[논문]X선 이 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율에 미치는 영향

이원정; 임동환; 박정순; 심영은; 정유진; 김정호; 유세종

doi:10.7742/jksr.2020.14.3.271

X선 이 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율에 미치는 영향
Effects of X-ray Irradiation on the Survival Rate and Weight of the Rhinoceros Beetle Larvae 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.14 no.3, 2020년, pp.271 - 277

이원정 (대전보건대학교 방사선(학)과) , 임동환 (대전보건대학교 방사선(학)과) , 박정순 (대전보건대학교 방사선(학)과) , 심영은 (대전보건대학교 방사선(학)과) , 정유진 (대전보건대학교 방사선(학)과) , 김정호 (건양대학교병원 방사선종양학과) , 유세종 (대전보건대학교 방사선(학)과)

초록
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본 연구에서는 질병의 진단 및 치료에 가장 많이 사용되는 X선을 노출시켜 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율의 변화를 알아보고자 하였다. 2019년 4월 초 장수풍뎅이 유충 1령 41마리를 구입하여 적응을 위해 3일 사육 후, 대조군 11마리, 조사군 (10 Gy, 20 Gy, 30 Gy 각 10마리)으로 분류하여 대전 소재 대학병원 방사선종양학과에서 선형가속기(Clinac IS, VERIAN, USA)를 이용하여 조사(6MV X-ray, Source-surface distance 96cm, field size 18 × 10cm, dose rate 600MU/min) 하였다. 조사 후 1주 간격으로 생존율, 체중을 측정하였다(사육 온도 20.6℃, 습도 64.3%). 모든 통계분석은 SPSS ver 22.0(Chicago, IL, USA)을 사용하여 체중은 평균과 표준편차로 나타내어 대조군과 X선 조사군 간에 독립 표본 T-검정(Independent t-test)을 실시하였고, 생존율은 교차분석으로 비교 하였다. 또한, 선량과 체중의 상관성을 Spearman 으로 분석하였다. 조사 후 3주차에서는 모근 군이 체중이 증가하였고, 대조군에 대해 10 Gy군과 20 Gy군은 통계학적인 유의한 차이를 보였고(p<0.05), 특히 30 Gy군과는 더 큰 차이를 보였다(p<0.01). 14주차에서 체중에서 대조군은 증가를 보였지만 조사군은 감소를 보였고, 대조군에 대해 10 Gy 군과 30 Gy 군(p<0.05), 20 Gy군(p<0.01) 간에 통계학적인 유의한 차이를 보였다. 조사 후 3주차에는 10 Gy군을 제외한 모든 군에서 급격한 생존율 감소를 보였고, 조사군에서 4주차까지 급격한 생존율 감소를 보였다. 대조군은 3주차부터 14주차까지 생존율의 변화(54.5%)가 없었다. 조사 후 3주차부터 조사에서 선량이 높을수록 낮은 생존율을 보였다. 조사 후 19주차에는 대조군 45.4%, 10 Gy군 30.0%의 생존율을 보였고, 20 Gy군과 30 Gy군에서는 모두 사망하였다. 조사 후 기간이 길어질수록 선량과 체중은 높은 음의 상관성을 보였다. X선은 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율에 영향을 미쳤고, 선량이 높을수록 체중과 생존율의 감소는 더 크게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Purpose of this study was to examine the survival rate and weight of rhinoceros beetle larvae by irradiating X-rays which are most commonly used in diagnosing and treating for diseases. Subjectts and Methods: In early April 2019, the rhinoceros beetle larvae 41 were classified into two groups as control group (11 larvae) and irradiated group (10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, each 10 larvae). The irradiated group was exposed by 6 MV X-ray using linear accelerators (Clinac IS, VERIAN, USA) at the University Hospital in Daejeon (Source-surface distance 96 cm, field size 18 × 10 cm, dose rate 600 MU/min), after environmental adaptation for 3 days (temperature 20.6℃, humidity 64.3%). The survival rate and weight were measured weekly after irradiating X-ray. All statistical analyses were performed using the SPSS ver. 22.0 (Chicago, IL, USA). The weight was analysed by Independent T-test, by cross-sectional analysis for survival rates between control and X-ray irradiated groups. Also, the correlation between dose and weight was analyzed by Spearman test. In 3-week after irradiating X-ray, weight was significant difference between control group and irradiated group (10 Gy or 20 Gy, p < 0.05; and 30 Gy, p < 0.01) with increasing weight in all experimental groups. In 14-week, weight was increased in the control group, but decreased in irradiated group. weight was significant difference between control group and irradiated group. The survival rate in 3-week was decreased rapidly in all experimental group except 10 Gy, to 4-week in irradiated group. The control group had no change in survival rate 54.5% from 3-week to 14-week. From the 3-week, it showed lower survival rate with increasing radiation dose in irradiated group. In 19-week, survival rate of control group and 10 Gy was 45.4% and 30.0% respectively, all died in 20 Gy and 30 Gy. Weight was significantly negative correlated with radiation dose as longer time after irradiating X-ray. The weight and survival rate of rhino beetle larvae is affected by irradiating X-rays, weight and survival rate decreased more in higher dose.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Environment and groups on rhinoceros beetle larvae.
그림 Fig. 2. Survival rate of rhinoceros beetle larvae after irradiation.
표 Table 1. Weighting change of rhinoceros beetle larvae after irradiation
그림 Fig. 3. Relationship of irradiation dose and weighting.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 질병의 진단 및 치료에 가장 많이 사용되는 X선을 노출시켜 장수풍뎅이 유충의 생존율과 체중의 변화를 알아보고자 하였다.

