편두통 발작 시 소변에서 세로토닌(5-HT)의 주요 대사물인 5-HIAA 배설이 증가한다는 이전 연구(Sicuteri 등)를 바탕으로, 혈장 세로토닌 농도의 변화를 직접 측정했습니다.
메틸세르기드(methysergide, 세로토닌 길항제)의 편두통 예방 효과도 배경에 있습니다.
주요 방법
편두통 환자의 혈장 세로토닌(혈소판 내 + 자유형) 농도를 발작 중/발작 간기, 그리고 스트레스 상황(통증·불안 등)에서 측정.
대조군 및 스트레스 유발 실험 비교.
주요 결과
편두통 발작 중: 혈장 세로토닌 농도가 유의하게 감소합니다. 발작이 끝나면 다시 정상으로 회복.
스트레스 alone: 스트레스 상황(통증, 불안 등)에서는 세로토닌 농도가 크게 변하지 않음 → 발작 시 세로토닌 감소는 스트레스 비특이적 반응이 아님.
Reserpine(세로토닌 고갈제) 투여 시 세로토닌 감소와 함께 편두통 유발 관찰.
세로토닌 또는 전구체(5-HTP) 주입은 오히려 일부 발작을 완화.
결론 및 의의 편두통 발작은 혈장 세로토닌(주로 혈소판 유래) 감소와 관련 있으며, 이는 혈관 수축·확장 기전이나 통증 유발에 관여할 가능성이 있습니다. 스트레스와는 구별되는 편두통 특이적 변화로 해석됩니다. 이 연구는 편두통 병태생리에 세로토닌(특히 혈소판 세로토닌)이 핵심 역할을 한다는 초기 증거를 제공한 고전적 논문입니다. 이후 triptan 계열 약물(5-HT1B/1D 작용제) 개발의 중요한 기초가 되었습니다
3. 1989: Ferrari MD et al.
Serotonin metabolism in migraine. Neurology 39:1239–1242 (352회 인용).
기여: 혈소판·혈장 5-HT 및 대사물을 정량적으로 분석. 발작 간(interictal) 세로토닌 저하 + 발작 중 변화를 체계적으로 증명. “만성적 저세로토닌 상태” 가설의 실증적 기반.
배경 및 가설
1960년대 Anthony 등 연구(혈장 세로토닌 감소)와 대비되는 결과를 바탕으로, 편두통 환자의 전신 5-HT(세로토닌) 대사를 체계적으로 조사했습니다. 주요 가설:
"편두통 환자는 두통 없는 기간(interictal, headache-free period)에 전신 5-HT 대사가 증가되어 있으며, 발작 중(attack)에는 일시적으로 5-HT 대사가 감소한다."
주요 연구 내용 및 결과
혈장(Plasma) 5-HT 및 5-HIAA 측정 (Ferrari et al.의 핵심 데이터):
두통 없는 기간: 혈장 5-HT 수준이 정상인 대비 약 60% 낮음, 5-HIAA(주요 대사물)는 약 20% 높음 → 5-HT turnover(합성/분해)가 증가된 상태.
발작 중: 혈장 5-HT가 100% 이상 급증, 5-HIAA는 감소 → 발작 시 5-HT 분해(degradation)가 일시적으로 억제됨.
이는 혈소판(platelet) 5-HT 변화와는 다소 차이가 있으며, 전신(systemic) 대사 이상을 시사합니다.
효소 활동(MAO, PST)도 발작 중 감소하는 경향을 보임.
결론 및 의의
편두통은 만성적인 저세로토닌 상태(low 5-HT disposition)로, 발작 시 5-HT가 상대적으로 증가하는 것은 두통을 완화하려는 방어 기전일 수 있습니다. (원인이 아니라 결과로 해석)
4. 1991: Buzzi MG, Moskowitz MA.
Evidence for 5-HT1B/1D receptors mediating the antimigraine effect of sumatriptan and dihydroergotamine. Cephalalgia 11:165–168 (175회 인용).
기여: 세로토닌 고갈로 인한 삼차혈관계 활성화 → 5-HT1B/1D 수용체 자극으로 억제 가능성을 증명. Triptan 개발의 직접적 과학적 토대.
수마트립탄(sumatriptan)과 dihydroergotamine(DHE)이 편두통 치료에 효과적인 것은 알려져 있었으나, 정확한 수용체 기전이 명확하지 않았습니다. 이 연구는 5-HT1B/1D 수용체가 이들 약물의 항편두통 효과를 매개한다는 직접적인 증거를 제공합니다.
주요 방법 (동물 모델)
쥐(rat)에서 삼차신경절(trigeminal ganglion) 전기 자극을 유발하여 신경성 염증(neurogenic inflammation) 모델 생성.
