[논문]먹이제한과 단기 수온하강 조건에서 넙치의 스트레스 반응과 생리학적 대사활성 변화

명정인; 강덕영; 김효찬; 이정호; 노재구; 김현철

먹이제한과 단기 수온하강 조건에서 넙치의 스트레스 반응과 생리학적 대사활성 변화
Changes of Stress Response and Physiological Metabolic Activity of Flounder, Paralichthys olivaceus Following to Food Deprivation and Slow Temperature Descending 원문보기

Korean journal of Ichthyology = 한국어류학회지, v.23 no.2, 2011년, pp.87 - 94

명정인 (육종연구센터) , 강덕영 (서해수산연구소) , 김효찬 (육종연구센터) , 이정호 (육종연구센터) , 노재구 (육종연구센터) , 김현철 (육종연구센터)

초록
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본 연구는 통상적으로 활어 수송을 위해 사용되는 수온 $15{\pm}2^{\circ}C$ 범위에서 단기 수온 강하와 단기간 먹이제한을 했을 때 넙치의 스트레스 반응과 생리상태를 혈중 생화학 인자와 4종류의 갑상선호르몬의 변화를 통해 파악하고, 이 결과들을 바탕으로 어류의 스트레스 및 생리활성 지표로서 분석 인자들의 효용성을 검토하고자 하였다. 먹이제한 실험은 1년생 넙치 양성어(전장 $32.9{\pm}1.2$ cm, 체중 $348.0{\pm}34.7$ g)를 이용해 8일간 실시하였고, 수온변화 실험은 1년생 양성어(전장 $32.7{\pm}1.2$ cm, 체중 $327.1{\pm}33.6$ g)를 이용해 8일간 수온을 $15.8^{\circ}C$에서 $13.3^{\circ}C$로 하강시키며 실시하였다. 혈중 생화학적 분석 인자는 ALT, AST, TP, GLU, 전해질($Na^+$, $K^+$, $Cl^-$), thyroid hormones (total $T_3$ & $T_4$ free $T_3$ & $T_4$)의 혈중 변화로 이루어졌다. 먹이섭식 제한 결과, AST, ALT 및 전해질에서는 절식기간 동안 어떠한 유의한 변화를 찾아볼 수 없었지만, TP와 GLU는 유의하게 감소하는 경향을 보였다. 갑상선호르몬 농도의 경우, 조사된 4종류 모두 절식기간이 길어지면서 감소하는 경향이 있었으며, 통계적으로 $FT_4$와 $TT_3$가 개시에 비해 실험 종료시 유의하게 감소하였다. 수온하강 실험의 경우, AST, ALT, TP 및 전해질 및 갑상선호르몬 농도에서 유의한 변화는 없었으나, GLU에서는 온도하강에 따른 농도 감소가 관찰되었다(P<0.05).

Abstract ▼ AI-Helper

To find the preliminary environmental conditions for a short-time transport of living olive flounder, Paralichthys olivaceus, the stress response and physiological metabolic activity of the cultured fish to feed deprivation and slow temperature descending ($15.8^{\circ}C{\rightarrow}13.3^{\circ}C$) were monitored for 8 days. The monitored variables were the plasma alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), glucose (GLU), total protein (TP), electrolytes ($Na^+$, $K^+$, $Cl^-$) and thyroid hormones ($TT_4$, $TT_3$, $FT_4$ and $FT_3$). In food deprivation experiment for 8 days, we did not find any statistical change of level in AST, ALT and electrolytes ($Na^+$, $K^+$, $Cl^-$), but found a significant decrease in TP and GLU. In thyroid hormones, the levels of four hormones in plasma were all showing a tendency to decrease. Especially, $FT_4$ and $TT_3$ were significantly decreased, indicating a withering of physiologic activity. In the temperature test, although no any significant change in AST, TP and electrolytes ($Na^+$, $K^+$, $Cl^-$), we observed a significant decrease of ALT and GLU following to temperature descending from $15.8^{\circ}C$ to $13.3^{\circ}C$ (P<0.05). In the levels of thyroid hormones, any significant change was not observed for experimental period. We conclude that the stress response and physiological activity of olive flounder were more influenced by feed deprivation than slow temperature descending at a transport of living fish, and plasma GLU appears to be sensitive factor to physiological metabolic activity, indicating that it could be used as a monitering mark or index for a health inspection of the fish.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