가설 설정

향후, 외부 형태학적인 변화를 관찰하기 위해서는 선량을 낮추거나 번데기 단계에서 X선을 조사할 필요가 있다. 셋째, 장수풍뎅이 유충 생존율이 실험군 간에 차이를 보였으나 통계학적인 의미를 부여할 수 없었다. 향후 개체 수를 증가시킨 추가적인 연구를 수행하면 의미 있는 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

제안 방법

1g)하였다(Fig 1). X선 조사 후 일주일 간격으로 체중은 14주차까지 측정하였고, 생존율은 19주차까지 확인하였다.
대조군을 제외한 X선 조사군에 대해 각 군별로 대전광역시 소재 대학병원 방사선종양학과의 선형 가속기(Clinac IS, VERIAN, USA, 2011)를 이용하여 조사하였다. 조사는 6 MV X-ray, Source-surface distance 96 cm, field size 18 × 10 cm, dose rate 600 MU/min 조건에서 실시하였다.
2019년 4월 장수풍뎅이 유충 1령 41마리를 대전 광역시 00하우스에서 구입하였다. 새로운 환경에 대한 적응을 위해 3일간 온도 20.6 ℃, 습도 64.3% 발효 톱밥 속에서 사육한 후 대조군 11마리와 X선 조사군(10 Gy군 10마리, 20 Gy군 10마리, 30 Gy군 10마리)으로 분류하였다. 중량계를 이용(AN-60A, Korea, 1987)하여 체중을 측정한 후 군 간에 유의한 차이 없이 분류(대조군 2.
3% 발효 톱밥 속에서 사육한 후 대조군 11마리와 X선 조사군(10 Gy군 10마리, 20 Gy군 10마리, 30 Gy군 10마리)으로 분류하였다. 중량계를 이용(AN-60A, Korea, 1987)하여 체중을 측정한 후 군 간에 유의한 차이 없이 분류(대조군 2.2g, 10 Gy군 1.86g, 20 Gy 군 2.01g, 30 Gy군 2.1g)하였다(Fig 1). X선 조사 후 일주일 간격으로 체중은 14주차까지 측정하였고, 생존율은 19주차까지 확인하였다.

대상 데이터

2019년 4월 장수풍뎅이 유충 1령 41마리를 대전 광역시 00하우스에서 구입하였다. 새로운 환경에 대한 적응을 위해 3일간 온도 20.

데이터처리

0(Chicago, IL, USA)을 사용하여 체중은 평균과 표준편차로 나타내어 대조군과 X선 조사군 간에 독립 표본 T-검정 (Independent t-test)을 실시하였고, 군 간의 생존율은 교차분석으로 비교하였다. 또한, 선량과 체중은 비모수 상관분석(Spearman test)을 하였다.
통계분석 모든 통계분석은 SPSS ver 22.0(Chicago, IL, USA)을 사용하여 체중은 평균과 표준편차로 나타내어 대조군과 X선 조사군 간에 독립 표본 T-검정 (Independent t-test)을 실시하였고, 군 간의 생존율은 교차분석으로 비교하였다. 또한, 선량과 체중은 비모수 상관분석(Spearman test)을 하였다.

