이 연구는 ${\gamma}$선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 두 가지 실험을 시행하였다. 생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation한 후 세포생존율(surviving Fraction, SF)값을 비교하여 AuNPs 입자의 독성 여부와 세포질에 입자의 균일 된 분포 여부를 확인 해 보았다. incubation time에 따라 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 낮아지지 않음을 확인한 다음 ${\gamma}$선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 세포생존율(surviving Fraction, SF)을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다. 방사선량 증가 시 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 계속해서 낮아졌고 8Gy 조사 시 최대치로 약 30%의 차이가 있음을 확인하였다. 또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하여 약 40% Dose Enhancement가 있음을 확인하였다. 두 가지 실험에 따라 생물물리학적으로 AuNPs 입자는 방사선 감수성이 향상되도록 하며 이는 nanoparticle을 이용한 방사선 병합 치료 시 치료 성적 향상에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
이 연구는 ${\gamma}$선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 두 가지 실험을 시행하였다. 생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation한 후 세포생존율(surviving Fraction, SF)값을 비교하여 AuNPs 입자의 독성 여부와 세포질에 입자의 균일 된 분포 여부를 확인 해 보았다. incubation time에 따라 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 낮아지지 않음을 확인한 다음 ${\gamma}$선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 세포생존율(surviving Fraction, SF)을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다. 방사선량 증가 시 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 계속해서 낮아졌고 8Gy 조사 시 최대치로 약 30%의 차이가 있음을 확인하였다. 또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하여 약 40% Dose Enhancement가 있음을 확인하였다. 두 가지 실험에 따라 생물물리학적으로 AuNPs 입자는 방사선 감수성이 향상되도록 하며 이는 nanoparticle을 이용한 방사선 병합 치료 시 치료 성적 향상에 큰 도움이 될 것으로 보인다.
The purpose of this study is to investigate whether gold nanoparticles had radiosensitization when combined with gamma and x ray beam. Cytotoxicity was mearsured with comparing survival fraction after incubated time 6,12,18 and 24 hours. Clonogenic assay was employed to assess survival fraction of c...
The purpose of this study is to investigate whether gold nanoparticles had radiosensitization when combined with gamma and x ray beam. Cytotoxicity was mearsured with comparing survival fraction after incubated time 6,12,18 and 24 hours. Clonogenic assay was employed to assess survival fraction of cells with and without gold nanoparticles treatment following gamma ray irradiation. The most of gold nanoparticles were distributed in the cytoplasm. And the toxicity of gold nanoparticles used this study were found to be non-cytotoxic. And we also observed enhancement by about 40% in RBE value for gamma ray irradiation of cells treated with gold nanoparticles. Dose reduction of about half for gamma ray irradiation is demonstrated for gold nanoparticles treated cells as compared to untreated cells. In cells with exposed to gamma ray, DNA damage was increased when compared to only radiation exposed cells. The study revealed a significant reduction in radiation dose for killing the cells with internalized gold nanoparticles as compared to the cells without gold nanoparticles. The gold nanoparticles treatment resulted in enhancement of radiation effect as evident from increase in relative biological effectiveness values for photon irradiated cells.
The purpose of this study is to investigate whether gold nanoparticles had radiosensitization when combined with gamma and x ray beam. Cytotoxicity was mearsured with comparing survival fraction after incubated time 6,12,18 and 24 hours. Clonogenic assay was employed to assess survival fraction of cells with and without gold nanoparticles treatment following gamma ray irradiation. The most of gold nanoparticles were distributed in the cytoplasm. And the toxicity of gold nanoparticles used this study were found to be non-cytotoxic. And we also observed enhancement by about 40% in RBE value for gamma ray irradiation of cells treated with gold nanoparticles. Dose reduction of about half for gamma ray irradiation is demonstrated for gold nanoparticles treated cells as compared to untreated cells. In cells with exposed to gamma ray, DNA damage was increased when compared to only radiation exposed cells. The study revealed a significant reduction in radiation dose for killing the cells with internalized gold nanoparticles as compared to the cells without gold nanoparticles. The gold nanoparticles treatment resulted in enhancement of radiation effect as evident from increase in relative biological effectiveness values for photon irradiated cells.
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문제 정의
γ선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 진행하였다.
AuNPs 입자의 인큐베이션 시간에 따른 세포생존율 값의 변화를 확인하여 독성 유무를 확인한 후 콜로니 어세이를 통해 AuNPs 입자의 존재 유무에 따른 세포생존율의 차이 및 변화를 측정하고자 한다. 그리고 Gate version 6.1을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 시행하여 150 keV의 x ray 조사 후 30nm의 AuNPs의 percent depth dose를 측정함으로써 방사선 감수성의 변화에 따른 선량변화를 확인해 보고자 한다.
