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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 이미 개발된 건조 우주비빔밥의 안전성을 검토할 목적으로 고선량(30 kGy) 조사된 건조 우주 비빔밥을 ICR 마우스에 3개월간 섭취시킨 다음 독성평가를 수행하였다.
- 본 연구는 건조우주비빔밥의 안전성을 확보하기 위해서 고선량(30 kGy) 조사된 건조우주비빔밥을 ICR 마우스에 3개월간 섭취시킨 다음 독성평가를 수행하였다. 비조사 시료 및 30 kGy 조사 비빔밥을 암수 마우스에 투여를 한 결과 시험기간 동안 시험물질에 의한 임상증상이나 폐사 동물은 나타나지 않았으며, 체중 변화, 사료섭취량 및 주요 장기 무게도 대조군에 비해 차이를 보이지 않았다.
제안 방법
- 3 kGy이었다. 30 kGy 감마선 조사한 비빔밥은 비조사대조시료와 함께 냉장 저장하면서 3개월간 독성 시험을 실시하였다.
- 7일간의 검역 및 순화과정을 거친 뒤, 체중감소가 없는 건강한 동물을 선별하여 무작위법으로 군을 분리하였다. 시험동물은 각 군에 암수 각 8마리를 사용하여 3개의 시험군으로 나누었다.
- 사육이 끝난 실험동물을 12시간 동안 절식시키고 에테르로 마취시킨 후 경추 탈골법에 의하여 도살하였다. 간, 비장, 신장, 고환, 난소, 폐, 심장은 혈액채취 후 즉시 적출하여 생리식염수로 세척하고 여과지로 표면의 수분을 제거한 다음 무게를 측정하였다. 장기 및 혈청의 시료는 분석 전까지 -70℃ 냉동고에 보관하였다.
- 부검당일에 안와 채혈을 통해 EDTA-2K가 코팅된 튜브(Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)에 혈액을 채취한 후 자동혈구계측장치(HEMA VET 950, Drew Inc, Cumbria, UK)를 이용하여 총 백혈구 수(white blood cell, WBC), 호중구(neutrophil), 림프구(lymphocyte), 단핵구(monocyte), 호산구(eosinophil), 호염구(basophil) 수를 측정하였다. 나아가, 총 적혈구 수(red blood cell, RBC), 헤모글로빈 함량(hemoglobin, Hb), 혈중 적혈구 비율(hematocrit, HCT), 평균 적혈구 용적(mean corpuscular volume, MCV), 평균 헤모글로빈 함유량(mean corpuscular hemoglobin, MCH), 평균 헤모글로빈 농도(mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC), 적혈구 크기 분포폭(red blood cell distribution width, RDW), 혈소판 수(platelet, PLT), 평균 혈소판 용적(mean plasma volume, MPV)도 측정하였다.
- 밥 50%, 고추장 12.5%, 콩나물 7.5%, 쇠고기 5%, 미나리 5%, 도라지 4.5%, 고사리 4%, 표고버섯 4%, 당근 2.5%, 오이 2.5%, 무채 2.5%로 구성된 비빔밥을 잘 섞어 -20℃로 급속 동결한 다음 동결 건조하여 진공포장한 후 30 kGy의 흡수선량이 되도록 감마선조사하여 건조우주비빔밥을 제조하였다. 이때 감마선 조사는 Co-60 방사선 조사시설(IR-79, Nordion International Ltd.
- 부검 당일 채취된 혈액에서 분리한 혈청을 혈액생화학 분석기기(KoneLab 20, Thermo Fisher Scientific, Waltham, Finland)를 이용하여 알부민(albumin, ALB), alkaline phosphatase(ALP), alanine aminotransferase(ALT), aspartate aminotransferase(AST), blood urea nitrogen(BUN), 콜레스테롤(cholesterol, CHOL), creatinine(CREA), bilirubin direct(D-BIL), 포도당(glucose, GLUC), 총 빌리루빈(total bilirubin, T-BIL), 중성지방(triglycerides, TG), 총 단백질(total protein, TP)을 측정하였다.