성능/효과

감마선이 조사된 무당벌레 알의 생존율은 50 Gy 이상 선량에서는 부화하지 못하였으며, 1령과 3령 유충은 40 Gy 이상에서 대부분 사망하였고, 번데기 와 성충도 70 Gy 이상에서 조금씩 영향을 받기 시작하여 유약할수록 방사선감수성이 높은 결과를 보였다. ^[10] 또한, 지중해가루명나방에 감마선을 조사한 연구 결과에서도 선량이 증가할수록 사망률도 증가하였다.
첫째, 장수풍뎅이 유충에 X선을 조사하여 생 존율과 체중 변화에 대한 최초 연구이기 때문에 다른 동물이나 곤충 연구 결과와 비교할 수 밖에 없었다. 둘째, 장수풍뎅이 유충에 X선 조사 후 19주 차에 조사 군이 모두 죽어 성충으로 성장하지 못해 외부 형태학적인 변화를 관찰할 수 없었다. 향후, 외부 형태학적인 변화를 관찰하기 위해서는 선량을 낮추거나 번데기 단계에서 X선을 조사할 필요가 있다.
와 같은 경향을 보였다. 따라서, 이전의 연구 결과와 본 연구결과를 종합해 보면 방사선은 발육에 영향을 미쳐 체중 감소로 이어짐을 확인할 수 있다.
또한, 본 연구에서 선량이 높아질수록 체중은 낮아지는 음의 상관성을 보였고, 조사 후 기간이 길 어질수록 상관성은 더 크게 나타났는데, 2 Gy X선 을 조사한 흰쥐 태아 선천성 기형 연구에서 태아 체중이 대조군에 비해 조사군에서 현저히 감소한 결과^[7]와 같은 경향을 보였다. 따라서, 이전의 연구 결과와 본 연구결과를 종합해 보면 방사선은 발육에 영향을 미쳐 체중 감소로 이어짐을 확인할 수 있다.
본 연구결과 생존율이 조사 후 1주차에 모든 그 룹에서 100% 생존율이 나타난 것은 X선 노출 초기이기 때문에 생존율에 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다. 2주차부터 생존율의 변화를 보이기 시작하여 조사군에서 4주차 까지 급격한 생존율 감소를 보인 것은 새로운 환경 적응으로 인한 사망에 X선 이 사망을 촉진시킨 복합적인 영향에 의한 결과로 여겨진다.
본 연구결과에서 X선은 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율에 영향을 미치고, 선량이 높을수록 체중과 생존율이 감소하는 것을 최초로 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 앞으로 장수풍뎅이 방사선 연구의 기초자료로 사용될 수 있고, X선이 체중과 생존율에 미치는 메커니즘을 밝힐 수 있는 연구가 필요하다.
X선 조사 후 실험군에 따른 생존율 변화를 주차 별로 Fig 2에 나타내었다(통계분석 결과 개체수가 적어 의미있는 값을 보이지 않음). 조사 후 1주차에는 모든 그룹에서 100% 생존율을 보였으며, 2주차 에는 생존율의 변화를 보이기 시작하여 30 Gy군을 제외하고 생존율이 10~20% 감소하였다. 조사 후 3 주차에는 10 Gy군을 제외한 모든 군에서 급격한 생존율 감소를 보였고, 조사군에서 4주차 까지 급격한 생존율 감소를 보였다.
5%) 가 없었던 것으로 여겨진다. 조사 후 3주차부터 조사군에서 선량이 높은군 일수록 낮은 생존율을 보였고 19주차에는 10 Gy군 30.0%, 20 Gy군과 30 Gy군에서는 모두 사망하였다. 이는 선량이 생존율에 영향을 미쳤음을 의미한다.
5%)가 없었다. 조사 후 3주차부터 조사군에서 선량이 높을수록 낮은 생존율을 보였다. 조사 후 19주차에는 대조군 45.
^[9] 본 연구에서는 조사 후 2주차까지는 대조군과 조사군 간에 통계학적인 유의한 차이를 보이지 않아 X선이 체중에 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다. 조사 후 3주차에 대조군에 비해 모든 조사군의 체중이 유의하게 낮게 나타남으로써 X선이 체중에 대한 영향은 3주차부터 미친 것으로 판단되고, 4주차부터 측정 주차가 길어질수록 대조군과 조사군 간에는 체중 차이가 더 큰 유의한 차이를 보였다. 마지막 측정 14주차에서는 대조군에 대해 모든 조사군이 통계학적으로 유의한 낮은 체중을 보였다.
조사 후 3주차와 6주차, 14주차에서 선량과 체중의 상관성을 Fig 3에 나타내었다. 조사 후 기간이 길어 질수록 선량과 체중은 높은 음의 상관성을 보였다.