(15±2。0에서 수온을 단기간 강하하거나, 먹 이 공급을 제한했을 때 넙치의 생리상태를 혈중 스트레스 반응과 대사활성 호르몬(갑상선호르몬)의 변화를 통해 파악하고, 이 결과들을 바탕으로 어류의 스트레스와 생리활성 표지자로서 분석 인자들의 효용성을 검토하고, 더불어 현재 이용되는 활어 수송용 환경 제어법의 적정성을 생리학적 관점에서 논의해 보고자 했다.
본 연구는 수송단계에서 사용되고 있는 인위적 먹이제한과 온도 강하가 넙치의 생리활성에 어떻게 영향을 미치는지를 알아보고, 대사 활성 측정을 위한 혈액 지표의 유용성을 파악하기 위한 일렬을 실험을 실시하였다. 이를 위해 혈중 ALT, AST, TP, GLU, electrolyte, thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ를 중심으로 반응도를 조사하였다.
본 연구는 통상적으로 활어 수송을 위해 사용되는 수온 15±2℃ 범위에서 단기 수온 강하와 단기간 먹이제한을 했을 때 넙치의 스트레스 반응과 생리상태를 혈중 생화학 인자와 4종류의 갑상선호르몬의 변화를 통해 파악하고, 이 결과들을 바탕으로 어류의 스트레스 및 생리활성 지표로서 분석 인자들의 효용성을 검토하고자 하였다. 먹이제한 실험은 1년생 넙치 양성어 (전장 32.
이상의 결과, 활어 수송 시 이용되는 먹이제한과 수온 강하가 넙치의 생리대사에 미치는 영향을 생리학적 관점에서 분석해 보았다. 먹이제한 실험의 경우 절식 4일 이후 TP, GLU와 갑상선계 활성이 전반적으로 동시에 저하된다는 것을 알 수 있었으며, 이는 적어도 단기간 넙치 수송을 위해서는 먹이제한 후 3일 내에 활어 수송이 이루어지는 것이 건강도 측면에서 유리하다는 것을 보여주고 있다.