- 부검당일에 안와 채혈을 통해 EDTA-2K가 코팅된 튜브(Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)에 혈액을 채취한 후 자동혈구계측장치(HEMA VET 950, Drew Inc, Cumbria, UK)를 이용하여 총 백혈구 수(white blood cell, WBC), 호중구(neutrophil), 림프구(lymphocyte), 단핵구(monocyte), 호산구(eosinophil), 호염구(basophil) 수를 측정하였다. 나아가, 총 적혈구 수(red blood cell, RBC), 헤모글로빈 함량(hemoglobin, Hb), 혈중 적혈구 비율(hematocrit, HCT), 평균 적혈구 용적(mean corpuscular volume, MCV), 평균 헤모글로빈 함유량(mean corpuscular hemoglobin, MCH), 평균 헤모글로빈 농도(mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC), 적혈구 크기 분포폭(red blood cell distribution width, RDW), 혈소판 수(platelet, PLT), 평균 혈소판 용적(mean plasma volume, MPV)도 측정하였다.
- 사료 및 물은 각 사육 상자의 사료통과 음수통에 사육하는 마우스가 충분히 먹을 수 있도록 공급하였다. 사료 섭취량 및 음수량을 측정하기 위해 사료의 공급량과 잔량, 물의 공급량과 잔량을 일주일간씩 통계분석 하였다.
- 즉, AIN93G 식이를 기본으로 투여한 대조군과 감마선 비조사(0 kGy) 건조우주비빔밥 투여 시험군, 고선량(30 kGy) 조사 건조우주비빔밥 투여 시험군으로 구성하였다. 사료는 각각의 필수영양소들을 AIN93G 규격에 맞게 혼합하여 pellet을 만들어 3개월간 자유로이 섭취시켰고, 필터와 유수 살균기를 이용하여 여과․살균된 정제수를 자유급식 시켰다. 단, 건조우주비빔밥 투여 시험군의 경우에는 AIN93G 식이를 기본으로 corn starch, dextrose 및 cellulose의 양을 조정하여 총 열량을 동일하게 조성한 pellet을 만들어 사용하였다(Table 1).
- 시험 기간 중 모든 동물의 체중은 투여개시 전에 실시하였으며, 투여 후 90일까지의 체중을 매주 일회 측정하였다. 사료 및 물은 각 사육 상자의 사료통과 음수통에 사육하는 마우스가 충분히 먹을 수 있도록 공급하였다.
- 실험동물은 온도 20.9∼22.6℃, 상대습도 45∼55%, 환기회수 및 방식 10∼15회/시간, 전배기방식, 조명시간 12시간(08:00∼20:00) 및 조도 150∼300 Lux로 설정된 사육환경에서 폴리카보네이트 사육상자(278X420X200 mm, Three-Shine Inc., Kumsan, Korea)에 2∼3마리씩 수용하였다.
- 5%로 구성된 비빔밥을 잘 섞어 -20℃로 급속 동결한 다음 동결 건조하여 진공포장한 후 30 kGy의 흡수선량이 되도록 감마선조사하여 건조우주비빔밥을 제조하였다. 이때 감마선 조사는 Co-60 방사선 조사시설(IR-79, Nordion International Ltd., Ontario, Canada)을 이용하여 실온에서 시간당 10 kGy의 선량률로 조사하였으며, 흡수선량 확인은 Alanine dosimeter(5 mm, Bruker Instruments, Rheeinstetten, Germany)를 사용하였다. 이때 흡수선량의 오차는 ±0.
- 병리학적 조직검사를 위해 우선 장기를 육안으로 관찰한 결과 모든 동물에서 장기의 형태, 크기, 색조, 경도 및 기타 병변 등의 육안적 이상 소견을 관찰할 수 없었다. 이에 따라 간장 및 신장을 채취하여 4% 포르말린에 고정 후 조직을 관찰하였다. 간의 경우 대조군, 비조사 시료 투여군 및 30 kGy 조사 시료 투여군 모두에서 염증, 괴사, bilirubin 침착 및 iron 침착 등의 병적인 변화를 보이지 않았고, 간세포의 구조도 모두 정상이었다.
