[논문]선형가속기를 이용한 방사선조사에서 생쥐조직의 생화학적 변화

최성관

doi:10.5392/jkca.2016.16.03.661

[국내논문] 선형가속기를 이용한 방사선조사에서 생쥐조직의 생화학적 변화
Biochemical Changes in the Tissue of Mice Irradiated with LINAC 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.16 no.3, 2016년, pp.661 - 666

초록
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본 연구에서는 선형가속기(LINAC)로 3 Gy의 방사선이 1회 전신조사된 마우스의 소장과 간 조직을 통해서 방사선피폭 후 세포를 보호하기 위해 생성되는 caspase (caspase 3 & caspase 9)와 NO (nitric oxide) 그리고 사이토카인(cytokine) 중 IL-6과 TNF-${\alpha}$ 등에 대해 알아보았고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, caspase 3 & caspase 9는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001). 둘째, NO (nitric oxide)는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001). 셋째, Cytokine 중 하나인 IL-6과 TNF-${\alpha}$는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001).

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, a linear accelerator (LINAC) through 3 Gy of radiation per body irradiated mice of the small intestine and the liver to produce in order to protect the cells after radiation exposure that caspase (caspase 3 &caspase 9) and NO (nitric oxide), and looked like to know cytokine of IL-6 and TNF-${\alpha}$, the result is as follows. First, caspase 3 & caspase 9 showed a noticeable increase in the radiation group than in the control group both small intestine and liver tissues (P <0.001). Second, NO are both intestine and liver tissue showed a marked increase in the radiation group than in the control group (P <0.001). Third, one of Cytokine IL-6 and TNF-${\alpha}$ showed a significant increase in the irradiated group than the control group both small intestine and liver tissues (P <0.001).

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 선형가속기(LINAC)로 3 Gy의 방사선이 1회 전신조사된 마우스의 조직을 통해 방사선피폭에 대항하여 유도되는 생화학적 변화가 무엇인지 그 몇 가지를 알아봄으로써, 일정수준 이상의 방사선이 인체조직에 조사되었을 때 방사선 저항에 작용하는 신체 작용기전에 관한 소정의 기초정보를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 연구에서는 선형가속기(LINAC)로 3 Gy의 방사선이 1회 전신조사된 마우스의 소장과 간 조직을 통해서 방사선피폭 후 세포를 보호하기 위해 생성되는 caspase (caspase 3 & caspase 9)와 NO (nitric oxide) 그리고 사이토카인(cytokine) 중 IL-6와 TNF-α 등에 대해 알아보았고, 그 결과는 다음과 같다.

제안 방법

실험동물은 중앙실험동물(주)로부터 구입한 체중 25～35 g의 C57BL/6 생쥐를 사용하였고, 정상대조군과 방사선조사군에 각각 30마리씩 총 60마리를 적용하였다. 생쥐는 방사선조사 전 21일 전부터 방사선조사 후 3일까지 온도 23℃, 습도 45%의 폴리카보네이트 사육장에서 길렀으며, 사료와 음수는 자유롭게 투여시켰다.
채취한 소장 및 간 조직을 lysis buffer를 이용하여 완전히 용해한 후 반응시약으로 처치한 다음 전용 kit를 통해 caspase 3과 caspase 9, nitric oxide, cytokine (TNF-α, IL-6)를 측정하였다.
실험그룹은 정상대조군과 방사선조사군 등 총 2개 그룹으로 나누었다.
방사선조사군 마우스 전체에게 방사선조사 후 가장 활발한 생화학적 변화가 나타나는 선량인 3 Gy의 방사선을 조사하였고, 300 cGy/min 선량률로 1회 전신조사하였다.
실험동물을 방사선조사 72시간 후 경추탈구법으로 희생시킨 뒤 방사선감수성이 높고 생명유지에 필수적 조직인 소장(small intestine)과 간(liver)을 채취하여 실험조직으로 사용하였다.
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 caspase-3을 측정하였다. 405 nm에서의 O.
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 caspase-9를 측정하였다. 405 nm에서의 O.
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 NO를 측정하였다. 그 결과 소장 조직의 경우 정상대조군이 1.
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 IL-6을 측정하였다. 그 결과 소장 조직의 경우 정상대조군이 0.
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 TNF-α를 측정하였다.
지금까지 선형가속기(LINAC)로 3 Gy의 방사선이 1회 전신조사된 마우스의 소장과 간 조직을 통해서 방사선피폭 후 세포를 보호하기 위해 생성되는 caspase (caspase 3 & caspase 9)와 NO (nitric oxide) 그리고 사이토카인(cytokine) 중 IL-6과 TNF-α 등에 대해 알아보았다.

대상 데이터

실험동물은 중앙실험동물(주)로부터 구입한 체중 25～35 g의 C57BL/6 생쥐를 사용하였고, 정상대조군과 방사선조사군에 각각 30마리씩 총 60마리를 적용하였다. 생쥐는 방사선조사 전 21일 전부터 방사선조사 후 3일까지 온도 23℃, 습도 45%의 폴리카보네이트 사육장에서 길렀으며, 사료와 음수는 자유롭게 투여시켰다.
방사선조사장치로 10 MeV급 선형가속기(LINAC, Clinac 21Ex, Varian)를 사용하였다.

데이터처리

각 실험결과는 평균, 표준편차(Mean±S.D.)로 표시하였고, 각 실험그룹간 평균값의 차이에 대한 유의성 검정은 SPSS 18.1 통계프로그램을 통한 대응표본 t-test 를 실시하였으며, 통계학적 유의성을 검증하기 위한 유의수준은 0.05로 하였다.

