• 생명과학회지
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• 제32권9호
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• pp.712-720
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• 2022

비록 PM_2.5 노출과 다양한 안구 표면 질환과 관련성이 많은 선행 연구에서 알려졌지만, PM_2.5 가 각막에 미치는 세포 독성에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구의 목적은 PM에 의한 각막 상피세포의 유해성을 평가하기 위한 in vitro 모델로서 쥐의 각막유래 상피세포(primary rat corneal epithelial cells, RCE cells)의 효능을 조사하는 것이다. 이를 위하여 쥐의 눈에서 분리한 1차 배양 세포가 각막 상피세포임을 pan-cytokeratin 염색을 통하여 확인하였으며, PM_2.처리에 의한 각막 상피세포의 형태학적 변화를 동반한 생존율의 억제는 세포사멸 유도와 관련이 있었다. 또한 PM_2.가 처리된 각막 상피세포에서는 ROS의 생성이 증가되었으며, 이는 미토콘드리아 기능 장애와 연관성이 있었다. 이와 함께 PM_2.는 각막 상피세포에서 NO, TNF-α, IL-1β 및 IL-6를 포함한 염증 매개인자 및 사이토카인의 생성을 증가시켰다. 아울러 heatmap 분석을 통해 BLNK, IL-1RA, Itga2b, ABCb1a 및 Ptgs2가 미세먼지 유도 안구 질환의 임상 치료를 위한 잠재적인 표적 유전자로서 제시하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 1차 쥐의 각막 상피세포가 PM_2.에 의한 각막 상피세포 병리기전 연구에 유용한 모델일 수 있으며, 산화적 및 염증성 반응이 PM_2.유발 안구 표면 장애 유도에 핵심적인 역할을 함을 알 수 있었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제18권4호
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• pp.418-423
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• 2001

각막상피의 창상치유에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 Nerve Growth Factor(NGF)의 내인성 변화와 국소적 투여효과를 알아보았다. 6마리의 Beagle 을 사용하여 비교군인 오른쪽 눈에만 6mm의 기계적인 각막 창상을 만들었고 왼쪽 눈은 대조군으로 사용하였다. 눈물은 수술후 1주일동안 매일, 각막 상피는 수술중 그리고 수술후 7일에 각각 채취하여 NGF 농도를 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)를 사용하여 측정하였다. 2차 실험으로, 16마리의 Bealgle을 사용하여 오른쪽 눈에 위와 동일한 창상을 만든 후, 창상 부위가 회복될 때까지 recombinant human (rh) NGF (n=4), murine NGF (n=6) 그리고 anti-NGF blocking antibody (n=6)를 6시간마다 점안하였으며, 왼쪽 눈은 bovine serum albumin (BSA)를 점안하여 대조군으로 사용하였다. 창상 면적은 NIH image software를 이용하여 분석하였다. 대조군에 비하여, 비교군의 눈물내 NGF는 치유초기에 현저하게 증가하였으며, 각막 상피의 NGF도 유의적인 증가를 보였다. 그러나 rh NGF, murine NGF, anti-NGF blocking antibody처치군과 BSA처치군 간에는 각막창상 치유에 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 각막창상후, rh NGF 혹은 murine NGF의 추가적인 국소점안은 정상개의 각막상피 치유에 효과가 없었으나, 창상후 초기 치유기동안 눈물과 손상받은 각막상피에서 내인성 NGF의 급격한 보상성 증가로 미루어 NGF는 각막 상피의 창상치유에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

• 한국안광학회지
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• 제13권4호
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• pp.65-73
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• 2008