후속연구

본 연구결과에서 X선은 장수풍뎅이 유충의 체중과 생존율에 영향을 미치고, 선량이 높을수록 체중과 생존율이 감소하는 것을 최초로 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 앞으로 장수풍뎅이 방사선 연구의 기초자료로 사용될 수 있고, X선이 체중과 생존율에 미치는 메커니즘을 밝힐 수 있는 연구가 필요하다.
에서 일정량의 감마선에 노출된 유충과 번데기는 정상 개체에 비해 발육이 늦었고, 발육단계에 따른 영향에서 무당벌레는 유충이 알보다 방사선 감수성이 높은 것으로 나타났다. 우리 연구에서는 장수풍뎅이 유충을 대상으로만 실시하였기 때문에 발육단계에 따른 X선 영향은 추후 연구가 필요하다.
방사선이 동ㆍ식물에 미치는 영향은 체르노빌이나 후쿠시마 원전 사고로 인한 역학조사와 실험을 통해 이미 알려져 있다. 하지만, 방사선 종류 및 선량, 개체나 종에 따라 나타나는 결과는 다르기 때문에 아직도 다양한 실험동물을 통한 연구가 필요하다. 이에 저자 등은 최초로 장수풍뎅이 유충에 X 선을 조사한 후 시간 경과에 따른 생존율과 체중의 변화를 관찰하여 의미 있는 결과를 얻었다.
셋째, 장수풍뎅이 유충 생존율이 실험군 간에 차이를 보였으나 통계학적인 의미를 부여할 수 없었다. 향후 개체 수를 증가시킨 추가적인 연구를 수행하면 의미 있는 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
^[10] 우리 연구 에서는 조사 후 19주차 유충 단계에 사망해서 성충 에서의 외관상 변화를 확인할 수 없었지만, 유충 단계에서 외관상 대조군과 조사군 간에 차이가 관찰되지 않았다. 향후, 방사선에 의한 장수풍뎅이의 외관상 변화를 알아보기 위해서는 선량을 낮추거 나 장수풍뎅이 번데기 단계에서 X선 노출을 통한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
둘째, 장수풍뎅이 유충에 X선 조사 후 19주 차에 조사 군이 모두 죽어 성충으로 성장하지 못해 외부 형태학적인 변화를 관찰할 수 없었다. 향후, 외부 형태학적인 변화를 관찰하기 위해서는 선량을 낮추거나 번데기 단계에서 X선을 조사할 필요가 있다. 셋째, 장수풍뎅이 유충 생존율이 실험군 간에 차이를 보였으나 통계학적인 의미를 부여할 수 없었다.

참고문헌 (15)

C. M. Rumack, "2010 ACR presidential address, patient-focused radiology: Taking charge of radiation dose", Journal of The American College Of Radiology, Vol. 7, No. 1, pp. 837-844, 2010. http://dx.doi.org/10.1016/j.jacr.2010.07.003

상세보기
International Commission on Radiological Protection., "Managing patient dose in digital radiology", ICRP publication, Vol. 93, 2003.
S. A. Geras'kin, S. V. Fesenko, R. M. Alexakhin, "Effects of non-human species irradiation after the Chernobyl NPP accident", Environ International, Vol. 34, No. 6, pp. 880-897, 2008. http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2007.12.012

