C]K-2라는 PET 추적자를 활용했습니다. 이 추적자를 통해 과학자들은 살아있는 인간의 뇌에서 세포 표면의 AMPAR을 직접 시각화할 수 있습니다. 이전의 실험실 및 동물 연구에서는 케타민의 항우울 효과가 AMPAR 활성과 관련이 있음을 시사했습니다. 이번 연구는 이러한 과정이 인간에게서도 일어난다는 최초의 직접적인 증거를 제시합니다.

이번 연구를 위해 연구진은 일본에서 진행된 세 건의 등록된 임상시험 데이터를 종합했습니다. 연구 대상에는 난치성 우울증(TRD)으로 진단받은 환자 34명과 대조군으로 참여한 건강한 참가자 49명이 포함되었습니다.

환자들은 2주 동안 정맥 주사로 케타민 또는 위약을 투여받았습니다. PET 뇌 영상 촬영은 치료 시작 전과 마지막 주입 후에 실시되었습니다. 이러한 접근 방식을 통해 연구자들은 시간에 따른 뇌 내 AMPAR 수치 및 분포 변화를 비교할 수 있었습니다.

증상 완화와 관련된 특정 뇌 영역 변화

연구 결과에 따르면 난치성 우울증 환자는 건강한 참가자에 비해 AMPAR 밀도에 광범위한 이상이 있는 것으로 나타났습니다. 이러한 차이는 뇌 전체가 아닌 특정 뇌 영역에서 나타났습니다.

케타민은 뇌 전체에 걸쳐 균일한 변화를 일으키지 않았습니다. 오히려 우울 증상 개선은 AMPAR 수치의 역동적이고 영역별 특이적인 조절과 연관되었습니다. 일부 피질 영역에서는 수용체 밀도가 증가한 반면, 보상 처리와 관련된 영역, 특히 해마핵에서는 감소가 관찰되었습니다. 이러한 영역별 특이적 변화는 환자의 우울 증상 개선과 밀접한 관련이 있었습니다.

다카하시 교수는 "케타민이 난치성 우울증 환자에게 미치는 항우울 효과는 살아있는 인간 뇌에서 AMPAR의 역동적인 변화에 의해 매개된다"고 설명했습니다. "새로운 PET 추적자인 [ 11C ]K-2를 사용하여 케타민이 특정 뇌 영역에 걸쳐 AMPAR 분포를 어떻게 변화시키는지, 그리고 이러한 변화가 우울 증상 개선과 어떻게 상관관계가 있는지 시각화할 수 있었습니다."

이러한 관찰 결과는 동물 연구에서 이전에 확인된 메커니즘을 뒷받침하는 직접적인 인체 증거를 제공하며, 이를 실제 임상 항우울 효과와 연결시켜 줍니다.

치료 반응 예측을 위한 잠재적 바이오마커

이번 연구 결과는 케타민의 작용 기전을 밝히는 것 이상의 의미를 지닙니다. 실질적인 임상적 가치도 있을 수 있습니다. AMPAR의 PET 영상은 난치성 우울증 환자가 케타민 치료에 어떻게 반응할지 예측하고 평가하는 데 도움이 되는 바이오마커 역할을 할 가능성이 있습니다.

많은 환자들이 표준 항우울제에 반응하지 않기 때문에 치료 반응에 대한 신뢰할 수 있는 생물학적 지표를 찾는 것은 정신 건강 관리에서 중요한 목표로 남아 있습니다.

보다 개인 맞춤형 우울증 치료를 향하여

이번 연구는 과학자들이 살아있는 인간의 뇌에서 AMPAR 활성을 직접 관찰할 수 있도록 함으로써 실험실 연구와 임상 정신의학 사이의 오랜 간극을 메우는 데 기여합니다. 연구 결과는 AMPAR 조절이 케타민의 신속한 항우울 효과의 핵심 메커니즘임을 밝혀냈으며, AMPAR PET 영상이 향후 더욱 개인화된 치료 전략을 수립하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다.

궁극적으로 이 연구는 치료에 잘 반응하지 않는 우울증 환자들을 위한 보다 정확한 치료법 개발에 기여할 수 있을 것입니다.

본 연구는 일본 문부과학성(과학기술진흥특별조정기금), 일본 의료기기 연구개발기구(AMED)(과제번호: JP18dm0207023, JP19dm0207072, JP24wm0625304, JP25gm7010019, JP20dm0107124), 일본학술진흥회 과학연구비(KAKENHI)(과제번호: 22H03001, 20H00549, 20H05922, 23K10432, 19H03587, 20K20603, 22K15793, 21K07508), 다케다 과학재단, 게이오 차세대 연구 프로젝트, 센신 의학연구재단의 지원을 받아 수행되었습니다. 그리고 일본 임상약리학 연구재단.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260307213234.htm