본 연구에서는 다양한 크기의 AuNPs가 γ선 및 X선조사 시 방사선 감수성의 변화를 측정해 보고자 하였다.
지름이 1~100 nm인 입자 형태의 비독성의 나노 물질을 방사선과 함께 활용하여 방사선의 생물학적 효율을 매우 향상시킬 암조직에 방사선 감수성을 높이는 nanoparticle radiation치료가 각광받고 있음에 따라 본 연구에서는 나노 수준 크기의 AuNPs에 γ선 및 X선 조사 시 방사선 감수성의 변화를 확인해 보았다.
제안 방법
1의 정보를 가진다. 20 nm 크기의AuNPs 를 Hep3B 세포에 시딩한 후 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation하여 Hep3B 세로가 배양되고 있는 플레이트 상에 AuNPs를 처리하였다. 그리고 각각 시간별로 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값의 변화를 비교하였다.
AuNPs 입자의 독성유무를 확인하기 위해 Hep3B세포로 콜로니 어세이를 시행한 후 시간이 지난 후의 세포생존율(Surviving Fraction, SF) 변화를 확인하였다. Hep3B 세포는 한국 세포주 은행에서 분양받았으며 Table.
본 연구에서는 다양한 크기의 AuNPs가 γ선 및 X선조사 시 방사선 감수성의 변화를 측정해 보고자 하였다. AuNPs 입자의 인큐베이션 시간에 따른 세포생존율 값의 변화를 확인하여 독성 유무를 확인한 후 콜로니 어세이를 통해 AuNPs 입자의 존재 유무에 따른 세포생존율의 차이 및 변화를 측정하고자 한다. 그리고 Gate version 6.
1을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 시행하였다. AuNPs는 30 nm의 사이즈를 사용하였으며 150 keV x-ray를 조사하였다. dosimetry tool은 GD-302 m glass dosimeter (AGC Techno Glass Corp.
[Fig. 2] γ선 조사 후 Clonogeni c assay 실시하고 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다.
incubation time에 따라 SF값이 낮아지지 않음을 확인한 다음 γ선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 surviving Fraction(SF)값을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다.
Cs의 γ선 조사 시 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값의 변화를 확인해보았다. 각각의 조사 조건에서 Hep3B 세포를 5개의 샘플을 준비하고 20 nm 크기의 AuNPs 를 시딩하였다. 방사선량 0~10 Gy의 γ선을 조사하였다.
그리고 137Cs의 γ선 조사 시 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값의 변화를 확인해보았다.
방사선량 0~10 Gy의 γ선을 조사하였다. 그리고 AuNPs 의 제거를 위해 트립신 용액으로 60 mm 디쉬에서 Hep3B세포를 분리한 후 감마선을 조사한 Hep3B 세포를 0~10 Gy의 방사선량에 따라 600, 1200, 2400, 4800, 10000개의 cell을 시딩 하였다. 세포를 10-12일 동안 인큐베이터(37 ℃, 5 % CO2)에서 배양하였다.
20 nm 크기의AuNPs 를 Hep3B 세포에 시딩한 후 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation하여 Hep3B 세로가 배양되고 있는 플레이트 상에 AuNPs를 처리하였다. 그리고 각각 시간별로 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값의 변화를 비교하였다. AuNPs 시딩 후 값의 변화가 보이지 않아 입자 자체가 Hep3B 세포에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하였다. 150 keV x-ray beam에서 30nm크기의 AuNPs 이용시 Dose enhance factor (DEF) 16 % 증가 하였다.
생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 6시간, 12시간, 18시간, 24시간, incubation한 후 Surviving Fraction(SF)값을 비교하여 20 nm 크기의 AuNPs 입자의 독성여부를 확인한 후 Hep3B 세포에 AuNPs가 세포질에 골고루 분포하였는지 확인하였다.[Fig.
γ선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 진행하였다. 생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 시간별로 incubation한 후 Surviving Fraction(SF)값을 비교하여 AuNPs입자의 독성 여부를 확인한 후 AuNPs가 세포질에 골고루 분포하였는지 확인 해 보았다. incubation time에 따라 SF값이 낮아지지 않음을 확인한 다음 γ선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 surviving Fraction(SF)값을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다.
대상 데이터
AuNPs 입자의 독성유무를 확인하기 위해 Hep3B세포로 콜로니 어세이를 시행한 후 시간이 지난 후의 세포생존율(Surviving Fraction, SF) 변화를 확인하였다. Hep3B 세포는 한국 세포주 은행에서 분양받았으며 Table. 1의 정보를 가진다.
