Effects of Aloe and Opuntia Extracts on Induced Gastric Lesions and the Application of Image Analysis on Ulcers : 알로에 및 천년초 추출물의 위궤양 보호 효과와 이미지 프로그램을 적용한 위궤양 분석원문보기
위(Gastric)는 인간의 중요한 장기 요소 중 하나이고, 위궤양은 모든 인간의 건강에 큰 영향을 미친다. 우리나라의 헬리코박터 파일로리 보균자는 성인 기준 40%에 육박하다. WHO는 이를 1급 발암물질로 지정하였다. 연구진은 알코올과 지질 다당류 (LPS)를 사용하여 ...
위(Gastric)는 인간의 중요한 장기 요소 중 하나이고, 위궤양은 모든 인간의 건강에 큰 영향을 미친다. 우리나라의 헬리코박터 파일로리 보균자는 성인 기준 40%에 육박하다. WHO는 이를 1급 발암물질로 지정하였다. 연구진은 알코올과 지질 다당류 (LPS)를 사용하여 만성 위염 치료를 연구 및 개발하고, 또한 천년초 추출물을 이용하여 실험을 진행하였다. 이 약물은 인도메타신과 같은 동물실험에서 인위적으로 스트레스를 유발하는 Water immersion restraint stress (WIRS) 테스트를 통해, 궤양을 일으켜 샘플을 처리하여, 그 결과를 관찰하였다. 또한, 이 실험은 손상된 위궤양에 샘플 군을 처리하였더니 얼마만큼 억제가 되었는지 확인하고, 위 손상 치료에 영향을 미치는 다양한 요인을 모니터링하였다. 알로에 및 천년초 추출물은 다양한 생리 활성이 연구되어왔고, 이를 이용하여 가공식품 제조에도 연구되어왔다. 본 연구에서는 알로에 및 천년초 추출물이 위궤양 완화 활성에 주안을 두고, 어떠한 방법으로 생리 활성이 나타나는지를 에탄올로 유도된 위궤양 마우스 모델을 이용하여 평가하였다. 그 결과, 알코올로 유도된 궤양 사진을 이미지 어날리시스를 접목해 이분법으로 나눠서 확인 한 결과, 천년초 샘플 군에서 대조군인 Omeprazole과 거의 동등한 약 90% 이상의 효과가 있는 것을 확인하였다. 위의 실험을 토대로 매신져 RNA실험도 진행하였는데, 컨트롤이 되는 부분에 조직이 대미지를 입어 괴사가 되었는데, 샘플을 처리하였더니, 조직이 약 80% 이상 다시 재생이 된 것을 확인할 수 있다. 또한, 위 조직에서의 mRNA 발현을 RT-PCR을 이용하여 정량적으로 측정한 결과 MUC5AC는 유발 군에서 30%까지 감소되었으나, 대조군인 Omeprazol에서 135%, 천년초 샘플에서는146%까지 활성이 증가된 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 알로에와 마찬가지로 천년초 추출물 또한 뛰어난 위궤양 완화 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 천년초 추출물을 이용하여 다양한 제품화에 기여할 것으로 판단된다. 또한, 분석 방법을 달리하여, 다양한 방법으로 위궤양을 보다 신속/ 정확히 진단하기 위해 Image analysis software (ImageJ)를 적용하여 다르게 결론을 도출해 보았다. 샘플 중 몇 가지를 imageJ 해본 결과에 의하면, 의료진이 직접 스코어링 한 것과 비교해 봤더니 우리가 적용한 ImageJ 실험에서 만족한 결과를 얻었다. 경북대학교 의과대학교의 의료진이 정상, 초기, 중증 이렇게 몇 가지를 구분하고, 그 사진을 우리가 다시 이미지 분석 했을 때, 정상은 0~5%, 초기 5~20%, 중증 20~80%로 이렇게 수치화 된 것을 확인할 수 있었다. 