인진쑥의 방사선에 의한 산화적 손상에 대한 DNA 방어효과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 $\mu\textrm{g}$/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내었으며, 8-OHdG 형성 정도는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여군에서 높은 방어효과를 나타내었다. 이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하여 독성이 적은 천연물이라는 관점에서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다.
인진쑥의 방사선에 의한 산화적 손상에 대한 DNA 방어효과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 $\mu\textrm{g}$/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내었으며, 8-OHdG 형성 정도는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여군에서 높은 방어효과를 나타내었다. 이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하여 독성이 적은 천연물이라는 관점에서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다.
In the present study, the protective effects of Artemisia capillaris (AC) on the DNA damage induced by $^{60}$ Co ${\gamma}$-rays were evaluated using alkaline single-cell gel electrophoresis (SCGE, comet assay) in the mouse peripheral lymphocytes and micronuclei (MN) formation...
In the present study, the protective effects of Artemisia capillaris (AC) on the DNA damage induced by $^{60}$ Co ${\gamma}$-rays were evaluated using alkaline single-cell gel electrophoresis (SCGE, comet assay) in the mouse peripheral lymphocytes and micronuclei (MN) formation test in the Chinese hamster ovary (CHO) cells. We also investigated the effect of AC on 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) formation in the mouse liver and thymus exposed to ${\gamma}$-ray, The tail moment and the frequency of MN, which were markers of DNA damage in the SCGE and MN formation test, were decreased in the groups treated with AC extract before exposure to 200 cGy of ${\gamma}$-ray. We also observed its activities, lowering 8-OHdG level, an index of oxidative DNA damage, in the groups treated with AC extract before whole body ${\gamma}$-irradiation (800 cGy). It is plausible that scavenging of free radicals by AC may have played an important role in providing the protection against the radiation-induced damage to the DNA. These results indicated that AC protects the DNA damage induced by ${\gamma}$-rays and might be a useful radioprotector, especially since it is a relatively nontoxic product.
In the present study, the protective effects of Artemisia capillaris (AC) on the DNA damage induced by $^{60}$ Co ${\gamma}$-rays were evaluated using alkaline single-cell gel electrophoresis (SCGE, comet assay) in the mouse peripheral lymphocytes and micronuclei (MN) formation test in the Chinese hamster ovary (CHO) cells. We also investigated the effect of AC on 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) formation in the mouse liver and thymus exposed to ${\gamma}$-ray, The tail moment and the frequency of MN, which were markers of DNA damage in the SCGE and MN formation test, were decreased in the groups treated with AC extract before exposure to 200 cGy of ${\gamma}$-ray. We also observed its activities, lowering 8-OHdG level, an index of oxidative DNA damage, in the groups treated with AC extract before whole body ${\gamma}$-irradiation (800 cGy). It is plausible that scavenging of free radicals by AC may have played an important role in providing the protection against the radiation-induced damage to the DNA. These results indicated that AC protects the DNA damage induced by ${\gamma}$-rays and might be a useful radioprotector, especially since it is a relatively nontoxic product.
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문제 정의
방사선 조사에 의한 염색체 손상정도를 측정하기 위하여 시행하였다. Chinese Hamster Ovary(CHO) cell에 시료를 처리하여 3시간 배양한 후 fflCo- / 선을 100 cGy/min의 선량율로 200 cGy 조사하였다.
외 에서 아직 나오지 않고 있다. 이에 본 연구에서 인진쑥의 방사선 장해경감 효과를 살펴보고자 방사선에 의한 DNA 손상 방호효과를 마우스 림프구에서 단세포전기 영동법 (single-cell gel electrophoresis, SCGE; comet assay)과 Chinese hamster ovary(CHO) 세포에서 미소핵 형성시 험 (micronuclei formation test) 그리고 마우스의 간고]■ 흉선 조직 DNA에 서 8~hydroxy-2, -deoxyguanosine (8 OHdG)의 형성정도를 관찰하였다.
제안 방법
각 실험군당 5마리의 마우스를 공시하였으며 방사선은 叱。- / 선을 100 cGy/min의 선량율로 800 cGy를 1회 전신 조사하였다. 시료는 방사선 조사 36시간, 12시간 전에 복강내 로 2회 주사하였다.