제안 방법

갑상선호르몬인 혈중 total L-thyroxine (TT4), total 3, 5, 3"-triiodo-L-thyronine(TT3), free L-thyroxine (FT4) 및 free 3, 5, 3'-triiodo-L-thyronine(FT3) 분석은 혈장 또는 혈청 중의 THs reagent가 경쟁적으로 결합하여, solid phase의 paramagnetic particle을 형성하고, 여기에 lite reagent의 acridinium esterlabeled mouse anti-THs antibody가 결합하여 나타나는 RLU (relative light units)를 측정하는 원리를 이용하는 CLIA (Chemiluminesent Immunoassay)에 의해 실시하였다. TT4, TT3, FT4^ FT3 분석 장비와 kits 는 AD VIA Centaur (Bayer, USA)을 사용하였으며, CLIA에 의한 일간변동 c.
먹이는 상업용 넙치 전용 시판사료를 이용했으며, 공급은 Lee eta/.(2000)과 Kim # (2005)의 넙치 치어의 배합사료 적정공급 횟수를 기준으로 공급은 1일 2회, 오전 10시와 오후 4시에 이루어졌다 (Table 1).
즉 자연수온 15.8。(2에서 2일 간격으로 8일간 15.1℃t14.8℃t13.5℃—>13.3℃로 인위적으로 완만하게 하강시 켜 주었고, 혈액 샘플을 위해 3개의 수조에 실험어를 각 30마리씩 수용하여 관리하였다. 먹이는 상업용 넙치 전용 시판사료를 이용했으며, 공급은 Lee eta/.
넙치의 혈중 alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), glucose (GLU), total protein (TP), 전해질 (Na+, K+, Cl~) 및 thyroid hormones (THs)를 분석하기 위해 2일 간격으로 실험구별 채혈하였다. 채혈은 실험구별 사육어를 무작위로 5마리 X3반복(n=15/group)으로 잡아 2-phenoxyethanol로 1분간 마취 후, 헤파린 처리 주사기를 사용하여 미부동맥에서 실시하였다.
인자들의 효용성을 검토하고자 하였다. 먹이제한 실험은 1년생 넙치 양성어 (전장 32.9±1.2cm, 체중 348.0±34.7 g)를 이용해 8일간 실시하였고, 수온변화 실험은 1년생 양성어 (전장 32.7± 1.2cm, 체중 327.1 ±33.6g)를 이용해 8일간 수온을 15.8℃에서 13.3℃로 하강시키며 실시하였다. 혈중 생화학적 분석 인자는 口1, 将1、丑>, (凯1), 전해질(卬+, K+, CP), thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ의 혈중 변화로 이루어졌다.
6g) 를 이용해 실험을 8일간 실시하였다. 본 실험에 들어가기에 앞서 5일간 예비사육이 이루어졌으며, 이후 자연 수온(16.6 ±0.8℃) 조건에서 8일간 연속적으로 실험어를 절식시켰다. 실험은 3반복으로 혈액 샘플을 위해 3개의 수조에 각 30마리 씩 수용하여 관리하였다.
생화학적 상태 변화를 실험구 비교를 통해 파악해 보기 위해, 양성어 (연령 1년생, 전장 32.7±1.2cm, 체중 327.1 ±33.6g) 를 이용해 실험을 8일간 실시하였다. 본 실험에 들어가기에 앞서 5일간 예비사육이 이루어졌으며, 이후 자연 수온(16.
실험은 3반복으로 혈액 샘플을 위해 3개의 수조에 각 30마리 씩 수용하여 관리하였다. 수조는 500 L 원형 FRP 수조(해수용량: 450 L)를 이용하였고, 사육수는 충분한 포기와 함께 유수식 (환수량=36회전/day)으로 제공되었다(Table 1).
3g)를 이용해 8일간 임상실험을 실시하였다. 실험어는 본 사육에 들어가기 5일전 예비사육을 통해 매일 먹이 공급을 하면서 실험 수조(500 L 원형 FRP 수조)에 적응시켰다. 이후 실험 수온은 통상적으로 활어 수송 시 사용되는 온도 범위에서 이루어졌다.
8℃) 조건에서 8일간 연속적으로 실험어를 절식시켰다. 실험은 3반복으로 혈액 샘플을 위해 3개의 수조에 각 30마리 씩 수용하여 관리하였다. 수조는 500 L 원형 FRP 수조(해수용량: 450 L)를 이용하였고, 사육수는 충분한 포기와 함께 유수식 (환수량=36회전/day)으로 제공되었다(Table 1).
파악하기 위한 일렬을 실험을 실시하였다. 이를 위해 혈중 ALT, AST, TP, GLU, electrolyte, thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ를 중심으로 반응도를 조사하였다. 그결과 AST는 먹이제한과 수온하강 조건에서는 둘 다 유의한 관련성을 찾아 볼 수 없었다.
2일 간격으로 실험구별 채혈하였다. 채혈은 실험구별 사육어를 무작위로 5마리 X3반복(n=15/group)으로 잡아 2-phenoxyethanol로 1분간 마취 후, 헤파린 처리 주사기를 사용하여 미부동맥에서 실시하였다. 채혈 후 어류는 별도공간에 수용하여, 다음 샘플 시점에 반복 채혈되는 것을 피했다.
혈액은 4℃에서 5분간 방치한 뒤, 원심분리 (12, 000 rpm, 5분)하여 혈장을 추출하였다. 추출한 혈장을 이용해 즉시 ALT(GPT/ALP-PⅢ), AST, GLU, TP 및 전해질 분석을 실시하였으며, 일부는 THs 분석을 위해 분석 시까지 -70℃ 에서 보관하였다. 혈장 ALT (GPT/ALP-PⅢ), AST, GLU, TP 및 전해 질은 FUJI DRI-CHEM 3500/전용 분석 용 kit 슬라이드를 사용하여 FUJI DRLCHEM 3500; (Co.
추출한 혈장을 이용해 즉시 ALT(GPT/ALP-PⅢ), AST, GLU, TP 및 전해질 분석을 실시하였으며, 일부는 THs 분석을 위해 분석 시까지 -70℃ 에서 보관하였다. 혈장 ALT (GPT/ALP-PⅢ), AST, GLU, TP 및 전해 질은 FUJI DRI-CHEM 3500/전용 분석 용 kit 슬라이드를 사용하여 FUJI DRLCHEM 3500; (Co. Fujifilm, Japan) 에서 분석하였다. 이때 사용된 ALT kit 슬라이드는 측정 범위 10~1, 000 "L의 GPT/ALP-PⅢ(Co.
3℃로 하강시키며 실시하였다. 혈중 생화학적 분석 인자는 口1, 将1、丑>, (凯1), 전해질(卬+, K+, CP), thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ의 혈중 변화로 이루어졌다. 먹이섭식 제한 결과, AST, ALT 및 전해질에서는 절식기간 동안 어떠한 유의한 변화를 찾아볼 수 없었지만, TP와 GLU는 유의하게 감소하는 경향을 보였다.