그 결과, 내과 전문의가 분류한 위궤양의 정도와 그 값을 영상 분석을 통해 분류해 봤는데, 전문가가 정상으로 판단한 위궤양 사진의 RGB 값은 정상(none) 247, 경증(mild) 233, 중증(severe) 206으로 나타났다. 따라서 전문가의 위궤양 진단에 따라 측정한 영상 분석 값이 명확하게 구분된다. 결론적으로 이미지 분석이 의사와 동등한 진단 정확도로 위 병변을 식별할 수 있음이 입증되었다. 이를 뒷받침하기 위해 추가적으로 빛을 밝기를 달리하여 추가로 실험을 진행하였다. 데이터를 분석해 본 결과, 처음 관찰하여 얻은 사진을 Medium (value100)로 두고, 이들을 white balance로 맞추어 각각 high, Medium, Minimum으로 구분하였다. 기본적으로, 빛이 밝을수록 홍반의 관찰이 더 용이할 것으로 여겨지나, 이처럼 brightness를 밝게 조절한 경우는 오히려 original에 비해 오류가 많았다. 이는, 정상 부위에서의 redness 차이가 도드라지기 때문에 나타나는 현상으로 생각된다. 또한, brightness를 어둡게 한 경우, 전반적으로 홍반으로 인식되는 부위가 넓어지는 것을 확인하였다. 이는 촬영 시 빛을 받지 못하여 생기는 단차에 의해서 생긴 오류 일 것으로 추측됩니다. 일부 Original 사진도 밝기가 최적화되어 있지 않았기에 분석에 오류가 생긴 것으로 판단되며, 임상 관찰 시에 적절한 빛에 의한 데이터를 확보한다면, 보다 정확한 값을 나타낼 것으로 기대된다. 위의 실험을 종합해보면, Image analysis를 이용해서 인체의 위궤양 환자에 한해서 보다 신속하고, 쉽게 스크리닝 가능하다는 것을 확인 할 수 있다. 어떻게 분석을 하면, 보다 효과적이고 정확하게 할 수 있는지 그 기준점을 잡아서 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료되며, 또한, 향후 의료계에서 의사들과 상호 보완적인 역할을 할 것이며, 의사의 진단 능력을 향상시켜주는 조력자 역할을 할 것으로 기대된다.
위(Gastric)는 인간의 중요한 장기 요소 중 하나이고, 위궤양은 모든 인간의 건강에 큰 영향을 미친다. 우리나라의 헬리코박터 파일로리 보균자는 성인 기준 40%에 육박하다. WHO는 이를 1급 발암물질로 지정하였다. 연구진은 알코올과 지질 다당류 (LPS)를 사용하여 만성 위염 치료를 연구 및 개발하고, 또한 천년초 추출물을 이용하여 실험을 진행하였다. 이 약물은 인도메타신과 같은 동물실험에서 인위적으로 스트레스를 유발하는 Water immersion restraint stress (WIRS) 테스트를 통해, 궤양을 일으켜 샘플을 처리하여, 그 결과를 관찰하였다. 또한, 이 실험은 손상된 위궤양에 샘플 군을 처리하였더니 얼마만큼 억제가 되었는지 확인하고, 위 손상 치료에 영향을 미치는 다양한 요인을 모니터링하였다. 알로에 및 천년초 추출물은 다양한 생리 활성이 연구되어왔고, 이를 이용하여 가공식품 제조에도 연구되어왔다. 본 연구에서는 알로에 및 천년초 추출물이 위궤양 완화 활성에 주안을 두고, 어떠한 방법으로 생리 활성이 나타나는지를 에탄올로 유도된 위궤양 마우스 모델을 이용하여 평가하였다. 그 결과, 알코올로 유도된 궤양 사진을 이미지 어날리시스를 접목해 이분법으로 나눠서 확인 한 결과, 천년초 샘플 군에서 대조군인 Omeprazole과 거의 동등한 약 90% 이상의 효과가 있는 것을 확인하였다. 