방사선 조사 2일 후 마우스를 희생시켜 간 및 융선을 적출하여 genomic DNA purification kit(Pro- mega, Madison, USA)을 이용해 DNA를 추출하였다. 50~ 100 Jig의 DNA를 40 mM sodium acetate(pH 5.0)에 녹여 1 Unit의 nuclease Pl을 처리한 후 37°C에서 30분간 배양하 여 nucleotide monophosphate 형태로 만들고, 1 M Tris-HCl (pH 8.5) 10 UL와 1 Unit의 alkaline phosphatase를 처리한 후 37°C에서 1시간 배양하여 nucleoside 형태로 만들었다. 이 nucleoside mixture를 electrochemical detector(ECD), UV spectrophotometeric dectector(UVD) 및 reverse phase C18 HPLC column (5 Um, 250 x 4.
염색 및 관찰 : 슬라이드를 건조시킨 후 60 虬의 ethidium bromide(20 Ug/mL)로 염색하였다. CCD 카메라가 부착된 형광현미경(Leica, Germany)를 사용하여 515 — 560 nm의 excitation filter와 590 nm의 barrier filter에서 대물렌즈 40 배의 배율로 관찰하였다. 세포의 DNA 손상정도를 이미지분 석 프로그램 (Komet 4.
방사선 조사에 의한 염색체 손상정도를 측정하기 위하여 시행하였다. Chinese Hamster Ovary(CHO) cell에 시료를 처리하여 3시간 배양한 후 fflCo- / 선을 100 cGy/min의 선량율로 200 cGy 조사하였다.
, Korea)를 이용하여.검경용 slide표본을 만들고 건조 후 Gie msa 염색을 하였다.
마우스를 경추탈골로 희생시킨 다음 비장을 무균적으로 적출하여 분리한 마우스 비장림프구를 96-well flat-bot tomed microplate(Corning Co., New York, USA)의 각 well 에 1 x IO*5개씩 분주하고, 시료를 각 농도별로 첨가한 후 37°C, 5% CO2 배양기에서 1일 동안 배양하였다. 배양 후 well 당 10 11L의 MTT(5.
시료는 방사선 조사 36시간, 12시간 전에 복강내 로 2회 주사하였다. 방사선 조사 2일 후 마우스를 희생시켜 간 및 융선을 적출하여 genomic DNA purification kit(Pro- mega, Madison, USA)을 이용해 DNA를 추출하였다. 50~ 100 Jig의 DNA를 40 mM sodium acetate(pH 5.
방사선에 의한 DNA 손상에 따른 염색체 절단에 대한 인진쑥 추출물의 방어효과를 살펴보기 위하여, 인진쑥 추출물을 첨가한 배양액 에서 CHO 세포를 배양하고 방사선을 조사한 다음 세포분열중에 형성된 소핵을 관찰하였다.
방사선에 의한 산화적 DNA 손상의 주요 지표중의 하나 인 8 OHdG의 형성에 대한 인진쑥 추출물의 억제효과를 살펴보기 위하여, 인진쑥 추출물을 투여한 마우스를 방사선 조사한 후 간과 흉선에서 8- OHdG 형성 정도를 관찰하였다. 간에서 측정한 8-OHdG 형성 정도는 105 dG 당 15.
방사선에 의한 산화적 손상에 대한 인진쑥의 DNA 방어효 과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기 영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 Ug/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내었 으며, 8-OHdG 형성 시험 에 서 는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여 마우스에서 높은 방어효과를 관찰할 수 있었다.
, New York, USA)의 각 well 에 1 x IO*5개씩 분주하고, 시료를 각 농도별로 첨가한 후 37°C, 5% CO2 배양기에서 1일 동안 배양하였다. 배양 후 well 당 10 11L의 MTT(5.0 mg/mL)를 가하여 4시 간 더 배양한 후 형성 된 formazan 염을 0.07 N HC1 이 함유된 isopropanol로 완전히 용해시켜, microplate reader(Emax, Molecular Devices, USA)로 560 nm의 파장에서 흡광도를 측정하여 세포생존율 을 계산하였다.