목적: 장기간의 각막굴절교정렌즈 착용자에서 연령에 따라 나타나는 굴절교정효과를 비교하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방법: 각막굴절교정술을 원하는 지원자 중 안과 질환이 없으며 하루에 최소 8시간 이상 렌즈를 착용할 수 있는 대상자 95명을 어린이군, 청소년군 및 성인군으로 세분하였다. 각막굴절교정렌즈를 피팅한 후 렌즈 착용 전, 렌즈 착용 1일, 7일, 14일, 1개월, 3개월 및 6개월 후에 나안시력, 굴절이상도, 중심부 각막곡률반경, 각막비구면도 및 각막중심두께를 각각 측정하였다. 통계분석은 Paired Student t-검정 및 ANOVA 분석, Perason correlation을 이용하였고 유의수준은 p<0.05로 하였다. 결과: 모든 각막굴절교정렌즈 착용군에서 나안시력은 개선되었고(p<0.001), 각막중심부 두께가 감소하였으며 각막중심부는 편평해지고 각막은 구형으로 변형되었다. 어린이군에서는 청소년군 및 성인군과 비교하여 시력 및 각막중심부 곡률변화가 빠르며(p<0.001), 굴절력 감소 목표값에 일찍 도달하였다. 장기간 각막굴절교정렌즈 착용 후 나타나는 시력 변화는 각막중심부 두께 변화량과 상관성이 높았으며 특히 어린이 및 청소년군에서 더 높았고, 각막중심부 두께 변화량은 굴절력 감소 목표값과 상관성이 높았다. 결론: 각막굴절교정렌즈 장기착용 후 나타나는 시력 변화는 각막중심두께 변화와 관계되고 이것은 굴절력 감소 목표값과 상관성이 높으며 나이가 어린 착용자에서 빠른 변화가 관찰되었다. 이것은 착용자의 나이가 많으면 각막굴절교정렌즈에 의한 상피조직의 반응이 느려지기 때문으로 추정되며 본 연구결과는 각막굴절교정술에서 나타나는 여러 임상적인 증상을 이해하는 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• Applied Microscopy
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• 제36권3호
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• pp.227-234
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• 2006

구면과 비구면 RGP렌즈 장용시 효과를 비교하기 위하여 3주간 실험토끼 눈의 각막에 콘택트렌즈를 착용 시켜 조사하였다. 8마리의 흰 실험토끼 눈 중 4마리의 우안은 구면 RGP렌즈, 4마리의 우안은 비구면 RGP렌즈를 착용 하였다. 왼눈은 대조군으로 사용하였다. 콘택트렌즈착용 3주 후 안구를 적출하여 형태변화를 주사전자현미경으로 관찰하였으며 RGP렌즈를 착용시 각막 상피 세포증식률을 조사하였다. 구면 RGP렌즈를 착용 후, 상피층은 비구면에 비하여 손상을 받았고 상피층은 심하게 벗겨져 나갔으며 세포 크기는 비정상으로 변하였다. 구면과 비구면 렌즈 두 군 모두 많은 박테리아가 보였으며 렌즈의 후면은 양치류 모양의 형태를 발견하였다. 비구면 렌즈의 원재료는 구면렌즈보다는 다소 정형적으로 보였다. 이러한 형태는 대기로부터 산소 전달을 방해함으로 인하여 구면렌즈를 착용한 군에서 각막을 변화시킨 것으로 생각된다. 이 논문은 구면 렌즈보다는 비구면 렌즈가 생리적으로 각막 세포에 덜 영향을 미쳐 더 적합한 것을 제시한다.

• 한국안광학회지
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• 제12권3호
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• pp.19-25
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• 2007

현재 시중에서 유통되고 있는 소프트 콘택트렌즈 관리용액인 다목적용액(Multi Purpose Solution, MPS)이 결막세포주(Clone 1-5C-4 cell line)에 미치는 증식저해정도와 가토안의 각막상피 및 내피조직에 미치는 손상정도를 비교 관찰하고자 시행하였다. MPS는 $ReNu^{(R)}$ (Baush & Lomb, USA), Opti-free $express^{(R)}$ (Alcon, USA), Free-sol $plus^{(R)}$ (Hanamedicon, Korea)를 사용하였다. 세포증식 저해율은 결막세포주를 배양 한 후 MTT assay로 검정하였고, 형태학적으로는 광학현미경으로 Hematoxylin & Eosin staining 표본을 제작하여 관찰하였다. In vivo 실험은 백색 가토 9마리(18안)를 3군으로 분류하여 실험군인 좌안(9안)에는 각 MPS제품을, 대조군인 우안(9안)에는 보존제가 포함되지 않은 멸균생리식염수를 접안하였다. 일정기간 접안 후, 가토안의 각막표변을 Rose bengal로 염색하여 관찰하였고 각막상피 및 내피조직의 변화는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)으로 비교 관찰하였다.