대상 데이터

Fujifilm, Japan) 에서 분석하였다. 이때 사용된 ALT kit 슬라이드는 측정 범위 10~1, 000 "L의 GPT/ALP-PⅢ(Co. Fujifilm, Japan)을 사용하였으며, AST는 측정범위 10~1,000μ/L의 GOT/AST-PⅢ (Co. Fujifilm, Japan), TP는 측정범위 2.0~ 11.0g/dL의 TP-PⅢ (Co. Fujifilm, Japan), GLU는 측정범위 10-600 mg/dL 의 GLU-PⅢ (Co. Fujifilm, Japan)를, 그리고 전해질은 Na+ 측정범위 75~250mEq/L, K+측정범위 1.0~ 14.0 mEq/L, C「측정범위 50~ 175mEq/L인 전용 슬라이드 Na+-K+-C「 (Co. Fujifilm, Japan)를 사용하였다.
TT4, TT3, FT4^ FT3 분석 장비와 kits 는 AD VIA Centaur (Bayer, USA)을 사용하였으며, CLIA에 의한 일간변동 c.v.(interassay coefficient of variation)은 TT4=2.98, TT3=1.15, FT4= 2.71, 町3=2.63이었으며, 일내변동 c.v.(intraassay coefficient of variation)은 TT4=2.04, TT3=2.22, FT4=3.07, FT3= 2.57 이었다.
넙치 양성어 (연령 1년생 전장 31.4±0.2cm, 체중 299.1 ±4.3g)를 이용해 8일간 임상실험을 실시하였다. 실험어는 본 사육에 들어가기 5일전 예비사육을 통해 매일 먹이 공급을 하면서 실험 수조(500 L 원형 FRP 수조)에 적응시켰다.

데이터처리

실험결과는 SPSS-PC 통계패키지를 이용하여, 비모수적방법 인 Kruskall-Wallis test에 의하여 실험구별 평균치 차이 今 무를 우선 분석하였고(a=0.05), 이후 Mann-Whitney U test를 통해 사후 검증하였다. 각 실험의 대조구는 실험개시 값으로 설정하였다.

