Development of a Noble Dosimetry Using Metaphase Analysis and Micronuclei Assay of Bone Marrow Cells in Mice

마우스 골수세포의 중기염색체 분석 및 미소핵 검사를 이용한 피폭선량 평가법의 개발

Purpose: The purpose of this study was to develop in vivo dosimetries using both chromosomal aberrations and micronuclei in mice to assess biological effects of radiations. Materials and Methods: Five each mice were irradiated with 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10 Gy of Cs-137 gamma-rays. We scored numbers of chromosomal aberrations in metaphase spreads and numbers of micronuclei in bone marrow smears under light microscope, and obtained the dose-response relationships. We also examined the relationship between the two dose-response curves. Results: The frequency of both chromosomal aberrations and micronuclei increased with dose, in a linear-quadratic manner The delta, beta, and alpha coefficients were 0.0176, 0.0324, and 0.0567 for metaphase analysis (r=1.0, p<0.001) and 0.0019, 0.0073, and 0.0506 for micronuclei assay (r=1.0, p<0.001). The frequency of chromosomal aberrations and micronuclei in different radiation doses was significantly correlated (r=0.99, p<0.01). Conclusion: In vivo dosimetry using either metaphase analysis or micronucleus assay was feasible in mice. These methods could be useful to evaluate biological effects of radiation.

목적: 마우스를 전신조사한 다음 골수세포를 추출하여 중기염색체 분석법과 미소핵 검사법으로 방사선량별 염색체 이상의 빈도를 관찰하고 이를 통하여 표준선량반응곡선을 얻어내어 방사선이 인체 골수세포에 미치는 영향을 추정하기 위해 이 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: ICR계 마우스를 대상으로 각각 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10 Gy를 조사하고 대퇴골의 골수를 추출하여 중기염색체 분석법을 시행하였고, 0, 1, 2, 3, 4, Gy를 조사한 후 미소핵 분석법을 시행하였다. 각각의 조사량에 따라 중기염색체에서 이중 중심체형 염색체와 반지형 염색체를 계수하였고, 다염성적혈구에서 관찰된 미소핵을 계수하였다. 결과: 중기염색체에서 이중 중심체형 염색체와 반지형 염색체의 빈도를 나타내는 Ydr 값은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10 Gy에서 각각 0.002, 0.107, 0.33, 0.625, 1.055, 1.662, 5.843이었고 선량-반응관계를 선형회귀분석한 결과 방사선량(D)과 염색체이상 빈도(YDR)와의 관계는 YDR=0.0176+0.0324D+0.0567$D^2$ (r=1.0, p<0.001)으로 나타났다. 다염성적혈구에서 관찰된 미소핵은 0, 1, 2, 3, 4, Gy에서 각각 0.001, 0.062, 0.218, 0.478, 0.841로 방사선량(D)과 미소핵의 빈도(mn)와의 관계는 F(mn)=0.0019+0.0073D+0.00506$D^2$ (r=1.0, p<0.001)로 나타나 선량에 따른 염색체이상의 빈도는 이차함수식으로 증가함을 알 수 있었다. 두 가지의 검사방법간에는 매우 강한 상관관계를 나타내었다(r=0.99, p<0.01). 결과: 마우스의 골수세포에서 중기염색체 분석법과 미소핵 검사법은 생체 내의 피폭선량을 평가하는데 매우 유용하였고, 이 두 가지 검사법 중 어느 방법을 사용하여도 방사선에 의한 생물학적 효과를 평가할 수 있을 것으로 사료되었다.