위의 실험을 토대로 매신져 RNA실험도 진행하였는데, 컨트롤이 되는 부분에 조직이 대미지를 입어 괴사가 되었는데, 샘플을 처리하였더니, 조직이 약 80% 이상 다시 재생이 된 것을 확인할 수 있다. 또한, 위 조직에서의 mRNA 발현을 RT-PCR을 이용하여 정량적으로 측정한 결과 MUC5AC는 유발 군에서 30%까지 감소되었으나, 대조군인 Omeprazol에서 135%, 천년초 샘플에서는146%까지 활성이 증가된 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 알로에와 마찬가지로 천년초 추출물 또한 뛰어난 위궤양 완화 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 천년초 추출물을 이용하여 다양한 제품화에 기여할 것으로 판단된다. 또한, 분석 방법을 달리하여, 다양한 방법으로 위궤양을 보다 신속/ 정확히 진단하기 위해 Image analysis software (ImageJ)를 적용하여 다르게 결론을 도출해 보았다. 샘플 중 몇 가지를 imageJ 해본 결과에 의하면, 의료진이 직접 스코어링 한 것과 비교해 봤더니 우리가 적용한 ImageJ 실험에서 만족한 결과를 얻었다. 경북대학교 의과대학교의 의료진이 정상, 초기, 중증 이렇게 몇 가지를 구분하고, 그 사진을 우리가 다시 이미지 분석 했을 때, 정상은 0~5%, 초기 5~20%, 중증 20~80%로 이렇게 수치화 된 것을 확인할 수 있었다. 그 결과, 내과 전문의가 분류한 위궤양의 정도와 그 값을 영상 분석을 통해 분류해 봤는데, 전문가가 정상으로 판단한 위궤양 사진의 RGB 값은 정상(none) 247, 경증(mild) 233, 중증(severe) 206으로 나타났다. 따라서 전문가의 위궤양 진단에 따라 측정한 영상 분석 값이 명확하게 구분된다. 결론적으로 이미지 분석이 의사와 동등한 진단 정확도로 위 병변을 식별할 수 있음이 입증되었다. 이를 뒷받침하기 위해 추가적으로 빛을 밝기를 달리하여 추가로 실험을 진행하였다. 데이터를 분석해 본 결과, 처음 관찰하여 얻은 사진을 Medium (value100)로 두고, 이들을 white balance로 맞추어 각각 high, Medium, Minimum으로 구분하였다. 기본적으로, 빛이 밝을수록 홍반의 관찰이 더 용이할 것으로 여겨지나, 이처럼 brightness를 밝게 조절한 경우는 오히려 original에 비해 오류가 많았다. 이는, 정상 부위에서의 redness 차이가 도드라지기 때문에 나타나는 현상으로 생각된다. 또한, brightness를 어둡게 한 경우, 전반적으로 홍반으로 인식되는 부위가 넓어지는 것을 확인하였다. 이는 촬영 시 빛을 받지 못하여 생기는 단차에 의해서 생긴 오류 일 것으로 추측됩니다. 일부 Original 사진도 밝기가 최적화되어 있지 않았기에 분석에 오류가 생긴 것으로 판단되며, 임상 관찰 시에 적절한 빛에 의한 데이터를 확보한다면, 보다 정확한 값을 나타낼 것으로 기대된다. 위의 실험을 종합해보면, Image analysis를 이용해서 인체의 위궤양 환자에 한해서 보다 신속하고, 쉽게 스크리닝 가능하다는 것을 확인 할 수 있다. 어떻게 분석을 하면, 보다 효과적이고 정확하게 할 수 있는지 그 기준점을 잡아서 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료되며, 또한, 향후 의료계에서 의사들과 상호 보완적인 역할을 할 것이며, 의사의 진단 능력을 향상시켜주는 조력자 역할을 할 것으로 기대된다.
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