초록 ▼

□ 연구개요
간헐적 저산소증(intermittent hypoxia)은 normoxia와 hypoxia가 반복되는 상태를 말하며, 여러 연구에서 chronic hypoxia와 비슷한 효과를 가져올 수 있다고 보고되면서 주목을 받고 있으며 임상적으로 대표적인 예는 ‘수면무호흡증’이다. 수면무호흡증은 주기적으로 호흡의 중지와 이로 인한 수면 중 각성을 특징으로 하는 질환으로 간헐적 저산소증(hypoxemia와 reoxygenation)으로 인하여 조직 손상이 일어날 수 있으며 다양한 심각한 합병증이 발생할 수 있다. Intermit

□ 연구개요
간헐적 저산소증(intermittent hypoxia)은 normoxia와 hypoxia가 반복되는 상태를 말하며, 여러 연구에서 chronic hypoxia와 비슷한 효과를 가져올 수 있다고 보고되면서 주목을 받고 있으며 임상적으로 대표적인 예는 ‘수면무호흡증’이다. 수면무호흡증은 주기적으로 호흡의 중지와 이로 인한 수면 중 각성을 특징으로 하는 질환으로 간헐적 저산소증(hypoxemia와 reoxygenation)으로 인하여 조직 손상이 일어날 수 있으며 다양한 심각한 합병증이 발생할 수 있다. Intermittent hypoxia와 상처 회복과의 연구는 매우 중요한 주제이지만 과거 전혀 연구되지 않았던 분야로 독창적이면서 추후 사회, 경제적 파급 효과를 생각해 볼 때 매우 중요한 과제로 생각된다. 따라서, 본 연구에서는 in vitro, in vivo, human study를 통해 수면 무호흡과 같은 간헐적 저산소증이 각각의 세포나 조직의 상처 회복에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 아울러, 간헐적 저산소증이 상처 회복을 억제하는 기전과 이를 보호하는 물질을 탐색하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
상처회복 지연에 영향을 미치는 intermittent hypoxia의 in vitro 조건(1% O₂ :10min., 20% O₂ :5min. & media의 FBS 농도 0.1%)을 확립한 후 상처 회복 실험을 진행하였다. BEAS-2B(human bronchial epithelial cell line), HMEEC(Human Middle Ear Epithelial Cell line), HaCaT cell(human keratinocyte cell line) 등의 다양한 세포주를 사용하여 intermittent hypoxia를 처리한 BEAS-2B cell /HMEEC cell / HaCat cell의 상처회복 정도가 normoxia를 처리한 cell에 비해 8hrs / 24hrs / 48hrs부터 통계적으로 유의하게 감소됨을 확인하였으며 이를 통해 intermittent hypoxia가 normoxia에 비해 상처치유 지연효과가 있음을 확인하였다. 또한, intermittent hypoxia가 cell morphology와 nucleus에 미치는 영향을 확인하기 위해 BEAS-2B에 intermittent hypoxia를 24hrs 처리 후 cell morphology와 nucleus morphology을 DAPI staining을 통해 관찰한 결과 intermittent hypoxia가 세포사멸을 유도하지 않는 다는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, intermittent hypoxia의 상처치유 지연에 영향을 미치는 신호전달 기전을 연구하기 위해, 상처치유에 관여하는 것으로 알려진 MAPK signaling pathway와 Akt signaling pathway의 변화를 살펴보았다. BEAS-2B cell 에 intermittent hypoxia와 normoxia를 시간(2hrs, 4hrs, 8hrs)별로 각각 처리하여 western blot을 실시한 결과 intermittent hypoxia를 처리한 세포주에서 p-ERK1/2, p-p38 그리고 p-Akt가 intermittent hypoxia를 처리한지 4hrs 때에서 증가되는 것으로 확인되었다.
수면무호흡을 유발을 위한 간헐적 저산소증 동물 모델을 개발하기 위해 산소 농도 조절이 가능한 chamber를 자체 제작한 후 실험 조건(1% 2min, 21% 2min으로 7시간동안 처리)을 확립한 후 상처 회복 실험을 진행하였다. Mouse의 피부에 상처를 만든 후 피부 상처 발생 (0day) 후, 2일, 5일, 7일에서 정상군(control)과 간헐적 저산소군 (IH) 의 상처 회복 정도에 통계적으로 유의한 차이를 확인하였다. 하지만, 고막 상처(천공) 회복 실험은 mouse의 귀 내부공간이 너무 작아서 정확한 천공 관찰이 힘들어 실험을 더 이상 진행하기 어려웠다. 대신 1차 년도에서 확인한 in vitro study를 연장하여 간헐적 저산소와 염증의 상처 회복에 대한 시너지 효과 연구를 진행하였다. 그 결과 5ug/ml LPS 처리군과 간헐적 저산소군은 정상군(control)에 비해 상처 치유 지연 효과가 관찰 되었다. 하지만, LPS과 간헐적 저산소를 동시에 처리한 군에서는 정상군에 비해 상처 치유 지연효과가 나타나지 않았으며 단독으로 처리한 군에 비해서도 시너지 효과가 없는 것으로 나타났다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 수면무호흡증의 증상 및 합병증을 유발하는데 중요한 기전인 간헐적 저산소증(intermittent hypoxia)에 의한 상처 회복 지연 효과를 확인할 수 있었다. 이는 과거 문헌에서 거의 알려져 있지 않았던 새로운 사실로 본 실험은 이를 처음으로 확인하고 증명한 연구로 가치가 높을 것으로 생각된다. 수면무호흡증은 주간 졸음, 만성 피로, 집중력 저하 등 다양한 증상을 유발할 수 있으며 치료되지 않는 경우 고혈압, 당뇨, 뇌졸중, 치매 등 심각한 합병증을 일으킬 수 있는 질환으로 본 연구 결과를 통해 수면무호흡증이 있는 환자의 경우 정상인에 비해 상처 회복이 지연될 수 있음을 강조하는데 필요한 기본 자료 이용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 만성적으로 상처 회복이 지연되는 환자에서 다양한 지연 원인들 중 하나로 수면무호흡증을 의심해야 할 것으로 생각된다. 아울러, 욕창 환자나 당뇨발과 같은 회복이 중요한 상처를 가진 수면무호흡 환자에서 상처 회복을 촉진시킬 수 있는 새로운 접근 방법으로 양압기나 수술과 같은 수면무호흡 치료를 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1. 간헐적 저산소증 (intermittent hypoxia) 의 in vitro 조건 확립 ... 4
• 2. 다양한 cell line을 통한 intermittent hypoxia 의 상처회복 지연에 미치는 영향 확인 ... 6
• 3. Intermittent hypoxia가 cell morphology 와 nucleus morphology 에 미치는 영향 ... 9
• 4. Intermittent hypoxia 의 신호전달 기전 ... 10
• 5. 간헐적 저산소증 동물 모델 개발 ... 10
• 6. 다양한 부위에서의 실험 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 28