이론/모형
AuNPs는 30 nm의 사이즈를 사용하였으며 150 keV x-ray를 조사하였다. dosimetry tool은 GD-302 m glass dosimeter (AGC Techno Glass Corp., Shizuoka, Japan) 모델을 사용하였다. FGD-1000 automatic reader는 흡수선량을 측정하기 위해 사용하였다.
자체 제작한 팬텀을 사용하여 AuNPs의 유무에 따른 선량의 변화를 확인하고 방사선 감수성을 평가하기 위해 Gate version 6.1을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 시행하였다. AuNPs는 30 nm의 사이즈를 사용하였으며 150 keV x-ray를 조사하였다.
성능/효과
γ선의 선량이 증가함에 따라 방사선 감수성의 차이는 점차 커졌으며 8 Gy조사 시 약 30 % 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값이 낮아짐을 확인하였다.
γ선의 선량이 증가함에 따라 방사선 감수성의 차이는 커졌으며 8 Gy조사 시 약 30 % 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값이 낮아짐을 확인하였다.
1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하였다. 150 keV x-ray beam에서 30nm크기의 AuNPs 이용시 Dose enhance factor (DEF) 16 % 증가 하였다.[Fig.
그리고 각각 시간별로 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값의 변화를 비교하였다. AuNPs 시딩 후 값의 변화가 보이지 않아 입자 자체가 Hep3B 세포에 영향을 주지 않음을 확인하였다.
Incubation time에 따라 SF값이 낮아지지 않았고 이는 입자 자체가 Hep3B 세포에 영향을 주지 않았으며 독성유무를 확인하였다. [Fig.
5배로 급증할 것으로 예상하고 있다.[1] 우리나라의 경우 역시 고령화 사회에 진입하였고 전체 인구 중 노령 인구의 비율이 상당히 높아질 전망으로 보이며 이에 따라 암환자의 급증이 예상된다. 이러한 암 환자의 꾸준한 증가 추세에 따라 진단 기술의 발달과 다양한 치료 기술의 개발로 이어져 왔다.
두 가지 실험결과에 따라 생물물리학적으로 AuNPs입자는 방사선 감수성이 향상되도록 함을 발견하였다. 다양한 종류와 크기의 나노입자와 현재 각광받고 있는고LET 방사선의 융합 치료 시 치료 성적 향상에 더욱 큰 도움이 될 것으로 보이며 이러한 시도는 성공적인 나노입자의 활용 가능성을 제시해줄 것이다.
γ선의 선량이 증가함에 따라 방사선 감수성의 차이는 점차 커졌으며 8 Gy조사 시 약 30 % 세포생존율(Surviving Fraction, SF)값이 낮아짐을 확인하였다. 또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하여 Dose enhance factor (DEF) 16 % 증가함으로써 Dose Enhancement가있음을 확인하였다.
후속연구
두 가지 실험결과에 따라 생물물리학적으로 AuNPs입자는 방사선 감수성이 향상되도록 함을 발견하였다. 다양한 종류와 크기의 나노입자와 현재 각광받고 있는고LET 방사선의 융합 치료 시 치료 성적 향상에 더욱 큰 도움이 될 것으로 보이며 이러한 시도는 성공적인 나노입자의 활용 가능성을 제시해줄 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
암 치료의 3대 치료법은 무엇인가?
암 치료의 3대 치료법인 외과적 수술, 항암화학요법과 함께 방사선 치료는 다양한 장점을 가지고 있어 사용 수준이 높아지고 있으며 치료 성적 향상을 위해 다양한 융합 기술의 시도가 이어지고 있다. 고식적인 방사선 치료방법의 가장 일반적인 약점은 악성 세포와 건강한 세포 사이의 선택성이 부족하다는 것이다.
고식적인 방사선 치료방법의 단점은 무엇인가?
암 치료의 3대 치료법인 외과적 수술, 항암화학요법과 함께 방사선 치료는 다양한 장점을 가지고 있어 사용 수준이 높아지고 있으며 치료 성적 향상을 위해 다양한 융합 기술의 시도가 이어지고 있다. 고식적인 방사선 치료방법의 가장 일반적인 약점은 악성 세포와 건강한 세포 사이의 선택성이 부족하다는 것이다.[3,4] 이의 해결책으로 나노기술을 활용한 다양한 융합기술이 발전하고 있다.
고식적인 방사선 치료방법의 해결책으로 무엇이 발전하고 있는가?
고식적인 방사선 치료방법의 가장 일반적인 약점은 악성 세포와 건강한 세포 사이의 선택성이 부족하다는 것이다.[3,4] 이의 해결책으로 나노기술을 활용한 다양한 융합기술이 발전하고 있다. 암 세포 위에 나노입자가 위치해서 단일 세포 정확성으로 암을 파괴 할 수 있는 나노입자 기술은 계속해서 다양한 시도가 이루어지고 있다.
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