성능/효과

8。(2—>13.3。(:로의 완만한 온도 강하는 GLU를 제외한 다른 혈액생리학적 인자 및 갑상선계에 영향을 미치지 않으며, 이는 현재 사용되고 있는 활어 수송 온도 조건이 건강도에도 영향을 미치지 않는다는 것을 보여주고 있다.
Table 3과 같다. AST는 수온이 하강할수록 다소 증가하는 경향을 보였지만, Kmskall-Wallis test에 의해 P=0.312 (注=4.765)로서 통계학적으로 수온 강하에 따른 농도 변화는 없는 것으로 확인되었다(P>0.05). ALT 경우 전반적으로 수온 감소에 따른 특정 패 턴을 보이지 않았고, 단지 통계학적으로 4일째 尸=0.
먹이섭식 제한 결과, AST, ALT 및 전해질에서는 절식기간 동안 어떠한 유의한 변화를 찾아볼 수 없었지만, TP와 GLU는 유의하게 감소하는 경향을 보였다. 갑상선호르몬 농도의 경우, 조사된 4종류 모두 절식 기간이 길어지면서 감소하는 경향이 있었으며, 통계적으로 F&와 TT3가 개시에 비해 실험 종료시 유의하게 감소하였다 수온하강 실험의 경우, AST, ALT, TP 및 전해질 및 갑상선호르몬 농도에서 유의한 변화는 없었으나, GLU에서는 온도하강에 따른 농도 감소가 관찰되었다(P<0.05).
이를 위해 혈중 ALT, AST, TP, GLU, electrolyte, thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ를 중심으로 반응도를 조사하였다. 그결과 AST는 먹이제한과 수온하강 조건에서는 둘 다 유의한 관련성을 찾아 볼 수 없었다. ALT의 경우 역시 먹이제한 및 완만한 수온 강하 조건에 따른 대사적 반응은 큰 상관이 없는 것으로 확인되었다.
05). 그러나 FT4의 경우는 Kruskall-Wallis test에서 F=0.050으로 전체적으로 절식 기간이 호르몬 농도에 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었고, Mann-Whitney U test를 통한 사후검증에서 4~8일 사이 농도가 개시에 비해 유의하게 낮다는 사실을 확인할 수 있었다(尸<0.05). 하지만 FC의 경우 P=0.
ALT의 경우 역시 먹이제한 및 완만한 수온 강하 조건에 따른 대사적 반응은 큰 상관이 없는 것으로 확인되었다. 그러나 TP는 비록 온도강하조건에서는 대사량에는 큰 변동이 없는 것으로 확인되었지만, 먹이제한 상태에서 4째부터 유의하게 감소하기 시작하여 시간 경과와 함께 그 농도가 더욱 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 GLU의 경우, 먹이공급 제한 및 수온 강하실험 모두에서 실험 기간이 길어지면서 그 농도가 유의하게 감소하는 경향을 나타내어, 넙치의 생리활성 상태를 예측할수 있는 하나의 지표물질로 활용 가능성을 보였다.
050)를보인 것은 FT4 한 종류에 불구하다. 그러나 전체적인 경향을 볼 때 4가지 호르몬 모두가 먹이제한 시간이 길어지면 농도가 감소하는 경향을 보였고, 특히 유의수준 0.05에서 실험개시와 종료 시점 사이에 통계적으로 유의한 감소를 顶3와 Fq에서 확인할 수 있었다. 이러한 어류의 섭식대사와 관련되어 갑상선계의 반응은 이미 여러 연구자들(Leatherland, 1994; Navarro and Gutierrez, 1995; MacKenzie et al.
05). 그에 반해 GLU 는 P=0.005 (乂2=14.806)로서 수온별 농도 차이가 유의하게 존재하였으며, 사후검증을 통해 2일(15.1℃)부터 유의하게 감소하는 경향을 보였다(尸<0.05). 그러나 전해질의 경우 Na+과 (T는 큰 변화가 없었고, K+는 수온하강에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.