상세보기
V. G. Bebeshko, K. M. Bruslova, N. M. Tsvietkova, L. O. Lyashenko, T. I. Pushkareva, L. O. Honchar, A. S. Sergeeva, M. Yatsemyrskii, Y. M. Samson, I. V. Trihlib, O. I. Makovey, "Effect of someunfavorable factors of environment on the survival of children with acute leukemia in a long term period after accident on the chornobyl NPP", Problemy radiatsiinoi medytsyny ta radiobiolohii, Vol. 23, No. 1, pp. 254-262, 2018. http://dx.doi.org/10.33145/2304-8336-2018-23-254-262
S. Akiba, "Epidemiological studies of Fukushima residents exposed to ionising radiation from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant prefecture--a preliminary review of current plans", Journal of Radiological Protection, Vol. 32, No. 1, pp. 1-10, 2012. http://dx.doi.org/10.1088/0952-4746/32/1/1

상세보기
A. Hiyama, C. Nohara, S. Kinjo, W. Taira, S. Gima, A. Tanahara, J. M. Otaki, "The biological impacts of the Fukushima nuclear accident on the pale grass blue butterfly", Scientific Reports, Vol. 2, No. 1, pp. 1-10, 2012. http://dx.doi.org/10.1038/srep00570
W. J. Lee, S. R. Han, O. Jeong, S. I. Kim, M. J. Cho, W. S. Kim, "Radiation-induced Congenital Anomalies in the Rat Fetuses", Korean Journal of Physical Anthropology, Vol. 14, No. 2, pp. 159-168, 2001. http://dx.doi.org/10.11637/kjpa.2001.14.2.159

상세보기
W. J. Lee, S. K. Son, M. A. Lee, Y. S. Yang, W. S. Kim, "Low-dose Radiation-induced Hormetic Effect in the Rat Ovarian Follicle", Korean Journal of Physical Anthropology, Vol. 20, No. 3, pp. 201-211, 2007. http://dx.doi.org/10.11637/kjpa.2007.20.3.201

상세보기
A. Ayvaz, S. Albayrak, A. Tuncbilek, "Inherited sterility in Mediterranean flour moth Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae): Effect of gamma radiation on insect fecundity, fertility and developmental period", Journal of Stored Products Research, Vol. 43, No. 3, pp. 234-239, 2006. http://dx.doi.org/10.1016/j.jspr.2006.06.003
M. J. Seo, H. J. Lee, E. J. Kang, S. Y. Kang, Y. M. Yu, Y. N. Youn, "Effects of Gamma Irradiation on the Survival and Development of the Multicolored Asian Ladybird Beetle, Harmonia axyridis (Coccinellidae, Coleoptera)", Korean Journal of Applied Entomology, Vol. 50, No. 4, pp. 335-342, 2011. http://dx.doi.org/10.5656/KSAE.2011.10.0.60

원문보기 상세보기
H. J. Joo, H. Choi, K. H. Yang, D. K. Keum, H. S. Kim, "Organ Weights and Splenocytic Apoptosis in ${\gamma}$ -irradiated Korean Dark-Striped Field Mice, Apodemus Agrarius Coreae", Journal of Radiation Protection and Research, Vol. 40, No. 3, pp. 168-173, 2015. http://dx.doi.org/10.14407/jrp.2015.40.3.168

원문보기 상세보기
http://www.law.go.kr/LSW/lsLinkProc.do?&lsNm%EB%8F%99%EB%AC%BC%EB%B3%B4%ED%98%B8%EB%B2%95&chrClsCd010202&mode20&ancYnChk0#
H. W. Jang, S. Y. Choi, H. S. Choi, S. Y. Park, S. T. Jeong, S. H. Yeo, B. R. Park, "Quality Characteristics of Oil and Defatted Powder from Allomyrina dichotoma Larvae", Journal of food science and nutrition, Vol. 47, No. 11, pp. 1153-1158, 2018. http://dx.doi.org/10.3746/jkfn.2018.47.11.1153
H. J. Ryu, H. J. Song, S. O. Lee, "Enzymatic Preparation and Antioxidant Activities of Protein Hydrolysates from Allomyrina dichotoma Larvae", Journal of food science and nutrition, Vol. 48, No. 4, pp. 410-417, 2019. http://dx.doi.org/10.3746/jkfn.2019.48.4.410
C. S. Shin, D. Y. Kim, W. S. Shin, "Characterization of chitosan extracted from Mealworm Beetle (Tenebrio molitor, Zophobas morio) and Rhinoceros Beetle (Allomyrina dichotoma) and their antibacterial activities", International Journal of Biological Macromolecules, Vol. 125, pp. 72-77, 2018. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.11.242

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표제어: PCR

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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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