마우스의 말초혈액을 채취하여 Ficoll-Histopaque gra dient 방법(23)으로 림프구를 분리하고 H珥SS로 2회 수세 후 완전배지 에 부유시켰다. 분리된 림프구는 시료처리 후 37°C, 5% CO2 배양기에서 3시간 배양한 다음 한국원자력연구소 저준위 조사실에서 2()0 cGy의 7 -ray를 100 cGy/min의 선량율로 1회 조사하였다. 시료처리 및 방사선 조사된 림프구는 방사선 조사 후 DNA 수복을 차단하기 위하여 전기영동을 시행하기 전까지 4°C로 유지하였다.
세포독성을 나타내지 않는 시료의 농도 범위를 알아보기 위하여 마우스 비장세포에서 3 -(4, 5-dimethyIthiazol-zy 1)- 2, 5 diphenyl-tetrazolium bromide(MTT) assay를 수행하 였다.
세포독성을 나타내지 않는 시료의 농도 범위를 정하기 위하여 마우스 비장 림프구에 인진쑥 추출물을 4, 20, 100, 200, 500 Hg/mL의 농도로 처리 하여 배양한 후 MTT assay를 수행 하였다. 4, 20, 100 Ug/mL의 처리 농도에서 각각 101, 100, 99%의 생존율을 나타내어 세포독성을 보이지 않았으나 200, 500 Rg/mL의 처리 농도에서 는 63, 40%의 생존율로 세포 독성 을 나타내 었다(Fig.
CCD 카메라가 부착된 형광현미경(Leica, Germany)를 사용하여 515 — 560 nm의 excitation filter와 590 nm의 barrier filter에서 대물렌즈 40 배의 배율로 관찰하였다. 세포의 DNA 손상정도를 이미지분 석 프로그램 (Komet 4.0, Kinetic Imaging Ltd., Great Brit- ain)을 통해 60개의 세포를 무작위로 선택하여 분석하였다. DNA 손상정도는 tail 길이와 tail내 DNA 파편(fragment)을 수치화시 킨 tail moment(TM)로 나타내었으며, TM 값이 증가할수록 DNA가 손상을 많이 받은 것을 의미한다.
소핵의 검경 : 소핵은 유침하에서 1, 000배 배율의 현미경으로 기존의 검경 기준(24)을 적용하여 binucleated cell 1, 000 개당 소핵 형성 세포를 계수하였다. 간단히 기술하면, 소핵 은 주핵 에 서 분리된 구형으로 지름이 주핵의 50% 이 하이 며 세포질 내에 존재하여야 하고 빛의 반사와 같은 형상이 없고 염색성이 주핵에 비하여 진하지 않은 것을 소핵으로 판정하 였다.
각 실험군당 5마리의 마우스를 공시하였으며 방사선은 叱。- / 선을 100 cGy/min의 선량율로 800 cGy를 1회 전신 조사하였다. 시료는 방사선 조사 36시간, 12시간 전에 복강내 로 2회 주사하였다. 방사선 조사 2일 후 마우스를 희생시켜 간 및 융선을 적출하여 genomic DNA purification kit(Pro- mega, Madison, USA)을 이용해 DNA를 추출하였다.
5) 10 UL와 1 Unit의 alkaline phosphatase를 처리한 후 37°C에서 1시간 배양하여 nucleoside 형태로 만들었다. 이 nucleoside mixture를 electrochemical detector(ECD), UV spectrophotometeric dectector(UVD) 및 reverse phase C18 HPLC column (5 Um, 250 x 4.6 mm column; Shiseido Co., Tokyo, Japan)0] 부착된 HPLC에 주입하여 deoxyguanosine 은 UVD로 8-OHdG는 ECD로 검출하였다. 표준 8-OHdG 및 dG를 standard로 사용하여 각 물질을 정량하였고 8-OHdG의 함량은 정상 dG IO, 개당의 8-OHdG 개수로 환산하여 표시하였다.