성능/효과

첫째, caspase 3 & caspase 9는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001).
소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보임으로써 두 그룹 간 평균값의 매우 유의한 차이를 보였다 (P<0.001)[표 5][그림 5].
소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보임으로써 두 그룹 간 평균값의 매우 유의한 차이를 보였다(P<0.001)[표 2][그림 2].
소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보임으로써 두 그룹 간 평균값의 매우 유의한 차이를 보였다(P<0.001)[표 1][그림 1].
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 NO를 측정하였다. 그 결과 소장 조직의 경우 정상대조군이 1.688인데 반해 방사선조사군이 6.068로 나타났고, 간조직의 경우 정상대조군이 2.205인데 반해 방사선조사군이 3.100으로 나타다. 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보임으로써두 그룹 간 평균값의 매우 유의한 차이를 보였다 (P<0.
본 연구에서 cytokine 중 하나인 IL-6 생성은 정상대조군에 비해 방사선조사군의 소장 조직에서 6.4배 그리고 간 조직에서 2.1배 증가되었고, TNF-α 생성은 정상대 조군에 비해 방사선조사군의 소장 조직에서 10.1배 그리고 간 조직에서 21.9배 증가되었다(P<0.001).
본 연구에서 NO 생성은 정상대조군에 비해 방사선조사군의 소장 조직에서 3.6배 그리고 간 조직에서 1.4배 증가되었다 (P<0.001).
본 연구에서 caspase 3 생성은 정상대조군에 비해 방사선조사군의 소장 조직에서 35.8배 그리고 간 조직에서 3.3배 증가되었고, caspase 9 생성은 정상대조군에 비해 방사선조사군의 소장 조직에서 8.2배 그리고 간 조직에서 5.5배 증가되었다(P<0.001)
마우스를 선형가속기로 3 Gy의 방사선을 조사한 후 소장(small intestine) 및 간(liver) 조직에 대한 TNF-α를 측정하였다. 그 결과 소장 조직의 경우 정상대조군이 0.045인데 반해 방사선조사군이 0.456으로 나타났고, 간 조직의 경우 정상대조군이 0.015인데 반해 방사선조사군이 0.328로 나타다. 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보임으로써 두 그룹 간 평균값의 매우 유의한 차이를 보였다 (P<0.
둘째, NO는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001).
셋째, cytokine 중 하나인 IL-6와 TNF-α는 소장과 간 조직 모두 정상대조군보다 방사선조사군에서 두드러진 증가를 보였다(P<0.001).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방사선이 조사되었을 때 생성되는 물질들은 어떤 역할을 수행하는가?	Caspase는 방사선조사 등의 영향으로 조직의 세포사 (apoptosis)가 진행될 때 살아있는 세포를 보호해주고 DNA를 절단하는 물질인 CAD (caspase-activated deoxyribonuclease)를 억제시켜주는 효소이고, 산화질소(nitric oxide)는 혈관 내벽의 상피세포에서 생성되어 감염에 대항하는 신경전달물질 중의 하나이며, 사이토카인(cytokine)은 IL (interleykin)이나 TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) 등처럼 다양한 세포 사이에서 면역응답 상호작용에 관여하는 생물활성인자의 총칭을 말한다. 이러한 물질들은 방사선암치료 시와 같은 방사선 인체피폭 시 신체세포에서 생성되어 방사선피폭으로 인해 진행되는 세포괴사나 염증반응 등을 억제시키는 역할을 수행한다.
	의료분야에서 사용되는 방사선은 무엇이 있는가?	방사선이 우리 일상에서 가장 많이 이용되고 있는 곳 중의 하나는 바로 의료분야로서 X-ray를 통해 인체를 진단하거나 γ-ray를 통해 암을 치료하는 등의 형태로 사용되어진다. 이때 사용되는 방사선은 대부분 전리방사선으로서 인체에 과다하게 조사되면 전리나 여기와 같은 물리적 작용을 일으키게 되고, 결국 인체세포의 결정적 표적인 DNA에 직·간접적으로 영향을 미쳐서 일정한 방사선장해를 일으키게 된다[2].
	전리방사선이 인체에 과다하게 조사되면 어떤 문제가 발생하는가?	방사선이 우리 일상에서 가장 많이 이용되고 있는 곳 중의 하나는 바로 의료분야로서 X-ray를 통해 인체를 진단하거나 γ-ray를 통해 암을 치료하는 등의 형태로 사용되어진다. 이때 사용되는 방사선은 대부분 전리방사선으로서 인체에 과다하게 조사되면 전리나 여기와 같은 물리적 작용을 일으키게 되고, 결국 인체세포의 결정적 표적인 DNA에 직·간접적으로 영향을 미쳐서 일정한 방사선장해를 일으키게 된다[2]. 특히 비교적 방사선량이 높은 방사선암치료의 경우 암 조직을 향해 방사선을 조사할 때 암 조직뿐만 아니라 그 주변 조직에 까지 방사선피폭을 일으킨다.

참고문헌 (9)

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박주경, 이승훈, 차석용, 이선영, "간외 담도암 고선량률 관내근접방사선치료 시 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 주변장기의 선량평가 연구," 한국콘텐츠학회논문지, Vol.14, No.2, p.467, 2014.

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S. Kyrkanides, J. A. Olschowka, and J. P. Williams, " $TNF-{\alpha}$ and $IL-1{\beta}$ mediate intercellular adhesion molecule-1 induction via microglia-astrocyte interaction in CNS radiation injury," Journal of Neuroimmunology, Vol.95, pp.95-106, 1999.

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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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