측정 지표:
경막(dura mater)에서의 혈장 단백질 누출(plasma protein extravasation).
상시상동맥(superior sagittal sinus)에서의 CGRP(calcitonin gene-related peptide) 방출 (편두통 관련 주요 neuropeptide).
주요 결과
DHE와 sumatriptan 전처치: → 삼차신경 자극으로 유발된 경막 내 혈장 단백질 누출을 강력하게 억제. → CGRP 방출도 감소.
수용체 특이성:
5-HT1B/1D 작용제(5-CT, 5-BT, DHE, sumatriptan 등)의 억제 효과가 강력 (효력 순위: 5-CT > 5-BT > DHE > sumatriptan).
5-HT2 및 5-HT3 길항제는 효과 없음.
효과는 경막(dura mater)에 선택적이며, 두개외 조직(extracranial tissues)에는 거의 영향 없음.
결론 5-HT1B/1D 수용체(특히 삼차신경 감각 섬유에 존재하는 presynaptic 수용체)가 신경 펩타이드(CGRP 등) 방출을 억제하고, 신경성 염증을 차단함으로써 sumatriptan과 DHE의 항편두통 효과를 매개
1960년대 후반~1970년대에 세로토닌(5-HT)이 편두통 병태생리에 중요하다는 가설이 큰 관심을 끌었습니다.
Methysergide(세로토닌 길항제)가 최초의 효과적인 편두통 예방제로 사용됨.
발작 시 혈소판 세로토닌 수준이 감소하고, 세로토닌 방출 약물이 발작을 유발한다는 관찰. 그러나 혈중 세로토닌 변화가 약리학적으로 의미가 작다고 판단되어 관심이 줄어들었습니다.
주요 내용 (Raskin의 관점) 이 논평에서는 세로토닌 수용체(subtype) 연구의 부활을 강조합니다. 특히:
5-HT1B/1D 수용체의 발견과 sumatriptan 같은 선택적 작용제의 개발이 편두통 치료의 새로운 시대를 열었다고 평가.
혈중(혈액 내) 세로토닌 변화보다는 중추신경계 및 삼차신경혈관계(trigeminovascular system)에서의 세로토닌 수용체 조절이 더 중요하다고 지적.
Dorsal raphe nucleus(세로토닌 뉴런 기원) 자극이 편두통 유사 두통을 유발한다는 관찰 등 신경학적 증거를 언급.
세로토닌이 혈관 수축, 신경염증 억제, 통증 조절 등 다중 기전에 관여한다고 설명.
결론 및 의의 편두통에서 세로토닌의 역할은 단순한 “혈중 농도 변화”가 아니라, 특정 세로토닌 수용체(subtype, 특히 5-HT1 계열)를 통한 신경혈관 조절에 있다는 현대적 이해를 요약
6. 1993: Ferrari MD, Saxena PR.
On serotonin and migraine: a clinical and pharmacological review. Cephalalgia 13:151–165 (≈300회 인용).
기여: “Migraine patients have chronically low systemic 5-HT”라는 명확한 결론. 고갈 가설을 임상·약리학적으로 종합한 고전적 리뷰.
Abstract 핵심) 편두통 환자는 만성적으로 전신 5-HT(세로토닌) 수준이 낮은(low systemic 5-HT) 상태에 있으며, 이는 일단 발작이 시작되면 편두통 두통이 발생하기 쉽게 ** predisposing(취약하게 만드는)** 요인입니다.
혈소판(platelet) 5-HT 변화 → 원인(causal)이 아니라, 뉴런 수준에서의 비슷한 변화를 반영하는 지표일 뿐.
치료 기전: 혈관 5-HT1 수용체(특히 경막(dural) 혈관벽에 존재) 자극 → 두통 및 동반 증상 완화. → 이 수용체는 아직 정확히 밝혀지지 않은 5-HT1 subtype으로, 5-HT1D와 매우 유사하지만 동일하지 않음. → 혈관 수축(vasoconstriction)을 유발하여 삼차혈관계(trigeminovascular system) 내 감각 신경 섬유의 탈분극을 억제 → 두통 중단. → 부수적으로 vasoactive neuropeptide(CGRP 등) 방출 억제도 관여하나, 이는 2차적으로 임상적으로 덜 중요.
리뷰의 전체적 내용
1960~90년대 초까지의 임상·약리학적 증거를 종합적으로 검토.
Ferrari 본인의 1989년 연구(두통 없는 기간: 5-HT turnover 증가 → 기저 5-HT 낮음 / 발작 중: 일시적 5-HT 상승)와 연계.
혈중 세로토닌 변화 vs. 수용체 수준에서의 역할 구분 강조.
Sumatriptan 등 5-HT1B/1D 작용제의 작용 기전(혈관 수축 + 신경염증 억제)을 당시 최신 지식으로 설명.