- 조직학적 검사를 위하여 간과 신장을 4% 파라포름알데하이드 용액에 고정시킨 후, 일반적인 조직처리과정을 거쳐 파라핀 포매를 하였다. 포매된 각 조직은 마이크로톰(Lecia RM2255, Lecia, Wetzlar, Germany)으로 7 μm 박절한 후 hematoxylin & eosin 염색을 실시하여 광학현미경(Axioimager M1, Carlziess, Niedersachsen, Germany)으로 관찰하였다.
- 시험동물은 각 군에 암수 각 8마리를 사용하여 3개의 시험군으로 나누었다. 즉, AIN93G 식이를 기본으로 투여한 대조군과 감마선 비조사(0 kGy) 건조우주비빔밥 투여 시험군, 고선량(30 kGy) 조사 건조우주비빔밥 투여 시험군으로 구성하였다. 사료는 각각의 필수영양소들을 AIN93G 규격에 맞게 혼합하여 pellet을 만들어 3개월간 자유로이 섭취시켰고, 필터와 유수 살균기를 이용하여 여과․살균된 정제수를 자유급식 시켰다.
- 투여 당일은 투여 후 1시간부터 6시간째까지 관찰하였고, 투여 다음날부터 90일 까지는 매일 1회 모든 동물에 대해 일정한 시간에 일반 증상 및 중독 증상, 사망의 유무를 전 실험 기간 동안 관찰하였으며, 이상증상 및 정도를 개별적으로 기록하였다.
- 투여 후 90일간의 투여 및 관찰기간이 종료된 후에 모든 실험동물을 Ketamin(Yuhan Corporation, Seoul, Korea)으로 근육마취 시킨 후, 육안으로 각종장기의 소견을 관찰하였다.
- 포매된 각 조직은 마이크로톰(Lecia RM2255, Lecia, Wetzlar, Germany)으로 7 μm 박절한 후 hematoxylin & eosin 염색을 실시하여 광학현미경(Axioimager M1, Carlziess, Niedersachsen, Germany)으로 관찰하였다.
대상 데이터
- , Pyeongtaek, Korea)으로부터 구입하였다. 7일간의 검역 및 순화과정을 거친 뒤 체중감소가 없는 건강한 동물을 선별하여 시험에 사용하였다. 실험동물은 온도 20.
- 시험동물은 6주령의 특정병원체 부재(specific pathogen free)의 ICR 계열 마우스를 (주)코아텍(Koatech Laboratory Animal Research Co., Pyeongtaek, Korea)으로부터 구입하였다. 7일간의 검역 및 순화과정을 거친 뒤 체중감소가 없는 건강한 동물을 선별하여 시험에 사용하였다.
- 7일간의 검역 및 순화과정을 거친 뒤, 체중감소가 없는 건강한 동물을 선별하여 무작위법으로 군을 분리하였다. 시험동물은 각 군에 암수 각 8마리를 사용하여 3개의 시험군으로 나누었다. 즉, AIN93G 식이를 기본으로 투여한 대조군과 감마선 비조사(0 kGy) 건조우주비빔밥 투여 시험군, 고선량(30 kGy) 조사 건조우주비빔밥 투여 시험군으로 구성하였다.
데이터처리
- 이상의 실험에서 얻어진 결과는 Statistical Package for Social Sciences 10.0을 이용하여 one way ANOVA 분석을 하였으며 시료간의 유의성은 Duncan's multiple range test로 p<0.05 수준에서 비교하였다.
이론/모형
- 사육이 끝난 실험동물을 12시간 동안 절식시키고 에테르로 마취시킨 후 경추 탈골법에 의하여 도살하였다. 간, 비장, 신장, 고환, 난소, 폐, 심장은 혈액채취 후 즉시 적출하여 생리식염수로 세척하고 여과지로 표면의 수분을 제거한 다음 무게를 측정하였다.
성능/효과
- 30 kGy 감마선 조사된 비빔밥을 마우스에 투여한 후 각 군의 체중 변화와 시료섭취량 결과를 Table 2에 나타내었다. 고선량 조사 비빔밥 분말을 3개월간 투여한 모든 시험군에서 정상적인 체중 증가가 관찰되었으며, 대조군 및 비조사 시료 투여군과 비교해 볼 때 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 2). 또한 식이섭취량 역시 대조군에 비해 비조사 시료 투여군 및 30 kGy 조사 시료 투여군 모두 암수 모두 통계적 유의성을 나타내지 않았다.