• 한국안광학회지
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• 제3권1호
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• pp.93-101
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• 1998

본 연구는 발생과정에 따른 흰쥐 각막의 변화를 주사 및 투과형 전자현미경으로 관찰하였다. 생후 1일된 안검이 개검되지 않은 흰쥐의 각막 60안, 생후 10주된 성체 흰쥐의 각막 40안을 적출하여 각막의 변화를 비교 연구 하였다. 연령증가에 따라 각막의 미세구조의 변화가 나타났으며 각막의 상피는 오각형의 모양이며, 세포간 경계는 분명하였으나 성장할수록 탈락세포는 짙은 전자밀도를 나타냈으며, 새로 생성된 세포는 밝은 전자밀도를 나타내어 명암의 차이가 뚜렷하였다. 보우만층은 연령의 증가에 따라 콜라겐섬유가 불균질한 구조에서 균질한 구조로 변화하였다. 실질층의 각막세포는 세포 소기관의 밀도가 성체로 갈수록 감소하였고, 콜라겐층은 연령증가에 따라 종횡으로 평행배열을 나타내었다. 데스멧층은 성체로 갈수록 "banded layer"에서 "non-banded layer"의 형태로 변화하였으며 층의 두께가 현저히 두꺼워진것이 관찰되었다. 내피층은 단층으로 구성되어 있으며, 성체로 갈수록 내피 세포수는 감소하는 반면 감소된 세포수의 자리는 세포 크기가 확대됨으로써 보상되었다.

• Applied Microscopy
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• 제36권3호
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• pp.141-153
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• 2006

본 연구는 시중에서 유통되고 있는 콘택트렌즈 관리용액인 다목적용액 (multi-purpose solution, MPS)이 세포에 미치는 증식저해정도와 실험용 토끼눈의 각막 상피 및 내피조직에 미치는 손상정도를 비교 관찰하고자 시행하였다. MPS는 $ReNu^{(R)}$ (Baush & Lomb, USA), Opti-free $express^{(R)}$ (Alcon, USA), Free-sol $plus^{(R)}$ (Hanamedicon, Korea)를 사용하였다. 세포증식 저해율은 L929세포주를 배양 후 MTT assay로 검정하였고, 형태학적으로는 광학 현미경과 Hematoxylin & Eosin staining 표본을 제작하여 관찰하였다. In vivo 실험은 백색 가토 9마리 (18안)를 3군으로 분류하여 실험군인 좌안(9안)에는 각 MPS제품을, 대조군인 우안(9안)에는 보존제가 포함되지 않은 멸균생리식염수를 점안하였다. 일정기간 점안 후, 실험용 토끼눈의 각막표면을 Rose bengal로 염색하여 관찰하였고 각막상피 및 내피조직의 변화는 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM)으로 관찰하였다. 세포증식 저해율은 각각 54, 73, 36%로 나타났으며, 형태학적 변화는 L929세포주의 일반적인 형태와 달리 타원형 또는 원형으로 위축되었다. Rose bengal 염색 결과, 각 실험군은 대조군과 달리 전반적으로 붉게 염색되었고 주사전자현미경 (SEM)관찰 결과, 각막상피는 다각형 모자이크(polygonal mosaic)형태의 균일도가 감소하였고, 각막내피 또한 형태가 불규칙하였으며 섬유아세포만 국소적으로 관찰되었다. 따라서 MPS의 항미생물의 효과와 더불어 생체세포의 안전성면에서 고려해 볼 때 합성보존제의 농도개선과 세포독성이 없는 새로운 보존제 개발의 지속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Applied Microscopy
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• 제28권4호
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• pp.491-502
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• 1998