편두통 병태생리에서 세로토닌이 발작 유발 취약성과 발작 종료 양쪽에 모두 관여한다는 통합적 관점 제시.
의의 이 리뷰는 triptan 시대 초기에 세로토닌 연구를 체계적으로 정리한 대표적 논문으로, 이후 수많은 triptan 연구와 편두통 가이드라인의 과학적 기반이 되었습니다. “만성 저세로토닌 상태 → 발작 취약성”이라는 Ferrari의 가설을 강력히 지지·확장한 내용
7. 1995–2005: Ferrari MD, Moskowitz MA, Goadsby PJ 등 (5-HT1 수용체 중심 연구)
예: Ferrari (1995) 5-HT1 receptors in migraine; Moskowitz/Buzzi 시리즈.
Migraine is a leading cause of disability in more than one billion people worldwide, yet it remains universally underappreciated, even by individuals with the condition. Among other shortcomings, current treatments (often repurposed agents) have limited efficacy and potential adverse effects, leading to low treatment adherence. After the introduction of agents that target the calcitonin gene-related peptide pathway, another new drug class, the ditans — a group of selective serotonin 5-HT1F receptor agonists — has just reached the international market. Here, we review preclinical studies from the late 1990s and more recent clinical research that contributed to the development of the ditans and led to their approval for acute migraine treatment by the US Food and Drug Administration and the European Medicines Agency.
Key points
Various animal studies have shown that selective agonists for the serotonin 5-HT1F receptor can reduce signals from an activated trigeminovascular system, thereby highlighting the receptor as an attractive target for symptomatic treatment of migraine.
Long-term clinical studies involving two ditans — a group of 5-HT1F agonists — have provided class I evidence that lasmiditan, the first ditan, is both effective and safe in the symptomatic treatment of migraine.
The 5-HT1F receptor is expressed by cells within the brain parenchyma, as well as by the trigeminal neurons, but not in vascular smooth muscle, suggesting that ditans act through neuropeptide release leading to acute headache relief, rather than via potential vasoactive properties, such as vasodilatation.
Dizziness is the most common adverse event of lasmiditan; thus people should not drive for 8 h after taking lasmiditan.
Development of novel ditans that do not cross the blood–brain barrier is expected to result in better tolerability and improved clinical use.
편두통은
전 세계 10억 명 이상의 사람들에게 장애를 일으키는 주요 원인임에도 불구하고,
환자들조차도 이를 제대로 인식하지 못하는 경우가 많습니다.
다른 단점들 가운데,
현재 사용되는 치료제(대부분 다른 질환을 위해 개발된 약물을 재사용한 것)들은
효능이 제한적이고 부작용의 가능성이 있어 치료 순응도가 낮습니다.
칼시토닌 유전자 관련 펩타이드(CGRP) 경로를 표적으로 하는 약물이 도입된 이후,
또 다른 새로운 약물군인 디탄(ditans) — 선택적 세로토닌 5-HT1F 수용체 작용제 — 이 국제 시장에 막 출시되었습니다.
본 리뷰에서는
1990년대 후반의 전임상 연구부터 최근의 임상 연구까지를 정리하여,
디탄 계열 약물의 개발 과정과 미국 FDA 및 유럽 EMA의 급성 편두통 치료제로 승인을 받게 된 배경을 설명합니다.
주요 요점 (Key points)
다양한 동물 연구에서 세로토닌 5-HT1F 수용체에 선택적으로 작용하는 작용제들이 활성화된 삼차혈관계(trigeminovascular system)의 신호를 줄일 수 있음을 보여주었으며, 이는 편두통 증상 치료를 위한 매력적인 표적임을 강조합니다.
두 가지 디탄 계열 약물(5-HT1F 작용제)에 대한 장기 임상 연구는, 첫 번째 디탄인 라스미디탄(lasmiditan)이 편두통 증상 치료에 효과적이며 안전하다는 Class I 근거를 제공했습니다.
5-HT1F 수용체는 뇌 실질 내 세포와 삼차신경(trieminal neurons)에서 발현되지만, 혈관 평활근에서는 발현되지 않습니다. 따라서 디탄은 혈관 확장 등의 혈관활성 작용이 아닌, 신경펩타이드 방출 억제를 통해 급성 두통을 완화하는 것으로 보입니다.
라스미디탄의 가장 흔한 부작용은 어지러움입니다. 따라서 라스미디탄을 복용한 후에는 8시간 동안 운전하지 말아야 합니다.
혈액뇌장벽(BBB)을 통과하지 않는 새로운 디탄 계열 약물의 개발이 이루어지면, 내약성이 개선되고 임상 사용성이 더욱 높아질 것으로 기대됩니다.