- 30 kGy로 감마선 조사된 비빔밥을 90일간 투여한 후 혈액 생화학 측정기기를 이용하여 혈청을 분석한 결과를 Table 6에 나타내었다. 그 결과 알부민, ALP, ALT, AST, BUN, 콜레스테롤, creatinine, bilirubin direct, 포도당, 총 빌리루빈, 중성지방, 총 단백질 모두 암수 대조군 및 30 kGy 감마선 조사 비빔밥 투여군 모두 정상 수치를 나타내어 혈청 생화학적인 측면에서도 문제를 야기하지 않음을 관찰할 수 있었다.
- 병리조직학적 검사 역시 간 및 신장 모두 정상적인 구조를 유지하고 있었으며 염증, 괴사 등의 유의할 만한 병적 변화도 관찰되지 않았다. 따라서 30 kGy로 감마선 조사된 건조우주비빔밥은 암수 마우스에 3개월간 섭취시켜도 본 시험조건에서는 독성이 없는 것으로 판명되었다.
- 고선량 조사 비빔밥 분말을 3개월간 투여한 모든 시험군에서 정상적인 체중 증가가 관찰되었으며, 대조군 및 비조사 시료 투여군과 비교해 볼 때 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 2). 또한 식이섭취량 역시 대조군에 비해 비조사 시료 투여군 및 30 kGy 조사 시료 투여군 모두 암수 모두 통계적 유의성을 나타내지 않았다. 주요 장기에 미치는 영향을 조사하기 위해 부검한 결과, 암수 모든 군의 장기에서 유의성 있는 변화나 시험물질 섭취로 인한 특이할 만한 해부학적 이상증상은 관찰되지 않았다.
- 05). 또한 총 적혈구수, 헤모글로빈, 혈중 적혈구 비율, 평균 적혈구 용적, 평균 헤모글로빈 함유량, 평균 헤모글로빈 농도, 적혈구 크기 분포폭 및 혈소판도 모두 정상치를 나타내었다(Table 5).
- 본 연구는 건조우주비빔밥의 안전성을 확보하기 위해서 고선량(30 kGy) 조사된 건조우주비빔밥을 ICR 마우스에 3개월간 섭취시킨 다음 독성평가를 수행하였다. 비조사 시료 및 30 kGy 조사 비빔밥을 암수 마우스에 투여를 한 결과 시험기간 동안 시험물질에 의한 임상증상이나 폐사 동물은 나타나지 않았으며, 체중 변화, 사료섭취량 및 주요 장기 무게도 대조군에 비해 차이를 보이지 않았다. 혈액학적 검사 및 혈청학적 검사 모두 정상적인 수치를 나타냈다.
- 시험 전 기간 동안 대조군을 포함하여 암수 모든 투여군에서 사망동물은 관찰되지 않았으며, 임상증상을 관찰한 결과 비조사(0 kGy) 건조우주비빔밥 섭취 및 고선량(30 kGy) 조사 건조우주비빔밥 섭취에 기인한 이상증상은 관찰되지 않았다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 30 kGy로 조사된 건조우주 비빔밥을 3개월간 암수 마우스에 섭취시켜도 독성이 없는 것으로 판단되며, 이는 감마선 조사가 돌연변이, 만성독성 및 우성 치사 등을 유발하지 않는다는 여러 연구와 잘 일치하는 결과였다(12-15).
- 또한 식이섭취량 역시 대조군에 비해 비조사 시료 투여군 및 30 kGy 조사 시료 투여군 모두 암수 모두 통계적 유의성을 나타내지 않았다. 주요 장기에 미치는 영향을 조사하기 위해 부검한 결과, 암수 모든 군의 장기에서 유의성 있는 변화나 시험물질 섭취로 인한 특이할 만한 해부학적 이상증상은 관찰되지 않았다. 장기무게 측정 결과에서도 간장, 신장 및 비장 등의 무게 변화는 통계적 유의성을 나타내지 않았다(p<0.
- 총 백혈구 수, 호중구, 림프구, 단핵구, 호산구 및 호염구는 대조군과 비교해 비조사 시료 투여군 및 30 kGy 조사 시료 투여군 모두 유의적 차이를 나타내지 않았다(p<0.05).
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