The present study was conducted to investigate the structural changes in rat cornea. Sixty eyes from one-day-old uneyed rats, fourty eyes from 4-weeks-old rats, and foully eyes from 10-weeks-old adult rats were used. With the increase of age, the epithelial layer was thickened by the addition of new successive cellular layers. Then, the new-born rat's epithelial cells formed a pentagonal shape, and the quality of decidual cells showed a high electron-density, although the boundary between cells was distinctive. The newly produced cells showed a low electron-density so that there was the distinctive difference between light and darkness. In Bowman's layer, collagen fibrils demonstrate a regularly arranged structure along with the age. In stroma's layer, the density of keratocytes was decreased and thereby Progressively flattened during the development. The collagenous layer of the adult rats was more distinctive than that of the new-born rats in a form of parallel alignment running vertically and horizontally.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.103-109
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• 2005

토끼 구강점막 상피 세포의 분리 및 일차배양 방법, 세포성장에 미치는 환경인자의 영향에 대한 연구를 T75-플라스크를 사용하여 수행하였다. 토끼의 구강점막조직을 채취(biopsy)한 후 트립신(trypsin) 효소처리방법을 이용하여 $0.25cm^2$ 점막 조직으로부터 $1.92{\pm}0.59{\times}10^6$개의 점막 상피세포를 회수할 수 있었다. 회수한 점막 상피세포를 50 mg/L BPE(bovine pituitary extract), $5.0{\mu}g/L$ EGF(human recombinant epidermal growth factor), 0.15 mM $Ca^{2+}$을 함유한 K-SFM(keratinocyte serum free medium)을 10 mL씩 사용하여 일차 배양한 결과 8일 만에 배양용기표면에 세포가 포화(confluent)하게 성장하였고 배가시간은 2.45일이었다. 일차 배양한 세포를 회수한 후 배지종류, 배지부피, 첨가물 종류가 상피세포성장에 미치는 영향을 조사하였다. 혈청첨가배지는 세포성장에 부정적인 효과를 나타냈고, 혈청농도가 증가함에 따라 세포성장은 큰 변화가 없었다. 배지부피가 증가함에 따라 세포성장은 감소하였고, 칼슘농도가 증가할수록 세포성장은 증가하였으며 2.0 mM에서 최적치를 나타내었다. 이상으로 토끼 구강점막 상피세포를 T75-플라스크를 사용하여 배양하는 경우 50 mg/L BPE, $5.0{\mu}g/L$ EGF, 2.0 mM $Ca^{2+}$을 함유한 K-SFM을 10 mL씩 사용하는 조건이 가장 적합하였고 배가시간은 1.32일이었다. 이러한 연구결과는 향후 점막뿐만 아니라 피부, 각막 등 인체에 존재하는 상피세포배양을 위한 공정개발이나 생물반응기 설계에 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제34권6호
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• pp.275-283
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• 2021

본 연구에서는 화학 물질의 급성 안자극 시험을 수행하기 위한 세포 기반 미세유체 칩의 개발과 응용에 관한 연구를 수행하였다. 포토리소그래피와 소프트리소그래피 공정을 이용하여 미세유체 칩을 제작하였으며, 칩은 배양 면적이 다른 3개의 세포 배양 구획으로 이루어져 있다. 세포 기반 안자극 시험은 토끼 각막 상피 세포를 사용하여 수행하였다. 미세유체 칩에 배양된 세포에 화학 물질 수용액을 처리한 후 일정한 간격으로 세포를 관찰하고, 생존율 곡선을 기반으로 세포 사멸에 대한 속도 상수를 계산하였다. 세포-세포 사이의 연접, 세포-기판 사이의 부착, 초기 세포 수 변화가 세포 사멸 속도에 미치는 영향을 조사하여 미세유체 칩의 성능을 검증하였다. 안자극 시험의 표준물질인 sodium dodecylsulfate (SDS) 수용액의 다양한 농도 조건에서 안자극 시험을 수행하였다. 화학 물질의 수용액에 300초 동안 노출시킨 세포의 생존율을 이용하여 안자극을 시험하였다. 최종적으로 미세유체 칩의 각 구획에 대한 가중치를 기반으로 독성 점수(toxicity score, TS) 산출식을 얻었다. 본 연구에서 개발한 세포 기반 미세유체 칩은 화장품과 제약에 사용되는 화학 물질의 안자극 시험에 활용될 수 있을 것이다.