혈중 생화학적 분석 인자는 口1, 将1、丑>, (凯1), 전해질(卬+, K+, CP), thyroid hormones (total T3 & T4, free T3 & TQ의 혈중 변화로 이루어졌다. 먹이섭식 제한 결과, AST, ALT 및 전해질에서는 절식기간 동안 어떠한 유의한 변화를 찾아볼 수 없었지만, TP와 GLU는 유의하게 감소하는 경향을 보였다. 갑상선호르몬 농도의 경우, 조사된 4종류 모두 절식 기간이 길어지면서 감소하는 경향이 있었으며, 통계적으로 F&와 TT3가 개시에 비해 실험 종료시 유의하게 감소하였다 수온하강 실험의 경우, AST, ALT, TP 및 전해질 및 갑상선호르몬 농도에서 유의한 변화는 없었으나, GLU에서는 온도하강에 따른 농도 감소가 관찰되었다(P<0.
보았다. 먹이제한 실험의 경우 절식 4일 이후 TP, GLU와 갑상선계 활성이 전반적으로 동시에 저하된다는 것을 알 수 있었으며, 이는 적어도 단기간 넙치 수송을 위해서는 먹이제한 후 3일 내에 활어 수송이 이루어지는 것이 건강도 측면에서 유리하다는 것을 보여주고 있다. 또한 정상 섭식이 이루어지는 상태에서 수온 15.
(1998 에 의하며 먹이를 재 급여할 경우 3~7일 이내에 회복된다는 사실을 입증한 바 있다. 본 연구에서는 경향적 인 차이가 있지만, T4와 T3 농도가 절식기간이 길어지면서 감소하는 경향을 있었다. 특히 T4의 대사활성 지표인 FT4에서 먹 이제 한시간이 길어지면서 나타나는 농도는 순차적으로 아주 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였다.
어류의 갑상선호르몬 중 T4의 변동성은 약하지만, T3의 변동성은 강해 수온의 저하에 따른 농도 역시도 저하된다는 것이 보고된 바 있다. 비록 유의적 차이를 인정받지 못했지만, 본 연구의 종료 단계에서 1丁3와 町3의 농도는 개시 단계의 농도에 비해 상대적으로 낮아졌으며, 수온 하강의 효과에 의한 것일 수 있다고 본다. 그러나 Kang et al.
절식에 따른 AST, ALT, TP, GLU 및 전해질 (Na+, C「, K+)의 변화를 조사한 결과, AST는 Kruskall-Wallis test에 의해 尸=0.147 (乂2=8.171)로써 a=0.05에서 날짜별 유의차는 없는 것으로 확인되었으며, ALT의 경우도 다소 상승하는 패턴을 지니고 있었으나 尸=0.076(寸=9.959)로 날짜별 차이를 나타내지 않았다. 그러나 TP는 P=0.
그러나 TP는 비록 온도강하조건에서는 대사량에는 큰 변동이 없는 것으로 확인되었지만, 먹이제한 상태에서 4째부터 유의하게 감소하기 시작하여 시간 경과와 함께 그 농도가 더욱 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 GLU의 경우, 먹이공급 제한 및 수온 강하실험 모두에서 실험 기간이 길어지면서 그 농도가 유의하게 감소하는 경향을 나타내어, 넙치의 생리활성 상태를 예측할수 있는 하나의 지표물질로 활용 가능성을 보였다. 이 현상은 1차적으로 먹이제한 및 수온 하강에 의한 혈중 GLU농도 감소는 1차적으로 체내 생리활성 유지를 위한 에너지유입량 감소에 의한 것으로 이해된다.
본 연구에서는 경향적 인 차이가 있지만, T4와 T3 농도가 절식기간이 길어지면서 감소하는 경향을 있었다. 특히 T4의 대사활성 지표인 FT4에서 먹 이제 한시간이 길어지면서 나타나는 농도는 순차적으로 아주 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였다. 이는 먹이제한 시간이 길어지면서 나타나는 원료격 인 顶4 감소 또는 생리대사 활성 저하에 의한 ORD 활성 감소로 인한 결과로 유추되며, TQ와 FT3 경우 역시 실험 종료 농도가 개시보다 낮은 것은 그 영향인 것으로 추정된다.
혈중 갑상선호르몬 농도의 경우, T&의 경우 6일째 이르러 약 0.2 瞄/dL로 다소 감소하는 경향을 보였지만, 유의수준 P=0.05 수준에서 Kruskall-Wallis test를 실시한 결과 유의확률 p=0.420로 절식 기간에 따른 혈중 호르몬 변동은 없는 것으로 확인되었다. TR는 전반적으로 절식 일자와 호르몬의 농도는 역 상의 경향을 보이고, Mann-Whitney U test 를 통해 0일과 8일 사이 농도는 유의적 차이를 보였지만, Kruskall-Wallis test에서 尸=0.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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