3)를 붓고 20분간 정치시켜 DNA의 양가닥이 풀리게 한 다음 25 V, 300 mA에서 20분간 전기 영동을 시행 하였다. 이상의 모든 과정은 추가적인 DNA 손상을 막기 위해 어두운 조명 상태에서 수행하였다. 고알칼리 상태를 중화시 키기 위해 Tris buffer(0.
인진쑥 추출물을 첨가하여 배양한 림프구를 방사선 조사한 후DNA 외가닥절단에 미치는 인진쑥의 영향을 단세포전 기 영 동분석 으로 살펴 보았다.
인진쑥의 방사선에 의한 산화적 손상에 대한 DNA 방어 효과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기 영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 )ig/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내 었으며 , 8-OHdG 형성 정도는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여군에서 높은 방어효과를 나타내 었다.
5 M NaCl, 100 mM EDTA, 10 mM Tris, 1% Triton X-100, 10% DMSO, pH 10)에 담구어 4°C에서 1시간동안 유지하면서 세포를 용해시켰다. 전기영동 : 증류수로 슬라이드에 남아 있는 염을 닦은 후 슬라이드를 전기 영동기 (Agagel Maxi, Biometra, Germany) 에 올려놓고 Electrophoretic buff er (300 mM NaOH, 1 mM EDTA, pH>12.3)를 붓고 20분간 정치시켜 DNA의 양가닥이 풀리게 한 다음 25 V, 300 mA에서 20분간 전기 영동을 시행 하였다. 이상의 모든 과정은 추가적인 DNA 손상을 막기 위해 어두운 조명 상태에서 수행하였다.
, Tokyo, Japan)0] 부착된 HPLC에 주입하여 deoxyguanosine 은 UVD로 8-OHdG는 ECD로 검출하였다. 표준 8-OHdG 및 dG를 standard로 사용하여 각 물질을 정량하였고 8-OHdG의 함량은 정상 dG IO, 개당의 8-OHdG 개수로 환산하여 표시하였다.
대상 데이터
서울의 경동시장에서 구입한 인진쑥(Artemisia capillaris) 100 g 에 1, 000 mL의 증류수를 가하여 추출기 (DWP-1800T, 대웅약탕기, Korea)에서 8시간 중탕 주줄한 뒤 고형분을 제거하고, 현탁액을 l, 000xg에서 10분간 원심분리시켰다. 상층액을 여과지로 여과하고 여과액을 감압농축기 (VV2000, Heidolph, Germany)로 농축한 다음 동결 건조하여 시료로 사용하였다.
실험동물은 대한바이오링크에서 분양받은 생후 5주령의 ICR계 수컷 생쥐를 22 + 1°C의 실내온도와 12시간 주기의 조명이 유지되는 사육실에서 2주간 적응시킨 후 사용하였다. 실험동물용 펠렛사료(삼양사료)와 물은 자유로이 섭식 하도록 하였다.
실험에 사용한 세포 배양액은 RPMI 1640(GIBCO BRL; Grand Island Co., NY., USA)에 2 mg/mL sodium bicar- bonate(GIBCO), 2 x 10 2 M HEPES buffer(GIBCO), 10% 우 태아혈청 (Fetal bovine serum, FBS; GIBCO), 100 Ug/mL penicillin(GIBCO), 100 Ug/mL streptomycin(GIBCO), 5x 10 ° M 2-mercaptoethanoKSigma Chemical Co., St. Louis, USA)를 첨가하여 완전배지로 사용하였다.
이론/모형
방사선 조사에 의한 혈액 림프구의 DNA 손상정도를 측정하기 위하여 Singh 등(22)의 방법에 준해 시행하였다. 마우스의 말초혈액을 채취하여 Ficoll-Histopaque gra dient 방법(23)으로 림프구를 분리하고 H珥SS로 2회 수세 후 완전배지 에 부유시켰다. 분리된 림프구는 시료처리 후 37°C, 5% CO2 배양기에서 3시간 배양한 다음 한국원자력연구소 저준위 조사실에서 2()0 cGy의 7 -ray를 100 cGy/min의 선량율로 1회 조사하였다.
방사선 조사에 의한 혈액 림프구의 DNA 손상정도를 측정하기 위하여 Singh 등(22)의 방법에 준해 시행하였다. 마우스의 말초혈액을 채취하여 Ficoll-Histopaque gra dient 방법(23)으로 림프구를 분리하고 H珥SS로 2회 수세 후 완전배지 에 부유시켰다.
방사선 조사후 DNA의 산화적 손상의 지표로써 생체조직 의 DNA에서 8-OHdG의 함량을 Floyd 등(25)의 방법에 준하여 정량하였다.
성능/효과
76개로 증가되었다. 30 mg/kg B.W.(p<0.05) 및 70 mg/ kg B.W.(p<0.01) 용량의 시료투여군에서 유의적인 8-OHdG 형성 억제효과를 관찰할 수 있었으며, 30 mg/kg B.W. 투여군에서 보다 높은 억제효과를 나타내었다(Table 2).
세포독성을 나타내지 않는 시료의 농도 범위를 정하기 위하여 마우스 비장 림프구에 인진쑥 추출물을 4, 20, 100, 200, 500 Hg/mL의 농도로 처리 하여 배양한 후 MTT assay를 수행 하였다. 4, 20, 100 Ug/mL의 처리 농도에서 각각 101, 100, 99%의 생존율을 나타내어 세포독성을 보이지 않았으나 200, 500 Rg/mL의 처리 농도에서 는 63, 40%의 생존율로 세포 독성 을 나타내 었다(Fig. 1). 따라서 세포독성 을 나타내 지 않 는 100 Ug/mL 이하의 농도에서 실험을 수행하였다.
방사선에 의한 산화적 DNA 손상의 주요 지표중의 하나 인 8 OHdG의 형성에 대한 인진쑥 추출물의 억제효과를 살펴보기 위하여, 인진쑥 추출물을 투여한 마우스를 방사선 조사한 후 간과 흉선에서 8- OHdG 형성 정도를 관찰하였다. 간에서 측정한 8-OHdG 형성 정도는 105 dG 당 15.0 + 2.38개 였고, 방사선 조사군에서는 105 dG 당 26.7±4.31개로 증가되 었匸방사선 조사 전 30 mg/kg B.W. 용량의 시료 투여군에 서 10'5 dG 당 15.1 ±207개 로 유의적 인 억제 효과를 나타내었다 (p<0, 05).
인진쑥의 방사선에 의한 산화적 손상에 대한 DNA 방어 효과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기 영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 )ig/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내 었으며 , 8-OHdG 형성 정도는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여군에서 높은 방어효과를 나타내 었다. 이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하여 독성이 적은 천연물이라는 관점에서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다.
방사선에 의한 산화적 손상에 대한 인진쑥의 DNA 방어효 과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기 영동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 Ug/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내었 으며, 8-OHdG 형성 시험 에 서 는 간과 흉선 모두 30 mg/kg 농도 투여 마우스에서 높은 방어효과를 관찰할 수 있었다. 대부분의 방사선 방호제가 자유라디칼 소거제로 작용하여 산화적 손상을 억제한다는 보고(36, 37)와 인진쑥의 라디칼 소거 효과에 관한 보고(34, 35)에 근거하여 볼 때, 자유라디칼 소거작용이 인진쑥의 방사선 장해 경감효과에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.
마우스 림프구에서 방사선에 의한 DNA 외가닥 절단정도 를 측정한 결과, TM 값은 정 상대조군에서 2.02土0.11 이 었고 방사선조사군의 경우 8.54±0.21로 증가되었다. 인진쑥추출 물 처리 군의 경 우 25, 50, 100 Ug/mL 농도에서 각각 5.
21로 증가되었다. 인진쑥추출 물 처리 군의 경 우 25, 50, 100 Ug/mL 농도에서 각각 5.80 + 0.17, 5.28士0.1& 6.08土0.24로서 DNA 외가닥절단에 대한 인진쑥 추출물의 유의한 억제효과를 관찰할 수 있었으며(p< 0.01), 50 Hg/mL의 농도에서 50.04%의 가장 높은 DNA 손상 억제효과를 나타내었다(Fig. 2).
후속연구
이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였 고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하 여 독성이 적은 천연물이라는 관점에 서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다.
이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였 고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하 여 독성이 적은 천연물이라는 관점에 서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다.
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